木醋液是生物质热化学转化利用过程中的重要副产物,含有丰富有机物质,在食品、医药、农业等领域具有良好的应用前景和潜力。农业领域是木醋液主要应用领域之一。国内外学者围绕木醋液开展了广泛研究,主要集中于不同原料木醋液组分分析及其应用效果分析,而关于木醋液形成机制、预处理技术对其产物特性的影响及其组成与植物生长调节作用关系等缺乏深入研究,导致木醋液组分影响机制与植物生长调节机理不明确,进而影响其高效、综合利用。针对上述问题,本论文系统研究热解工艺、精制工艺以及预处理技术对木醋液产物特性的影响,并通过分析生物质理化性质、结构变化,揭示影响机制,为其在不同领域的应用提供理论和技术支撑;以小麦为供试植物,研究木醋液对其种子萌发、根系生长和幼苗生长的调节作用,探明木醋液组分与其调节效应间的关系,基于形态指标以及根系活力、抗氧化酶和内源激素等生化指标分析,揭示调节机制,促进其在农业领域的高效、高值化应用。本论文主要研究内容与结论如下:1.以杉木屑为原料,研究热解工艺及液-液萃取对其产物特性的影响。研究结果表明,杉木屑热解制得木醋液中主要成分是酚类和酸类。热解工艺对木醋液产物特性有显著影响,其中热解温度是主要影响因素,对酸类、酚类和醇类影响显著,而对醛类、酮类和酯类影响较小。不同热解温度段发生不同生物质组分热降解,导致木醋液中有机物组成不同,酸类在0～150℃最高,酚类和酮类在250～350℃最高,醛类在150～250℃最高。液-液萃取可实现木醋液中不同组分的富集,乙醚有助于酚类富集,氯仿和乙酸乙酯有助于酮类富集。甲醇添加可显著增强乙醚对酚类的富集,当乙醚与甲醇体积比为2:1时,对酚类富集作用最显著,含量可达66%。通过调节热解条件及萃取工艺,可以实现木醋液中酸类、酚类等组分的富集与调控。2.预处理技术是改变木屑热解过程和木醋液产物特性的有效技术。化学预处理、烘焙预处理和水热预处理均可提高纤维素结晶度、改变木屑化学结构与热解特性,其影响与化学试剂酸碱性、烘焙温度和水热温度有关。预处理提高木醋液中有机物含量,但对有机物组成影响不同。化学预处理显著增加酚类含量,尤其是酸处理;对于木醋液中酸类,无机酸处理使其含量降低,而有机酸和碱处理使其含量增加。较低温度烘焙,使酸类含量减少而酚类含量增加,但高温烘焙使酸类含量升高而酚类含量降低。水热预处理中,随水热温度升高,酸类含量显著减少,酚类含量显著增加。预处理技术主要影响木醋液中酸类和酚类含量,对其他组分如醛类、酮类、醇类等影响较小。化学试剂洗涤、烘焙和水热作为常用预处理技术,通过改变生物质的化学组成、结构、金属物质含量等影响其热解行为,进而影响木醋液产物特性。3.研究了木醋液对小麦种子萌发和根系生长的调节效应,探讨了调节机制。结果表明,木醋液浓度对小麦种子发芽和根系生长有显著影响,表现为低浓度促进种子发芽和根系生长,高浓度抑制种子发芽与根系生长,当浓度为0.50 m L/L时促进作用最显著。木醋液调节效应与组成及其浓度有关,通过二者间协同作用机制实现。木醋液中酚类、酸类物质,可离解出H+,引起细胞间酸化,增强种子发芽势、增加根系活力,低浓度时表现为促进效应。当木醋液浓度增加,酚类、酸类等含量增加,丙二醛含量增多,引发氧化应激,产生较强逆境胁迫,使根系活力降低,进而抑制根系生长。4.研究了木醋液对小麦幼苗生长的调节作用,结合抗氧化酶和内源激素分析探讨了调节机制。结果表明,木醋液对小麦幼苗生长的调节作用与其浓度有关,表现为低浓度促进生长、高浓度抑制生长,浓度为0.25 m L/L时促进作用显著,浓度为1.00m L/L抑制作用显著。木醋液对小麦幼苗生长调节是通过化感物质的化感作用与浓度的逆境胁迫作用间的协同效应实现。木醋液中酚类、酸类等化感物质,产生化感效应,影响抗氧化酶活性和内源激素含量,进而影响幼苗生长。此外,化感物质浓度对小麦幼苗生长产生逆境胁迫作用,轻微逆境刺激可提高抗氧化酶活性和IAA、GA3等内源激素含量,促进植物生长,而严重逆境胁迫则使抗氧化酶活性和内源激素含量降低,损害植物生长。5.选取木醋液中典型酸类、酚类物质配制成模拟液,研究其对小麦幼苗生长调节效应,探讨、验证调节机制。酸类逆境胁迫作用较弱,对小麦幼苗生长促进作用显著。酸类对抗氧化酶活性促进效应明显,尤其是POD活性和CAT活性。对于内源激素,对羟基苯甲酸促进IAA和GA3含量增加,乙酸促进IAA含量增加,而戊酸和庚酸则促进ABA含量增加。酚类中苯酚、3-甲基邻苯二酚和4-甲基邻苯二酚是产生逆境胁迫的主要物质,高浓度下胁迫作用突出。酚类对SOD和POD活性的调节效应要显著强于CAT活性,且对IAA和GA3具有较强的抑制效应而对ABA有显著的促进效应。酸类和酚类作为木醋液中主要化感物质,其化感效应与种类和浓度有关;同时,不同酸类或酚类间存在协同效应,影响抗氧化酶活性和内源激素含量,进而调节植物生长。