木醋液防治作物病害及防控機(jī)制研究進(jìn)展

中圖分類號：S482.1;TQ450.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1002-1302（2025）12-017-09

植物病害長期以來一直是影響糧食安全和人類社會發(fā)展的關(guān)鍵因素[1]。植物病害大暴發(fā)會導(dǎo)致糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物的產(chǎn)量大幅下降，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大沖擊。盡管科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步大大減少了植物病害的暴發(fā)頻率和嚴(yán)重強(qiáng)度，但每年植物病害仍然導(dǎo)致作物減產(chǎn) 20%～30% ，嚴(yán)重威脅著全球糧食安全[2]。目前，化學(xué)農(nóng)藥是控制植物病害的主要手段，其優(yōu)點(diǎn)在于作用迅速、靶向性強(qiáng)，對植物病害有較好的控制作用[3]。然而，過度依賴傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥，增加了病原菌產(chǎn)生抗藥性的風(fēng)險(xiǎn)，還容易導(dǎo)致農(nóng)藥殘留超標(biāo)，進(jìn)而污染環(huán)境和損害人類健康[4]，難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、安全生產(chǎn)的迫切需求。因此，如何安全、高效、環(huán)境友好地防治植物病害成為當(dāng)前研究和技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn)。

木醋液是農(nóng)林廢棄物在厭氧或限氧條件下熱解炭化過程中，通過收集并冷凝煙氣所得的副產(chǎn)物[5]。近年來，木醋液的性質(zhì)研究和功能挖掘開發(fā)受到廣泛關(guān)注。木醋液是一種酸性的紅棕色液體，具有特殊的煙熏氣味和酸味，其 ΔpH 值為1.5～3.7，比重通常大于 1.005g/cm^3[6] 。木醋液含有 200多種化合物，主要類別包括有機(jī)酸類、酚類、醛類、酮類、醇類和酯類等[7]。各類木醋液中所含化合物類型基本相似，具體成分和比例可能因熱解原材料、熱解工藝及精制方法的不同而有所差異[8]。研究表明，木醋液在土壤中施用 30d 內(nèi)可以被生物降解，合理使用木醋液對環(huán)境是安全的[9]。因此，木醋液常用于促進(jìn)植物生長發(fā)育、土壤改良和害蟲控制[10]。此外，其含有的多種有機(jī)酸和酚類化合物，如甲酸、乙酸、愈創(chuàng)木酚、4-乙基-2-甲氧基苯酚和2，6-二甲氧基苯酚等，具有良好的抗菌活性，可用于植物病害的防治[11-12]。作為傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥的替代品或增效劑，木醋液在植物病害防治過程中應(yīng)用不但有助于減少農(nóng)藥的使用，保護(hù)糧食和環(huán)境安全，而且能減少農(nóng)林廢棄物堆積和露天焚燒造成的環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益[13]。

關(guān)于木醋液對作物侵染性病害治理及其在逆境脅迫環(huán)境中對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)作用，一直是研究的重點(diǎn)。在對多種植物病害的防治中，不同來源的木醋液表現(xiàn)出不同的效果。然而，對木醋液在植物病害防治中的應(yīng)用效果和防控機(jī)制，缺乏系統(tǒng)的文獻(xiàn)綜述。因此，本文概述了木醋液在作物病害防治中的應(yīng)用方式和作用效果，并進(jìn)一步總結(jié)木醋液對植物和病害的調(diào)控機(jī)制，以期為木醋液防治作物病害的科學(xué)研究與應(yīng)用推廣提供參考。

1木醋液防治作物病害應(yīng)用現(xiàn)狀

植物病害可以分為侵染性病害和非侵染性病害[14]。侵染性病害是由外部病原物真菌、細(xì)菌、病毒和線蟲等直接侵襲植物體后，在植物體內(nèi)或體表繁殖，造成植物的生理功能受損，進(jìn)而引發(fā)的各類病癥[15]。非侵染性病害是植物面臨不適宜的環(huán)境條件（如極端溫度、干旱、營養(yǎng)缺乏等），由于無法適應(yīng)環(huán)境而發(fā)生生理功能紊亂，進(jìn)而出現(xiàn)病理變化[16]。大量研究表明，木醋液不僅具有直接抑制侵染性病害病原物的作用，還能夠調(diào)節(jié)作物生長，增強(qiáng)其應(yīng)對環(huán)境脅迫的能力。

