喷施不同浓度木醋液对草莓生长的影响_李宁.pdf

喷施不同浓度木醋液对草莓生长的影响李 宁1李欣然1郭雪涛2梁 欣2高亚新1刘益克1李青云1*（1河北农业大学园艺学院/河北省蔬菜产业协同创新中心，河北保定 071001；2中央农业广播学校保定分校，河北保定 071001）摘要为探究木醋液对草莓生长的影响，以香野草莓为研究材料，以清水为对照，通过盆栽试验研究不同浓度木醋液（木醋液原液稀释倍数分别为 200、300、350、400、450、500）对草莓生长指标和生理指标的影响。结果表明，随着木醋液浓度的降低，叶片横纵径比、光合速率、叶绿素含量（SPAD 值）、类胡萝卜素含量、单位反应中心捕获的光能（TRo/RC）和根系活力均表现出先升高后降低的趋势。木醋液 350 倍液处理最有利于草莓叶片的生长，木醋液 450 倍液处理草莓叶绿素含量（SPAD 值）、类胡萝卜素含量、光合速率、TRo/RC、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性均明显高于对照，木醋液 400 倍液处理草莓根系活力高于其他处理，喷施木醋液可以降低草莓叶片的蒸腾作用，木醋液 450 倍液处理和 500 倍液处理草莓叶片 POD、CAT 活性明显高于其他处理。综合分析，在喷施木醋液 450 倍液时，最有利于草莓生长。关键词草莓；木醋液；叶面喷施；生长指标；生理指标中图分类号S668.4文献标识码A文章编号 1007-5739（2023）07-0047-05DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.07.014开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Effects of Different Concentrations of Wood Vinegar on Strawberry GrowthLI Ning1LI Xinran1GUO Xuetao2LIANG Xin2GAO Yaxin1LIU Yike1LI Qingyun1*(1College of Horticulture,Hebei Agricultural University/Hebei Province Vegetable Industry Collaborative InnovationCenter,Baoding Hebei 071001;2Baoding Branch of the Central Agricultural Broadcasting School,Baoding Hebei 071001)AbstractIn order to explore the effect of wood vinegar on the growth of strawberry,Xiangye strawberry was usedas the research material and clear water was used as the control,this experiment studied the effects of differentconcentrations of wood vinegar(the dilution time of wood vinegar stock solution was 200,300,350,400,450,500respectively)on the growth and physiological indexes of strawberry through pot experiment.The results showed that withthe decrease of the concentration of wood vinegar,the transverse and longitudinal ratio of leaves,photosynthetic rate,chlorophyll content(SPAD value),carotenoid content,TRo/RC and root activity showed a trend of first increasing andthen decreasing.Among them,the treatment of 350 times of wood vinegar was the most beneficial to the growth ofstrawberry leaves.The chlorophyll content(SPAD value),carotenoid content,photosynthetic rate,TRo/RC,POD activityand CAT activity of strawberry treated with 450 times of wood vinegar were