【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成分中CO N 2含量偏高致使燃?xì)鉄嶂迪陆?。而且，炭化工藝的主產(chǎn)物是秸稈炭，作為副產(chǎn)物的秸稈燃?xì)獾臄?shù)量相對(duì)較少，不必收集起來(lái)用于市場(chǎng)出售，而是用導(dǎo)管直接將其投入到加熱裝置中回收利用。這樣既節(jié)省燃料成本，又充分利用資源 [10,12]。 秸稈醋液即草醋液 秸稈醋液是農(nóng)作物秸稈炭化處理得到的副產(chǎn)物之一。在秸稈炭化過(guò)程中秸稈本身所含的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等主要成分經(jīng)過(guò)熱解氣化成煙，隨著秸稈中所含的水分氣化成水蒸氣一起作為上述各種成分熱解的生成物，這些生成物經(jīng)過(guò)冷凝便得到液體產(chǎn)物秸稈醋液即草醋液。周建斌等人通過(guò)對(duì)不同溫度下，草醋液得率的研究表明：在炭化溫度為750℃時(shí)，草醋液得率最高，%。草醋液是一種成分十分復(fù)雜的副產(chǎn)物，其中大部分是水，其它主要組分有酸類(lèi)、醛類(lèi)、酚類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)等，其主要特點(diǎn)是來(lái)源于天然物質(zhì)，對(duì)人畜無(wú)毒副作用，但是其具有一定的腐蝕性。由于草醋液的成分是天然的，對(duì)環(huán)境和動(dòng)植物沒(méi)有副作用，所以現(xiàn)階段已成為農(nóng)用化學(xué)品的理想替代物。在國(guó)內(nèi)已經(jīng)將其加工為用于牲畜場(chǎng)所的消毒液、除臭劑、促進(jìn)作物生長(zhǎng)的葉面肥和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等 [12,13]。然而，在國(guó)外草醋液的運(yùn)用至今無(wú)人問(wèn)津，而與此成分類(lèi)似的木醋液的研究進(jìn)入了新的發(fā)展階段，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出許多不同用途的專(zhuān)用木醋液。農(nóng)業(yè)方面，已有木醋液植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、植物除草劑、土壤改良劑、消臭劑、飼料添加劑、有機(jī)肥發(fā)酵劑等產(chǎn)品上市銷(xiāo)售 [22~25]。相比之下，草醋液作為土壤改良劑方面的研究還沒(méi)有引起人們的關(guān)注。綜上所述，現(xiàn)階段農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代。農(nóng)作物秸稈從傳統(tǒng)的直接燃燒到如今的生物質(zhì)能源以及秸稈炭的開(kāi)發(fā)，這一系列成果大大拓展了農(nóng)作物秸稈的利用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)了人們新的能源訴求。但是，在其開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中還存在著一些問(wèn)題需待進(jìn)一步解決。其中，秸稈炭化處理過(guò)程中副產(chǎn)物草醋液對(duì)土壤理化 6 性質(zhì)的研究正是對(duì)農(nóng)作物秸稈炭化處理工藝過(guò)程中副產(chǎn)物問(wèn)題資源利用的一個(gè)全新的嘗試，若能實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤明顯的改良效果，則會(huì)進(jìn)一步推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用進(jìn)程。2 試驗(yàn)材料和研究方法采用野外試驗(yàn)和室內(nèi)盆缽試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法：（1）草醋液對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響（野外試驗(yàn)） ；（2）草醋液對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響（室內(nèi)盆缽試驗(yàn)） 。 供試材料 供試土壤野外試驗(yàn)選在南京林業(yè)大學(xué)樹(shù)木園黃棕壤上進(jìn)行，該地位于南京林業(yè)大學(xué)東南區(qū)(118176。48′E，32176。04′N(xiāo))，該區(qū)土壤為黏土，質(zhì)地黏重，結(jié)構(gòu)緊密，保水保肥能力強(qiáng)，但孔隙小，通氣透水性差，pH= ，呈中性。室內(nèi)盆缽試驗(yàn)所用土壤采自樹(shù)木園，選取 0~30cm土層的土壤，將采回的土樣經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)2mm篩后封存在塑料袋中，置于陰涼干燥處存放，備用。 草醋液本試驗(yàn)所用草醋液由稻稈、麥稈、玉米稈和棉稈混合后炭化制得。秸稈采集于南京郊區(qū)，將材料氣干，然后截?cái)啵炕瘻囟葹?750 ℃ ，平均升溫速率為 150 ℃/h，全程收集的秸稈醋液原液自然沉淀兩周后，濾去沉淀焦油部分，即得秸稈醋液。所得草醋液pH=，呈強(qiáng)酸性。其成分十分復(fù)雜，主要包括酸類(lèi)、醛類(lèi)、酚類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)等。