论文部分内容阅读
为满足消费者对有机产品的需求,迫切需要有效环保的除草剂。本文通过对三种生物质干馏酸(pyroligneous acids,PAs)包括竹醋液(BV)、木醋液(WV)和秸秆醋液(SV)进行减压蒸馏,采用了气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析方法对样品的浓缩物进行组分分析,并在样品原液基础上稀释数倍进行温室盆栽和田间药效除草试验,为未来将PAs用于生物除草剂提供科学依据。为了评价长期大剂量使用PAs是否会导致土壤酸化,本文进一步对PAs进行了土壤酸碱度试验,用以探索在高剂量连续施用PAs后是否会对土壤的酸碱度(pH)和土壤含水量(soil moisture content,SMC)产生影响,三种PAs以乙酸和硫酸为对照,评估除草效果及其对土壤酸碱度和含水率的影响,具体如下:1.对不同来源的三种PAs样品进行减压蒸馏,馏出液主要由乙酸和其它有机酸组成,对馏出液用氢氧化钠滴定法测定有机酸含量(以乙酸计)、对蒸馏浓缩物进行GC-MS分析,结果表明三种供试样品中的主要成分为酚类衍生物,占总量分别为竹醋液63.0%,木醋液69.9%,秸秆醋液60.1%,这些成分可能具有使PAs除草活性增效的效果。2.温室测试采用四种指示性植物:小麦(Triticum sativa)、萝卜(Raphanus sativus)、黄瓜(Cucumber sativus)和稗草(Echinochloa crusgalli(L.)为指示生物。温室试验表明,随着PAs浓度的增加,PAs和乙酸(AA)对4种指示生物的植物毒性也随之提高。三种PAs(BV(0.6~9.2%AA+(0.3~5.0%tar))、WV(0.7~5.3%AA+0.5~7.5%tar)、SV(0.5~8.7%AA+0.4~7.0%tar)对指示植物的抑制率分别为:55~98%,44~86%和28~97%。3.田间药效结果表明:三种PAs在药后14d均有良好的除草效果,见效快于对照组0.2%草铵膦,其中秸秆醋液在14d时防效最佳,对稗草(E.crusgalli)、牛筋草(Eleusine indica(L.)Gaertn)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb)、加拿大小飞蓬(Conyza canadensis(L.)Cronq)这四种杂草的防效效果≥93%、与有效成分为0.2%的草铵膦防效相当。三种PAs对测试杂草的除草活性随着有机酸浓度的提高及药后时间(1-14天)增加而增强,对四种杂草E.crusgalli,E.indica,A.philoxeroides,和C.canadensis的控制效果分别为:4~93%,6~91%,18~97%和27~97%。有机酸以外成分的增效效果比乙酸的除草活性提高≥50%。4.我们发现,喷洒所有5种酸1~3天后,土壤pH值并没有立即降低,但从施用后3天起,土壤pH值最大降低了1.54~1.75,这表明土壤具有一定的缓冲能力。随着时间的推移,pH值开始恢复到水控制pH值,这表明土壤也具有良好的恢复能力。第二次和第三次喷洒后,测得的pH变化没有累积效应,这表明土壤具有适应能力。我们意外地发现,竹醋液可以最大限度地提高土壤pH值0.65~1.02,而其他四种酸可以降低其pH值。竹醋液中含有这六种化合物,而木醋液和秸秆醋液中不含任何这些化合物。这些化合物可能是一种新的潜在试剂,用于提高pH值。三种用于测定pH值的土壤样品处理方法,包括湿润土壤试验、干燥土壤试验和风干土壤试验,都产生了显著不同的pH值。五种酸不能显著提高土壤的持水能力。因此,基于酸碱度和含水率而言,PAs和乙酸作为除草剂对土壤健康没有影响。这些结果将有助于确定PAs作为潜力的非选择性除草剂用于控制有机农业的杂草。