土传病害、土壤虫害、土壤养分失衡等连作障碍一直是设施农业难以解决的问题，目前高残留、剧毒农药已被禁用，高温焖晒等措施又只能有限度地解决病虫害问题，且对养分失衡不起作用，经过多方的合作研究试验，现确定了几种能够有效解决连作障碍的土壤物理处理技术及其装备。本文介绍的土壤连作障碍微水分处理技术能够综合解决温室连作障碍问题，下面就此技术和有关问题做一介绍。
一、微水分处理技术解决连作障碍的电化学原理
1、直流电流的微水分土壤相分配灭菌消毒原理。直流电流的土壤相分配灭菌消毒原理指出：当土壤含水率达到30-70%微水分状态时，通过植株流入土壤的直流电流或土壤中的直流电流会使根系或电极周围的土壤水分发生电解反应，产生可灭菌消毒的酚和其他氧化物质，从而达到防治土传病害的目的。而当土壤含水率小于30%时，土壤呈导体、半导体、电介质的多相混合态，土壤中的菌丝、孢子、病毒颗粒会在直流电场建立的瞬间产生极化转动以及搭桥现象，在极化转动以及搭桥产生的同时，一些菌丝、孢子、病毒颗粒会发生电击穿而被杀死和灭活。另一方面，由于直流电流的作用，根系周围的有机酸、有毒物质和pH值也会发生转变，进而减轻有机酸、有毒物质的毒害作用和改变酸度对土壤营养元素的存在状态的影响。
2、脉冲电流和直流电流对微水分土壤非游离态营养元素游离化的作用原理。脉冲电流和直流电流对微水分土壤非游离态营养元素游离化的作用原理指出：空间电场在其产生和消失的瞬间会通过植株将电脉冲传至根系周围的土壤中，电脉冲对土壤团粒结构的冲击会将其上的非游离的营养元素剥蚀下来而成为游离态，而比较稳定的空间电场或土壤水电解装置的电解电极在土壤中形成的直流电流则是通过它对土壤水分的微电解作用而使土壤中的非游离态的营养元素溶解下来成为游离态的。
二、技术装备
利用土壤电连作障碍微水分处理技术原理制作的土壤连作障碍处理机主要解决老菜田和长期使用的育苗温室存在的连作障碍问题。
1、土壤连作障碍处理设备。这类设备包括3DT-220型、3DT-36A型土壤连作障碍处理机两种。3DT-36A型连作障碍处理机主要用于空棚的土壤快速处理，3DT-220型土壤连作障碍处理机除了用于空棚的土壤处理以外，还可在低电压情况下用于植物生长期间的连作障碍的防治，其处理速度低3DT-36A型。其性能指标见表1。
2、处理效果。使用土壤连作障碍处理机进行土壤处理时，只要将处理机电极部分插入土壤150-500毫米深即可，土壤处理效果随处理电压、土壤含水率以及时间的增加而增加。为了获得良好的处理效果，土壤含水率应保持在35-70%之间，处理电压应达到最大值，处理时间应保证在5分钟以上。
3、生长期的土壤处理。土壤病害与地上部病害不同，发病后没有有效的治疗方法，因此控制传播是关键。传统的拔苗焚烧等措施解决不了多少问题，而采用3DT-220型土壤连作障碍处理机进行处理效果较好，处理时以两极间距120毫米为限，将阴、阳极单体插入发病的土壤区域，但应注意不要插在植株根系上，处理时间为5-10分钟。在实际生产中，土传病害的病原往往随水流传播至整畦，一旦发现有植株染病就应对整畦和邻畦的土壤进行处理。
4、安全使用问题。在使用土壤连作障碍处理机处理土壤时，必须避免操作人员的双脚踩跨在阴阳两极上，为了确保使用安全，处理时操作人员应离开电极0.5米以外且不得站立在两极之间以免发生意外。另一方面，为防止电极间短路而引起机器故障，土壤中不得有金属丝等丝杆状导电物质。
三、土壤处理技术的发展趋势
土壤的物理处理技术主要是为了解决土壤连作障碍或土传病害、土壤养分失衡等问题。除了前述的土壤连作障碍微水分处理技术以外，土壤的物理处理技术还有空间电场与CO2结合的同补技术、电活化水、臭氧水3种土壤处理技术。
目前迅速发展起来的空间电场与CO2结合的同补技术是一种能够比较好地全方位解决温室植物生长遇到的土传病害、气传病害、生理障碍的物理技术，这一技术不仅能够有效地解决植物的气传病害以及一些生理障碍问题，而且在解决茄子、西瓜的重茬问题方面也具有显著效能，这是解决温室植物病害的关键性技术，随着该技术系统的成本降低，它将成为设施农业推广中的重点技术。它的技术系统最大的缺点是不可移动性，一座温室一套系统。
电活化水土壤处理技术是一种不会引入其他离子的，仅通过电解水来生产碱性水和酸性水的技术，碱性水的pH值可达到11，酸性水的pH值可达到3。使用碱性水或酸性水进行土壤灌溉能够有效地解决土传病害和调节土壤的理化指标，这种技术具有很好的应用价值，目前存在的问题是碱性水、酸性水的产率太低，从经济角度出发还不能应用在生产中。
臭氧水对水培、岩棉基质培中病原微生物的控制有效，对营养液的电导值有影响，但用于土壤处理效果不佳，其原因是臭氧水在渗入土壤的过程中被土壤有机物大量消耗，只对不足10毫米厚的土层中的微生物有作用，因此，臭氧水还不能用于土壤连作障碍和土传病害的防治，但可用于土壤表面的微生物的控制。目前，从技术和经济角度观察，臭氧水用在土壤处理方面仍需进行更多的应用研究，特别是在灌溉方式和使用寿命方面。
从技术和经济两方面考虑，目前可选用能够移动使用的3DT系列土壤连作障碍处理机进行土壤处理，在经济条件许可的情况下，也可选用性能更加优异的空间电场/CO2同补技术系统。
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