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臭氧对无土栽培营养液的消毒作用研究
徐 燕1 , 赵春燕2, 孙军德2
( 1. 辽宁省农业广播电视学校, 辽宁沈阳 110034; 2. 沈阳农业大学, 辽宁沈阳 110161)
无土栽培是现代农业中的高新技术, 利用无机营养液代替土壤直接向植物根系提供生长发育所必需的营养元素的栽培方式, 具有产量高、品质好、病虫害轻, 不受土壤资源限制, 易于工业化生产的优点。无机营养液的长期循环使用, 滋生大量的微生物, 缩短营养液的使用寿命, 增加生产成本。臭氧已广泛应用于饮用水和空气的消毒, 具有低毒、无残留, 保护环境的特点。本文研究了O3 在无土栽培营养液的消毒杀菌作用, 为O3 在无土栽培中的应用提供依据。
1 材料与方法
1. 1 微生物数量测定方法
培养基: 测定细菌采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基; 真菌为加富PDA; 微藻为BBM 培养基[ 4] 。按照常规方法制备培养基, 灭菌后备用。真菌采用稀释平板涂抹法计数; 细菌用混匀法; 微藻采用最大或然数法( MPN) 计数。
1. 2 臭氧对无土栽培营养液的消毒杀菌作用测定
将10 L 循环使用15 d 的无土栽培营养液装入无菌的下口玻璃瓶里, 用无菌棉塞封口。采用臭氧发生器( 4g O3/ h) 通入臭氧, 开始通O3 之前、通O3 达到饱和( 有O3 溢出气味) 5, 10, 20, 40 min后, 无菌操作取液样1 mL, 放入99 mL 无菌水的取样瓶中, 稀释平板法或MPN 法测定菌( 藻) 数,计算单位体积杀灭率。
1. 3 臭氧在循环使用的营养液中的应用模拟试验
试验采用营养液膜培( NFT ) , 有效栽培面积为4. 5 m2( 1. 5mX 3. 0m) , 对照小区为4. 5 m2, 2次重复。品种为莴苣, 定苗基质为岩棉, 株距为10 cm, 行距为15 cm; 试验和对照处理均为100 L营养液循环使用; 将臭氧发生器( 4 g O3/ h) 接入主管道中进行间歇( 曝气20 min/ 间歇40 min) 曝气, 间隔一定时间取样测定微生物数量; 营养液连续使用30 d, 测定产量。
2 结果与分析
2. 1 臭氧对营养液中细菌的消毒杀菌作用
臭氧对细菌的消毒杀菌作用结果见图1。结果表明, O3 对营养液中的细菌杀灭作用随着通O3时间的增加, 对营养液中的细菌的杀菌效果提高,连续通入O3 10 min, 杀灭率达到90 %以上。
2. 2 臭氧对营养液中真菌的消毒杀菌作用
臭氧对真菌的消毒杀菌作用见图2 。结果可见, 随着时间的延长, 真菌的存活数大大减少, 说明臭氧对营养液中的真菌具有较好的消毒杀菌作用, 但与细菌相比需要更长的消毒时间。连续消毒5, 10, 15, 20 min 的杀灭率分别为56. 3 %,76. 5 % , 85. 2 和92. 4 %。
2. 3 臭氧对营养液中藻类消毒杀菌作用( 图3)
结果可见, 臭氧对藻类的消毒杀菌效果随着通臭氧时间的增加有明显的提高, 通入O3 20 min杀灭率达到90 % 以上。
2. 4 臭氧应用模拟试验结果( 表1)
臭氧间歇( 1：1) 曝气莴苣无土栽培营养液处理区, 细菌、真菌和藻类增长缓慢, 连续循环使用30 d, 细菌、真菌和藻类总数分别增长1. 7, 2. 1 和3. 2 倍, 营养液外观清澈、无味、近似无色, 而对照区细菌、真菌和藻类增长迅速, 连续循环使用30d, 细菌、真菌和藻类总数分别增长74. 4, 38. 6 和2 152 倍, 营养液外观严重浑浊, 有臭味, 淡黄褐色。使用臭氧间歇曝气处理营养液, 对莴苣根系无不良影响, 产量比对照增加36. 8 %。
3 结 论
臭氧对无土栽培营养液中的微生物具有很好的消毒杀菌作用。随着处理时间的延长, 对微生物的杀灭作用增强, 采用臭氧发生器( 4g O3/ h) ,通入臭氧20 min, 对细菌、真菌和藻类的杀灭率90 %以上; 连续30 d 间歇曝气处理营养液栽培试验结果说明, 臭氧曝气有效控制微生物的滋生,对植物根系( 莴苣) 未见不良影响, 与对照区相比,增加产量36. 8 % 。
