臭氧在设施农业及畜禽舍的应用研究
摘要： 主要介绍臭氧如何应用于设施农业与畜禽舍。 根据臭氧发生器的工作原理， 采用喷雾式臭氧发生器， 结合各企业
对臭氧技术的创新， 对各地区试验田做出的效果比对， 可以得到臭氧水完全可以代替农药杀死传统意义上的病菌虫卵，
真正实现只用空气跟水就可以杀菌的效果。 在畜禽舍方面， 臭氧可以弥漫到整个畜禽舍空气中， 对空气消毒灭菌， 去除
臭味、 异味， 使畜禽舍空气清洁新鲜 , 从此改善传统饲养模式， 使之转变为 " 无尘无毒无味 " 的饲养方式。
关键词： 臭氧； 设施农业； 臭氧发生器； 畜禽舍
臭氧是世界公认的广谱、 高效杀菌剂。 目前在许
多国家和地区， 臭氧的应用很广泛， 如应用在饮用水
消毒、 医用水消毒、 污水处理、 食品厂和药厂空气消
毒、 造纸漂白等行业和领域， 一些小型的民用臭氧电
器产品已走进了人们的日常生活中。 在一定浓度下，
臭氧可迅速杀灭水中和空气中的细菌， 更重要的是臭
氧在杀菌后还原成氧， 没有二次污染。 另外臭氧对农
药和有机毒物有很强的降解作用， 杀灭害虫及病菌，
从而使温室、 大棚蔬菜在不用或少用农药的情况下达
到防治病虫害的目的
[1] 。
1 喷雾式臭氧发生器的工作原理
通常应用于设施农业的臭氧发生器分为背负式喷
雾器跟手推式喷雾器。 其工作原理是利用高压放电将
空气中的氧分子电离产生氧原子， 产生的氧原子与氧
分子结合后生成臭氧分子， 生成的臭氧分子在特殊的
装置中瞬间与功能水融合， 形成高浓度的臭氧功能
水， 然后通过高压喷头将高浓度的臭氧功能水喷洒在
农作物上， 达到杀虫灭菌的目的， 从而代替高污染、
高残留的农药。
臭氧喷雾器的优点： 在喷洒臭氧水时， 由叶片到
叶茎， 对植物叶片上下均匀喷洒， 喷雾状的臭氧水均
匀吸附在叶片内外表面， 起到彻底杀死病菌的目的。
另外， 传统在喷洒农药时， 农药液体会大面积扩散，
长时间的工作会导致呼吸性疾病。 而喷洒喷雾臭氧水
对人体无公害， 臭氧水的杀菌方式是 “边产生变杀
菌”， 常温下 30 分钟会自动还原成氧气跟水， 无二次
污染
[2] 。
2 臭氧发生器的核心器件
2．1 制氧机
作为空气源有两大类： 一是空气， 二是氧气。 通
常用空气作为空气源， 但臭氧浓度低， 臭氧水浓度也
相对较低， 杀菌效果不理想。 采用氧气作为空气源，
制取臭氧浓度高， 臭氧水浓度高杀菌效果明显。 应用
分子筛分子塔， 布满无数超微孔的分子筛有着极强的
吸附能力， 利用氧分子筛在一定压力下对空气中的
n 、 o 有不同的吸附能力， 采用国际上比较先进的物
理吸附分离原理 -psa 变压吸附技术， 即加压吸附
（氮气吸附在分子筛微孔中， 氧气则穿其而过）， 常压
解吸 （排除被吸附的氮气）， 周而复始， 达到连续不
断地从空气中分离高纯度氧气的目的。 制氧机主要采
用两塔分离技术， 应用性能优良的 psa 专用氧分子
筛， 无油空气压缩机以及气动阀控制系统， 进行有效
分离氧气。
2．2 臭氧专用混合机
原理： 臭氧发生器产生的臭氧气体与水泵中的
水， 通过混合器充分搅拌输出臭氧水。 气液混合后，
残留的臭氧气体通过水气分离罐分离， 这样大大减少
臭氧尾气的排放， 过滤杂质。
2．3 循环冷却降温
