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木醋液在农业生产中的应用研究进展

2018-05-14马连杰张慧卢文才廖敦秀

南方农业·上旬 2018年11期
关键词:农业生产研究进展应用

马连杰 张慧 卢文才 廖敦秀

摘   要    木醋液是一种由农业木质废弃物提取获得的新型绿色产品,在绿色农业生产中应用广泛。简介了木醋液的概念、应用领域及发展历史,系统阐述了木醋液在農业生产中的应用研究进展,包括在促进植物生长、防控病虫害、食用菌应用和土壤改良应用等方向的最新研究成果,为木醋液的进一步开发和利用提供参考。

关键词   木醋液;农业生产;应用;研究进展

中图分类号:S145.2    文献标志码: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馏过程中产生的烟气经冷凝回收分离后获得的有机混合物,含有酸类、酮类、酚类、酯类、醛类、醇类等500多种有机成分。因原料种类、炭化方法和收集温度不同,木醋液各成分比例有一定差异。精制的木醋液可应用于农业、医药、环境卫生、化妆品等诸多领域。目前,在农业生产领域主要用于促进植物生长、防治病虫害、改良碱性土壤等。经毒性试验证实木醋液无毒,在农业生产上可放心使用[1]。

木醋液起源于17世纪欧洲的木材干馏工业,早期被用于生产甲醇、乙酸等工业产品,因其成本高、产量低而被弃用。20世纪40年代,木醋液在美国、日本和韩国等国最先得到重视。美国将木醋液应用于林果业和花园园艺等方面;木醋液被日本引进后得到进一步的发展,应用于农业生产中,促进作物生长及控制线虫、病原菌和病毒。我国起步较晚,1989年延边大学才第一次试生产木醋液,并将其应用于植物病害防治研究。近年来,对木醋液的研究日益增多,主要集中在木醋液精制、组分分析和抑菌效果及农业应用等方面。简述木醋液在农业生产中的应用研究进展,包括在促进植物生长、防治病虫害、食用菌应用和土壤改良应用等方向的最新研究成果。

1 促进植物生长的应用研究

木醋液通过叶面喷施或灌根,可以促进作物生长,提高作物产量和品质。相关研究主要集中在促进种子发芽和幼苗生长、提高作物产量和品质等方向。上原彻等[2]研究发现,木醋液对茼蒿种子发芽和幼根生长有促进作用,对莴苣、鸭儿芹和豆瓣菜的发芽表现先抑制后促进作用,对莴苣幼根表现抑制作用,对豆瓣菜表现促进作用,对鸭儿芹则表现不明显。常青等[3]研究木醋液浸种对茄子种子发芽的影响,结果表明,经稀释50倍的木醋液浸种后清水浇灌的处理效果最佳,茄子种子发芽势、发芽率和发芽指数分别为82.67%、86%和4.14,平均发芽天数为5.5 d,表明适宜浓度的木醋液浸种对茄子种子萌发有一定促进作用,发芽势、发芽率和发芽指数明显增高,平均发芽天数减少。申凤善等[4]研究表明,去除醛酮类物质后的木醋液余液,主要成分为酚、酸类及其衍生物,对水稻发芽、幼苗期生长有明显促进作用。还有研究表明,木醋液对小麦、玉米和赤豆等种子的萌发均有促进作用[5-7]。在大田小区试验中,周传余等[8]研究发现,灌施木醋液对番茄产量和品质提高有显著效果,以400倍稀释液效果最佳,能够提高番茄的株高、茎粗和叶绿素值,产量提高到160.67 t·hm-2,显著高于对照产量的101.72 t·hm-2,不同稀释度的木醋液处理还能够提高可溶性固形物、VC、可溶性糖含量,提高番茄口感品质。在辣椒、苦瓜、结球甘蓝、蓝莓等作物上也开展了施用木醋液的相关研究,结果表明在不同作物上的最适木醋液稀释浓度从50倍到500倍不等[9-12]。

2 防治病虫害的应用研究

木醋液防治病虫害的研究重点是对病原菌和田间害虫幼虫的抑制作用研究。李维蛟等[13]研究了木醋液对根结线虫病的防治效果,结果发现,不同稀释浓度的木醋液对4种常见根结线虫(北方根结线虫、花生根结线虫、南方根结线虫、爪哇根结线虫)的2龄幼虫均有抑制效果,但随着稀释倍数的增加,抑制效果减弱。木醋液稀释25~100倍后,处理根结线虫的2龄幼虫,其48 h死亡率达到100%;稀释150倍处理72 h时,北方根结线虫、花生根结线虫、南方根结线虫、爪哇根结线虫的校正死亡率分别达到了76.3%、78.4%、77.9%、72.2%。同时在常年发病均匀的石榴园和番茄种植基地开展木醋液和木醋液配剂对石榴根结线虫、番茄根结线虫的田间防治效果试验,结果表明,木醋液稀释50倍处理对石榴根结线虫病防治效果最好,防效达到63.9%;稀释150倍对大棚中番茄根结线虫具有较好的控制作用,防效达54.1%。随着稀释倍数的增加,防效逐渐降低。刘勇等[14]研究发现木醋液对室内桃炭疽病的病原菌抑制率高达92.5%,与百菌清800倍液抑制效果不相上下,田间抑制效果显示,稀释50倍液能够较好地控制桃炭疽病,施药20 d后其对桃炭疽病的校正防效达71.2%,健果率达到71.4%,远远高于对照53.6%的健果率。平安等[15]在室内条件下,分析了木醋液与瑞香狼毒、毒芹、洋金花、白头翁和白屈菜提取物混用对菜青虫的防治效果,结果表明,木醋液与5种植物提取物混合使用,可增强药效,提高菜青虫的死亡率,除毒芹1.0%处理外,均达到显著或极显著水平,死亡率最高提高了19.5%。孙剑华等[16]研究发现,在化学农药、生物农药中加入竹(木)醋液能够提高其对蔬菜病虫害的防治药效,相同药量下加入稀释400倍的竹(木)醋液,害虫防效可提高30%左右。

