集体领便当的动画:3DT-90型土壤连作障碍电处理机说明

3DT-90型土壤连作障碍电处理机说明书  分类： 温室设备与技术

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1．简介

1.1概述

连作障碍给蔬菜生产带来的许多弊端：（1）土传病害猖獗，如黄瓜、西瓜重茬时发生的枯萎病，并随重茬次数的增加而增加。连作造成的土传病害还有茄子黄萎病、褐纹病、绵疫病，番茄早疫病、晚疫病、白绢病、青枯病、病毒病，辣椒炭疽病、疫病，豆类锈病，菠菜、葱类的霜霉病等。连作还能造成线虫病害的猖獗。（2）使某种游离态营养元素匮乏，这是由于同一种作物的根系分布范围和深浅一致，吸收肥力相同造成的。（3）根系分泌的有机酸及有毒物质不易清除，造成根系生长不良，如豆类蔬菜的根瘤菌遗留较多的有机酸。（4）土壤pH值有很大改变，如马铃薯会使土壤pH值下降，玉米、南瓜会使土壤pH值上升。上述弊端将使蔬菜生育不良，甚至严重减产，品质下降。从以上问题来看，解决连作障碍问题必须解决土壤病原物的杀灭问题、根系分泌的有机酸及有毒物质的消除问题、耕层营养元素的匮乏问题、土壤的pH值问题，这里除了耕层营养元素的匮乏问题能够通过施肥解决以外，其他问题最好能够同时解决。

近十年来，由于国内温室及其配套设备日趋完备，温室植物产品已进入稳定化生产阶段，温室蔬菜、花卉、经济树木等植物产品的生产者因市场的需要和土地的限制而欲进行高价值产品的连续化生产，轮作期限的缩短、连作、适宜土传病害发生的生态环境的持续建立、栽培抗病品种的广泛缺乏、与栽培不相适的防治理论与技术导致了土传病害的传播、频繁流行以及新的土传病害的发生，最终导致了花费大量投资的温室因土传病害的猖獗而不能获得理想的收获。对付土传病害的技术包括许多种类，但由于农药的公害问题，物理和生物防治技术开始迅速发展，比如新近开始应用的土壤微水分电处理技术等。总的看来，连作引起的土传病害最为频繁，其次为线虫病害和前茬作物根系释放的有害物质，三者构成了温室土传病害的主要原因，同时，也表明了土传病害是现代农业的一种标志，因此，防治土传病害的技术体现了温室生产管理的最高水平。

1.2适用范围

本装备适用于（1）温室、大棚、露地土壤的病虫害、根系有害分泌物、土壤物理性缺素症等连作障碍的克服处理；（2）土壤改良，特别是盐碱地的改良。其处理采用固定电极式和移动电极式两种处理方式，主机可手提自由移动。精细处理时每小时可处理0.3～1亩，粗放处理时每小时可在1亩以上。

1.3工作原理

本装备是依据直流电流土壤相消毒原理、土壤微水分电处理原理、脉冲电解原理集成的土壤电化学消毒技术原理开发的一种多功能土壤消毒设备。土壤电化学消毒技术原理指出：（1）土壤在具有直流性质的脉冲电流作用下，离子发生移动，使负脉冲带pH增高而中和根系分泌的有机酸，正脉冲带H^＋浓度增高，土壤溶液酸度增加，又可促进难溶矿物质养分的溶解、分解与转化，对土壤有很好的解毒效果，而电极附近的微生物会在脉冲电流和高酸高碱的作用下失活。（2）由于土壤水分中含有含酚、氯化合物，因此，土壤电处理产生的气体中还含有大量酚类气体和原子氯气体，酚类气体和原子氯气体在土壤团粒缝隙逸散过程中可以有效杀灭引起土传病害的病原微生物。（3）在土壤含水率较低时，流过土壤的定向脉冲电流可以集流于土壤虫体表皮而迅速将其杀死。（4）电极自身的电解剥离作用会产生许多可以消毒的铜、银、铁的金属离子，这些离子与土壤水形成絮状物，这些絮状微粒吸附在微生物的表面，同时吞下金属离子的微生物改变了微生物与周边土壤水的化学平衡，为恢复平衡，这些絮状微粒释放出离子，从而形成对抗微生物的离子流，另一方面，杀菌效果还取决于银、铜、铁等金属离子对微生物的毒性强弱，通常银最高，铜次之，铁第三。

一般来讲，这种土壤电处理方式可表现出土壤pH整体降低趋势，土壤pH的降低可提高Fe、P、Mn和Zn的有效性，促进作物生长和植株干物质积累并可导致土壤分散性降低，膨胀性减弱，团聚体增加，结构疏松、孔隙增大，渗透性提高。

