中性电解水用于温室土壤消毒的研究

　　摘 要：本文主要从使用中性电解水（pH6.0～7.5）浇灌温室土地消毒方面的效果进行探究。本文以日光温室大棚的土壤为研究对象。考察不同理化特性的中性电解水对土壤消毒的效果。本文主要进行了2个相关实验。使用不同处理时间的中性电解水直接浇灌土壤消毒处理效果研究分析。不同处理时间的中性电解水对土壤浸出液消毒杀菌处理的效果研究分析。实验中的处理方式的杀菌率都可以达到99%以上，可见中性电解水在温室土壤消毒方面还是很有前景的。 

　　关键词：温室土壤消毒；中性电解水；杀菌效果；电处理 

　　中图分类号：R123.6 文献标识码：A 

　　1 研究的目的与意义 

　　随着中国设施农业的发展，各地市越来越多的建设现代温室或大棚来种植经济型作物。但是随着同一块地的常年累作与重茬，土壤所积累的病虫害也越来越显著。温室土壤消毒可以杀灭土壤中真菌、细菌、线虫、杂草、土传病毒、地下害虫、啮齿动物，能很好地解决高附加值作物的重茬问题，并显著提高作物的产量和品质。目前主要的土壤消毒方法有化学药剂消毒法，辐射消毒，高温蒸汽消毒法等几种。由于化学药剂法虽然简单易操作但对环境污染比较严重；毕业论文格式辐射消毒的放射源有一定危险；高温蒸汽消毒的渗透力不强，技术设备要求复杂。这就急需一种简单易操作对环境污染小的且消毒效果较好的一种技术。于是电解水的杀菌消毒作用就显现了出来。但是由于酸性电解水（高氧化还原电位水）的强酸性（pH<2.7）、对金属腐蚀性大，贮藏过程中杀菌效果明显降低，制造成本高，不适合设施农业中的应用等问题。采用无隔膜电解NaCl溶液或稀盐酸制备中性pH值（6.0～7.5）的电解水。与酸性电解水相比，中性电解水具有较好的贮藏稳定性。由于其接近中性的pH值，腐蚀性小，在设施农业中具有较好的应用前景。 

　　2 实验材料与方法 

　　2.1 实验地点 

　　本试验在中国农业大学（烟台校区）实验室完成。实验土壤取自烟台市莱山区中国农业大学（烟台校区）所属日光温室内。 

　　2.2 实验材料 

　　本文中所使用的中性电解水制备方式为无隔膜电解槽电解的方式。电解NaCl和HCl的低浓度混合溶液，通过控制电解时间与电解强度制备pH值在6.0～7.5之间的电解水。 

　　2.2.1 中性电解水生成装置 

　　中性电解水的制备采用无隔膜电解发生装置。该装置主要由电解槽、镀铂钛合金电极板、电源及控制系统等部分组成。控制系统可以调节电压、电流、电极极性等参数，电压可调范围为0～30V。电解槽尺寸为30cm×20cm×20cm，电极板尺寸为20cm×10cm×0.6cm。 

　　2.2.2 中性电解水的配比 

　　按照每1L水加入1.00g的NaCl和0.1mL的发烟盐酸的比例制取中性电解水。本文每次电解2L自来水，极板间距为8.2cm。根据不同的实验条件和要求，控制电解电压和电解时间。 

　　2.3 实验方法 

　　2.3.1 实验土样的选取，采集与处理 

　　在温室大棚内采用S型取样方法，用环刀取样，取得10份土样，土样深度为0～20cm。将土样用塑料袋密封带回实验室。在实验室将所取土样充分混匀。取出3份10.0g土样，105℃条件下烘干24h后，测量土样的平均土壤含水量。 

　　2.3.2 制备不同条件的中性电解水 

　　采用无隔膜电解水电解装置电解所需不同条件的中性电解水。本文所用的电解水的制取条件为30V电压，极板间距为8.2cm，极板浸润深度为15.3cm，电解含有2g NaCl和0.2mL浓盐酸的2L自来水。电解时间分别为10min、13min、16min、19min。所得电解水的pH值分别为6.63、6.95、7.08、7.26（均符合中性电解水的pH在6.0～7.5之间的要求）。 