significantly higher than those of the control.The root activity of strawberry treated with 400 times of wood vinegar was higher than that of other treatments.Sprayingwood vinegar could reduce the transpiration of strawberry leaves.The activities of POD and CAT in strawberry leavestreated with 450 times and 500 times of wood vinegar were significantly higher than those of other treatments.Accordingto comprehensive analysis,spraying 450 times of wood vinegar is most beneficial to strawberry growth.Keywordsstrawberry;wood vinegar;foliar spraying;growth index;physiological index基金项目 国家特色蔬菜产业技术体系项目（CARS-24-G-03）。作者简介 李宁（1998），男，河北张家口人，在读硕士研究生。研究方向：设施蔬菜栽培生理生态及生长调控。*通信作者收稿日期 2022-07-31现代农业科技2023 年第 7 期园艺学47现代农业科技2023 年第 7 期园艺学农业废弃物（如秸秆、木屑）在高温厌氧条件下转化为生物炭的过程中，会冷凝产生一种液体物质，即木醋液。木醋液中含有 500 多种有机成分，如酸、醇、酚、酯、羰基类及呋喃类等1-2。在生产中，木醋液可作为土壤改良剂、抗菌剂、去臭剂、杀虫剂、饲料添加剂、有机肥发酵剂、植物生长促进剂等使用3。一般情况下，木醋液中的有机酸类物质主要包括乙酸、正丙酸、丁酸和正戊酸，其中乙酸含量最多4-5。木醋液中含有的有机酸具有调节植物生长的作用，因浓度和组成的不同，具有促进和抑制双重功效6-7。潘静霞等8研究发现，施用木醋液对作物种子萌发和生长有显著性影响，这种影响因木醋液的浓度、制备条件和种子类型的不同而有所差异。梁凤臣等9研究发现，使用木醋液对西葫芦种子进行浸种处理，对其发芽势、发芽率、幼苗干质量和鲜质量都有影响。木醋液中含有多种微量物质，有利于提高植物的果实品质。王晓朋等10研究发现，用稀释 500 倍的木醋液喷施小白菜，可显著提高小白菜的株高、鲜重和维生素 C 含量，且有利于还原性糖积累，降低硝酸盐含量。潘 洁等11用木醋液灌溉番茄，可提升果实的维生素 C 含量和可溶性糖含量，降低其硝酸盐含量，说明木醋液具有促进糖分转化和使土壤活化的作用。Benzon 等12研究表明，木醋液可提高番茄的果实产量，增加其抗氧化能力。此外，也有研究表明，不同浓度的木醋液可不同程度地改善瓜类作物的性状、提高产量及品质、增加叶绿素含量。另外，木醋液含有多种有机成分，可作为有机肥使用，保护植株氮元素不流失，并提高土壤中的营养物质含量，为植物提供养分。施用木醋液对土壤性质影响不大，但可增加土壤养分的有效性13-14。李忠徽等15研究发现，灌溉高浓度的木醋液可以增加土壤有机碳的含量，进而增加土壤团粒数量。木醋液与传统的肥料和土壤改良剂相比，有较强的保护土壤和螯合重金属等功能16-17。杜 薇等18研究发现，木醋液对土壤具有改良作用，可影响沙地土壤中的微生物生物量和酶活性。此外，木醋液还可以减少肥料中氮元素的流失以及肥料发酵时产生的温室气体19。叶片是植物除根外最重要的营养器官，叶面营养指植物通过叶片表面吸收利用的各种养分。将不同种类和形态的养分喷施于叶片，植物可以将养分吸收利用20。随着人民生活消费水平的不断提高，消费者对草莓品质有了更高的要求；同时，人们的环保观念也不断增强，在草莓生产中要求要有良好的安全性和环境友好性。开发木醋液在农业生产上的利用，有助于提高木醋液的利用效率，缓解能源危机，增加废弃物资源的二次利用，降低环境污染21。木醋液含有多种有利于植物生长的成分，可作为根外追肥应用于草莓生长过程中。本试验在大棚草莓叶片上喷施木醋液，研究其对草莓生长的影响，以期为今后木醋液在农业上的推广应用提供理论依据。1材料与方法1.1试验材料供试木醋液为苹果树和一些杂木制备生物炭过程中冷凝形成的液体（pH 值为 3.35，EC 值为 2.9 mS/cm）。供试草莓品种为香野。试验基质为固体基质，有机物45，由保定市硕丰园艺有限公司提供。1.2试验设计试验共设 7 个处理，分别为木醋液 200 倍液（A）、木醋液 300 倍液（B）、木醋液 350 倍液（C）、木醋液400 倍液（D）、木醋液 450 倍液（E）、木醋液 500 倍液（F）和去离子水作对照（CK）。