專利名稱：：一種利用太陽能對(duì)土壤進(jìn)行消毒的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)植物保護(hù)領(lǐng)域，具體的講，就是提供一種利用太陽能進(jìn)行土壤消毒的裝置和方法。
背景技術(shù)：
：隨著園藝作物設(shè)施高密度栽培，在同一塊土地上連年種植一種作物，助長(zhǎng)了土傳病害病原菌的積累、生長(zhǎng)和繁殖，土傳病害成為了引起世界各國(guó)作物尤其是設(shè)施園藝作物連作障礙的主要原因，土壤消毒是控制土傳病害的重要措施之一，因此，土壤消毒處理技術(shù)的研究在世界各國(guó)得到了廣泛的開展。世界各國(guó)土壤消毒處理主要包括三種方法藥劑消毒、太陽能消毒和蒸汽熱消毒。蒸汽熱消毒就是采用蒸汽熱消毒土壤，是用蒸汽熱鍋爐加熱，通過導(dǎo)管把蒸汽熱能送到土壤中，使土壤溫度升高，殺死病原菌，以達(dá)到防治土傳病害的目的。在距離加熱導(dǎo)管10厘米范圍內(nèi)，不到一小時(shí)土壤溫度即可達(dá)到90'C，幾乎可殺滅土壤中所有的有害生物。但這種消毒方法要求設(shè)備比較復(fù)雜，只適合經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的作物在苗床上小面積使用。藥劑消毒是在播種前或播種后將藥劑加放入土壤中，對(duì)于沒有揮發(fā)性或熏蒸作用的化學(xué)藥劑，可以是采用將藥劑用清水稀釋成一定濃度的噴淋或澆灌法，或?qū)⑥r(nóng)藥與具有一定濕度的細(xì)土按比例混勻的毒土法，使藥劑進(jìn)入土壤，殺死土中有害生物；對(duì)于具有揮發(fā)性或熏蒸作用的化學(xué)藥劑如溴甲垸、氯化苦、甲醛等，可以利用土壤注射器或土壤消毒機(jī)將熏蒸劑注發(fā)后才能播種，否則容易產(chǎn)生藥害。自上世紀(jì)60年代以來，人們對(duì)應(yīng)用化學(xué)農(nóng)藥防治病蟲害引起的環(huán)境、生態(tài)等的負(fù)面效應(yīng)日益關(guān)注；特別是1993年，國(guó)際上環(huán)境保護(hù)的呼聲日益高漲，在加拿大蒙特利爾簽訂了環(huán)保公約(MentrolProtocolTreaty,1993)，我國(guó)也是簽約國(guó)。用作土壤消毒的熏蒸劑溴甲烷(MethylBromide)根據(jù)環(huán)保研究，認(rèn)為是破壞自氧層的物質(zhì)之一。按照蒙特利爾公約的要求，逐步禁用溴甲烷，到2010年全部禁用。而發(fā)達(dá)國(guó)家禁用時(shí)間更早，如美國(guó)環(huán)保局，要求2001年禁用溴甲烷。藥劑土壤消毒這一措施的受到了限制。因此，必須找到一種節(jié)能、環(huán)保、生態(tài)土壤消毒技術(shù)。太陽能消毒是在高溫季節(jié)氣溫達(dá)30'C以上時(shí)，利用太陽的熱能，用透明吸熱薄膜覆蓋好，土壤溫度可升至506(TC,密閉1520天，達(dá)到殺死或減少土壤中有害生物。太陽能土壤消毒后，土壤的化學(xué)、物理和生物狀況均會(huì)發(fā)生一定的變化。但是目前還沒有一個(gè)比較有效的方式來利用太陽能處理土壤并對(duì)土壤進(jìn)行消毒。