冷却降温通常采用风冷跟水冷， 风冷仅局限于
小型臭氧发生器， 水冷用于大型设备。 通常一般都
采用水冷降温， 效果好。 如果没有良好的降温系统，
严重影响臭氧稳定性。 传统的冷却系统包括 :① 开放
式风冷系统， 采用风扇冷却， 特点结构简单。 ② 开
放式单水冷系统， 缺点是水资源浪费严重。 长期工
作会在臭氧发生管壁上结垢， 影响水冷却效果， 从
而影响臭氧产量。 ③ 外循环单水冷系统， 外接管路
多， 影响美观； 体积庞大， 水冷功耗大， 占空间。
④ 内循环单水冷系统， 冷却效率高， 功耗低， 内置
到设备内， 整机美观， 不需要到现场安装水冷系统。
冷却效率高， 功耗低， 体积小。 ⑤ 内循环双水冷系
统， 是在内循环单水冷系统基础上进一步升级， 采
用臭氧发生管内外同时冷却 , 保证臭氧管温升进一步
降低。
2．4 放电室
放电室产生臭氧的核心部件， 通过高压线包。 电
压从 220v 逆变为 20000v ， 通过高压放电电离空气中
的氧分子， 生成氧原子， 在于另一个氧分子合并形成
臭氧分子。 传统采用石英管内置黑色涂料加有不锈钢
丝网， 嵌套入不锈钢管里。 通入电流， 钢丝网与钢管
内侧发生尖端放电。 但由于石英管在加工过程中存在
杂质， 很容易击穿， 更换维修复杂， 费用高， 通常企
业中都采用搪瓷沿边放电
[3] 。
3 臭氧技术应用于设施农业
3.1 传统消毒跟臭氧消毒的区别
传统的灭菌方法主要有三种： 紫外线灭菌、 试剂
灭菌、 加热灭菌。 这些方法已被人们习惯使用， 其安
全性、 可靠性已被长期的实践所证实。 但是它们也有
各自的缺陷。
紫外线灭菌： 基本原理是采用光波辐射作用
杀菌， 而光波为直线传播， 其照射强度与距离平
方成反比， 只有照射到的位置且达到照射标准才
有杀菌效果。 而且所有紫外线的杀菌能力随使用
时间的增加而减弱。 而紫外线灭菌的主要问题在
于： 穿透能力小， 紫外线照射过的地方杀菌效果
好而照射不到的地方效果却不好， 另外紫外线发
射管容易破损。
化学试剂灭菌： 化学试剂灭菌药味大， 不能自然
排出， 布置换新风， 从而增加了能耗。 另外也会产生
二次污染， 剩余的药物直接排入大气， 造成对周围环
境的污染。 例如甲醛熏蒸， 在温室中采用甲醛熏蒸，
时间过长， 会对人体产生负作用， 并且对环境也产生
二次污染。
加热灭菌： 包括干热和湿热， 其缺点是温度高，
能耗大， 有的物品如原材料、 仪器仪表、 塑料制品等
就不宜加热。
以上三种灭菌方法的弊端是客观存在的， 也
是无法避免的。 臭氧的特性和优点， 则可弥补上
述方法的缺点， 这就为臭氧灭菌进入设施农业防
止病虫害开辟了通道， 其优点包括： ① 安全高效
成本低。 臭氧可实现一施多用， 同时防治多种病
虫， 而且防治费用低。 与喷施农药相比， 施放臭
氧更为方便、 高效、 安全， 可大大减少农药的使
用量， 从而降低用药成本。 ② 无公害。 臭氧在杀
菌、 消毒过程中， 可自行还原为氧和水， 没有任
何残留和二次污染， 这是其它任何化学元素消毒
剂都无法做到的。 ③ 提质增产。 通过 在 西 红 柿 、
茄子、 黄瓜、 辣椒等作物上应用表明， 臭氧几乎
对所有的温室气传病害防治效果明显。 尤其对西
红柿灰霉病、 早疫病、 叶霉病， 黄瓜灰霉病的防
