摘" 要：為了探索稻殼木醋液在植物病害防控中的應(yīng)用，本研究采用菌絲生長抑制率法測定了稻殼木醋液對四種水稻病原菌的毒力。結(jié)果表明，稻殼木醋液對水稻稻瘟病菌、稻曲病菌、紋枯病菌和惡苗病菌的EC50分別為1.705、0.517、0.626和6.456μl/ml，對稻瘟病菌、稻曲病菌和紋枯病菌均達到了高度敏感的水平，對惡苗病菌達到了中度敏感的水平。稻殼木醋液在植物病害防治方面具有很好的應(yīng)用潛力，本研究為生物炭副產(chǎn)品木醋液的綜合利用和水稻病害的綠色防控提供借鑒。

關(guān)鍵詞：木醋液；水稻；病原菌；毒力

中圖分類號：S481+.9" " " " " " " " " " " " " " " 文獻標志碼：A文章編號：1673-6737（2025）02-0016-05

Determination of the Toxicity of Rice Husk Wood Vinegar

Against Four Rice Pathogens

LIU Ke-jie1 ， GUO Shi-meng2 ， WANG Li-juan1* ， KANG Li-jing3 ， ZHANG Ming-zhi4

（1 Institute of Plant Protection， Liaoning Academy of Agricultural Sciences， Shenyang 110161， China；

2 Agricultural College of Shenyang Agricultural University， Shenyang 110866， China；

3 Xiuyan Manchu Autonomous County Agricultural and Rural Development Center（Plant Protection Center of Xiuyan Manchu Autonomous County）， Anshan Liaoning 114300， China；

4 Plant Protection and Inspection Station of Liaoning Province， Shenyang 110034， China）

Abstract： In order to explore the application of wood vinegar from rice husk in plant disease control， this study employed the mycelial growth inhibition rate method to determine its toxicity against four rice pathogenic fungi. The results demonstrated that the EC50 of rice husk wood vinegar against Magnaporthe oryzae， Ustiloginoidea virens， Rhizoctonia solani， Fusarium fujikuroi were 1.705， 0.517， 0.626， and 6.456 μl/ml， respectively. Magnaporthe oryzae， Ustiloginoidea virens and Rhizoctonia solani were highly sensitive and Fusarium fujikuroi was moderately sensitive to the wood vinegar. Rice husk wood vinegar demonstrates significant potential for plant disease control. This study provides a reference for the comprehensive utilization of biochar by-product， wood vinegar， and green strategies for rice disease management.

Key words： Wood vinegar; Rice; Pathogen; Toxicity

近些年來，生物炭還田在解決秸稈過剩、固碳減排、土壤改良和糧食增產(chǎn)中的作用備受關(guān)注[1-3]。生物炭是生物質(zhì)在缺氧和lt;700 ℃的溫度條件下熱解而形成的產(chǎn)物，以施入土壤中實現(xiàn)土壤改良和碳封存為主要目的[4]。而木醋液是以各種生物質(zhì)（木材和各類作物秸稈等）為原料，在200～700 ℃高溫下干餾，產(chǎn)生的氣體冷凝回流所得的褐色液體[5-6]。因此，木醋液也是生物炭生產(chǎn)過程中的一種重要的副產(chǎn)物。稻殼木醋液，即是稻殼在制取生物炭過程中產(chǎn)生的熱解液態(tài)副產(chǎn)物。木醋液在植物保護領(lǐng)域中的應(yīng)用由來已久[7-8]，在農(nóng)業(yè)病蟲草害的防治方面均有相關(guān)研究報道，但主要集中在對植物病害的防治[9]。近幾年，木醋液越來越多的作用被研究開發(fā)，在植物保護領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大[10-12]。