發(fā)明內(nèi)容為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種綠色環(huán)保的土壤消毒裝置和方法。一方面，本發(fā)明提供一種利用太陽能對(duì)土壤進(jìn)行消毒的裝置，包括用來密封土壤表面的第一層黑色或白色塑料薄膜，其特征在于該裝置還包括位f所述第一層薄膜之上并用來密封第一層薄膜的第二層白色塑料薄膜，其中所述的第一層薄膜與第二層薄膜之間的最大距離為10-100厘米。在一個(gè)優(yōu)選的例子中，第一層薄膜為黑色塑料薄膜。較優(yōu)的，第一層薄膜與第二層薄膜之間的最大距離為20-50厘米，最佳距離為20-40厘米。本發(fā)明還提供一種利用太陽能對(duì)土壤進(jìn)行消毒的方法，包括在土壤表面上密封一層黑色塑料薄膜；再在該黑色薄膜表面密封一層白色塑料薄膜并讓白色塑料薄膜與所述的黑色塑料薄膜之間的最大距離為10-100厘米。在一個(gè)優(yōu)選的方式中，黑色塑料薄膜與白色塑料薄膜之間的最大距離為20-50厘米。較優(yōu)的，白色塑料薄膜以半圓弧狀的形式密封在所述的黑色塑料薄膜上。更佳的，在給土壤加熱的同時(shí)向土壤中加入一種或幾種土壤消毒試劑。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，讓土壤保持相對(duì)濕度在10-95%左右，這樣可以更有效的殺死土壤中的病蟲害。較優(yōu)的，土壤的濕度為60-85%，最佳為80%。有益效果采用本發(fā)明的裝置和利用本發(fā)明的方法，可以讓土壤在一定時(shí)間內(nèi)讓土壤的溫度最高達(dá)到80°C，在這種高溫下，可以有效的抑制或殺死土壤中的病蟲害，而且不會(huì)造成環(huán)境污染，節(jié)約生產(chǎn)成本。圖l，本發(fā)明裝置的側(cè)面示意圖。圖2，本發(fā)明實(shí)施例子的側(cè)面示意圖。圖3，圖3A為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例子的側(cè)面示意圖，圖3B為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例子的立體示意圖。詳細(xì)描述這里所說的"消毒"是指通過一定的方式可以抑制或殺死土壤中存在的微生物或昆蟲。它并不排除這樣的意思，即在抑制或殺死部分或全部有害微生物或昆蟲的同時(shí)部分或全部抑制或殺死其它有益的微生物或昆蟲。這里所說的"密封"是指另用一種物體的表面蓋住另一種物體的表面，讓被蓋住的物體表面與大氣保持氣密性或液密性密封，或?qū)嵸|(zhì)性的氣密性^或液密性密封。本發(fā)明所說的塑料薄膜為常用的薄膜，也可以是農(nóng)業(yè)上常用的塑料薄膜，這些薄膜可以分白色和黑色等種類。如圖1-2所示，該利用太陽能進(jìn)行土壤消毒的裝置包括兩層薄膜，一層為白色或黑色塑料薄膜101，該層用來直接覆蓋在土壤表面203上，使用中，可以根據(jù)所要消毒的土壤表面進(jìn)行自由調(diào)節(jié)。通常，在用第一層覆蓋土壤表面的時(shí)候，讓第一層薄膜101覆蓋在土壤表面上，然后用泥土覆蓋薄膜101的邊緣讓其與土壤的表面密封。然后再在第一層薄膜ioi上覆蓋第二白色塑料薄膜102，同時(shí)用細(xì)泥土覆蓋住第二層白色塑料薄膜102的邊緣并讓其與土壤的表面密封。當(dāng)然，在該實(shí)施方式中，第一層薄膜與土壤表面密封后，也可以直接讓第二層白色塑料薄膜102與第一層薄膜101直接密封，雖然這種方式在實(shí)際操作上比較難，但是還是可以達(dá)到解決本發(fā)明的問題。還可以是事先讓第一層塑料薄膜101與第二層塑料薄膜102按照土1所示的方式密封好，即第一層的邊緣和第二層的邊緣事先被密封好，在使用的時(shí)候，直接讓第一層的邊緣密封土壤表面就可以了。在一個(gè)較優(yōu)選的實(shí)施方式中，讓第一層薄膜101與第二層白色塑料薄膜102之間的最大距離h為10-100厘米。如圖1所示，一般第二層薄膜102以半圓形或半橢圓形的形式密封在第一層薄膜上面。讓第一層薄膜與第二層薄膜之間保留一部分空間，這樣可以更好的達(dá)到保溫的效果。