不同浓度的木醋液均用木醋液原液与去离子水配制。每个处理 90 盆，3 次重复。草莓由匍匐茎育苗，在草莓完成缓苗后（3 月14 日）开始喷施不同稀释倍数的木醋液或去离子水，5 d 喷施 1 次，共喷施 7 次，喷施时以叶面出现液滴微落为度。种植期间，每隔 10 d 浇施 1 次（柏沃莱）大量元素水溶肥料，稀释倍数为 2 000 倍。1.3测定指标及方法1.3.1草莓生长指标测定。草莓的生长指标包括株高、叶片横径、叶片纵径。3 月 14 日试验开始时第1 次测量，以后每隔 7 d 测量 1 次，共测量 5 次。株高用卷尺测量，测量植株基部到最高叶片自然高度。每个处理选取 3 盆草莓，分别选成熟无病害的叶片和刚舒展开的幼嫩叶片，用卷尺测量叶片纵径、叶片横径，分别计算成熟叶片和幼嫩叶片的平均横纵径比。1.3.2草莓生理指标测定。草莓的生理指标包括根系活力、草莓光合参数、叶绿素荧光参数、叶绿素含量、相对叶绿素含量和过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）3 种抗氧化酶。根系活力测定采用 TTC 法22。每个处理选取长势相同的 3 盆草莓植株，每株选取完全展开功能叶，采用光合仪YZQ-100E 多叶室动态光合仪，设定光量48子通量密度为 500 mol/（m2s）测定草莓的光合参数，包括净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间 CO2浓度等指标，应用英国 Hansatech 公司生产的 Handy PEA植物效率分析仪测定叶片的快速荧光参数，采用叶绿素仪测定相对叶绿素含量。叶绿素含量测定采用丙酮提取法，参考 植物生理学实验指导23中的方法。超氧物歧化酶（SOD）活性测定采用氮蓝四唑（NBT）光化还原法24；过氧化物酶（POD）活性测定采用愈创木酚法25；过氧化氢酶（CAT）活性测定采用紫外吸收法26。1.4数据处理采用 Microsoft Excel 2016 软件对数据进行统计分析，采用 SPSS 22.0 软件对数据进行差异显著性分析（LSD 法，=0.05）。2结果与分析2.1喷施木醋液对草莓幼嫩叶片及成熟叶片横纵径比的影响由表 1 可以看出：在施用木醋液的处理中，草莓幼嫩叶片横纵径比随木醋液稀释倍数的增加呈先增大后减小的变化趋势，草莓嫩叶横纵径比以处理 C 最大，为 0.81，但与 CK 均差异不显著；在施用木醋液的处理中，草莓成熟叶片横纵径比随木醋液稀释倍数的增加呈先增大后减小的变化趋势，处理 C 草莓成熟叶横纵径比显著大于其他处理，处理 F 草莓成熟叶横纵径比小于 CK。这说明木醋液稀释 350 倍时喷施草莓叶片最有利于叶片的生长，稀释 500 倍时喷施草莓叶片会抑制叶片的生长。2.2喷施木醋液对草莓成熟叶片叶绿素含量的影响由表 2 可以看出：处理 E 草莓的相对叶绿素含量（SPAD 值）比 CK 高 7.1%，差异显著；处理 F 草莓的叶绿素含量（SPAD 值）最低。这表明喷施不同浓度的木醋液可以影响植物叶片中叶绿素的合成。不同处理草莓成熟叶片中叶绿素 a 和叶绿素 b 的含量与 CK 之间均无显著差异。处理 E、C 草莓成熟叶片中类胡萝卜素含量明显高于其他处理，分别比 CK 高 49.33%、39.73%，差异均显著；而处理 A、B、D、F 类胡萝卜素含量均高于 CK，但差异不显著。表明对草莓叶片喷施木醋液可以促表 1喷施木醋液对草莓幼嫩、成熟叶片横纵径比的影响处理ABCDEFCK叶片横纵径比嫩叶0.770.03 bc0.790.01 abc0.810.01 a0.800.02 ab0.800.01 ab0.760.01 c0.780.04 abc成熟叶0.770.02 bc0.770.01 bc0.820.01 a0.790.02 bc0.780.03 bc0.750.01 c0.790.02 bc注：同列数据后不同小写字母表示差异显著（P0.05）。下同。表 2喷施木醋液对草莓成熟叶片叶绿素含量的影响处理ABCDEFCKSPAD 值55.401.19 ab52.761.64 c53.461.07 c54.171.95 b56.641.39 a52.661.81 c52.890.68 c叶绿素 a 含量/（mgg-1）19.070.69 a18.090.73 a19.410.44 a18.821.23 a20.761.02 a19.510.84 a15.840.54 a叶绿素 b 含量/（mgg-1）5.420.40 a5.330.49 a5.800.61 a5.660.22 a6.300.31 a5.570.50 a5.100.48 a类胡萝卜素含量/（mgg-1）4.930.24 ab4.720.45 ab5.240.38 a4.870.22 ab5.600.37 a4.990.62 ab3.750.14 b进草莓叶片类胡萝卜素的合成。