生物質(zhì)醋液在設(shè)施蔬菜中的應(yīng)用

王磊元，秦翠蘭，趙群喜，李風(fēng)娟

（新疆理工學(xué)院，新疆阿克蘇843000）

0 引言

設(shè)施蔬菜生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收的重要途徑，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高人民生活質(zhì)量具有重要作用，特別是自“十三五”以來，國(guó)家深入推進(jìn)“農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革”，在這一新形勢(shì)下，設(shè)施蔬菜作為生產(chǎn)周期短、效益快、需求層次多的重要農(nóng)村經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，將成為農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革的重要方向之一[1]，我國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè)將進(jìn)一步向提升產(chǎn)品品質(zhì)，提高種植效益和更加重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)轉(zhuǎn)變，但是由于設(shè)施蔬菜發(fā)展存在地域管理經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)差異性，設(shè)施蔬菜的發(fā)展還存在一系列問題：

（1）設(shè)施蔬菜栽培產(chǎn)量高、速度快、見效好，為了增產(chǎn)，種植戶往往施用大量化肥和有機(jī)肥，由于設(shè)施栽培溫室或大棚空間相對(duì)密閉，溫濕度較大，病蟲害嚴(yán)重，因此必然導(dǎo)致農(nóng)藥使用量不斷增加，土壤出現(xiàn)大面積硬化及酸堿化，土壤內(nèi)營(yíng)養(yǎng)元素平衡和土壤理化性質(zhì)遭到破壞，嚴(yán)重影響設(shè)施蔬菜的品質(zhì)及產(chǎn)量[2]。

（2）由于農(nóng)藥及化肥使用過度，在相對(duì)密閉，溫度較高的設(shè)施環(huán)境里易揮發(fā)，導(dǎo)致空氣污染嚴(yán)重，損害種植戶的健康。

（3）農(nóng)藥和化肥的大量使用導(dǎo)致成本增加，同時(shí)長(zhǎng)期大量使用農(nóng)藥使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，由于藥效變差種植戶不斷增加農(nóng)藥使用次數(shù)和用量，導(dǎo)致化學(xué)藥劑的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和研發(fā)成本增加，加重了種植戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

上述一系列問題嚴(yán)重阻礙了我國(guó)設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，“化學(xué)肥料和農(nóng)藥減施增效綜合技術(shù)研發(fā)”和“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的啟動(dòng)就是要引導(dǎo)農(nóng)業(yè)綠色化發(fā)展，加快轉(zhuǎn)變施肥用藥方式，減少溫室大棚內(nèi)農(nóng)藥的使用，推廣應(yīng)用農(nóng)業(yè)防治、生物防治和物理防治等綠色防治技術(shù)，加快新型高效肥料和農(nóng)藥的推廣，重點(diǎn)開發(fā)高效低毒低殘留農(nóng)藥、生物肥料及生物農(nóng)藥等新產(chǎn)品，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

生物質(zhì)醋液是以農(nóng)作物秸稈如棉稈、麥稈、玉米稈、稻稈等農(nóng)業(yè)廢棄物、木屑、樹枝等林木和林業(yè)加工的剩余物以及南方竹材等可再生生物質(zhì)為原料[3]，在干餾設(shè)備中干餾后導(dǎo)出的蒸汽氣體混合物經(jīng)冷凝分離后得到的一種紅褐色液體，是一種成份復(fù)雜的混合物，北方研究以生物質(zhì)木醋液為主，南方研究以生物質(zhì)竹醋液為主[4]。竹醋液還可根據(jù)竹子種類不同分為多種竹醋液。生物質(zhì)醋液已檢測(cè)出含酸、醇、酚、酯及呋喃類等多種有機(jī)化合物，還含有多種對(duì)作物生長(zhǎng)有益的有機(jī)成分和微量元素[5]。生物質(zhì)醋液不同成分具有不同的作用，因此應(yīng)根據(jù)不同用途對(duì)生物質(zhì)醋液進(jìn)行精制。研究表明，生物質(zhì)醋液是一種肥效一體的天然植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，屬于純天然無污染液態(tài)產(chǎn)物，通過稀釋進(jìn)行葉面噴灑、與農(nóng)藥及其他有機(jī)物混合作用可對(duì)土壤進(jìn)行改良，防治作物病蟲害，減少農(nóng)藥化肥用量，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)[6]，因此，加大生物質(zhì)醋液在設(shè)施有機(jī)蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用，對(duì)于綠色農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 生物質(zhì)醋液在設(shè)施蔬菜上的綜合應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 生物質(zhì)醋液在設(shè)施蔬菜土壤改良方面的應(yīng)用