在一個(gè)更優(yōu)選的方式中，第一層薄膜與第二層薄膜之間的最大的距離為20-50厘米。在一個(gè)較優(yōu)選的方式中，第一層為黑色塑料薄膜，第二層薄膜為白色塑料薄膜，第一層與第二層之間的最大距離為30厘米。當(dāng)然第一層也可以是白色塑料薄膜。在一個(gè)實(shí)施方式中，第二層塑料薄膜可以如圖3所示的方式來密封第一層塑料薄膜。該裝置在使用過程中，可以先讓第一層塑料薄膜301覆蓋在土壤表面203上并密封土壤表面，然后讓第二層塑料薄膜302以側(cè)面為三角形的方式密封第一層301的表面從而達(dá)到密封的效果。這樣，當(dāng)太陽照射到第二層塑料薄膜的表面，可以接受更多的太陽能而減少反射。較優(yōu)的，第一層塑料薄膜為黑色塑料薄膜，第二層塑料薄膜為白色塑料薄膜。該裝置還可以是折疊的形式，在使用的時(shí)候打幵折疊，然后直接覆蓋在土壤表面。在另一個(gè)實(shí)施方式中，讓該裝置沿著南北向覆蓋土壤表面，這樣受太陽光照最多，增熱最好。薄膜的種類也會(huì)影響薄膜本身對(duì)土壤的保溫和增溫。一般性的薄膜為可以用在本發(fā)明的裝置中，例如聚氯乙烯薄膜，醋酸乙烯薄膜和聚乙烯薄膜。較優(yōu)的，薄膜為醋酸乙烯薄膜，最好的用聚氯乙烯薄膜。一般薄膜的厚度也會(huì)對(duì)薄膜進(jìn)行太陽光的吸收和保溫產(chǎn)生影響。一般常用薄膜的厚度為0.02-0.20毫米。一個(gè)較優(yōu)的方式為0.06-0.12毫米，最好為0.08-0.10毫米。另外，本發(fā)明提供的裝置和方法不僅可以運(yùn)用到土壤的消毒中去，還可以運(yùn)用到其他農(nóng)作物的護(hù)地栽培中去。例如，當(dāng)外界環(huán)境溫度比較低的時(shí)候，可以利用本發(fā)明的裝置和方法對(duì)土壤進(jìn)行保溫或升溫，這樣可以提早作物提前上市，加速反季節(jié)作物上市時(shí)間，增加農(nóng)民收入等。實(shí)驗(yàn)為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的效果和實(shí)施方式，現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)加以說明。這些具體的實(shí)施例子僅僅是在不違背本發(fā)明精神下的有限列舉，并不排除本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員把現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明結(jié)合而產(chǎn)生的其他具體的實(shí)施方案。材料與方法試驗(yàn)用塑料薄膜有白色膜和黑色膜2種，均為聚氯乙烯薄膜薄膜，厚度均為0.08毫米。實(shí)驗(yàn)1薄膜密封土壤的不同方式對(duì)土壤溫度的影響試驗(yàn)設(shè)只有白膜覆蓋(白地膜覆蓋土壤)、只有黑膜覆蓋、白膜覆蓋+白膜小拱棚(白地膜覆蓋土壤，外套白地膜覆蓋的小拱棚)、黑膜覆蓋+黑膜小拱棚、白膜覆蓋+黑膜小拱棚、黑膜覆蓋+白膜小拱棚等6種覆蓋處理和1個(gè)不覆蓋任何薄膜的空白處理，在新昌選擇連作甜瓜的空閑地進(jìn)行試驗(yàn)。先翻地作2米寬，5米長(zhǎng)，25厘米深的畦，按照附圖2的方式實(shí)施上述處理(沒有第二層塑料薄膜的處理只覆蓋一層薄膜于土壤表面上)，讓第二層薄膜與第一層薄膜的最大距離為30厘米，每一個(gè)處理處理3畦，處理間空l畦，并讓土壤的相對(duì)濕度為60%。試驗(yàn)期間，用高溫溫度計(jì)每天測(cè)定10cm深度的土壤日最高溫度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)地膜覆蓋土壤連續(xù)20天每天觀測(cè)最高溫度，結(jié)果表明地膜覆蓋明顯影響土壤溫度。