2.3喷施木醋液对草莓根系活力的影响由表 3 可以看出，处理 D 草莓根系活力显著高于其他处理，达 135.11 mg/g；而处理 A 根系活力明显低于其他处理。说明木醋液稀释 200 倍时喷施草莓叶片，会抑制草莓根系活力；稀释 400 倍时喷施，可明显促进植物的根系活力。2.4喷施木醋液对草莓光合参数的影响由表 4 可以看出：处理 D、E 草莓光合速率显著高于其他处理，分别较 CK 高 18.93%、22.35%；而处理 A、B、C 草莓光合速率均低于 CK，处理 F 草莓光合速率与 CK 接近。说明喷施木醋液浓度高时会降低草莓光合速率，喷施木醋液 400450 倍液能提高草莓的光合速率。与其他处理相比，CK 草莓叶片蒸腾速率明显较大，且差异显著。可以得出，喷施木醋液可以减轻表 3喷施木醋液对草莓根系活力的影响处理ABCDEFCK根系活力/（mgg-1）85.332.52 d103.334.51 bc95.673.06 cd135.112.00 a117.778.87 b105.6717.21 bc102.674.73 c李 宁等：喷施不同浓度木醋液对草莓生长的影响49现代农业科技2023 年第 7 期园艺学草莓叶片的蒸腾作用。2.5喷施木醋液对草莓荧光参数的影响由表 5 可以看出，处理 E 草莓叶片的 TRo/RC（单位反应中心捕获的光能）高于其他处理；喷施木醋液后对草莓叶片的 Fo/Fm（PS反应中心原初光能转化率）、ABS/RC（单位反应中心吸收的光能）、ETo/RC（单位反应中心用于电子传递的能量）基本没有影响。可以得出，喷施木醋液 450 倍液处理可提高草莓叶片光合反应中心捕获光能并传递给 QA 的能力。2.6喷施木醋液对草莓叶片抗氧化酶活性的影响从表 6 可以看出：喷施木醋液处理草莓叶片的POD 活性均高于 CK，其中处理 E、F 草莓叶片的 POD 活表 4喷施木醋液对草莓光合参数的影响处理ABCDEFCK光合速率/（molm-2s-1）9.372.10 c10.583.29 bc11.573.33 bc15.012.39 a15.442.35 a12.331.71 b12.623.19 b蒸腾速率/（mmolm-2s-1）5.191.74 bc6.352.06 bc6.641.71 b6.460.68 bc5.091.51 c3.190.16 d7.212.25 a胞间 CO2浓度/（molmol-1）360.383.48 c359.881.66 c360.141.55 c372.0810.71 b385.5513.79 a392.2913.70 a358.132.57 c气孔导度/（mmolm-2s-1）152.6868.28 a228.18117.29 a319.17238.32 a358.14136.05 a376.42146.45 a201.1659.87 a348.67189.28 a表 5喷施木醋液对草莓荧光参数的影响处理ABCDEFCKTRo/RC1.760.29 ab1.550.14 b1.790.17 ab1.850.31 ab1.900.12 a1.800.13 ab1.740.20 abFo/Fm0.790.03 a0.800.02 a0.730.15 a0.790.01 a0.780.05 a0.800.01 a0.800.01 aABS/RC2.220.43 a1.940.16 a2.621.04 a2.330.36 a2.460.32 a2.250.19 a2.180.27 aETo/RC1.080.12 a0.950.02 a1.010.05 a1.150.19 a1.010.22 a1.070.06 a1.070.05 a性显著高于其他处理，分别较 CK 高 56.44%、104.95%；不同浓度木醋液处理后，除处理 A 外，其他处理草莓叶片的 CAT 活性均高于 CK，处理 F 草莓叶片 CAT 活性明显高于其他处理；各处理之间 SOD 活性没有显著性差异。表明草莓叶面喷施木醋液能够调节草莓叶片中抗氧化酶活性，提高植物的抗氧化能力。3结论与讨论木醋液主要通过调节植物激素比例关系发挥对植物生长调节的作用，如木醋液可以促进赤霉素、生长素和细胞分裂素的合成，抑制脱落酸与乙烯的合成，同时木醋液含有的有机酸具有促进植物生长的作用6。本试验结果表明，喷施适量稀释倍数的木醋液能够有效促进草莓幼嫩叶片和成熟叶片的生长，喷施浓度过高时不利于草莓叶片的生长，这与平 安等3关于木醋液作为植物生长调节剂的研究结果一致；但当稀释倍数过大时，也出现了不利于草莓叶片生长的状况，推测与植株原有的生长状态和稀释倍数过高对叶片生长影响不明显有关。植物根系是重要的养分吸收器官，根系活力反映根系的养分吸收能力。本研究中喷施适宜稀释倍数的木醋液可以提高草莓的根系活力，可能与木醋液被植物叶片吸收后参与生理活动，进而影响根系活力有关。植物的能量来源于植物的光合作用，植物进行光合作用的场所为叶绿体，叶绿体中叶绿素则直接参与光合作用。