目前，我国在设施水果、蔬菜的种植过程中对病害的防治仍以传统喷洒农药的植保方式为主，这不仅费工费时，还导致了农药残留问题。为了从根本上改变这一现状，科研人员开始研究将臭氧合理运用到农业植保中，尝试用臭氧的灭菌技术取代传统农药，从而节工节本，更好地提高农产品品质，保护生态环境、保障食品安全，该项研究当前仍处于试验阶段。
一、用臭氧灭菌技术代替农药植保的可行性
温室中的蔬菜生产不同于露天生产，作物的病害较多、虫害较少，这是业界普遍的一个共识，也是温室大棚自身优势所带来的弊端。在冬季，大棚内低温和高湿是一对难以调和的矛盾，由于大棚多采用双膜覆盖，棚内空气湿度高，白天相对湿度在80%左右，夜间可达90%以上，棚内长时间75%以上的高湿，是诱发蔬菜、水果各类病害的主要原因。大棚内昼夜温差大，特别是低温、高湿持续的时间越长，发病亦会越严重。低温又直接影响大棚放风排湿的强度，当温度较低时，为了保证棚内温度，农民常常不通风或缩短通风时间，使得棚内湿度过高，经常达到饱和湿度，从而加重了灰霉病等病害的发生与发展。
在实践中，大棚内的高湿导致作物严重的病害，农药的用量越来越大，效果却越来越小。频繁的施药，微生物产生抗药性，此时农民通常会继续加大用药量，导致农药残留超标。长期大量的使用化学农药已对环境、生态、食品安全造成严重危害，如此恶性循环成为制约设施农业发展的瓶颈，要想实现科学、可持续发展，转变经济的增长方式必须另寻它途。
1998年，大阪府立农林技术中心草刈真一先生在《臭氧水对农用种子及资材的杀菌效果》一文中指出：“臭氧具有仅次于氟的强氧化性，广泛用于杀菌、除臭、脱色等，特别是其杀菌力比氯强，除细菌和丝状菌外，还能杀灭病毒。”在农业领域中，杀菌多采用有机杀菌剂和氯制剂，由于臭氧具有分解快、二次污染少等特点，其作为清洁的杀菌剂受到农民的广泛关注。农作物从栽培到收获上市，中间有许多微生物的存在，故需要在农田中防治病害，在收获物贮藏、流通中防止腐烂。随着环保农业的倡导，草刈真一先生希望在栽培现场尽量少用农药，而臭氧杀菌正是替代农药的一种可行手段。
美国食品与药品管理局在联邦注册中发布最终界定，对气相和液相臭氧的使用无限制，准许用于肉类和禽类的无菌化处理，臭氧可以作为杀灭食基病原体的添加剂，使用无任何限制，如畜牧养殖、种植加工等领域都在使用臭氧。另外，美国农业部及美国FDA于2001年6月所标注的条款证明：传统上使用的化学氯气具有与生俱来的危险性。臭氧杀灭大肠杆菌的速率是氯的3125倍，它在处理后就还原成普通氧气，没有任何化学残留。
据研究表明，一般杀菌剂的杀菌效果分为溶菌型和抑菌型，臭氧属于前者，农药则是后者。臭氧的杀菌机理与农药完全不同，它能穿透微生物细胞膜，直接作用于DNA、RNA将其杀灭，理论上臭氧可以杀灭任何微生物，但杀灭不同微生物有不同的浓度阈值，一旦臭氧浓度达到所需阈值，其杀灭作用便能瞬间完成。由于臭氧的杀灭作用是瞬间完成的，因此等不到微生物变异就已被杀灭。臭氧杀菌一百多年来，还没有发现任何可抗臭氧的微生物。臭氧有气态臭氧、液态臭氧及臭氧水，目前液态臭氧还不能被直接利用。现阶段科研人员将气态臭氧用于温室气传病害的防治，臭氧水用于土传病害的防治。
原千叶大学名誉教授松尾昌树在其著作中表明：“使用圆锥状小型臭氧发生器（Silver精工产）能有效地防治暖棚中番茄、香瓜、黄瓜的灰霉病，并能去除茄子、蘑菇类、盆花等的霉杂菌及蚜虫，还有促进植物生长的效果。每160—230平方米装一台，吊在通路上方1.5—2米处，由风扇排出臭氧气体，如由暖空调机送风使臭氧扩散则效果更好。”
20世纪90年代，山东、陕西、大连、北京等地就有许多科研机构对臭氧杀菌技术做了相关研究。多年的试验已经证明臭氧扩散法对低矮作物尚可一用，但对诸如黄瓜这样的藤架作物却不可行的原因还是臭氧扩散的问题没能解决。综上可知，高浓度臭氧的扩散确实是一个重要问题，而且是臭氧能否在温室中实际应用的一大问题。
二、不同作物对臭氧浓度有不同要求
2010年2月11日，在山东寿光三元朱的2号棚中，主要种植的作物是辣椒，补种了少量苦瓜，只是在靠墙边种了一排黄瓜。因为这排黄瓜已经发病，而且病得比较严重，为了提高杀菌效果，增加一点臭氧浓度，臭氧发生器多开了12分钟，一个星期后，黄瓜的白粉病是绝对控制住了，但是却对苦瓜造成了严重伤害——叶面卷曲、变干、失活。臭氧伤害到了苦瓜，但同样的臭氧浓度对辣椒却没有任何影响。也就是说，不同作物对相同的臭氧浓度的耐受力是不同的。
综上，不同的作物会对臭氧浓度有不同的要求，相同的臭氧浓度会对不同的作物造成不同的影响。在研究中发现，凡是走到植物中间就能闻到植物气味的，如西红柿等，其臭氧消耗量就多，而像茄子这样气味小的，其臭氧消耗量就少。
三、臭氧浓度应根据温室条件调节
什么是浓度？浓度就是单位容积内某物质的含量。我国地域辽阔，各地的大棚规格、容积都不同，要保持一定的臭氧浓度，就要求臭氧发生器所提供的臭氧量是变化的。棚大，臭氧量就要多一点；棚小，臭氧量就可少一点。也就是说，对于同一个应用场合，同一台臭氧发生器的臭氧发生量是个变量。
臭氧浓度如何计量？通常对臭氧量的计量方法，按照体积比浓度是ppm，按照重量比浓度是毫克/升，还有按照百分比浓度计量的。臭氧浓度是学术界评价臭氧杀菌效果的唯一标准，否则就无法说明有无杀菌效果，更不用说比较杀菌效果的好与坏。通常对于气态臭氧多用ppm计量，也有用毫克/立方米的，而对于臭氧水则多用毫克/升计量的。
工业臭氧发生器是通过提高臭氧发生器的发生效率来提高臭氧发生量的，进而调整臭氧浓度。为了提高发生效率，对于一个特定的臭氧发生器，首先要对气源进行预处理，而预处理的手段就是降温和排湿。因此，温度、湿度都直接影响臭氧发生量，再间接影响臭氧浓度。
在本项目的研究上，科研人员不可能对气源进行预处理。而影响温度、湿度变化的因素，除了地域外，还有季节、气候的影响。其实每天24小时棚内的温度、湿度始终都在变，就连今天有没有浇水都会直接影响湿度。