有表1可以明顯看出，6種地膜覆蓋處理表現(xiàn)增溫效應(yīng)的有白膜覆蓋、白膜覆蓋+白膜小拱棚、黑膜覆蓋+白膜小拱棚、白膜覆蓋+黑膜小拱棚等4種，降溫效應(yīng)的有黑膜覆蓋、黑膜覆蓋+黑膜小拱棚等2種。增溫效應(yīng)依強(qiáng)弱依次為黑膜覆蓋+白膜小拱棚、白膜覆蓋+白膜小拱棚、白膜覆蓋、白膜覆蓋+黑膜小拱棚，其極限高溫分別為8rC、66°C、62°C、58°C。觀測(cè)測(cè)溫度并計(jì)算積溫，結(jié)果顯示白膜覆蓋+白膜小拱棚處理〉55'C、>60°C、乂5。C的土壤積溫分別達(dá)835。C、256°C、66°C，黑膜覆蓋+白膜小拱棚處理則分別高達(dá)1088.5'C、916.5°C、791(表l)。特別在在夏季，黑膜覆蓋菜地、外套白膜小拱棚對(duì)具有強(qiáng)烈的增溫效應(yīng)。表i地膜覆蓋的溫度效應(yīng)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)驗(yàn)2，太陽能消毒處理土壤中枯萎病菌的影響試驗(yàn)用薄膜密封土壤的方式以及條件與實(shí)驗(yàn)l相同，從處理之日起，每隔5d天，按下述方法取土樣測(cè)定土壤中枯萎病菌的量，計(jì)算各處理的菌量減退率和抑菌效果。菌量減退率(％)=100X(處理前帶菌量-處理后帶菌量)/處理前帶菌量.抑菌效果(％)=100X(對(duì)照的菌量減退率-處理的菌量減退率)/對(duì)照的菌量減退率。土壤中枯萎病菌菌量測(cè)定采得的土樣在去掉其中的植株殘余和粗石子后，混合均勻，用孔徑為2mm的網(wǎng)篩過篩，經(jīng)十字形等分法再取樣若干次后，稱取4份10g土樣；將其中的3份10g土樣于鋁盒中在ll(TC的烘箱干稱其干重，計(jì)算土壤的含水量；剩下的一份用于測(cè)定枯萎病菌菌量。測(cè)定枯萎病菌菌量方法，將上述10克土樣與10克土樣與100ml.0.1%WA混合，在漩渦振蕩5min后，再用手充分搖勻；吸取lml土壤懸浮液于選擇性培養(yǎng)基PDAWH上，用彎曲玻璃棒涂勻，每個(gè)土樣做20個(gè)培養(yǎng)皿，25。C下暗培養(yǎng)4-5d后，檢査培養(yǎng)平板上出現(xiàn)的枯萎病菌菌落。計(jì)算土壤中枯萎病菌的菌量(cfu/g)[2]。菌量二培養(yǎng)平板上的菌落數(shù)X土樣的稀釋倍數(shù)/(土樣濕重量X(1-土樣含水量))實(shí)驗(yàn)結(jié)果-本試驗(yàn)結(jié)果表明，6種地膜覆蓋太陽能消毒處理中，對(duì)連作瓜田土壤中枯萎病菌沒有殺(抑)作用的有黑膜覆蓋、黑膜覆蓋+黑膜小拱棚等2種；有殺(抑)作用的有白膜覆蓋、白膜覆蓋+白膜小拱棚、黑膜覆蓋+白膜小拱棚、白膜覆蓋+黑膜小拱棚等4種。在4種有效的地膜覆蓋太陽能消毒處理中，黑膜覆蓋+白膜小拱棚覆蓋處理作用最強(qiáng)，其5d、10d、15d、20d的抑菌效果分別達(dá)30.32%、88.48%、100%、100%;次則白膜覆蓋+白膜小拱棚覆蓋處理，其5d、10d、15d、20d的抑菌效果分別達(dá)10.15%、60.87%、86.32%、100%;表現(xiàn)了較高的應(yīng)用價(jià)值；另外種處理也有一定的作用。黑膜覆蓋+白膜小拱棚覆蓋太陽能消毒處理對(duì)土壤中枯萎病菌的作用程度與高效土壤消毒劑必速滅相近(表2)。