采用氣 質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)炭化溫度為 450℃的秸稈醋液進(jìn)行主要成分分析，其主要成分平均相對(duì)含量為：酚類(lèi)物質(zhì) %、酮類(lèi)物質(zhì) %、有機(jī)酸 %、醛類(lèi)物質(zhì) %、醇類(lèi)物質(zhì) %及酯類(lèi)物質(zhì) %。 研究方法 野外試驗(yàn)本試驗(yàn)布置 3 塊試驗(yàn)地，每塊試驗(yàn)地面積取 ，間隔一段距離，以防止加入的草醋液滲透到鄰近的試驗(yàn)地。用噴壺向 3 塊試驗(yàn)地中均勻地澆灌不同量的草醋液，分別為 0mL，800mL，1500mL，分別編號(hào)為 0、2。澆灌后，用透明塑料薄膜覆蓋在試驗(yàn)地上，中間用細(xì)竹竿撐起，避免大量雨水的沖刷。 7 室內(nèi)盆缽試驗(yàn)本試驗(yàn)共采用 6 個(gè)盆缽（盆缽上底 r1=7cm，下底 r2=6cm，高 h=15cm） ，向其中分別加入 2500g（加入盆缽中土壤的質(zhì)量根據(jù)公式：土壤質(zhì)量= 計(jì)算得出）21(R+r)??經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)篩（）后的土壤，同時(shí)依次加入0mL， 40mL， 60mL，80mL ，100mL，140mL 草醋液，分別編號(hào)為 0、5。為了使土壤與草醋液能夠混合均勻，本試驗(yàn)采用分層加入草醋液的方式，即按照每次裝500g 的土壤，澆灌一次草醋液，分五次澆完。在土壤培養(yǎng)階段要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶镩g管理：每隔一個(gè)星期澆灌一次自來(lái)水，澆灌用水量為田間持水量的 60%~70%。具體做法是：當(dāng)盆缽裝好 2500g 土樣后，置于感量 5g 的天平上，加入自來(lái)水，直到電子稱(chēng)示數(shù)為 2906g 左右停止加水即可。理論電子稱(chēng)示數(shù)(g)=田間持水量 65%2500+2500，其中田間持水量為 25%。 土壤樣品的采集試驗(yàn) 1 個(gè)月后，分別采集野外試驗(yàn)和室內(nèi)盆缽試驗(yàn)的各處理土壤。其中，對(duì)野外試驗(yàn)每個(gè)處理隨機(jī)采集 3 個(gè)環(huán)刀樣品供土壤物理性質(zhì)的測(cè)定；對(duì)室內(nèi)盆缽試驗(yàn)的每個(gè)處理采集分析樣品 1kg，經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)篩（2mm 和 ） 、裝袋、編號(hào)，供土壤化學(xué)性質(zhì)的測(cè)定。 測(cè)定項(xiàng)目及方法 物理性質(zhì)土壤物理指標(biāo)包括：土壤容重、最大持水量、毛管持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、總孔隙度。土壤物理指標(biāo)均采用環(huán)刀法測(cè)定（國(guó)標(biāo)法） 。 化學(xué)性質(zhì)土壤化學(xué)指標(biāo)包括：土壤 pH、有機(jī)質(zhì)、水解性氮、有效磷、速效鉀。其中，土壤 pH采用電位法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化外加熱法測(cè)定；水解性氮采用堿解—擴(kuò)散法、有效磷采用 L1HCl 浸提后鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀用1molL1NH4Ac 浸提 火焰光度法測(cè)定（國(guó)標(biāo)法） 。 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采用 Excel2022 處理，結(jié)果表示為 mean177。SD，并用 軟件進(jìn)行 ANOVA方差分析和 Duncan’s 新復(fù)極差法多重比較。 8 3 結(jié)果與分析 草醋液對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響土壤容重即土壤密度指自然狀態(tài)下（包括土粒之間的空隙） ，單位容積土壤的烘干質(zhì)量。在土壤質(zhì)地相近時(shí)，土壤容重反映了土壤的緊實(shí)程度，其大小對(duì)植物根系、土壤動(dòng)物和微生物的活動(dòng)有很大的影響，是土壤物理性質(zhì)的重要指標(biāo)。由表 2 可知，通過(guò)方差分析，F(xiàn)=10. 9= (2,6)，說(shuō)明草醋液的加入造成了土壤容重的顯著差異(顯著性水平 1%)，但是，僅靠測(cè)得的 3 個(gè)土壤容重值 、 的大小變化還不能最終確定土壤容重最終的變化趨勢(shì)。之所以造成這種結(jié)果可能是由于土壤培養(yǎng)的時(shí)間比較短，需要延長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)間，從而使土壤與草醋液充分作用，也許數(shù)值能夠呈現(xiàn)遞增或遞減的趨勢(shì)，或者需要增多野外試驗(yàn)地的數(shù)量，對(duì)其變化趨勢(shì)作進(jìn)一步研究。最大持水量系指土壤全部孔隙充滿水時(shí)所保持的水量，即土壤所能容納的最大持水量。它的多少，與土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)及壘結(jié)性有關(guān)。飽和水對(duì)植物是有效的，但在最大含水量時(shí)，由于土壤空氣不足，因此對(duì)一般植物扎根和生長(zhǎng)不利。由表 1 可見(jiàn)，土壤最大持水量隨著草醋液加入量的增多顯著增加，分別為 %、%、%，相鄰數(shù)值之間分別比前者增加了 %、%。