木醋液在农业上的应用进展

农业工程技术·综合版  2020年10月刊
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综 合 研 究
古马隆树脂DOI:10.16815/jki.11-5436/s.2020.29.063
液主要用于花园园艺。在韩国,粗制木醋液提炼加工成为保健品;精制木醋液也用于食品加工和化妆品精细化工行业。日本农业生产中对木醋液的应用最为普遍,在木醋液研究利用方面一直处于领先水平。在日本,每年大约生产4亿升木醋液,其中约有一半应用于农业生产以促进作物生长及病虫害防治。经过精制分离的木醋液也用于食品加工、药品和化妆品行业[2]。日本政府从1965年就开始资助木醋液的研究与开发,目前已经开发出多种不同用途的木醋液专用产品。早期中国开展木醋液研究与开发利用得到了日本的技术指导,最早在延边农学院开展林木制备木醋液的相关研究。
三、国内木醋液农业应用进展
国内大量研究表明,木醋液在农业生产上可作为植物生长调节剂、抗菌剂、土壤改良剂来使用,可单独也可与农药、叶面肥等混合使用。木醋液在促进种子萌发、作物生产、提高作物品质、抑制病原菌和土壤改良方面均有较好的应用效果。1、木醋液促进种子萌发
木醋液对种子萌芽具有促进作用。梁凤臣等[3]研究木醋液浸种处理对西葫芦种子萌发和幼苗长势的影响,结果表明,使用木醋液浸种,对于西葫芦的发芽势、发芽率、幼苗芽长、幼苗主根长、苗鲜重、苗干重以及活力指数都有影响。使用不同浓度的木醋液浸种,对西葫芦种子各项发芽指标和幼苗长势的影响不同。使用100倍稀释木醋液浸种,幼苗长势达到最高峰值,活力指数比蒸馏水浸种的对照提高9.01%,鲜重、干重、主根长分别比对照增加13.47%、9.81%、15.79%,差异显著。使用100倍稀释木醋液浸种处理对发芽势有一定的促进作用,对芽长、发芽率、发芽指数影响不显著。由此可知,木醋液浸种可促进根系生长、鲜重和干物质积累增加,提高活力指数,幼苗长势更强,可应用于西葫芦种子播前处理。
2、木醋液促进作物生长,提高作物品质
张琳等[4]在大棚研究不同浓度木醋液叶面喷施番茄的试验结果表明,木醋液对提高番茄长势和品质都有显著效果。喷施木醋液能促进番茄生长,提高番茄产量,通过提高果实维生素C 含量和糖酸比来提高番茄品质。闫钰等[5]将不同稀释倍数(100、300 和 500 倍)的木醋液对温室辣椒进行叶面喷施,结果表明,以清水为对照,叶面喷施木醋液能提高辣椒的株高、产量以及果实中维生素C 含量。魏泉源等[6]田间试验表明,以清水为对照,
采用不同浓度的木醋液对芹菜进行叶面喷施,能提高芹菜的株高和产量,增加可溶性蛋白、维生素C
、可溶性总糖含量。毕巍扬[7]研究用木醋液不同浓度喷施叶菜,发现其可提高蔬菜产量、维生素C 含量,降低叶菜硝酸盐含量,从而提高蔬菜品质。3、木醋液的抑菌作用
木醋液具有抑菌作用,段晓玲等[9]研究结果表明,白桦木醋
木醋液在农业上的应用进展
王丽英 1、2、3*,郭  丽1、2、3,史建硕1、2、3,任燕利1、2、3,李若楠1、2、3
(1.河北省农林科学院农业资源环境研究所,石家庄  050051;2. 河北省肥料技术创新中心,石家庄  050051;
3.河北省农林科学院农业副产品综合利用研究中心,石家庄  050051)
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摘要:木醋液是农林废弃物炭化利用的副产品。该文介绍了木醋液的分类、特性,概述了国外对木醋液的研究利用,重点对国内木醋液在促进种子萌发、作物生长、提高作物品质、抑制病原菌以及改良土壤等方面的研究进展进行了综述,提出木醋液的基本性质及应用技术、木醋液与农药和肥料的科学配伍技术、基于木醋液开发绿增值高效投入品等研究方向,以推进木醋液的应用,为农业绿发展提供技术支撑。
关键词:木醋液;农业;应用进展;研究方向
王丽英,郭 丽,史建硕,等. 木醋液在农业上的应用进展[J]. 农业工程技术,2020,40(29):88-89.