表2太陽能消毒處理對(duì)土壤中枯萎病菌的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實(shí)驗(yàn)3太陽能消毒處理防治瓜類枯萎病效果將上述篩選出的優(yōu)良的太陽能消毒處理土壤消毒方法應(yīng)用于瓜類枯萎病的防治，田間試驗(yàn)顯示，'白膜覆蓋、白膜覆蓋+白膜小拱棚、黑膜覆蓋+白膜小拱棚、白膜覆蓋+黑膜小拱棚等4種地膜覆蓋太陽能消毒處理對(duì)瓜類枯萎病均有一定的防治效果，其防效強(qiáng)弱依次為黑膜覆蓋+白膜小拱棚、白膜覆蓋+白膜小拱棚、白膜覆蓋、黑膜覆蓋+白膜小拱棚；黑膜覆蓋+白膜小拱棚、白膜覆蓋+白膜小拱棚處理防效較高，有應(yīng)用價(jià)值；黑膜覆蓋+白膜小拱棚處理防效接近高效土壤消毒劑必速滅，有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值(表2)。表3太陽能消毒與熏蒸劑復(fù)合處理對(duì)蔬菜土傳病害的控制效果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>權(quán)利要求1.一種利用太陽能對(duì)土壤進(jìn)行消毒的裝置，包括用來密封土壤表面的第一層黑色或白色塑料薄膜，其特征在于該裝置還包括位于所述第一層薄膜之上并用來密封第一層薄膜的第二層白色塑料薄膜，其中所述的第一層薄膜與第二層薄膜之間的最大距離為10-100厘米。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的第一層薄膜為黑色塑料薄膜。3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的第一層薄膜與第二層薄膜之間的最大距離為30-50厘米。4.一種利用太陽能對(duì)土壤進(jìn)行消毒的方法，包括在土壤表面上密封一層黑色塑料薄膜；再在該黑色薄膜表面密封一層白色塑料薄膜并讓白色塑料薄膜與所述的黑色塑料薄膜之間的最大距離為10-100厘米。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于黑色塑料薄膜與白色塑料薄膜之間的最大距離為30-50厘米。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于該白色塑料薄膜以半圓弧狀的形式密封在所述的黑色塑料薄膜上。7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于向土壤中加入一種或幾種土壤消毒試劑。8.如權(quán)利要求4-7之一所述的方法，其特征在于所述的薄膜為聚氯乙烯薄膜。9.如權(quán)利要求4-7之一所述的方法，其特征在于所述的薄膜的厚度為0.08-0.10毫米。10.如權(quán)利要求4-7之一所述的方法，其特征在于所述的土壤的相對(duì)濕度為10-95%。全文摘要本發(fā)明提供一種利用太陽能進(jìn)行土壤消毒的裝置和方法。該裝置包括用來密封土壤表面的第一層黑色或白色塑料薄膜，和用來密封第一層薄膜并位于第一層薄膜之上的第二層白色塑料薄膜。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例子中，第一層薄膜與第二層薄膜之間最大距離為10-100厘米。使用該裝置可以讓土壤溫度在一定時(shí)間內(nèi)升高到達(dá)80℃，這樣可以有效對(duì)土壤進(jìn)行消毒。使用該裝置既綠色環(huán)保，又可以有效防土壤中的土傳病蟲害。文檔編號(hào)A61L2/04GK101258796SQ20081006027公開日2008年9月10日申請(qǐng)日期2008年4月14日優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日發(fā)明者任海英,麗方,王漢榮,王連平,茹水江申請(qǐng)人:浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院