3 食用菌上的应用研究

木醋液对食用菌生长的影响,Yoshimuya、村尾胜、王稳等先后开展了相关研究,研究结果显示木醋液对食用菌生长发育的影响不同,可能是不同食用菌对木醋液敏感性不同或试验使用浓度不适宜所致[17]。近年来,倪淑君等[18]研究了木醋液对平菇和香菇菌丝生长和产量的影响。结果显示,高浓度木醋液抑制菌丝生长,添加适宜浓度的木醋液能促进菌丝生长,以添加干料的0.025%~0.050%为宜,添加量超过0.100%会抑制平菇和香菇菌丝生长,与王稳等的研究结果一致;木醋液对产量的影响结果显示最佳木醋液浓度仍以添加干料的0.025%~0.050%为宜,添加量超过0.100%,产量随浓度升高而降低。张婷等[19]研究山杏壳木醋液对三种食用菌菌丝生长的影响,结果显示,不同食用菌菌丝生长需要的最适木醋液浓度不同,促进滑子菇菌丝生长的最适木醋液浓度为0.025%,促进灵芝菌丝生长的最适木醋液浓度为0.10%,而木醋液对香菇菌丝生长在0.050%和0.100%时均表现抑制,与王稳、倪淑君等的研究结果不同。研究还发现,液体培养时,木醋液浓度为0.01%、0.03%、0.05%和0.10%时,会抑制滑子菇菌丝和灵芝菌丝的生长。

4 土壤改良的应用研究

对土壤改良的应用研究主要集中在木醋液对土壤微生物、酶活性的影响,对盐碱土的改良效果等研究方向。木醋液对土壤微生物的影响主要表现在短期内会增加细菌数量,对真菌和放线菌影响不明显。杜相革等[20]在有机肥中加入木醋液,观察土壤中微生物数量的变化。结果表明,在1 kg有机肥中加入10 g木醋液,施入30 kg土壤中,10 d后细菌被激活,活菌含量达到63.27×107 cfu·g-1,而对照为18.25×107 cfu·g-1;放线菌被强烈抑制,含量为0×107 cfu·g-1,对照为10.17×107 cfu·g-1;真菌数量变化不大。20 d后细菌数量回落为22.5×107 cfu·g-1,对照为11.67×107 cfu·g-1;放线菌为0.92×107 cfu·g-1,對照为7.16×107 cfu·g-1;真菌数量仍然变化不大。同时研究表明,在1 kg有机肥中加入20 g木醋液处理的细菌数量在短时间内无法与加入10 g木醋液的处理相比,但随着时间延长,两个处理的细菌数量趋于一致;然而在1 kg有机肥中加入50 g木醋液的处理,微生物总数受到了一定的抑制,随着时间延长,处理后20 d,这种抑制作用不但没有减弱,反而有所增强,细菌、放线菌、真菌数量都显著低于空白处理。程虎等[21]开展了木醋液对碱性土壤微生物数量及酶活性的影响研究,其木醋液对土壤微生物数量的影响结果与杜相革的研究结果相似,不同木醋液处理对土壤酶活性的影响结果显示,添加木醋液能够提高土壤碱性磷酸酶活性,以400倍和300倍木醋液处理最佳;对土壤脲酶活性有提升作用,且效应持续60 d仍未消失,高浓度木醋液(100倍稀释液)对脲酶活性无抑制作用;土壤脱氢酶活性随木醋液浓度升高呈现先增加后降低的趋势,高浓度木醋液对土壤脱氢酶有一定的抑制作用。

木醋液对盐碱地有一定的改良作用。张亚兰等[22]利用木醋液对盐碱土进行改良研究发现,不同稀释倍数的木醋液处理0~10 cm土层样品,所有处理的盐分都增加,pH值、ESP、SAR均下降,表明木醋液对土壤理化性质有一定改良效果,但没有脱盐效果,推测可能是木醋液浓度过高,与土壤中某些物质发生反应,生成络合物后还有多余的木醋液将其转化为可溶性盐留在土壤中;处理10~20 cm土层,所有处理的全盐、pH值、ESP、SAR均下降,其中稀释1 000倍木醋液改良效果最佳。

5 结语

目前国内虽对木醋液开展了一系列基础性研究,但农业生产实践应用基本还处于空白状态,没有大规模应用推广的报道。木醋液具有天然无毒、促进植物生长和防治病虫害等优点,若加大其开发利用力度,将有可能成为农用化学品的理想替代物,在农药减量控害、发展绿色农业中发挥重要作用。木醋液为炭生产过程中的副产品,农业废弃物秸秆、枝条、谷壳等均是其提取来源,因此木醋液的开发、利用和推广将为农业废弃物资源再利用提供一条新的途径。

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