木醋液是生物质在其热解炭化过程中产生的气体经冷凝回收分离得到的有机液体组分,是农林废弃物炭化利用的副产品。木醋液的原料广泛,农林业加工废弃物,如林木废弃物树干、树枝、木屑、果核、果壳等,农业副产品,如作物秸秆、玉米芯、花生壳等,养殖废弃物畜禽粪便原料,这些均可通过热解炭化工艺提取木醋液。木醋液成分组成复杂,以酸类及酚类为主,还含有含量较低的酮类、酯类、醛类和醇类等化合物,不同种类木醋液成分有差别[1]。
一、木醋液分类及特性
木醋液根据成分可以分为粗制木醋液和精制木醋液。粗制木醋液中含有易氧化、易聚合、易变的化学成分,性质不稳定;提取过程中混入油性木焦油组分,在木醋液中会附着或沉淀;粗木醋液中含有一些对生物有毒性的甲醇、甲醛、3,4-苯并芘等,用于农业生产前需进行分离、精制或者蒸馏提纯等制备成精制木醋液。粗木醋液颜为棕褐、半透明液体,表面附着一层焦油,长期放置后焦油会逐渐附着在容器内壁上。精制木醋液性质稳定,颜纯净,为淡黄或无透明液体。
常用的粗制木醋液精制及分离方法有:静置法、活性炭吸附法、蒸馏法、低温冷冻解冻法、木瓜酶酶解法、有机溶剂萃取法、电解法、分配法、多层过滤法等。选择哪种方法取决于精制木醋液的质量要
求以及精制分离提纯成本。直接用于农业生产的精制木醋液一般采用静置法和活性炭吸附法,用于高品质水溶肥料和农药产品制备的需选择蒸馏法、多层过滤法进行分离。
二、国外木醋液利用概况
木醋液在美国、日本、韩国等国家均有应用。在美国,木醋
基金项目:国家重点研发计划任务“环渤海暖温带区设施蔬菜化肥农药减施增效技术模式建立与示范(2016YFD0201006)”;河北省农林科学院现代农业科技创新工程“农林废弃物炭化综合利用技术研究与示范(2019-2-4)”。
第一作者及通信作者:王丽英(1977-),研究员,博士,河北邱县,从事经济作物营养与施肥、新型肥料创制及应用技术研究工作。
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水泥磨综 合 研 究
液、杂木木醋液、木屑木醋液及蒸馏木屑木醋液4种木醋液对大肠杆菌、金黄葡萄球菌、枯草芽孢杆菌3种供试细菌均有较强的抑制作用,蒸馏木屑木醋液抑菌效果最佳。在最低抑菌浓度作用下,3种供试细菌生长规律发生改变,细胞膜通透性增大,导致细胞内电解质、蛋白质和糖类物质渗出。木醋液还抑制了细菌蛋白质的合成,使细胞代谢紊乱,最终使细胞死亡,从而起到抑菌作用。
木醋液与农药混合使用可提高药效,减少药物用量,但木醋液提高农药药效的机理尚无定论。有研究认为,木醋液主要通过提高农药的溶解度来发挥作用。平安等[8]研究认为,木醋液除提高药物的溶解度外,其含有的酯类、萜烯类等化合物具有软化昆虫体壁、增加药物的渗透量及药物在植物表皮和昆虫体表上附着量的作用,即通过药物、昆虫和植物3者来发挥提高药效的作用。4、木醋液改良土壤
木醋液对土壤具有改良作用,添加不同稀释倍数的木醋液会影响沙地土壤微生物的生物量和酶活性[10]。向沙土添加木醋液可以显著降低土壤pH 值,显著提高土壤氧化碳、水溶性碳氮、可溶性酚以及无机氮的含量,适合北方石灰性土壤使用。
添加稀释20倍的木醋液,土壤微生物生物量碳氮以及β-糖苷酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性降低。在木醋液稀释20-50倍范围内,随着施用木醋液稀释倍数的降低,α-糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、酸性磷酸酶和酚氧化酶的活性有显著增加趋势
[10]
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液不同浓度喷施叶菜,会降低土壤硝酸盐含量,但显著提高土壤铁、锰、铜、锌含量[7],从而提高土壤微量元素的有效性。
四、木醋液在农业上的应用前景
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中国对木醋液的研究有30多年的历史,尽管对木醋液的促生长、抑菌抗虫、土壤改良方面有较多研究,但对于木醋液的促生长机理、提高品质和土壤改良机理方面的研究还处于初级阶段。不同生物质原料性质的差异、制备工艺及控制条件不同,所制备的木醋液中有机物成分的种类及含量也差异较大。由于木醋液缺乏国家标准和行业标准,均以企业标准进行相关产品的开发与利用。为加强农林副产品木醋液的综合利用,建议开展以下研究:
首先,根据不同原料、制备工艺,系统研究木醋液的物质成分和含量,并对不同类别的粗制木醋液和精制木醋液进行质量指
标控制和规范,这对木醋液的开发利用具有重要意义。
其次,木醋液作为一种新型的绿投入品,需要对不同原料、工艺装备的木醋液进行系统的性质研究,研究其植物促生、农产品品质提高和土壤质量提升方面的作用机理,以进一步利用其特性,研究木醋液在农业上的应用技术,及其与肥料、农药和增效剂等的科学配伍,发挥其协同增效的作用,开发增值高效产品。
最后,建议尽快制定国家或行业标准,规范木醋液生产制造的质量标准,为专用型木醋液研究及利用提供依据,推进木醋液的推广应用,为农业绿发展提供强力支撑。参考文献
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dna探针
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