生物質(zhì)醋液中含有的醋酸類物質(zhì)能改變土壤中微生物類群的結(jié)構(gòu)和數(shù)量，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的分解，改善土壤的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)、通氣性和透水性[7]。胡春花等[8-9]研究了木醋液連續(xù)施入對(duì)設(shè)施土壤肥力及木醋液和炭醋肥混合施入對(duì)設(shè)施蔬菜生長(zhǎng)期間土壤細(xì)菌數(shù)量的影響，試驗(yàn)表明單獨(dú)施用木醋液可使設(shè)施土壤鹽分含量明顯降低，改善土壤通氣性和透水性，增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)土壤pH值，提高土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷含量；木醋液和炭醋肥混合施入能夠顯著增加自生固氮菌和無機(jī)磷細(xì)菌等有益細(xì)菌數(shù)量，減少真菌數(shù)量，提高設(shè)施蔬菜的土壤肥力和土壤質(zhì)量，最終使蔬菜增產(chǎn)。

斯日木極等[10]將木醋液注入低、中肥力小白菜設(shè)施土壤中測(cè)定土壤酶活性，評(píng)估土壤肥力質(zhì)量，結(jié)果表明木醋液可以作為遼西北地區(qū)中、低肥力土壤改良劑，顯著提高設(shè)施土壤的酶活性指數(shù)和土壤生物肥力指數(shù)，增加蔬菜產(chǎn)量。常青等[11]研究了灌施不同稀釋倍數(shù)的木醋液對(duì)設(shè)施蔬菜茄子土壤pH值、EC（電導(dǎo)率）和生長(zhǎng)發(fā)育的影響，得出澆灌適宜稀釋倍數(shù)的木醋液可以調(diào)節(jié)土壤pH值和EC值，促進(jìn)茄子生長(zhǎng)，這為木醋液在設(shè)施蔬菜種植中的應(yīng)用推廣提供了參考。李忠徽等[12]采用培養(yǎng)試驗(yàn)的方法發(fā)現(xiàn)設(shè)施蔬菜進(jìn)行木醋液灌施能降低土壤pH值，增大EC值，顯著提高土壤有機(jī)碳的含量，還能增加土壤團(tuán)聚體的數(shù)量，有利于形成大團(tuán)聚體。潘潔等[13]研究了不同木醋液灌溉量對(duì)土壤養(yǎng)分、鹽堿的影響。研究表明灌溉木醋液可顯著提高設(shè)施蔬菜番茄土壤速效鉀、堿解氮、有效磷含量、有機(jī)質(zhì)及全鹽含量，且使用量越大，效果越明顯。畢巍揚(yáng)[14]將木醋液添加入空心菜、油麥菜、生菜3種設(shè)施蔬菜土壤中，結(jié)果表明，添加木醋液的3種蔬菜土壤中硝酸鹽含量明顯降低，土壤中微量元素鐵、錳、銅、鋅含量顯著提高。杜佳燕[15]等進(jìn)行了木醋液—生物炭—益生菌復(fù)配對(duì)設(shè)施蔬菜辣椒連作土壤的作用效應(yīng)試驗(yàn)，結(jié)果表明，生物炭+木醋液+益生菌顯著降低了土壤pH值，增加了土壤有效磷含量，緩解了辣椒連作土壤的連作障礙。Benzon等[16]在通過芥菜土壤中添加木醋液，抑制植物對(duì)重金屬的吸收，木醋液可直接提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有利于芥菜的生長(zhǎng)。

1.2 生物質(zhì)醋液在設(shè)施蔬菜育種方面的應(yīng)用

生物質(zhì)醋液能對(duì)蔬菜種子萌發(fā)和萌發(fā)后根的生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著影響。常青等[17]研究表明適當(dāng)濃度的木醋液澆灌和浸泡對(duì)茄子種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用，可提高發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)，縮短平均發(fā)芽天數(shù)。徐巖巖等的[18]研究表明山杏殼木醋液對(duì)設(shè)施白菜種子萌發(fā)有顯著的影響，可提高白菜種子的發(fā)芽率，提升種子品質(zhì)，提高白菜產(chǎn)量。梁鳳臣等[19]研究了木醋液浸種對(duì)西葫蘆種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明使用100倍稀釋木醋液浸種對(duì)發(fā)芽有一定的促進(jìn)作用，可促進(jìn)根系生長(zhǎng)、鮮重和干物質(zhì)積累增加，提高活力指數(shù)，幼苗長(zhǎng)勢(shì)更旺。付瓊等[20]通過種子帶菌檢測(cè)、種子發(fā)芽和幼苗生物量測(cè)定試驗(yàn)研究竹醋液對(duì)生菜、快菜和芹菜3種葉菜種子的保健效果，結(jié)果表明竹醋液可有效降低種子的帶菌率，促進(jìn)種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)。姚遠(yuǎn)等[21]研究了不同濃度竹醋液對(duì)設(shè)施番茄種子萌發(fā)的影響。研究表明稀釋500倍的竹醋液是促進(jìn)番茄種子萌發(fā)的最適宜濃度，能顯著提高設(shè)施番茄種子的萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)。