水稻病害是影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因素之一，水稻稻瘟病、紋枯病、惡苗病、稻曲病均是中國水稻生產(chǎn)中的主要病害[13]。水稻重大病害綜合防控最為普遍的有效手段就是使用殺菌劑[14]，但常年使用殺菌劑也導(dǎo)致了農(nóng)藥殘留、環(huán)境污染和病原菌抗藥性等問題[15]。而木醋液來源于生物質(zhì)，對環(huán)境無不良影響，同時木醋液是混合有機溶液，很多成分協(xié)同作用，不易導(dǎo)致病原菌的抗藥性[9]。木醋液在水稻病害防治方面的應(yīng)用尚未見相關(guān)研究報道，本研究利用稻殼木醋液對四種水稻主要病害的病原菌進行了室內(nèi)毒力測定，以期為生物炭副產(chǎn)品木醋液的綜合利用和水稻病害的綠色防控提供借鑒。

1" 材料與方法

1.1" 試驗材料

1.1.1" 供試菌株" 四種水稻主要病害病原菌：稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）、稻曲病菌（Ustiloginoidea virens）、紋枯病菌（Rhizoctonia solani）、惡苗病菌（Fusarium fujikuroi），均由遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所水稻病害研究室分離鑒定。

1.1.2" 供試稻殼木醋液" 供試的稻殼木醋液是生產(chǎn)稻殼生物炭的副產(chǎn)物，由沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)國家生物炭研究院提供。

1.1.3" 供試培養(yǎng)基" 馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA）：去皮馬鈴薯200 g，切成小塊，加水1 000 ml，煮沸30 min，濾去馬鈴薯塊，將濾液中加葡萄糖20 g，瓊脂粉15 g，補足至1 000 ml，121 ℃滅菌30 min。

1.2" 試驗方法

1.2.1" 不同濃度梯度木醋液培養(yǎng)基的制備" 在預(yù)試驗的基礎(chǔ)上，針對四種不同的水稻病原菌，制備不同體積濃度梯度的稻殼木醋液PDA培養(yǎng)基。木醋液對稻瘟病菌和稻曲病菌毒力測定的試驗濃度梯度為0、0.125、0.25、0.5、1、2、4 μl/ml，對紋枯病菌毒力測定的試驗濃度梯度為0、0.25、0.5、1、2、4、8 μl/ml，對惡苗病菌毒力測定的試驗濃度梯度為0、0.5、1、2、4、8、16 μl/ml。將木醋液用Sterile Syringe Filter除菌過濾器過濾后，根據(jù)相應(yīng)的體積濃度計算用量，加入融化的PDA培養(yǎng)基混勻，配制成含木醋液的PDA培養(yǎng)基，倒入培養(yǎng)皿備用。每濃度處理均設(shè)4次重復(fù)，以不加木醋液的PDA培養(yǎng)基作為空白對照。

1.2.2" 毒力測定" 采用菌絲生長抑制率法進行毒力測定[16-17]。在無菌條件下，用內(nèi)徑5 mm的打孔器，沿預(yù)先在PDA培養(yǎng)基上培養(yǎng)好的試驗病菌菌落邊緣打取菌餅，將菌餅的菌絲面朝上，置于預(yù)制的含木醋液PDA培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中央，于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。四種水稻病菌的生長速率差異較大，在每種病菌對照組的菌絲長滿培養(yǎng)皿前，用游標卡尺按十字交叉法測量該病菌所有處理的菌落直徑，計算各濃度處理的菌絲生長抑制率。計算公式如下：

1.2.3" 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計方法" 用Excel 2019和IBM SPSS Statistics 24軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。以稻殼木醋液濃度的自然對數(shù)值作為自變量（x），將不同濃度梯度下菌絲生長抑制率換算成概率值，作為因變量（y），利用最小二乘法建立“濃度對數(shù)-概率值”毒力回歸方程y=ax+b，并求出相關(guān)系數(shù)r、抑制中濃度EC50，以評價稻殼木醋液對每種水稻病原菌的毒力效果。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 稻殼木醋液對四種水稻病原菌的抑菌效果