1.1木醋液防治作物真菌性病害

真菌是主要致病因子之一，由病原真菌引起的植物病害占植物病害總數(shù)的 80% 左右[17]。真菌病害的頻繁發(fā)生使植株生長受到嚴(yán)重影響，不僅導(dǎo)致產(chǎn)量和質(zhì)量下降，還可能引發(fā)植株死亡[18]。木醋液是一種有效防治作物真菌性病害的手段，前人通過抑菌試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，玉米芯、松塔和核桃枝條木醋液對20種農(nóng)林主要作物病害的病原真菌均有一定的抑制作用[19]。木醋液對作物真菌性病害的防治效果見表1。

1.2木醋液防治作物細(xì)菌性病害

植物病原細(xì)菌已經(jīng)成為僅次于真菌的第二大植物病原物，它們廣泛存在于蔬菜、果樹以及各類作物上，幾乎每種植物面臨其威脅[26]。一種植物可能同時(shí)遭受多種細(xì)菌病害侵襲，這些病害具有暴發(fā)性、流行性和毀滅性等特點(diǎn)，對農(nóng)作物的可持續(xù)生產(chǎn)構(gòu)成了巨大威脅[27]。木醋液對植物細(xì)菌性病害的防治效果見表2。

1.3木醋液防治作物病毒病

植物病毒種類繁多，目前已知超過1600種，嚴(yán)重制約著農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，已報(bào)道的植物病毒中有約 80% 依賴媒介昆蟲的傳播[33]。目前，關(guān)于木醋液用于防治植物病毒病方面的研究較少。然而，曾婕等報(bào)道指出，木醋液可能通過其對蚜蟲的趨避作用，有效降低煙草花葉病的發(fā)病率[34]。木醋液對植物病毒病的防治方式和效果見表3。

1.4木醋液防治作物線蟲病

根結(jié)線蟲是一類重要的植物病原線蟲，在世界各地均有分布。在我國已超27個(gè)省份報(bào)道有根結(jié)線蟲病發(fā)生，大部分地區(qū)屬于普遍發(fā)生，且危害逐年加重[37]。根結(jié)線蟲寄生于各種高等植物根部，能擾亂被侵染植物的生理生化活動和生長發(fā)育，降低植物產(chǎn)量及產(chǎn)品質(zhì)量[38]。根結(jié)線蟲的生命周期涵蓋卵、幼蟲和成蟲3個(gè)階段。從卵孵化后直至重新寄生植物期間，它們始終保持二齡幼蟲形態(tài)。二齡幼蟲是它們唯一具備遷移能力，可以寄生植物的階段[39]。木醋液對根結(jié)線蟲卵塊和二齡幼蟲具有生長抑制和毒殺作用，其對植物線蟲病害的防治效果見表4。

1.5木醋液防控作物非生物脅迫

除了侵染性病害外，作物還常遭受由環(huán)境壓力或不利條件如高溫、低溫、干旱、重金屬等造成的非生物脅迫，導(dǎo)致正常生理機(jī)能受到干擾和破壞，在生理上、組織上和形態(tài)上產(chǎn)生一系列異常狀態(tài)，對植物的生長和發(fā)育產(chǎn)生不利影響[45]。若不加以控制，這些非生物脅迫可能進(jìn)一步發(fā)展成生理性病害，造成作物大面積減產(chǎn)和品質(zhì)劣變[46]。木醋液對作物抵抗非生物脅迫的效果見表5。

2木醋液防控作物病害的作用機(jī)制

木醋液在作物病害防控方面的作用已得到廣泛認(rèn)可，國內(nèi)外學(xué)者已從不同方面研究其防控機(jī)制。結(jié)合已有的文獻(xiàn)，木醋液防控作物病害的作用機(jī)制主要包括以下幾個(gè)方面：木醋液能夠直接促進(jìn)作物生長，并誘導(dǎo)作物提升自身的抗病性；木醋液通過改善土壤物理和化學(xué)性質(zhì)，有效提高土攘質(zhì)量，并增加土壤肥力，間接促進(jìn)作物生長；木醋液調(diào)節(jié)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，增加土壤微生物種群的多樣性和有益菌的數(shù)量，壓縮土傳病原菌的生存空間；木醋液抑制或滅殺雜草和病蟲，降低病原菌的滋生和傳播概率，減少病害的發(fā)生規(guī)模；木醋液對病原微生物具有直接抑制作用。

