馬連杰 張慧 盧文才 廖敦秀
摘? ?要? ? 木醋液是一種由農業木質廢棄物提取獲得的新型綠色產品,在綠色農業生產中應用廣泛。簡介了木醋液的概念、應用領域及發展歷史,系統闡述了木醋液在農業生產中的應用研究進展,包括在促進植物生長、防控病蟲害、食用菌應用和土壤改良應用等方向的最新研究成果,為木醋液的進一步開發和利用提供參考。
關鍵詞? ?木醋液;農業生產;應用;研究進展
中圖分類號:S145.2? ? 文獻標志碼:C? ? DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.31.028
木醋液是把木材及木材加工剩余物在炭化或干餾過程中產生的煙氣經冷凝回收分離后獲得的有機混合物,含有酸類、酮類、酚類、酯類、醛類、醇類等500多種有機成分。因原料種類、炭化方法和收集溫度不同,木醋液各成分比例有一定差異。精制的木醋液可應用于農業、醫藥、環境衛生、化妝品等諸多領域。目前,在農業生產領域主要用于促進植物生長、防治病蟲害、改良堿性土壤等。經毒性試驗證實木醋液無毒,在農業生產上可放心使用[1]。
木醋液起源于17世紀歐洲的木材干餾工業,早期被用于生產甲醇、乙酸等工業產品,因其成本高、產量低而被棄用。20世紀40年代,木醋液在美國、日本和韓國等國最先得到重視。美國將木醋液應用于林果業和花園園藝等方面;木醋液被日本引進后得到進一步的發展,應用于農業生產中,促進作物生長及控制線蟲、病原菌和病毒。我國起步較晚,1989年延邊大學才第一次試生產木醋液,并將其應用于植物病害防治研究。近年來,對木醋液的研究日益增多,主要集中在木醋液精制、組分分析和抑菌效果及農業應用等方面。簡述木醋液在農業生產中的應用研究進展,包括在促進植物生長、防治病蟲害、食用菌應用和土壤改良應用等方向的最新研究成果。
1 促進植物生長的應用研究
木醋液通過葉面噴施或灌根,可以促進作物生長,提高作物產量和品質。相關研究主要集中在促進種子發芽和幼苗生長、提高作物產量和品質等方向。上原徹等[2]研究發現,木醋液對茼蒿種子發芽和幼根生長有促進作用,對萵苣、鴨兒芹和豆瓣菜的發芽表現先抑制后促進作用,對萵苣幼根表現抑制作用,對豆瓣菜表現促進作用,對鴨兒芹則表現不明顯。常青等[3]研究木醋液浸種對茄子種子發芽的影響,結果表明,經稀釋50倍的木醋液浸種后清水澆灌的處理效果最佳,茄子種子發芽勢、發芽率和發芽指數分別為82.67%、86%和4.14,平均發芽天數為5.5 d,表明適宜濃度的木醋液浸種對茄子種子萌發有一定促進作用,發芽勢、發芽率和發芽指數明顯增高,平均發芽天數減少。申鳳善等[4]研究表明,去除醛酮類物質后的木醋液余液,主要成分為酚、酸類及其衍生物,對水稻發芽、幼苗期生長有明顯促進作用。還有研究表明,木醋液對小麥、玉米和赤豆等種子的萌發均有促進作用[5-7]。在大田小區試驗中,周傳余等[8]研究發現,灌施木醋液對番茄產量和品質提高有顯著效果,以400倍稀釋液效果最佳,能夠提高番茄的株高、莖粗和葉綠素值,產量提高到160.67 t·hm-2,顯著高于對照產量的101.72 t·hm-2,不同稀釋度的木醋液處理還能夠提高可溶性固形物、VC、可溶性糖含量,提高番茄口感品質。在辣椒、苦瓜、結球甘藍、藍莓等作物上也開展了施用木醋液的相關研究,結果表明在不同作物上的最適木醋液稀釋濃度從50倍到500倍不等[9-12]。
2 防治病蟲害的應用研究
木醋液防治病蟲害的研究重點是對病原菌和田間害蟲幼蟲的抑制作用研究。李維蛟等[13]研究了木醋液對根結線蟲病的防治效果,結果發現,不同稀釋濃度的木醋液對4種常見根結線蟲(北方根結線蟲、花生根結線蟲、南方根結線蟲、爪哇根結線蟲)的2齡幼蟲均有抑制效果,但隨著稀釋倍數的增加,抑制效果減弱。木醋液稀釋25~100倍后,處理根結線蟲的2齡幼蟲,其48 h死亡率達到100%;稀釋150倍處理72 h時,北方根結線蟲、花生根結線蟲、南方根結線蟲、爪哇根結線蟲的校正死亡率分別達到了76.3%、78.4%、77.9%、72.2%。同時在常年發病均勻的石榴園和番茄種植基地開展木醋液和木醋液配劑對石榴根結線蟲、番茄根結線蟲的田間防治效果試驗,結果表明,木醋液稀釋50倍處理對石榴根結線蟲病防治效果最好,防效達到63.9%;稀釋150倍對大棚中番茄根結線蟲具有較好的控制作用,防效達54.1%。隨著稀釋倍數的增加,防效逐漸降低。劉勇等[14]研究發現木醋液對室內桃炭疽病的病原菌抑制率高達92.5%,與百菌清800倍液抑制效果不相上下,田間抑制效果顯示,稀釋50倍液能夠較好地控制桃炭疽病,施藥20 d后其對桃炭疽病的校正防效達71.2%,健果率達到71.4%,遠遠高于對照53.6%的健果率。平安等[15]在室內條件下,分析了木醋液與瑞香狼毒、毒芹、洋金花、白頭翁和白屈菜提取物混用對菜青蟲的防治效果,結果表明,木醋液與5種植物提取物混合使用,可增強藥效,提高菜青蟲的死亡率,除毒芹1.0%處理外,均達到顯著或極顯著水平,死亡率最高提高了19.5%。孫劍華等[16]研究發現,在化學農藥、生物農藥中加入竹(木)醋液能夠提高其對蔬菜病蟲害的防治藥效,相同藥量下加入稀釋400倍的竹(木)醋液,害蟲防效可提高30%左右。