稻殼木醋液對四種水稻病原菌均具有較好的抑菌效果，但病菌之間差異較大（表1）。木醋液的濃度為0.125～4 μl/ml時，對稻瘟病菌的抑菌率為6.61%～81.04%；當(dāng)木醋液的濃度達到8 μl/ml時，稻瘟病菌不能生長，抑菌率為100%。木醋液的濃度為0.125～2 μl/ml時，對稻曲病菌的抑菌率為18.50%～84.33%；當(dāng)木醋液的濃度為1 μl/ml時，對稻曲病菌的抑菌率即可達到63.38%；當(dāng)木醋液的濃度達到4 μl/ml時，稻曲病菌不能生長，抑菌率為100%。木醋液的濃度為0.25～4 μl/ml時，對紋枯病菌的抑菌率為22.58%～95.68%；當(dāng)木醋液的濃度為1 μl/ml時，對紋枯病菌的抑菌率即可達到57.31%；當(dāng)木醋液濃度達到8 μl/ml時，紋枯病菌不能生長，抑菌率為100%。相對于其他3種水稻病原菌，惡苗病菌對木醋液的敏感性稍差，木醋液的濃度為0.5～16 μl/ml時，對惡苗病菌的抑菌率為13.93%～77.30%；當(dāng)木醋液的濃度達到8 μl/ml時，對惡苗病菌的抑菌率僅為45.00%；在預(yù)試驗中，對惡苗病菌的抑菌率為100%時，木醋液濃度要達到20 μl/ml以上。

2.2" 稻殼木醋液對四種水稻病原菌的毒力測定結(jié)果

毒力測定結(jié)果（表2）表明：稻殼木醋液對水稻稻瘟病菌、稻曲病菌、紋枯病菌和惡苗病菌的EC50分別為1.705、0.517、0.626和6.456 μl/ml。有研究者根據(jù)殺菌劑對病原菌的EC50來界定病原菌對該殺菌劑的敏感性：EC50lt;5 μg/ml為高度敏感，EC50=5～20 μg/ml為中度敏感，EC50gt;2 0μg/ml為不敏感[18-19]。本試驗結(jié)果表明，稻殼木醋液對稻瘟病菌、稻曲病菌和紋枯病菌均達到了高度敏感的水平，對惡苗病菌達到了中度敏感的水平。

毒力回歸方程的斜率反映了藥劑對病原菌的急性毒作用帶，斜率越大急性毒作用帶越小，表示藥效越好[20]。表2毒力回歸方程表明，在供試的四個水稻病原菌中，稻殼木醋液對水稻紋枯病菌的急性毒作用帶最小，其次是稻曲病菌，對水稻惡苗病菌的急性毒作用帶最大。

3" 結(jié)論與討論

木醋液對水稻病原菌的抑制作用尚未見相關(guān)研究報道，本研究結(jié)果表明，稻殼木醋液對水稻稻瘟病菌、稻曲病菌、紋枯病菌和惡苗病菌具有很好的室內(nèi)抑菌活性，四種病原菌對其的敏感性達到了敏感或中度敏感的水平，因此稻殼木醋液在植物病害防治方面具有很好的應(yīng)用潛力。

木醋液在植物病害防治中的應(yīng)用前景廣闊。木醋液對植物病原真菌和細菌的室內(nèi)抑制作用均有相關(guān)研究報道，對植物病原真菌的抑制作用報道的較多[21-25]。在田間試驗中，木醋液對植物病害也有較好的防治效果：木醋液可以代替化學(xué)農(nóng)藥防治蘋果的蘋果斑點落葉病[26]，木醋液50倍液對桃炭疽病菌的田間校正防效可達71.02%[27]，含木醋液水溶肥對小麥根腐病的防效為51.62%[28]。木醋液對線蟲也有抑制作用：一定濃度的木醋液對北方根結(jié)線蟲、花生根結(jié)線蟲、南方根結(jié)線蟲和爪哇根結(jié)線蟲的2齡幼蟲具有抑制或毒殺作用，木醋液50倍液對石榴根結(jié)線蟲病的田間防效為63.9%，150倍液對溫室番茄根結(jié)線蟲病的田間防效為54.1%[29]；不同種類和濃度的木醋液對甘薯腐爛莖線蟲也有抑制或毒殺作用，對甘薯腐爛莖線蟲病有一定的田間防效，而且木醋液對噻唑膦具有增效作用，可以顯著提高噻唑膦對甘薯腐爛莖線蟲病的田間防效[30]。