2.1生長調(diào)控，增強(qiáng)抵抗力

木醋液用作植物生長調(diào)節(jié)劑類似物，通過調(diào)控內(nèi)源激素含量，并以自身的調(diào)節(jié)方式，影響作物的生長[53]。豐明曉等發(fā)現(xiàn)，木醋液可以通過調(diào)節(jié)擬南芥 Aux/IAAI?Aux/IAA5?Aux/IAAI9 和ARF19等生長素誘導(dǎo)基因的表達(dá)，以生長素IAA相似的途徑促進(jìn)植物生長[54]。在作物染病前使用木醋液，其營養(yǎng)物質(zhì)還能被作物直接吸收，增加植物組織養(yǎng)分，顯著提高植物葉片氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的含量，促進(jìn)葉片生長，減緩葉片衰老，提高作物的抗病性，降低病害的發(fā)病率[5-56]。Karlund 等使用 10% 樺木木醋液噴灑草莓植株，處理后顯著提升了草莓葉片中綠原酸的含量[57]。綠原酸具有較強(qiáng)的抑菌活性，在作物抵御真菌病害中起重要作用，這表明樺木木醋液能夠激發(fā)植物產(chǎn)生酚類防御化合物[58]

在作物遭受病害脅迫過程中，應(yīng)用木醋液有效促進(jìn)相關(guān)抗逆基因的表達(dá)，調(diào)節(jié)滲透物質(zhì)，維持細(xì)胞的離子穩(wěn)態(tài)，并促進(jìn)葉片光合作用。MophdAmnan等研究表明，在干旱脅迫條件下，使用油棕木醋液澆灌香露兜，其干旱響應(yīng)基因HSP70、GAPDH和Thau等表達(dá)增強(qiáng)，誘導(dǎo)葉片葉綠素積累，同時(shí)減少電解質(zhì)滲漏，降低脯氨酸含量，增強(qiáng)作物的抗旱性，促使作物正常生長發(fā)育[59]。病原體人侵后，對作物的最大傷害是氧化損傷，即體內(nèi)產(chǎn)生過量的活性氧，導(dǎo)致膜脂過氧化，產(chǎn)生大量的丙二醛和 H₂O₂ ，破壞細(xì)胞氧化還原平衡[60-61]。Zhou 等用木醋液澆灌感染枯萎病菌的番茄，發(fā)現(xiàn)木醋液處理減少了葉片丙二醛和 H₂O₂ 含量，增強(qiáng)了葉片過氧化氫酶、過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性，顯著降低病害指數(shù)[62]。這可能與木醋液中具有抗氧化活性的多種酚類物質(zhì)激活作物抗氧化防御機(jī)制，維持活性氧穩(wěn)態(tài)有關(guān)[63]。作物患病后施用木醋液，其活性物質(zhì)不僅可以降低過量的活性氧，提高抗氧化酶活性，還能刺激植物根部生長，更好地吸收養(yǎng)分和水分，從而緩解病狀。木醋液的酸性物質(zhì)就可以在作物根部累積，導(dǎo)致根部細(xì)胞適度酸化，刺激細(xì)胞分裂分化活動，提高根系活性，調(diào)節(jié)植物生長，增強(qiáng)其抗病能力[64-65] 。