本研究中，喷施木醋液 400 倍液和 450 倍液均能明显提高植物的光合速率，当木醋液喷施浓度较高时（200 倍液）会抑制植株的光合速率，并且喷施木醋液可以减轻草莓叶片的蒸腾作用；除喷施木醋液300 倍液处理外，喷施其他稀释倍数的木醋液均能不同程度地增加草莓叶片反应中心捕获光能的能力，其中木醋液 450 倍液处理效果优于其他处理；喷施不同浓度木醋液可不同程度地增加草莓叶片相对叶绿素含量（SPAD 值）和类胡萝卜素含量，这与前人在五味子27、茄子28上的研究结果一致。表 6喷施木醋液对草莓叶片抗氧化酶活性的影响处理ABCDEFCKSOD 活性/（Ug-1）50.642.14 a50.662.84 a47.566.73 a46.558.97 a46.708.28 a52.485.73 a42.306.94 aPOD 活性/（Ug-1）1.180.19 c1.080.20 c1.130.09 c1.080.14 c1.580.25 b2.070.34 a1.010.13 cCAT 活性/（Ug-1）0.790.10 d2.210.54 bc1.510.40 cd2.160.40 bc2.990.58 ab3.280.89 a0.790.07 d50植物的抗氧化酶能够清除植物体内的活性氧，保证植物的正常生长和发育29。植物在生长过程中吸收不同的无机元素（如 Si、Cu、Mn、Co），无机元素可以对植物抗氧化酶活性产生不同程度的影响30。从本研究结果来看，喷施稀释倍数较大的木醋液如 450 倍液、500 倍液能够明显增加草莓叶片的 POD、CAT 活性，这与前人的研究结果27相似。其中，500 倍木醋液处理的草莓叶片 POD、CAT 活性明显高于其他处理。推测木醋液中的成分有利于草莓叶片抗氧化酶的合成，较大稀释倍数的木醋液促进作用更为明显。木醋液中的多种成分（无机物、酸类、酚类和氨基酸）对植物的生长调节起着综合作用，草莓叶面喷施木醋液能不同程度地影响草莓叶片生长指标和生理指标。试验结果表明：高浓度木醋液处理能抑制草莓叶片生长、降低根系活力、减少草莓叶片的叶绿素含量；喷施适宜稀释倍数的木醋液能够有效促草莓叶片的生长（稀释 350 倍效果最显著），提高草莓的根系活力（稀释 400 倍效果最显著），增加相对叶绿素含量（SPAD 值）和类胡萝卜素含量（稀释 450 倍效果最显著），提高草莓光合速率（稀释 450 倍效果最显著），并增加草莓叶片光合反应中心捕获光能并传给 QA 的能力（稀释 450 倍效果最显著），有利于草莓叶片中POD、CAT 的合成（稀释倍数为 500 倍时促进作用最显著，稀释 450 倍时效果次之）。综合分析可知，当喷施木醋液浓度为稀释 450 倍时（木醋液原液 pH 值为 3.35，EC 值为 2.9 mS/cm），最有利于草莓生长。4参考文献1 朴哲，闫吉昌，崔香兰，等.木醋液的精制及有机成分研究J.林产化学与工业，2003，23（2）：17-20.2 徐社阳，陈就记，曹德榕.木醋液的成分分析J.广州化学，2006，31（3）：28-31.3 平安，杨国亭，于学军.木醋液在农业上的应用研究进展J.中国农学通报，2009，25（19）：244-247.4 YATAGAI M，NISHIMOTO M，HORI K，et al.Termiticidalactivity of wood vinegar，its components and their homo-loguesJ.Journal of Wood Science，2002，48（4）：338-342.5 吴昊，韩晓颖.木醋液的性质及应用研究进展C/中国环境科学学会.2010中国环境科学学会学术年会论文集（第四卷）.北京：中国环境科学出版社，2010.6 平安.木醋液在农业上的应用及作用机理研究D.哈尔滨：东北林业大学，2010.7 NEUMANN P M.Plant growth and leaf-applied chemicalsM.Boca Raton：CRC Press，Taylor&Francis Group，2018.8 潘静霞，曹福亮，汪贵斌，等.银杏木醋液对作物种子发芽及幼苗生长的影响J.种子，2010，29（2）：39-44.9 梁凤臣，张丽丽，李艳，等.木醋液浸种对西葫芦种子萌发和幼苗生长的影响J.中国农学通报，2016，32（16）：51-55.10 王晓朋，张红雪，胡坤，等.喷施废菌棒木醋液对小白菜生长和品质的影响J.中国土壤与肥料，2020（3）：95-100.11 潘洁，肖辉，程文娟，等.木醋液土壤灌溉对土壤养分、番茄产量及品质的影响J.中国土壤与肥料，2016（2）：61-64.12 BENZON H R L，LEE S C.Potential of wood vinegar inenhancing fruit yield and antioxidant capacity in tomatoJ.Korean Journal of 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