镰孢菌和疫霉菌是常见的土传病原菌，对许多作物主要是瓜类造成危害，设施种植条件下格外严重[1-2]。防治土传病害非常困难，常用的方法包括土壤消毒[3]、改变耕作制度和种植结构[4]、农药防治[5]，目前还有农业技术与 AM 真菌协同防治[6]等，其中土壤消毒尤其是熏蒸消毒是最为简单而有效的方法[3]。溴甲烷曾是优良的熏蒸剂，但由于对臭氧层的破坏作用而禁止施用，寻找替代品迫在眉睫[7-8]。目前还没有非常合适的溴甲烷替代品[9-10]。氯化苦、棉隆、威百亩、1，3-二氯丙烯和碘甲烷等均具有替代溴甲烷的潜力，但也存在效果不稳定、成本高、残留等诸多问题[11-14]。
木醋液是生物质干馏的过程中产生的烟气液化而得的副产物，组成成分十分复杂，且随生物质和干馏过程就工艺而变化，主要成分是小分子的有机酸、醇、酚、酮类物质，其中乙酸含量最高。根外喷施试验结果显示：木醋液除了抑菌、除草等作用外，还报道有刺激植物生长等多种作用[15-16]。有研究表明，适当浓度的木醋液可以调节营养液的pH值，而且对生菜的生长没有显著影响[17] ，而且可以杀死红螨[18]。另外，木醋液作为添加剂还可以提高堆肥质量、降低重金属毒性[19]。但能否作为土壤熏蒸剂使用，其效果如何还没有任何报道。本试验将系列量木醋液加入到土壤中，并进行培养，定期采样测定镰孢菌和疫霉菌数量及相关指标。假设木醋液具有杀灭镰孢菌和疫霉菌的作用，且与施用量有关。本研究的目的在于了解木醋液对镰孢菌和疫霉菌的抑制作用，对土壤有关性质的影响并评价木醋液作为土壤熏蒸剂的潜力与价值。
1 材料和方法
1.1 土壤和木醋液
土壤采自北京通州东小营连作障碍比较严重的蔬菜大棚0～20 cm土层，砂质壤土，pH值7.3，有机质36.15 g/kg，全氮2.74 g/kg，有效磷225.71 mg/kg，有效钾178.75 mg/kg。木醋液是废旧木材、果枝和蘑菇棒混合物在450 ℃左右慢速裂解产物，购自北京大兴区魏善庄李家场村生物质气化站，pH值 4.2，CNP全量浓度分别为20.79，0.26 g/L和15 mg/L。
1.2 土壤培养试验
称取新鲜土壤(<4 mm)数份，分别滴入木醋液0，0.3，0.7，1.3，3.3 mL/kg土，混合均匀后，再用去离子水调节土壤湿度致约50%的田持持水量。从每个处理称取约100 g数份，放入100 mL烧杯中，再放入3个1 L的塑料培养罐中，罐内同时放入盛有约100 mL 1 mol/L NaOH溶液烧杯，以吸收培养期间释放的CO2，也放入盛有100 mL去离子水的烧杯，以保持罐内湿度，减少培养期间土壤水分损失。每个处理3个重复，25 ℃下密闭培养，每天打开通气30 min，以保持好氧状态。分别于0，7，14，21，35 d采样，测定pH值、矿质氮(铵态氮+硝态氮)、细菌、真菌、放线菌、镰孢菌、疫霉菌数量。
1.3 测定方法
土壤pH用2.5∶1.0水土比浸提SPM-10数字式pH计测定。矿质氮(铵态氮+硝态氮)含量用0.5 mol/L的K2SO4浸提流动分析仪测定。土壤细菌、真菌和放线菌数量用稀释平板计数法测定，细菌用牛肉膏蛋白胨培养基，真菌用马丁氏培养基，放线菌用高氏一号培养基[20]。镰孢菌(Fusarium spp.)用Komada[21]的方法，疫霉菌属(Phytophthora spp.)用Masago等[22]方法。
1.4 统计分析方法
所有数据均为3次重复的算术平均值，用烘干土壤质量表示。用LSD法检验各处理之间的显著性差异，用小写字母表示显著性差异(P<0.05)。
2 结果与分析
2.1 土壤pH值和矿质氮
在培养期间，各处理土壤pH值变化很小。尽管木醋液呈酸性(pH值4.2)，除培养第7天外，各处理与对照之间均无显著差异。其中加入量达到3.3 mL/kg的处理在培养第7天，土壤pH值才显著降低了近0.2个单位(P<0.05)(图1-A)。对照土壤培养初期矿质氮降低，而加入木醋液的土壤矿质氮含量也略有降低，降低量为15.1～28.2 mg/kg(图1-B)。但随着培养时间的延长，所有土壤矿质氮含量逐渐增加至相近的水平，说明木醋液对土壤有机氮矿化及矿质氮含量没有显著的影响。
不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。图2-3同。
Different small letters meant significant difference among treatments at 0.05 level.The same as Fig.2-3.
