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花卉灌溉水的杀菌技术及原理

发布时间：2024-10-26 09:44:27 来源：农资网编辑：郑钦文本文有2139个字，大约阅读时间6分钟

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随着花卉栽培面积的扩大和对品质要求的提升，对水质的清洁与无菌要求也更高。通过灌溉水传播的病原物主要有真菌、细菌、病毒与线虫等。虽然并不是所有的微生物都对植物产生危害，但是当这些微生物进入植物后都可能造成植物感病直至死亡。所以杀菌作业就是要去除、杀死这些病原物。从经济成本的观点出发，杀菌越彻底，成本将越高，由于病原物在某些低浓度之下，并不一定致病，因此灌溉水不一定需要百分之百的杀菌。但为确保花卉不致因为灌溉而遭受到外来病原菌的侵害，灌溉水必须解决杀菌问题。一、主要的杀菌技术目前可用的杀菌技术主要有热处理、臭氧处理、紫外线辐射、缓速砂滤法、膜过滤法、离子杀菌法等。 1.热处理这种处理的方法是将灌溉水经过95℃的热交换，时间达到30s以上。在进入热交换器之前，pH值要减少到4.5以下，以避免钙质累积在热交换器上。交换器的管壁材料以不锈钢或钛合金为主。加热能源以天然气为例，每立方米热水约需要2～4立方米的天然气。目前在荷兰的花卉种植业主主要是使用这种技术进行杀菌。 2.臭氧处理臭氧因为具有3个氧分子，对细胞膜具有很强的氧化能力。使用时在密闭室内，每立方米体积灌溉水需要使用10g臭氧。使用前水的pH值要低于4.0，使用后放置1h才可供应灌溉。水要通过炭质过滤以避免臭氧逸入温室内或停留在水中产生毒性。 3.紫外线处理这种方法最为流行和可靠，下文还将进行详细的介绍。主要是使水流通过紫外光照射，其剂量为100～300ml/平方厘米。 4.缓慢砂滤法这种方法在许多国家用以过滤饮用水。研究结果显示，用0.35～0.5mm的细砂可滤除真菌，对细菌的滤除率为95%～99%。滤菌作业缓慢是这种技术的主要问题，对病毒则无法滤除。 5.膜过滤法该方法是利用孔径极小的过滤隔膜，用以隔除真菌、细菌或线虫的进入，使用的孔径0.05～0.25μm。主要的应用问题在于孔径容易阻塞。 6.离子杀菌法这项技术目前还停留在研究阶段，主要的问题在于完成杀菌的灌溉水不容易去除残留离子，对植物产生毒害。目前在荷兰与北美地区温室灌溉用水的杀菌仍是以热处理、臭氧处理与紫外光杀菌3种为主。在选择灌溉杀菌设备时，除了考虑花卉作物与病原的相互关系，在杀菌系统的规划设计上也必须要考虑到水源的供应、储存，而使用成本更是决定性的因素。此外还需要考虑的问题在于是否需要百分之百的完全杀菌，如果花卉作物对于病原有抵抗性，就不需要彻底杀菌以降低成本。二、紫外光杀菌技术简介由于国内花卉栽培（尤其是温室花卉栽培）中病毒病的猖獗，利用紫外线杀菌是最可靠的技术，因此在此加以详细的介绍。 1.作用原理紫外光是光线某一波段，也可称为一种电磁波。能量由频率或波长所决定。紫外线通常又分为3类：紫外线A（长波紫外线）、紫外线B（中波紫外线）和紫外线C（短波紫外线）。由于紫外线C具有最短的波长与最高的能量，因此最适合用以杀菌作业。紫外线对付病原物的方式是利用其能量贯穿细胞膜，并遮断分子的DNA。由于DNA结构受到紫外线的辐射作用，所有基因资料不再存在，无法再读取，因此引起细胞失去作用或是死亡，也因此失去再繁殖能力。造成病害细胞失去生命作用的辐射量决定因子有两项：一是在紫外线作用时，灌溉水所吸收的强度（或称密度）。二是灌溉水在处理室内的作用时间，两者的乘积称为剂量，单位为mJ/平方厘米。 2.杀菌技术使用紫外线杀菌作业基于两种因子：使用剂量的强度与时间。在实际作业时影响杀菌性能的因子还需要考虑水的清洁程度。由于水中的粒子都会吸收紫外线能量，影响了杀菌能力，因此在进行杀菌作业之前，必须先滤除掉水中的杂质。水中的病原菌要受到足够的剂量才有杀菌效果，为了使辐射源确实能传递至水中，使用时必须考虑到以下因子，即：紫外光源的辐射能量、光源与灌溉水的距离、紫外光能量在水中的传递能力。杀死病原菌所需要的能量并不相同，一般家庭常见的细菌只需70ml/平方厘米；而要杀死引起植物病害的病原，其所需剂量大致为：霉菌或细菌需100ml/平方厘米，而病毒需达到250ml/平方厘米。 5.紫外线杀菌设备的设计（1）杀菌作业室：作业室通常为不锈钢材料所组成，通常用高压石英灯管产生紫外光，在处理室内必须装设紫外线传感器以连续监测光能量。目前常见的杀菌室结构有三类：一是轴心型即，杀菌灯位于中央，水流过此圆柱体。二是同心圆型即水流经圆管，杀菌灯位于圆周管壁。三是平面薄膜型即水流流经扁平板面，扁平板内装置紫外灯管。为了确保灌溉水都经过紫外光杀菌，杀菌室内必须有扰流装置，使流水均匀暴露于紫外光下。为避免杂质累积在灯管与传感器而影响性能，作业室要定期进行清洁。（2）控制器：为了确保杀菌性能，杀菌过程必须加以监测。紫外光灯管的使用小时要连续的记录，以确定不超过使用期限。 4.使用紫外线进行水质处理常见的问题使用紫外线杀菌作业，在适当的规划与正确使用下，应该可杀死病菌。但有时使用紫外线进行水质处理，也会出现一些问题，失败的原因可归纳如下：（1）灯源能量太小：设计不当是主要原因，选用的灯管无法提供足够的能量。（2）灯管老化：灯管使用总时间超过了使用期限。（3）水量过大或流速太快：灌溉水受到紫外线照射的时间太短或是强度不足，造成总能量不足。（4）灯管累积杂质：由于杂质的累积，隔断了紫外线逸出的能量。（5）水中杂质太多：杂质吸附了紫外线能源，造成水中吸收的能量不够，不足以杀死病毒。（6）水流处理不全面：所有灌溉水没有完全通过紫外光，部分水源自旁支通路进入已完成杀菌的容器内，相互混合，造成污染。上述几种问题的出现，都应该及时采取有针对性的措施，避免灌溉水源的杀菌不彻底而影响到花卉作物的生产。随着花卉栽培面积的扩大和对品质要求的提升，对水质的清洁与无菌要求也更高。为确保花卉不致因为灌溉而遭受到外来病原菌的侵害，灌溉水无论是在栽培时直接喷施，还是经过回收后再利用，都必须解决杀菌问题。虽然我国花卉产业目前对于水质杀菌还未引起足够重视，但针对未来的发展，灌溉水源杀菌将成为花卉栽培（尤其是设施栽培）必须面对的问题。

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