1.3 生物質(zhì)醋液在設(shè)施蔬菜病蟲害防治方面的應(yīng)用

生物質(zhì)木醋液中含有的有機(jī)酸和苯酚及其衍生物對(duì)設(shè)施蔬菜害蟲的殺蟲活性及農(nóng)藥具有明顯的增效性。梁玉芹等[22]研究了不同濃度的稀釋竹醋液與用量對(duì)番茄根結(jié)線蟲防治效果的影響，結(jié)果表明用稀釋300、400和500倍的竹醋液灌根均顯著抑制了番茄根結(jié)線蟲病，改善了番茄品質(zhì)，提高了番茄產(chǎn)量。廖承菌等[23]通過試驗(yàn)得出，稀釋100倍左右的油桃木木醋液噴灑可有效祛除溫室大棚白菜上的蚜蟲。國(guó)外有人利用生物質(zhì)醋液的揮發(fā)性特點(diǎn)在溫室內(nèi)懸掛稀釋的木醋液，防治溫室內(nèi)蔬菜的病蟲害[24]。王文杰[25]將不同濃度的竹醋液施用于番茄，研究竹醋液對(duì)防治番茄病害的作用，結(jié)果顯示施用高濃度竹醋液對(duì)番茄煙粉虱具有驅(qū)避作用，對(duì)防治紅蜘蛛和斜紋葉蛾具有一定作用。姚遠(yuǎn)[21]等通過試驗(yàn)得出番茄葉面噴施300、500及700倍稀釋竹醋液均對(duì)目標(biāo)害蟲有顯著的防治效果，濃度越高，防治效果越明顯。郭霞[26]等研究表明：土壤中施用竹木醋液能有效抑制有礙植物生長(zhǎng)的微生物繁殖，并能殺死根瘤線蟲等害蟲，也可預(yù)防種子立枯病，并可作為土壤消毒劑。

1.4 生物質(zhì)醋液在設(shè)施蔬菜生長(zhǎng)促進(jìn)方面的應(yīng)用

木醋液含有的酯類化合物以及K、Ca、Fe、Na、Mg等礦物質(zhì)具有促進(jìn)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育，增加蔬菜產(chǎn)量及顯著改善產(chǎn)品品質(zhì)的功效。姚遠(yuǎn)等[27]通過試驗(yàn)表明竹醋液灌根能顯著增加番茄的株高、葉綠素含量、番茄產(chǎn)量及維生素C含量。黃曉梅[28]等的研究表明，木醋液稀釋作用于設(shè)施蔬菜不僅可以增加作物的酶活性，還可顯著提高作物產(chǎn)量，尤其對(duì)辣椒、西紅柿、芹菜等的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)提升有顯著效果。王曉朋等的[29]試驗(yàn)表明不同稀釋倍數(shù)的菌棒木醋液均能提高小白菜的鮮重和株高，顯著提高維生素C含量，降低硝酸鹽含量，促進(jìn)還原性糖的積累。畢巍揚(yáng)[14]研究得出，施加木醋液能夠顯著提高油麥菜、空心菜、生菜3種設(shè)施蔬菜中維生素C含量，同時(shí)可有效降低葉菜中硝酸鹽含量，提高作物維生素C含量。魏泉源等[30]通過試驗(yàn)得出，葉面噴灑木醋液能顯著提高芹菜的株高和維生素C含量，且可降低芹菜中硝酸鹽的含量。秦軍[31]等進(jìn)行了不同濃度木醋液對(duì)設(shè)施蔬菜的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)效果試驗(yàn)，研究表明，木醋液稀釋倍數(shù)300倍、400倍對(duì)設(shè)施梅豆、茄子、辣椒生長(zhǎng)量有顯著促進(jìn)作用，尤其對(duì)梅豆有顯著增產(chǎn)作用。