木醋液是一種成份復(fù)雜的混合物，其主要成份為羧酸類、酚類、酮類、醛類、醇類和酯類等，不同的原料或溫度生產(chǎn)的木醋液各成份的含量差別很大[31-34]。木醋液的廣譜抑菌效果應(yīng)該是各種成份共同作用的結(jié)果，可能主要與其中的酚類、酸類化合物密切相關(guān)[35-36]。本研究所用的稻殼木醋液由沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)國家生物炭研究院提供，是生產(chǎn)稻殼生物炭的副產(chǎn)物，經(jīng)檢測分析，其含有87種化合物，以羥基類化合物含量最多，其次為羧酸類和苯酚類化合物等。毒力測定結(jié)果表明，稻殼木醋液對水稻稻瘟病菌、稻曲病菌、紋枯病菌和惡苗病菌的EC50分別為1.705、0.517、0.626和6.45 6μl/ml，達到了很高的水平，因此對其含有的抑菌成份有待于更為深入的研究，此外，在田間條件下稻殼木醋液對作物病害的防治效果以及對作物生長的影響有也待于進一步研究。

參考文獻：

[1] 孟軍，張偉明，王紹斌，等.農(nóng)林廢棄物炭化還田技術(shù)的發(fā)展與前景[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，42（4）：387-392.

[2] Kleiner K. The bright prospect of biochar[J]. Nature Reports， 2009（3）：72-74.

[3] Woolf D， James E， Amonette F， et al. Sustainable biochar to mitigate global climate change[J]. Nat Commun， 2010（1）：56.

[4] Lehman J， Gaunt J， Rondon M. Biochar sequestration in terrestrial ecosystems：A review[J]. Mitig Adapt strat Global Change， 2006（11）：403-427.

[5] Demirbas A， Gullu D. Acetic acid， methanol and acetone from lignocellulosics by pyrolysis[J]. Energy Education Science and Technology， 1998（1）：111-115.

[6] Grewal A， Abbey L， Gunupuru L R. Production， prospects and potential application of pyroligneous acid in agriculture[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis， 2018， 135：152-159.

[7] Ogawa M， Okimori Y. Pioneering works in biochar research， Japan[J]. Australian Journal of Soil Research， 2010， 48（7）：489.

[8] Tiilikkala K， Leena Fagern？s， Tiilikkala J. History and use of wood pyrolysis liquids as biocide and plant protection product [J]. The Open Agriculture Journal， 2010， 4（1）：111-118.

[9] 劉潤宇，葉樂夫，王雪，等.木醋液在農(nóng)業(yè)病蟲草防控中的應(yīng)用研究進展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2020，36（35）：113-118.

[10] Li Z， Wu L， Sun S， et al. Disinfection and removal performance for Escherichia coli， toxic heavy metals and arsenic by wood vinegar-modified zeolite[J]. Ecotoxicology amp; Environmental Safety， 2019，174：129-136.

[11] Zhang F， Shao J， Yang H， et al. Effects of biomass pyrolysis derived wood vinegar on microbial activity and communities of activated sludge[J]. Bioresource Technology， 2019， 279：252-261.

[12] Zhang C， Luo S， Xu F， et al. Chemical characteristics and antimicrobial performance of wood vinegar produced from pyrolysis of polyploidy mulberry branches[J]. Journal of Biobased Materials and Bioenergy， 2019，13（6）：812-819.

[13] 亓璐，張濤，曾娟，等.近年我國水稻五大產(chǎn)區(qū)主要病害發(fā)生情況分析[J].中國植保導(dǎo)刊，2021，41（4）：37-42（65）.

[14] 況衛(wèi)剛，朱春雨，高淑梅，等.殺菌劑防治水稻病害田間藥效試驗區(qū)域布局研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2015， 20（6）：160-168.

[15] 高杜娟，唐善軍，陳友德，等.水稻主要病害生物防治的研究進展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2019，35（26）：140-147.

