论文部分内容阅读
为了解五种不同作物秸秆为原料的生物质热解液理化特性和抑菌效果的不同及为热解液在绿色农产品中的应用提供理论依据,本研究以稻壳、稻草、大豆秸秆、玉米芯儿和玉米秸秆五种为原料,粉碎后过80目筛,利用LRY-15型生物质快速热解液化装置,在500℃下进行热解,制备生物油,从中分离精制得到的水溶性部分称为生物质热解液(简称热解液),对其进行了理化性质的分析,并选用白菜菌核病菌、辣椒炭疽病菌和甜瓜炭疽病菌三种病菌,探究了五种不同热解液对不同病菌的抑菌效果及其作用机理。结果表明:五种热解液可溶性固形物含量在6.73%-11.97%;pH值高低依次是稻草>玉米芯儿>大豆秸秆>稻壳>玉米秸秆,且都在2-3;总酸含量在6.97%-18.38%;比重大约为1.0 g/cm3;稻草热解液的焦油含量最高,为17.00μg/L,大豆秸秆热解液的最低,为2.60 μg/L;挥发性酚类含量在0.157 mg/L-0.903 mg/L,且五种热解液间差异显著(P<0.05)。五种热解液中共检测出64种有机化合物,且主要都含有有机酸类、酮类、酚类和醇类等组分,分别检测出14、29、14和7种,其中,有机酸类相对含量最高,其次是酮类、酚类和醇类(稻草热解液除外)。热解液共检测出16种矿物质元素,其中,玉米芯儿和稻壳热解液含Ca量较高,大豆秸秆的最少;稻壳热解液Na和Zn含量最高,稻草和大豆秸秆的较少,另外,含有少量Mg、Fe等植物生长所需的微量元素。五种不同原料的生物质热解液对白菜菌核病菌、辣椒炭疽病菌和甜瓜炭疽病菌这三种病菌的抑菌效果不同,且都对白菜菌核病菌的抑制活性最强,对辣椒炭疽病菌和甜瓜炭疽病菌也有良好的抑菌活性。五种热解液对三种病菌的MIC和MFC也不同。对白菜菌核病菌的MIC分别为热解液稀释100、80、95、150和135倍,MFC为95、70、90、140和130倍;对辣椒炭疽病菌的MIC是70、35、70、1 10和100倍,MFC是60、30、60、100和90倍;对甜瓜炭疽病菌的MIC分别为45、25、40、65和60倍,MFC为40、20、35、60和50倍。综上,玉米芯儿热解液的抑菌效果最好,稻草热解液的抑菌效果最差。五种热解液处理的白菜菌核病菌、辣椒炭疽病菌和甜瓜炭疽病菌三种病菌菌丝的相对电导率均高于对照组,说明热解液处理能改变病菌菌丝细胞膜的通透性,使大量电解质外渗,其中,玉米芯儿热解液的相对电导率最高,蛋白质和核酸物质外渗的浓度较大;热解液处理后菌丝的蛋白质、总糖含量显著低于对照组(p<0.05),几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和蛋白酶活性显著升高(p<0.05),且热解液抑菌效果越好,酶活性越高。表明热解液处理会抑制菌丝中糖类和蛋白质的代谢,激活菌丝中几丁质酶、β-1,3葡聚糖酶和蛋白酶活性,不断降解细胞壁的组分,从而使病菌生长受抑制。由活体抑菌试验得知,热解液浓度越高,对白菜菌核病的防治效果越好,且同一浓度下保护作用的防治效果优于治疗作用,因此适宜在发病前或发病初期喷施热解液,且五种热解液相比,玉米芯儿热解液对白菜菌核病的防治效果最好综上所述,五种不同原料的生物质热解液理化特性有差异,导致其对不同病菌的抑菌效果不同,其中,玉米芯儿热解液抑菌效果最好。