1.5 生物質(zhì)醋液在設(shè)施蔬菜抗菌和抑菌方面的應(yīng)用

研究表明，木醋液中含有的甲醇、乙醇、醋酸、酚類、苯甲酸和吠喃類等物質(zhì)具有顯著抑菌殺菌作用，而且副作用小，可直接替代部分合成藥物和農(nóng)藥。王文杰[25]的研究表明：較低濃度的木醋液對(duì)設(shè)施番茄絲核菌和腐霉菌具有明顯的抑制效果。張文麗[32]等通過向大棚土壤加入木醋液，通過研究表明，施加木醋液對(duì)鐮孢菌和疫霉菌有一定的抑制作用。張志英等[33]研究了竹醋液復(fù)合硅對(duì)防治番茄葉霉病的作用效果，得出竹醋液復(fù)合硅可顯著降低設(shè)施番茄葉霉病的產(chǎn)孢量，抑制效果較好。馬駿等[34]將不同濃度的木醋液添加到黑麥培養(yǎng)基中發(fā)現(xiàn)，稀釋200倍的木醋液對(duì)設(shè)施馬鈴薯晚疫病菌菌絲生長(zhǎng)有明顯的抑制作用。肖輝[35]等進(jìn)行了木醋液與殺菌劑復(fù)配對(duì)番茄枯萎病和灰霉病的防治效果試驗(yàn)，結(jié)果表明木醋液對(duì)番茄枯萎病和灰霉病具有很好的防治效果，與農(nóng)藥配施可顯著降低農(nóng)藥使用量。

1.6 生物質(zhì)醋液在設(shè)施蔬菜無土栽培方面的應(yīng)用

生物質(zhì)醋液中含有酸性液體、有益微元素及礦物質(zhì)可用作無土栽培營(yíng)養(yǎng)液配方。陳杰等[36]用精純木醋液替代硝酸作為調(diào)酸材料，按0.25 ml/L的濃度添加入水培生菜營(yíng)養(yǎng)液中，能夠使?fàn)I養(yǎng)液酸堿度穩(wěn)定地保持在適宜生菜生長(zhǎng)的范圍內(nèi)，且降低了設(shè)施生菜對(duì)硝態(tài)氮的吸收。因此，適宜濃度的木醋液可以作為調(diào)酸材料應(yīng)用于設(shè)施生菜營(yíng)養(yǎng)液。薛彤昕等[37]研究了水培中添加不同濃度木醋液對(duì)油菜產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分吸收的影響，研究表明適宜濃度的木醋液能夠顯著提高水培油菜的葉綠素含量、根系活力、還原糖含量和維生素C含量，為木醋液在無土栽培方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

2 生物質(zhì)醋液在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)上的應(yīng)用前景

“設(shè)施蔬菜化肥農(nóng)藥減施增效技術(shù)集成研究與示范”是國(guó)家“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，該項(xiàng)目以我國(guó)南北方主要設(shè)施蔬菜種類為對(duì)象，從共性關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化、區(qū)域集成與示范、環(huán)境監(jiān)測(cè)與設(shè)施蔬菜化肥農(nóng)藥減施效果評(píng)價(jià)等方面開展工作，集成優(yōu)化設(shè)施蔬菜化肥農(nóng)藥減施增效技術(shù)，解決制約我國(guó)蔬菜保護(hù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的化肥農(nóng)藥施用過多、安全風(fēng)險(xiǎn)大等瓶頸問題。生物質(zhì)醋液作為一種純天然無污染原料，在美國(guó)、日本等國(guó)應(yīng)用非常廣泛，已將生物質(zhì)醋液應(yīng)用于植物生長(zhǎng)促進(jìn)、病蟲害防治、堆肥和除臭、飼料及食品添加劑等方面，國(guó)內(nèi)多利用生物質(zhì)醋液作為農(nóng)業(yè)液體肥料，在其他行業(yè)的應(yīng)用還在研究中。生物質(zhì)醋液原料廣泛，生產(chǎn)成本低，屬天然液體產(chǎn)品，無毒副作用，在我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于化肥、農(nóng)藥的過量使用，土地污染嚴(yán)重，農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標(biāo)，嚴(yán)重影響人民健康和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展?？梢灶A(yù)見，生物質(zhì)醋液作為一種新型純天然原材料，在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中將有效減少化肥農(nóng)藥用量，緩解有害生物的抗藥性，降低農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的毒性壓力，有力地促進(jìn)我國(guó)無公害、綠色及有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。