[16] 農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所.NY/T 1156.2-2006農(nóng)藥室內(nèi)生物測定試驗準則殺菌劑第2部分：抑制病原真菌菌絲生長試驗平皿法[S].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006：1-3.

[17] 宋化穩(wěn)，高德良，徐娜娜，等.5種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑對蘆筍莖枯病菌的室內(nèi)毒力及田間藥效評價[J]. 農(nóng)藥，2019，58（7）：532-534.

[18] 秦虎強，陳芳穎，付鼎程，等.油菜菌核病菌對10種殺菌劑的敏感性及不同藥劑田間防效[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，39（7）：117-122.

[19] 龔洛，鄧佳輝，焦芹，等.玉米穗腐病防治藥劑的室內(nèi)毒力測定及田間防效[J].植物保護，2022，48（6）：374-381.

[20] 劉朋飛，王巖，王泓力，等.6種殺菌劑對梨火疫病菌的室內(nèi)毒力測定和混配試驗[J].植物保護，2022，48（6）： 98-104.

[21] 高海霞，蘇印泉，張強，等.杜仲葉林枝木醋液化學(xué)成分及抑菌活性研究西北植物學(xué)報，2011，31（10）：2106-2112.

[22] 馬駿，劉霞，王洪洋，等.木醋液對馬鈴薯晚疫病菌的抑制作用[J].中國馬鈴薯，2011，25（5）：306-308.

[23] 易允喻，馬希漢，趙忠，等.苦杏殼木醋液最小抑菌濃度及其抑菌活性的穩(wěn)定性[J].西北林學(xué)院學(xué)報，2014，29（6）：127-131.

[24] Velmurugan N ， Han S S ， Lee Y S . Antifungal activity of neutralized wood vinegar with water extracts of Pinus densiflora and Quercus serrata Saw Dusts[J]. International Journal of Environmental Research， 2009，3（2）：167-176.

[25] 潘玉蕊， 達布希拉圖.減農(nóng)藥配施炭-醋材料對煙草生長與病害的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2018，34（21）： 42-47.

[26] Jung K H. Growth inhibition effect of pyroligneous acid on pathogenic fungus， Alternaria mali， the agent of Alternaria blotch of apple [J]. Biotechnology amp; Bioprocess Engineering， 2007，12（3）：318-322.

[27] 劉勇，何華平，龔林忠，等.桃炭疽病病原鑒定及木醋液防治研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53（24）：6002-6005.

[28] 劉蘋，李慶凱，李燕，等.含木醋液水溶肥對小麥根腐病的防治效果研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，54（5）：146-150.

[29] 李維蛟，李強，胡先奇.木醋液的殺線活性及對根結(jié)線蟲病的防治效果研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42（11）： 4120-4126.

[30] 馬娟，王容燕，高波，等.木醋液與噻唑膦聯(lián)合應(yīng)用對甘薯莖線蟲病防治效果[J].農(nóng)藥，2022，61（9）：682-686.

[31] 史冠昭，翟梅枝，毛光瑞，等.2種核桃殼木醋液的化學(xué)組成及抑菌活性研究[J].西北植物學(xué)報，2014，34（10）： 2019-2017.

[32] 翟梅枝，何文君，王磊，等.3種木醋液化學(xué)成分與抑菌活性研究[J].西北植物學(xué)報，2010，30（6）：1247-1252.

[33] 張利亞，劉霞，張佩.小麥秸稈木醋液成分及抑菌效果研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（18）：219-222.

[34] 毛巧芝，趙忠，馬希漢，等.苦杏殼木醋液抑菌活性和化學(xué)成分分析[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2010，41（2）：164-170.

[35] Baimark Y， Niamsa N. Study on wood vinegars for use as coagulating and antifungal agents on the production of natural rubber sheets [J]. Biomass amp; Bioenergy， 2009，33（6-7）：994-998.

[36] Inoue S， Hata T， Imamura Y， et al. Components and anti- fungal efficiency of wood- vinegar- liquor prepped under different carbonization conditions[J]. Wood Research， 2000，87：34-36.