由方差分析可得，F(xiàn)=10. 9= (2,6)，可見(jiàn)草醋液已經(jīng)造成土壤最大持水量的顯著性差異（顯著性水平 1%） ?？赡苁怯捎谕寥乐屑尤氩荽滓汉?，微生物的活性或者數(shù)量有所增加導(dǎo)致。毛管持水量是指毛管上升水達(dá)最大量時(shí)的土壤含水量。它是吸濕水、膜狀水和毛管上升水的總和。毛管水是土壤中可以移動(dòng)的，對(duì)植物最有效的水分，所以毛管水對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的意義。由表 1 和表 2 可見(jiàn)，土壤毛管持水量并未隨著草醋液量的增加而增加，分別為 %、%、%，最大值出現(xiàn)在 1 號(hào)樣地，最小值出現(xiàn)在 0 號(hào)樣地，但是總體出現(xiàn)增加的趨勢(shì)，2 號(hào)試驗(yàn)地分別比 0 號(hào)試驗(yàn)地增加了 %和%，由多重比較發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)=10. 9= (2,6)，達(dá)到了顯著性差異，這是可能由于草醋液在一定程度上改善了土壤結(jié)構(gòu)性，提高了土壤保水性能。土壤孔隙根據(jù)其大小和性能分為非毛管孔隙和毛管空隙。前者主要由大土?；蛲翀F(tuán)疏松排列而形成，形成的孔隙通常為空氣所占據(jù)，又由于這類(lèi)孔隙對(duì)水分吸持力較小， 9 所以灌溉或降水時(shí)進(jìn)入其中的水分會(huì)很快淋失。它的主要作用是通氣透水，決定著土壤的通氣性和排水狀況。后者是毛管孔隙的容積占土壤容積的百分?jǐn)?shù)，它是由細(xì)小土粒緊密排列而成的小孔隙，土壤水分在其中能被毛管引力吸持，從而決定著土壤的蓄水性。由表 1 分析，土壤的非毛管孔隙度和毛管孔隙度都隨著草醋液加入量的增加而增加，分別為 %、% 、 和 %、% 、% 。其中，非毛管孔隙度由 %增為 %，增加了近 %，結(jié)合差方分析，F(xiàn)=10. 9= (2,6)，其變化達(dá)到了顯著性差異，可能是由于草醋液的加入改善了微生物的生存環(huán)境，增加了其活動(dòng)頻率，加快了其形成代謝和對(duì)土壤的分解作用所致。而毛管孔隙度由 %增為 %，只增加了約 %，由方差分析得：F=10. 9= F (2,6)，進(jìn)一步得出沒(méi)有達(dá)到顯著性變化。土壤總孔隙度是指土壤非毛管孔隙度和毛管孔隙度之和。表 1 和表 2 表明，當(dāng)未加入草醋液時(shí)，土壤的總孔隙度達(dá)到最低值 %，當(dāng)草醋液加入量為 1500mL 時(shí)，土壤總孔隙度達(dá)到最大值 %，后者比前者增加了約 %，又由土壤的方差分析表可得，F(xiàn)=10. 9= (2,6)，說(shuō)明草醋液的加入已經(jīng)造成了土壤總孔隙度的顯著差異，顯著水平達(dá)到了 1%。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，主要是由于非毛管孔隙度增加引起。表 1 不同處理土壤基本物理性質(zhì)Table1 Basic physical properties of different treated soil不同處理different treatment土壤容重（gcm 3）soil bulk density最大持水量（％）maximum moisture capacity毛管持水量（％）capillary moisture capacity非毛管孔隙（％）noncapillary porosity毛管孔隙度（％）capillary porosity總孔隙度（％）total porosity0 177。 177。 177。 177。 177。 177。1 177。 177。 177。 177。 177。 177。2 177。 177。 177。 177。 177。 177。表 2 不同處理土壤基本物理性質(zhì)方差分析Table 2 Analysis of variance for basic physical properties of different treated soil項(xiàng)目items變差來(lái)源sources of variation離差平方和sum of squares自由度degree of freedom均方mean square F (?A,?e)土壤容重soil bulk density （） 2（6）（） 最大持水量maximum moisture capacity （） 2（6） （） 毛管持水量capillary moisture capacity （） 2（6） （） 非毛管孔隙度noncapillary porosity組間（組內(nèi)）among class (interclass)（） 2（6） （） (2,6)= 10 圖 1 不 同 處 理 土 壤 pH值Fig1 pHofdifernt reatd 040608010140加 入 草 醋 液 量 （ mL）Aditon amount f straw vinager（ mL）土壤pH值毛管孔隙度capillary porosity （） 2（6） （） 總孔隙度total porosity （） 2（6） （） 由此可見(jiàn)，草醋液對(duì)改善土壤物理性質(zhì)具有一定的積極意義。 草醋液對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響草醋液中富含酸類(lèi)、醛類(lèi)、酚類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)等物質(zhì)，它的加入顯著改變了土壤的pH，但是對(duì)土壤其他的化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有顯著