李忠徽;王旭东
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【摘 要】Wood vinegar is an organic mixture which comes from condensation and separation of by-products of wood procession .Wood vinegar is acidic in property and contains over 500 kinds of organic compounds , benefiting the growth of plant and increasing the resistance to diseases .A series of pot cultivation experiments were carried out to study the effects of wood vinegar on Lou soil properties ( pH, EC, organic matter content , and structure ) and pepper growth .The results show that soil pH is decreased and soil EC is increased with the increase of adding amount of wood vinegar to soil .Applying wood vinegar with dilution of less than 5 times could increase soil organic C content , contribute to the formation of aggregates of ≥2 mm and 0.25-2 mm size classes .However , applying wood vinegar with dilution of less than 5 times harms the growth of pepper and even lead the death of pepper plants . Applying wood vinegar with dilution of more than 50 times promotes the growth and increases the yield of pepper . Therefore , irrigating wood vi
negar with dilution of 3-5 times is recommended during fallow periods , dilution of 50-250 times during crop growth season .%本研究以木醋液为研究材料，采用培养试验的方法，研究了灌施不同稀释倍数的木醋液对土性状（ pH、电导率、土壤结构、有机碳）和辣椒生长的影响。结果表明，灌施木醋液后土壤pH随灌施量的增大而降低，EC值随灌施量增大而升高；灌施木醋液（稀释倍数小于5倍）能够显著提高土壤有机碳的含量，可增加≥2 mm、0.252 mm级别土壤团聚体的数量，有利于大团聚体的形成。生物试验表明，稀释5倍以下的木醋液对辣椒产生毒害作用，稀释50倍以上的木醋液可以促进辣椒生长，并增加其产量。综合考虑，建议在农田休闲季节灌施木醋液的稀释倍数为35倍左右，在作物生长季节灌施木醋液的稀释倍数为50250倍。 【期刊名称】《植物营养与肥料学报》
【年(卷),期】2014(000)002
【总页数】7页(P510-516)
【关键词】木醋液;土;有机碳;土壤结构;辣椒
【作 者】李忠徽;王旭东
【作者单位】西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌712100;西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌712100; 农业部西北植物营养与农业环境重点实验室，陕西杨凌712100
【正文语种】中 文
【中图分类】S158.3
木醋液是把木材及木材加工剩余物在碳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 [1]。在生物质炭的制备过程中会产生大量的木醋液，其主要成分是水(含量为80%90%),其次是有机酸、 酚类、 醇类和酮类等约500种有机成分[2,3]。其中，有机酸类物质往往占有机成分的50%以上，主要包括乙酸、 正丙酸、 丁酸和正戊酸(乙酸含量最多)[4]。西方国家及日本对木醋液的应用较早，我国对其开发和应用研究始于20世纪80年代末期。木醋液可作为植物生长促进剂、 土壤改良剂、 抗菌剂、 杀虫剂、 驱避剂、 消臭剂、 饲料添加剂、 有机肥发酵剂来使用[5,6]，但受浓度和组成的影响，具有促进和抑制双
重功效[7]。从木醋液对植物生长的作用机理上来讲，它主要通过调节植物激素比例关系发挥作用。木醋液抑制脱落酸及乙烯的合成，促进生长素、 赤霉素和细胞分裂素的合成。同时木醋液含有的戊酸甲酯、 甲酸甲酯、 乙酸甲酯等物质具有促进植物生长的作用[8]。目前，我国对木醋液的研究主要集中在对农作物和蔬菜的研究上，发现一定浓度的木醋液灌施或喷施后能增加植物营养吸收，促进植物生长，提高植物的抗病性等[9-12]，但施用木醋液对土壤性质、 结构等的影响研究报道的很少。木醋液本身显酸性，灌施木醋液后对土壤酸碱性、 盐分的溶解性以及其中的有机化合物对土壤结构等如何影响均尚不清楚。北方石灰性土壤的pH较高，土壤有机质和有效养分较低，土壤结构差，利用木醋液可能是改良土壤的有效途径。为此，本文研究了灌施不同浓度木醋液对土壤pH、 土壤结构以及土壤有机碳组成的影响，并通过生物试验研究了不同浓度木醋液对辣椒生长的影响，以期为木醋液在北方石灰性土壤中的合理使用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验土壤
供试土壤为陕西关中的土，该土壤属于石灰性土壤，质地为粘壤质，pH为8.3，呈弱碱性，
土壤EC值为0.72 mS/cm，有机碳含量8.35 g/kg。
1.2 木醋液
试验所用木醋液是由苹果树和一些杂木在制备生物炭过程中冷凝产生，最高温度约为550℃。木醋液的基本性质为棕黄，在有机化合物中各成分相对含量为有机酸 28.37%、 乙酸 21.14%、 酚类及衍生物 34.66%、 酮类 12.94%，pH 3.1，EC 3.37 mS/cm，有机碳含量 33.59 g/L。
1.3 试验设计