对于盐化土、碱化土的处理，该机具主要依据的是土壤溶液的电解原理。在直流电流的作用下，引起土壤盐害、碱害的金属离子会在金属电极附近发生还原作用而成为原子，而碳酸根、氯离子会发生氧化作用而成为气体从土壤中排出，随着电解的继续，土壤的钠化率将逐渐降低，即盐碱度减小。

2．组成、特点与技术参数

2.1组成

3DT－90型土壤连作障碍电处理机：3D为消毒机具；T为土壤；90为最大允许处理电流。该装备由主机、固定电极线、固定电极把、移动电铲（可有多种式样）组成，见图1、3、4。为了加强处理效果。该机还备有专用的强化处理液。

2.2特点

硬件特点

l  主机重量轻，可便携移动处理；

l  处理电极耐腐蚀、防钝化能力强；

l  处理电极有固定和移动两种形式；

l  处理电压/电流可调，0～90伏/0～40A；

l  处理电极有固定和移动两种形式；

l  处理电压/电流可调，0～90伏/0～40A；

l  处理时间可调，0～60min；

l  耐用、可靠。

软件特点

l  有详实的使用图表做指导；

l  明确的土壤微水分处理要求；

l  确实可靠的应用范围。

2.3性能指标

    本装备的性能指标包括机具性能指标和作业性能指标两种。

表1  3DT－90型土壤连作障碍电处理机技术参数

表2  3DT－90型土壤连作障碍电处理机作业性能指标

3．使用方法

3DT－90型土壤连作障碍电处理机的使用方法包括三个方面：固定电极处理方法、移动处理方法、强化液补充处理方法。

3.1固定电极处理方法

    本方法一般适用于温室、果园、花卉苗圃。它分为精细和粗放处理两种电极布设方式，具体布设方法见图5、6。

精细处理方法：

1．电极把按正、负极间距30㎝交替布设。

2．电极线按最长不超过70m的长度进行布设，埋设深度应大于20㎝。

3．土壤含水率不得超过40%，在0～40%含水率范围内，主机一次接通的电极把数应逐渐减少，最多不超过3对。

4．每次处理时间应大于15min。每处理完一次后应交换电压极性再行处理一次。

粗放处理方法：

1．电极把按正、负极间距小于150㎝交替布设。

2．电极线按最长不超过70m的长度进行布设，埋设深度应大于20㎝。

3．土壤含水率不得超过40%，在0～40%含水率范围内，主机一次接通的电极把数应逐渐减少，最多不超过3对。

4．每次处理时间应大于3min。每处理完一次后应交换电压极性再行处理一次。

    3.2移动电极处理方法（图7）

移动式处理

1．中央电极铲距两端电极铲的间距应在30㎝之间。

2．电极铲插入深度应在20㎝以上，最佳为30㎝。

3．每次处理时间应大于10min。

4．每处理一次后应改变电极电压再处理一次。

5．最佳的处理方法：三电极以与地面呈15～30^o角度且相互间平行的形式斜插入土壤的处理方式为最佳。

3.3强化液补充处理方法

强化液是一种作物肥料，但在土壤水电解的环境中，其中一部分转化为可杀菌消毒的气体氧化剂，它可显著提高土壤精细电处理灭菌消毒效率。

对于采用固定电极处理方式的土壤，处理前4～10天，可将强化剂按1%的比例混入水

中进行灌溉。待土壤水分含量下降至40%以下时再实施电处理。

对于采用移动电极处理方式的土壤，强化剂可以随时使用。添加方法为：用铁锹先在欲插入电极的地方斜挖20～30㎝深的斜隙，然后将1%的强化剂水溶液喷入沟底见泥泞为止，抽出铁锹插入电极铲进行处理即可。操作方法见图8。

3.4土壤改良

在盐土、碱土、盐化土、碱化土的盐渍环境中，盐类的溶解度愈大，其对作物的危害性愈大，碱性愈大，毒害也愈大。一般情况下，含盐量、碱化度没有达到一定量的盐化土、碱化土是电处理的对象，通常盐类的毒害排序为：N_a2CO₃>MgCl₂>N_aHCO₃>N_aCl>C_aCl₂> MgSO₄>N_a2SO₄。

对于盐渍土的改良，在不考虑电耗的条件下，正脉冲、负脉冲电流是极其有效的。在正极附近可导致大量的Cl^－、CO₃⁼、HCO₃^－发生电化学反应而形成气体排出土壤，另一方面，土壤中的N_a^＋_、Mg^＋＋也会在负极附近发生电化学反应，进而生成金属钠和镁。