2.2 調(diào)節(jié)作物生長環(huán)境

木醋液作為土壤改良劑，能夠改善土壤質(zhì)量、提高土壤肥力和調(diào)節(jié)微生物數(shù)量，為作物生長創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，從而達(dá)到間接控制病害的作用。在鹽堿土壤改良方面，于貝貝等深入研究總結(jié)了木醋液的獨(dú)特優(yōu)勢[66]。木醋液富含有機(jī)酸類物質(zhì)，與土壤堿性物質(zhì)發(fā)生中和作用，有效降低土攘 pH 值，促進(jìn)土壤鹽離子的溶解，并通過其豐富的有機(jī)物質(zhì)與土壤鹽離子形成絡(luò)合物，達(dá)到降鹽的效果[66]。李忠徽等向土壤灌施木醋液，使土壤有機(jī)碳和水溶性有機(jī)碳含量增加，還促進(jìn)土壤大團(tuán)聚體形成，減少土壤微團(tuán)聚體的數(shù)量，說明木醋液一定程度上改善了土壤結(jié)構(gòu)和有機(jī)碳組成[7]。王曉朋等揭示了木醋液對土壤養(yǎng)分的促進(jìn)作用，木醋液進(jìn)入土壤后，通過增加土壤氨類化合物和鉀元素的含量，并絡(luò)合土壤中 Fe³⁺ 和 Al³⁺ 等金屬離子促進(jìn)磷酸鹽中磷的釋放，提高土壤堿解氮、速效鉀和有效磷的含量[68]此外，路曉月等分析木醋液對土壤微生物的影響，發(fā)現(xiàn)木醋液可以增加土壤微生物種群的多樣性和有益菌的豐度，改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，并減輕蘋果再植病的危害[]。張傳進(jìn)等使用木醋液600倍液澆灌甜瓜根系，有效提高了根際土壤細(xì)菌的豐富度和多樣性指數(shù)，同時(shí)提升了土壤肥力，有助于促進(jìn)甜瓜生長，增強(qiáng)其抵御土傳病害的能力[70]

2.3控制病害傳播媒介

木醋液通過控制雜草和害蟲，減少或消除作物病害的孳生條件和傳播途徑。木醋液在低濃度下，促進(jìn)作物的生長；而當(dāng)濃度升高時(shí)，則可以用作除草劑[71]。Maliang等使用廢竹料、木頭和水稻秸稈制取的木醋液原液對加拿大飛蓬、空心蓮子草、稗和牛筋草4種雜草的生長抑制效果顯著，抑制率均高達(dá) 90% 以上[72]。這一效果可能源于木醋液對雜草表皮和氣孔的傷害，影響它們吸收二氧化碳，進(jìn)而抑制光合作用過程，導(dǎo)致雜草生長受阻[73-74]。另一方面，害蟲在取食感病作物后，可能會攜帶并傳播病原物，從而加劇植物病害的擴(kuò)散[5]。而木醋液含有豐富的醋酸和酚類成分，單獨(dú)或與農(nóng)藥結(jié)合使用，對葉螨、蚜蟲、小菜蛾、飛虱、線蟲等作物病蟲起到抑制或趨避作用，減少植物病害的傳播風(fēng)險(xiǎn)[76-80]。木醋液能夠誘導(dǎo)害蟲體內(nèi)產(chǎn)生過量的活性氧、抑制消化酶和解毒酶的活性和降低蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和其他能量物質(zhì)的儲備，進(jìn)而影響害蟲生長和遷移能力，干擾其取食、交配、產(chǎn)卵等重要生命活動[81-82] 。

2.4抑制病原微生物生長

2.4.1木醋液抑制細(xì)菌作用機(jī)制目前，木醋液主要通過以下機(jī)制抑制細(xì)菌：破壞細(xì)菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)菌內(nèi)部物質(zhì)外滲；抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成過程，引起細(xì)胞代謝紊亂；降低細(xì)菌分裂速率。Shao等用低劑量（ 10～20μL 木醋液處理細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌細(xì)胞活性氧含量顯著升高，細(xì)胞膜通透性增強(qiáng)，細(xì)胞內(nèi)含物外滲增加;高劑量 （40～100μL ）木醋液則直接破壞細(xì)菌抗氧化系統(tǒng)和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，并使菌毛破碎，降低細(xì)菌黏附能力；此外，還分析了木醋液不同成分的抑菌效果，表明其抑菌作用主要來自乙酸、2-甲氧基苯酚、2，6-二甲氧基苯酚、3-甲基-1，2－環(huán)戊二酮以及其酸性特性[83]。Desvita 等的研究同樣表明，木醋液低 pH 值造成細(xì)胞質(zhì)酸化抑制病原細(xì)菌的生長，而酚類化合物阻礙細(xì)胞膜形成，并使蛋白質(zhì)變性[84]。段曉玲等使用4 種木醋液處理3種供試細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)木醋液還能抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成，造成細(xì)胞代謝紊亂，最終使細(xì)胞死亡[85]