1.3.1 土壤性质试验 采用土壤培养试验，每盆装土2 kg，浇灌不同稀释倍数木醋液溶液400 mL，共11个处理，3次重复，试验的木醋液与水的比例见表1。每次待土壤干燥后进行下一次浇灌，连续灌施3次，分析土壤的酸度、 电导率、 有机碳含量、 不同级别结构体及其有机碳的变化。土壤有机碳、 水溶性有机碳、 土壤颗粒有机碳采用重铬酸钾容量法[13]，不同级别土壤颗粒含量采用约得法[14]，土壤的pH、 EC(电导率)用过1 mm筛的风干土以1 ∶1的水土比浸提后分别用 DELTA 320 pH 计和 DDSJ-308A 型电导仪测定。
表1 土壤和作物盆栽试验中采用的木醋液稀释倍数Table 1 Dilution folds of wood vinegar used in soil and pot experimentsNo.木醋液∶水 Wood vinegar∶water (v/v)1浇水 Water2木醋液原液 Undiluted solution wood vinegar31∶141∶251∶361∶471∶581∶5091∶150101∶250111∶500
1.3.2 辣椒盆栽试验 供试作物为陕西大角椒，属长椒类，株型矮小、 分枝性强、 叶片中等、 果实为长角形。每盆装土3 kg，栽辣椒苗一株，浇水600 mL。当辣椒成活并稳定生长后，开始浇灌不同稀释倍数的木醋液，试验设置同表1。第一次浇灌溶液量为150 mL/pot，半个月后进行第二次浇灌，浇灌200 mL/pot，两次浇灌木醋液期间视具体情况浇水，每个处理重复3次。观察辣椒长势，收获时测定辣椒株高和辣椒产量等指标。
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实验均用Microsoft Excel 2003软件对数据进行统计分析，采用SAS软件对数据进行LSD0.05差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 灌施木醋液对土壤性质的影响
2.1.1 稀释过程中木醋液的酸度变化 木醋液由于含有多种有机酸化合物，其酸度较高(pH 3.1)，当稀释倍数在1 ∶11 ∶5范围内，木醋液pH仅升高0.42。随着稀释倍数继续增大，酸度逐渐降低，当稀释到50倍时，pH升高已达显著水平，稀释到250倍以上时，pH接近于中性水平(pH6.5)。再加大稀释倍数，pH变化缓慢，渐趋平稳，当稀释倍数为1 ∶1000时，木醋液的pH为7.23，与蒸馏水的pH接近(图1)。
图1 不同稀释倍数木醋液的pH值Fig.1 pH value of wood vinegar under different dilution ratios[注(Note)： USWV—木醋液原液Undiluted solution wood vinegar.]
2.1.2 对土壤酸碱度(pH)和电导率(EC)的影响 木醋液本身具有较强的酸性(pH为3.1)，向土壤中浇灌不同稀释倍数的木醋液，土壤的pH发生一定的改变(图2)。与灌水相比，灌施原液后土壤pH下降了1.2个单位，降至7.23，差异达显著水平。随着木醋液稀释倍数的增加，土壤pH与对照越来越接近，差异不显著。
图2 灌施不同稀释倍数木醋液土壤的pHFig.2 pH of soils irrigated with different dilution rati
os of wood vinegar solution[注(Note)： USWV—木醋液原液Undiluted solution wood vinegar.]
木醋液本身的电导率(EC)为3.37 mS/cm，灌施木醋液对土壤EC值产生了明显影响(图3)。对照(浇水)土壤的EC值为0.72 mS/cm，与对照相比，当稀释倍数小于1 ∶3时，土壤的EC值显著高于对照，其值为对照的210倍不等。当稀释倍数高于1 ∶4时，土壤的EC值与对照差异不显著，其值在0.8 mS/cm左右变化。说明，当木醋液的用量大时，其酸性强会增加土壤盐分或养分离子的溶解性，从而提高其电导率。
图3 灌施不同稀释倍数木醋液土壤的EC值Fig.3 EC of soils irrigated with different dilution ratios of wood vinegar solution[注(Note)： USWV—木醋液原液Undiluted solution wood vinegar.]白酒瓶盖
2.1.3 对土壤总有机碳的影响 灌施从原液到1 ∶5倍的木醋液稀释液，土壤有机碳含量显著提高，并且与木醋液稀释浓度呈正相关。但稀释倍数达到50500时，对土壤有机碳增加不明显(图4)。
图4 不同稀释倍数木醋液对土壤有机碳的影响Fig.4 Soil organic C contents irrigated with different dilution ratios of wood vinegar solution[注(Note)： USWV—木醋液原液Undiluted solution wood vinegar.]
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2.1.4 对土壤水溶性有机碳的影响 水溶性有机碳(WSOC)通常是指可通过0.45 μm微孔滤膜的水溶性有机物质。灌施木醋液直接增加了土壤水溶性有机碳含量(图5)。从原液到稀释倍数为1 ∶3，其水溶性有机碳含量显著高于对照。稀释倍数进一步提高后，灌施处理与对照差异不显著。
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2.1.5 对土壤结构的影响 用湿筛法[14]把土壤分为>2 mm，0.252 mm，0.050.25 mm，<0.05 mm四个级别。用不同稀释倍数的木醋液处理后的各级别土壤含量见图6。灌施低稀释倍数的木醋液(1 ∶5以下时)明显增加了>2 mm、 0.252 mm级别土壤颗粒的含量，降低了0.050.25 mm、 <0.05 mm级别的土壤颗粒含量。说明灌施高浓度木醋液有利于形成土壤大团聚体(>0.25 mm)，相应减少微团聚体(<0.25 mm)的数量。在稀释倍数为1 ∶501 ∶250时仍然能够显著促进0.252 mm、 >2 mm这两个级别土壤颗粒的形成，当稀释倍数进一步增大，与对照相比对以上两个级别的土壤颗粒含量影响不大。而在整个高稀释倍数(1 ∶50
1 ∶500)范围内0.050.25 mm级别的土壤颗粒含量变化不明显，<0.05 mm的土壤颗粒含量显著降低，但是明显高于低稀释倍数木醋液的处理。
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