　　2.3.3 牛肉膏蛋白胨培养基的制备 

　　根据配方计算出实验中各种药品所需要的量，分别为牛肉膏5g、蛋白胨10g、氯化钠5g、琼脂2g、自来水1L，准确称取各种成分。向烧杯内加入所需的水量1L，加热搅拌全溶后稍放冷。用10% NaOH调至所需pH值。将配好的培养基分装入配有棉塞的三角瓶内。装入三角瓶的量以三角瓶容量的1/3为限。试管扎成捆，培养皿用报纸包裹成卷。培养基用0.1Mpa（15lb/in2）高压蒸汽灭菌，温度为121℃维持15min。打开灭菌锅盖，取出已灭菌的器皿及培养基。将消完毒的器皿置于无菌工作台上，点燃一盏酒精灯，将盛有培养基的三角瓶棉塞拔开，在酒精灯附近将培养基倾倒到培养皿中，制作好平板培养基备用。 

　　2.3.4 配制不同处理方式的10-4倍土壤浸出液 

　　秤取1.00g土样9份，其中5份分别用10mL无菌水、10mL电解10min的中性电解水、10mL电解13min的中性电解水、10ml电解16min的中性电解水、10ml电解19min的中性电解水稀释为一倍浸出液。之后全部用无菌水稀释为10-4倍液。另4份土样，全部用无菌水处理成为稀释3倍液，之后分别用10mL电解10min的中性电解水、10mL电解13min的中性电解水、10mL电解16min的中性电解水、10mL电解19min的中性电解水稀释为10-4倍浸出液。 

　　2.3.5 培养菌落与计数 

　　将移液枪调制0.100mL刻度后，吸取1～9标号试管里面的土壤稀释液。接种至培养皿中。每组试验做3组平行实验。用接种棒抹匀后置于37℃恒温箱中培养48h。在24h、48h时各读取1次。 

　　2.3.6 培养皿的标号相对应具体处理方式 

　　培养皿上标注处理组1～8和对照组，具体为对照组为对土壤浸出液的菌落培养，处理组1为用电解10min电解水对土壤4倍稀释液消毒的菌落培养，处理组2为电解13min电解水对土壤4倍稀释液消毒的菌落培养，处理组3为电解16min电解水对土壤4倍稀释液消毒的菌落的培养，处理组4为电解19min电解水对土壤4倍稀释液消毒的菌落的培养，处理组5为电解10min电解水对土壤消毒后稀释4倍液的菌落的培养，处理组6为电解13min电解水对土壤消毒后稀释4倍液的培养，处理组7为电解16min电解水对土壤消毒后稀释4倍液的菌落的培养，处理组8为电解19min电解水对土壤消毒后稀释4倍液的菌落的培养。

　　3 实验结果与分析 

　　24h和48h的平板菌落计数结果： 

　　表1 中性电解水对温室土壤的浇灌消毒效果 

　　24h和48h的实验结果 

　　处理组1 处理组2 处理组3 处理组4 对照组 

　　24h杀菌指数 2.85 6.37 6.37 6.37 0 

　　24h杀菌率 99.8% 100% 100% 100% 0% 

　　处理组5 处理组6 处理组7 处理组8 

　　24h杀菌指数 2.24 2.55 6.37 6.37 

　　24h杀菌率 99.4% 99.7% 100% 100% 

　　处理组1 处理组2 处理组3 处理组4 对照组 

　　48h杀菌指数 2.86 6.39 6.39 6.39 0 

　　48h杀菌率 99.8% 100% 100% 100% 0% 

　　处理组5 处理组6 处理组7 处理组8 

　　48h杀菌指数 2.17 2.39 6.39 6.39 

　　48h杀菌率 99.3% 99.5% 100% 100% 

　　对实验数据通过软件SPSS18.0版进行处理分析，采用LSD0.05分析结果汇总如下： 

　　杀菌率与杀菌系数经过LSD0.05显著性分析显示，24h以及48h的杀菌率与杀菌系数处理组1～8以及对照组的3组平行实验之间的数据差异不显著，由此认为所有数据具有可信性。由此可以得出无论经过哪一种方式消毒的土壤，均比未消毒的土壤细菌含量显著降低。 

　　4 实验总结 

　　由表1可得知，未经过中性水杀菌处理的土样细菌数平均为2.47×106CFU/g，而经过中性电解水处理的土样，最高的细菌含量不过为1.67×104CFU/g。经过中性电解水处理的2种方式，其对土样的杀菌效果灭杀率均在99%以上。此外，电解时间越长的中性电解水杀菌消毒效果越好，但是所提升的杀菌效果不及所消耗的多余电能，由此可见能达到pH要求的中性电解水杀菌效果还是相当可观的。中性电解水对土壤浸出液的杀菌效果略好于直接用中性电解水处理土样。可能是由于土样中一些凝聚体和团粒结构影响了中性电解水的部分杀菌效果。而土壤浸出液和中性电解水更能充分的接触，增加了中性电解水对细菌的接触面积，从而杀菌结果略好于直接对土壤消毒。 

　　参考文献 

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