2.4.2木醋液抑制真菌作用機(jī)制木醋液對致病真菌的抑制機(jī)制與細(xì)菌相似。Xue等通過研究杜仲木醋液對青霉、黑曲霉和木霉的作用效果，表明木醋液同樣能改變真菌細(xì)胞膜的通透性，抑制真菌分裂和蛋白質(zhì)合成，導(dǎo)致真菌蛋白質(zhì)、碳水化合物、Na⁺ 和 K⁺ 的分泌代謝紊亂[86]。Gao等使用木醋液處理小麥赤霉病菌禾谷鐮刀菌，發(fā)現(xiàn)木醋液能夠抑制菌絲生長、分生孢子萌發(fā)和芽管伸長，進(jìn)而降低病害的損傷[21]。木醋液除了能破壞真菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)，還能抑制其能量代謝，干擾基因表達(dá)來實(shí)現(xiàn)其抑菌效果。李彥湘等研究發(fā)現(xiàn)，黃色鐮刀菌經(jīng)木醋液處理后，ATP含量不斷下降，說明木醋液阻礙了真菌產(chǎn)能代謝通路如三羧酸循環(huán)的正常運(yùn)行，干擾了其能量代謝，導(dǎo)致菌體細(xì)胞功能紊亂[87]。Zhang等研究表明，杏殼木醋液中的酸類和酚類等化學(xué)成分，在進(jìn)入煙曲霉菌的細(xì)胞后，通過干擾煙曲霉菌信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的基因表達(dá)，有效抑制煙曲霉菌絲體的生長和頂端囊泡的形成[88] C

2.4.3木醋液抑制病毒作用機(jī)制目前，關(guān)于木醋液對植物病毒的作用機(jī)制尚未有明確的研究結(jié)果。

Marumoto等對木醋液在醫(yī)藥領(lǐng)域的抗病毒機(jī)制進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)木醋液抗腦心肌炎病毒活性是由于苯酚的存在，木醋液中的主要有機(jī)酸乙酸增強(qiáng)了苯酚滅活腦心肌炎病毒的效果，表明木醋液具有預(yù)防農(nóng)業(yè)和人類環(huán)境中病毒流行的潛力[89]。Li等的研究則表明，鄰苯二酚及其衍生物作為木醋液中的主要抗病毒化合物，其抗病毒機(jī)制在于它們能夠直接滅活病毒，并通過激活活性氧來誘導(dǎo)I6細(xì)胞因子的產(chǎn)生，進(jìn)而抑制病毒的活動[90]

3結(jié)論與展望

木醋液作為一種天然、環(huán)保的農(nóng)業(yè)防治劑，不僅對真菌、細(xì)菌、病毒和線蟲引發(fā)的侵襲性病害有良好的防治效果，還能有效提高作物應(yīng)對非生物脅迫的能力。木醋液主要通過促進(jìn)作物生長、優(yōu)化土壤環(huán)境、控制病害傳播媒介以及抑制病原微生物生長等途徑實(shí)現(xiàn)對作物病害的全面防治，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

盡管木醋液在植物病害防治方面表現(xiàn)出巨大的潛力，但對其成分的解析和作用機(jī)制亟待深入研究。因此，為了提高木醋液在植物病害防治中的效果和使用效率，要加強(qiáng)對其基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。這包括探究不同來源的木醋液在促進(jìn)作物生長和防治作物病害中的有效成分，深人了解其防治植物病害的作用機(jī)制和最佳使用條件，并開展病原微生物對木醋液的耐藥性研究，以應(yīng)對潛在的抗性問題。此外，需要加大木醋液提純設(shè)備的研發(fā)，同步開發(fā)一系列精制木醋液產(chǎn)品，逐步建立木醋液行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和使用規(guī)程，通過嚴(yán)格的檢測和評估體系確保木醋液產(chǎn)品的有效性和安全性，安全合理使用木醋液，為其推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

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