治效果都在 60% 以上， 使用臭氧后畸形果明显减
少 ， 产 量 增 加 20% 左 右 ， 且 果 实 个 大 ， 着 色 好 ，
口感好。
3.2 臭氧喷雾器及在温室中的应用效果比对
采用喷雾器产生的高浓度臭氧水， 对新疆无土
栽培大棚种植草莓进行处理。 试验中在完全不使用
农药的情况下， 农作物生长及发病率明显优于采用
农药杀菌的植物。 使用臭氧水喷洒过的草莓色泽鲜
艳， 枝叶繁茂。 而使用农药喷洒过的草莓色泽暗淡，
枝叶枯萎。 另外在喷洒过程中农药对人体伤害极大，
而喷洒臭氧水对人体无害。 用臭氧水消毒作物远远
好于采用农药消毒的作物， 农药杀菌污染土壤容易
产生土壤板结严重影响作物的生长， 而用臭氧水消
毒不会产生二次污染。 60 天后草莓进入成熟期， 采
用高浓度臭氧水灭菌种植的草莓植物结果明显高于
采用农药灭菌的植物。
4 臭氧技术应用于畜禽舍
4.1 传统饲养过程中的难题
传统饲养过成所无法解决的难题： ① 为防止
瘟疫疾病， 不断给鸡喂抗生素和注射疫苗。 ② 喂
药不但增加生产成本， 过多的抗生素在家禽体内
通过积累反过来危害鸡的健康生长。 ③ 过多地使
用化学药物会损害蛋鸡的吸钙机能。 ④ 携带生长
素和抗生素的家禽肉给人类身体造成危害的报道
柴新君 等 : 臭氧在设施农业及畜禽舍的应用研究 第 4 期
141
经常见诸报端， 对质量要求越来越高的消费者更
加关注食品安全。
消毒是家禽养殖的重要环节， 是保证正常生产
的前提条件， 传统养鸡方法是限位饲养和全进全出
均衡生产， 它的饲养密度较高， 容易受到垂直和平
行感染， 如果消毒措施跟不上， 对鸡的健康将带来
严重的不良后果。 将臭氧直接运用到养鸡生产中去，
它是目前国内改善养鸡生产环境最有效的途径和方
法
[5] 。
4.2 臭氧技术在畜禽舍中的应用效果比对
经新疆疾病预防控制中心检测。 臭氧喷雾器对
畜禽舍内白色葡萄球菌进行三次试验， 实验效果如
表 1 。
在三次试验中明显可以看到， 在畜禽舍中采
用臭氧水杀菌效果远远好于不采用臭氧水的。 并
且在畜禽舍中臭氧水的能够有效除臭， 净化舍内
环境。
5 小结
臭氧在畜禽舍中的应用： ① 臭氧对畜禽舍消毒
灭菌时， 臭氧弥散于整个畜禽舍的空气中 , 包括畜禽
舍顶部、 墙壁、 地面、 畜禽栏、 鸡笼的表面、 饲料、
粪便及畜禽身上， 消毒灭菌全面彻底。 臭氧既可对
空舍消毒灭菌， 又可带畜禽消毒灭菌。 ② 臭氧可以
分解、 清除畜禽舍空气中的氨气、 硫化氢、 一氧化
碳和甲烷， 去除臭味、 异味， 使畜禽舍空气清洁新
鲜。 ③ 臭氧对鸡的种蛋及普通蛋消毒灭菌后， 能有
效地抑制蛋壳及蛋壳气泡内膜上的霉菌繁殖， 提高
雏鸡的成活率， 延长鸡蛋的保鲜贮存期。 臭氧在畜
禽舍中表现出来的优越性是其他消毒方法所达不到
的， 整体实现了由传统饲养方式向 “无尘无毒无味”
方式的转变。
臭氧在设施农业中的应用： 臭氧水完全可以代
替农药杀死病菌虫卵， 真正实现只用空气跟水就可
以杀菌的效果。 当今社会对土壤的利用率进一步扩
大， 土壤板结、 土地盐碱化、 臭氧空洞、 环境污染
成为人们所关注的焦点。 走可持续发展道路， 建设
美丽中国， 应用臭氧技术改善环境土地利用率刻不
容缓