实践证明，电流密度超过0.5mA/cm²时，盐碱土的电处理效果最好。因此，提高处理电压是提高盐渍土改良效果的重要方法。处理盐化土、碱化土的电极布设方法同土壤的连作障碍处理相同。衡量处理效果的指标为土壤的钠化率，即土壤中代换性钠离子数量占土壤阳离子交换率的百分数。改良土壤需要的电压、处理时间、土壤含水率的确定参考图9。

3.5主机的使用

    （1）布设好土壤处理电极后，并经检查成对电极没有短路的地方便可与主机的正、负输出极相连。（2）将处理电压调节旋钮逆时针调至最小位置，并将电源开关置于停的状态。（3）将时间调节旋钮按顺时针方向调至0-60min的适当位置。（4）以上程序检查无误后即可将电源开关置于工作状态，此时，一工作指示红灯开始闪烁。（5）将处理电压调节旋钮按顺时针方向逐渐调节调整电压，并观察电流上升情况。（6）调至预选电压或电流不超过30A即可，预选电压按图9～13。（7）闪烁红光灯停止闪烁，另一灯也亮，为停止状态。（8）重新启动电源开关，恢复工作状态。

4．使用范围选调

本设备对土壤的消毒效果受处理电压和土壤含水率、土壤成分的影响。因此，处理时应以以下给出的规律图进行选调。

4.1电极电压、土壤含水率的选调

在土壤微水分的情况下，线虫等土壤生物的杀灭率同电极电压的大小有显著的关系。电压愈高，土壤生物的杀灭率愈高，而且，含水率愈低处理效果愈好。杀灭土壤生物害虫的电压与含水率选调见图10。

4.2含水率的选调

在相同的电极电压条件下，含水率对土壤微生物、害虫的电杀灭率影响很大。当土壤含水率在10～35%之间时进行电处理其灭菌率和杀虫率可达到满意效果。

    图11为电极电压在70伏时，生物杀灭率随土壤含水率变化的规律。

4.3电极间距的选调

图12为土壤含水率32%时不同处理电压在不同的电极间距条件下对根结线虫杀灭的处理效果。极间距愈小，处理电压愈高，根结线虫的杀灭率愈高。

     宽极距应采用更高的电压。

4.4强化剂、电极电压与土壤微生物杀灭率的关系

    添加强化剂可显著增强土壤电处理的灭菌消毒效果。图13给出了不同处理电压在土壤含水率25%的条件下，添加强化剂与否对土壤微生物杀灭率的影响关系。最佳的处理条件为：强化剂＋30㎝极间距＋处理15min。

5．使用注意事项及故障处理

5.1脉冲电解电流超载，大于40A。主要是因为土壤含水率过高，一般超过40%即可出现这种现象。解决办法：带土壤含水率降至40%以下时再行处理。

5.2开机前检查每对电极之间的电阻情况。如电阻很小（小于15KΩ），说明两极之间有短路的地方，此时不可使用需立即排除短路故障。

    5.3工作指示灯亮但处理电压调不上去。原因：如右指示灯不闪动，机器处于正常的停滞状态，这时只需关闭总电源再重新启动即可；如右指示灯闪动，但无电压输出，可能的问题为内部电路出故障，应按照电路图检修更换受损器件。

6．维护

6.1非使用期应保存在干燥、遮荫之处，严防锈蚀。

6.2铜件表面应经常性涂抹黄油，防止铜锈产生。

7．安全注意事项

7.1由于土壤处理采用了安全电压以上的电压，因此，严禁处理过程中人员步入处理电极布设现场。

7.2误入时，当有麻的感觉时应迅速跳出处理区域或单腿跳离或喊叫他人关掉电源。

    7.3处理过程中不得同时手触两极。

8．特别提示

l  处理时土壤含水率必须低于40%，建议为13～33%；

l  处理时间应在5～60分钟内。

必须学习的知识：

    土壤连作障碍电处理机只有在土壤含水率低于40%以下的土壤微水分条件下才能充分发挥其性能，且在13～33%之间达到最高水平的发挥，大于40%无任何效果。在微水分条件下，对于土壤害虫，该机主要通过脉冲电流进行杀灭，而病菌病毒主要通过土壤水分电解产生的氧化性气体，比如酚类气体、氯气和微量原子氧进行灭活的；根系分泌的有毒有机酸主要是通过电极附近产生的电化学作用消解的；土壤盐化和碱化离子的消除主要是通过电极附近发生的氧化还原作用进行的。