3 食用菌上的應用研究
木醋液對食用菌生長的影響,Yoshimuya、村尾勝、王穩等先后開展了相關研究,研究結果顯示木醋液對食用菌生長發育的影響不同,可能是不同食用菌對木醋液敏感性不同或試驗使用濃度不適宜所致[17]。近年來,倪淑君等[18]研究了木醋液對平菇和香菇菌絲生長和產量的影響。結果顯示,高濃度木醋液抑制菌絲生長,添加適宜濃度的木醋液能促進菌絲生長,以添加干料的0.025%~0.050%為宜,添加量超過0.100%會抑制平菇和香菇菌絲生長,與王穩等的研究結果一致;木醋液對產量的影響結果顯示最佳木醋液濃度仍以添加干料的0.025%~0.050%為宜,添加量超過0.100%,產量隨濃度升高而降低。張婷等[19]研究山杏殼木醋液對三種食用菌菌絲生長的影響,結果顯示,不同食用菌菌絲生長需要的最適木醋液濃度不同,促進滑子菇菌絲生長的最適木醋液濃度為0.025%,促進靈芝菌絲生長的最適木醋液濃度為0.10%,而木醋液對香菇菌絲生長在0.050%和0.100%時均表現抑制,與王穩、倪淑君等的研究結果不同。研究還發現,液體培養時,木醋液濃度為0.01%、0.03%、0.05%和0.10%時,會抑制滑子菇菌絲和靈芝菌絲的生長。
4 土壤改良的應用研究
對土壤改良的應用研究主要集中在木醋液對土壤微生物、酶活性的影響,對鹽堿土的改良效果等研究方向。木醋液對土壤微生物的影響主要表現在短期內會增加細菌數量,對真菌和放線菌影響不明顯。杜相革等[20]在有機肥中加入木醋液,觀察土壤中微生物數量的變化。結果表明,在1 kg有機肥中加入10 g木醋液,施入30 kg土壤中,10 d后細菌被激活,活菌含量達到63.27×107 cfu·g-1,而對照為18.25×107 cfu·g-1;放線菌被強烈抑制,含量為0×107 cfu·g-1,對照為10.17×107 cfu·g-1;真菌數量變化不大。20 d后細菌數量回落為22.5×107 cfu·g-1,對照為11.67×107 cfu·g-1;放線菌為0.92×107 cfu·g-1,對照為7.16×107 cfu·g-1;真菌數量仍然變化不大。同時研究表明,在1 kg有機肥中加入20 g木醋液處理的細菌數量在短時間內無法與加入10 g木醋液的處理相比,但隨著時間延長,兩個處理的細菌數量趨于一致;然而在1 kg有機肥中加入50 g木醋液的處理,微生物總數受到了一定的抑制,隨著時間延長,處理后20 d,這種抑制作用不但沒有減弱,反而有所增強,細菌、放線菌、真菌數量都顯著低于空白處理。程虎等[21]開展了木醋液對堿性土壤微生物數量及酶活性的影響研究,其木醋液對土壤微生物數量的影響結果與杜相革的研究結果相似,不同木醋液處理對土壤酶活性的影響結果顯示,添加木醋液能夠提高土壤堿性磷酸酶活性,以400倍和300倍木醋液處理最佳;對土壤脲酶活性有提升作用,且效應持續60 d仍未消失,高濃度木醋液(100倍稀釋液)對脲酶活性無抑制作用;土壤脫氫酶活性隨木醋液濃度升高呈現先增加后降低的趨勢,高濃度木醋液對土壤脫氫酶有一定的抑制作用。
木醋液對鹽堿地有一定的改良作用。張亞蘭等[22]利用木醋液對鹽堿土進行改良研究發現,不同稀釋倍數的木醋液處理0~10 cm土層樣品,所有處理的鹽分都增加,pH值、ESP、SAR均下降,表明木醋液對土壤理化性質有一定改良效果,但沒有脫鹽效果,推測可能是木醋液濃度過高,與土壤中某些物質發生反應,生成絡合物后還有多余的木醋液將其轉化為可溶性鹽留在土壤中;處理10~20 cm土層,所有處理的全鹽、pH值、ESP、SAR均下降,其中稀釋1 000倍木醋液改良效果最佳。
5 結語
目前國內雖對木醋液開展了一系列基礎性研究,但農業生產實踐應用基本還處于空白狀態,沒有大規模應用推廣的報道。木醋液具有天然無毒、促進植物生長和防治病蟲害等優點,若加大其開發利用力度,將有可能成為農用化學品的理想替代物,在農藥減量控害、發展綠色農業中發揮重要作用。木醋液為炭生產過程中的副產品,農業廢棄物秸稈、枝條、谷殼等均是其提取來源,因此木醋液的開發、利用和推廣將為農業廢棄物資源再利用提供一條新的途徑。
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