图1 加入系列量木醋液后25 ℃培养35 d期间土壤pH值(A)和矿质氮(B)含量变化
Fig.1 The changes of pH values (A) and mineral N (B) in the soils added with different volumes of wood vinegar during 35 days of incubation at 25 ℃
2.2 土壤可培养微生物
在35 d培养期间，加入不同体积木醋液的土壤，可培养细菌(图2-A)、真菌(图2-B)及放线菌(图2-C)数量与对照(CK)土壤仅在某些时间点不同处理之间有显著性差异。与试验开始时相比，所有土壤在7 d时土壤细菌及放线菌数量均有所降低，而真菌数量均有所增加，是否加入木醋液及木醋液的不同用量对土壤细菌及放线菌数量没有显著影响。在第21天时，0.3，0.7，1.3，3.3 mL/kg处理的土壤细菌数量分别比对照土壤低3.1%，20.2%，24.8%，40.6%，其中0.7，1.3 mL/kg用量之间差异不显著；0.3，0.7，1.3，3.3 mL/kg处理的土壤真菌数量分别比对照土壤低45.9%，35.5%，14.3%，36.6%，其中0.3，0.7，3.3 mL/kg用量之间差异不显著。在第14天时，0.3，0.7，1.3，3.3 mL/kg处理的土壤放线菌数量分别比比对照土壤低14.7%，16.9%，31.4%，34.4%。从总体来看，这说明木醋液对土壤可培养微生物类群的数量没有显著的影响。
2.3 土壤病原真菌
图3的结果显示，加入系列量木醋液的土壤，在培养过程中，其镰孢菌和疫霉菌数量的变化很大。在试验结束时，木醋液处理的土壤镰孢菌数量低于对照处理，其中0.3，0.7 mL/kg达到显著性差异。对疫霉菌来说，在21 d时，0.3，3.3 mL/kg处理显著低于对照处理，到试验结束时，各处理均低于对照，其中0.3，0.7 mL/kg达到显著性差异。总体来看，与对照土壤没有显著性差异，说明木醋液几乎没有杀灭镰孢菌和疫霉菌的作用。
图2 加入系列量木醋液后25 ℃培养
35 d期间土壤细菌、真菌和放线菌的变化
Fig.2 The changes of bacteria，fungi and actinomycetes in the soils added with different volumes of wood vinegar during 35 days of incubation at 25 ℃
图3 加入系列量木醋液后25 ℃培养35 d期间土壤镰孢菌(A)和疫霉菌(B)数量的变化
Fig.3 The changes of Fusarium spp.(A) and Phytophthora spp.(B)in the soils added with different volumes of wood vinegar during 35 days of incubation at 25 ℃
3 讨论与结论
木醋液主要成分是小分子的有机酸、醇、酚、酮类物质，其中乙酸含量最高。尽管木醋液呈酸性(pH值4.2)，但加入少量对土壤pH值没有显著的影响。一些研究者也获得类似的结果[23-25]，但也有研究表明添加木醋液可以显著降低基质pH值[26-28] ，这显然是由于木醋液中酸性物质的中和效应，但这种中和效应随培养时间延长而减弱。而本研究中只熏蒸前添加一次木醋液，所以效果短暂且微弱。对照土壤培养初期矿质氮降低，可能是由于微生物吸收利用所致。而加入木醋液的土壤矿质氮含量也略有降低，可能是木醋液抑制微生物生长繁殖，降低微生物吸收利用矿质氮所引起的；但随着培养时间的延长，所有土壤矿质氮含量逐渐增加至相近的水平，说明木醋液对土壤有机氮矿化及矿质氮含量没有显著的影响。有研究表明[29]，灌施不同稀释倍数的木醋液可以提高硝态氮含量，周红娟等[30]的研究表明，灌施不同稀释倍数的木醋液提高了盐碱土硝态、氮铵态氮含量。而本研究中木醋液对矿质氮含量影响不显著，可能因为木醋液原料不同，从而导致木醋液对有机氮矿化相关的微生物影响不同，因此矿质氮含量变化不同。
木醋液的成分及其对微生物的作用机理都非常复杂，它能够增加、减少或不显著影响微生物数量，很有可能的是木醋液多种成分的综合效应。本研究中木醋液对土壤可培养微生物类群的数量的影响不一致，在某些时间点对可培养细菌、真菌及放线菌数量与对照(CK)土壤有显著差异，一些研究者也获得类似的结果：程虎等[31]的研究表明，添加木醋液对放线菌几乎没有显著影响，曾婕等[25]的研究中根施木醋液在40 d内对土壤真菌、放线菌没有显著影响，胡春花等[32]研究表明：菜地土壤连续施用施用木醋液五茬后，使一、二、三茬壤细菌数量显著增多，对四、五茬则没有显著差异。添加木醋液对土壤中微生物数量的影响研究结果各不相同，木醋液对微生物的影响非常复杂，研究结果也不尽一致。因此，关于木醋液对土壤微生物的影响还需进一步的深入研究。
镰孢菌和疫霉菌是影响西瓜等瓜类生长重要的土传病原菌，设施菜田尤为严重，常常导致瓜类生产严重损失[33-35]。土壤熏蒸是消除镰孢菌和疫霉菌等土传病菌最为有效的方法之一，常用的熏蒸剂包括氯化苦[11]、棉隆[36]、威百亩[37]、1，3-二氯丙烯[38]和碘甲烷等[39]。一些研究结果显示，木醋液也具有一定的抑菌作用[40-42]。
综上所述，木醋液能够短时间内降低土壤pH值，提高土壤矿质氮含量；但对土壤微生物区系没有显著的影响，也没有杀灭镰孢菌和疫霉菌的作用，因此，不适合作为土壤熏蒸剂，用以防治镰孢菌和疫霉菌等土传病害。
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