高 燕, 楊景輝, 韓文彪, 趙玉柱, 陳 灝

(1.中科院生態(tài)環(huán)境研究中心 鄂爾多斯固體廢棄物資源化工程技術(shù)研究所， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000； 2.鄂爾多斯市城市礦產(chǎn)研究開發(fā)有限責(zé)任公司， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

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利用沼液與尿素浸種對綠豆發(fā)芽及生長特性的比較研究

高 燕1，2, 楊景輝1，2, 韓文彪1，2, 趙玉柱1，2, 陳 灝1

(1.中科院生態(tài)環(huán)境研究中心 鄂爾多斯固體廢棄物資源化工程技術(shù)研究所， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000； 2.鄂爾多斯市城市礦產(chǎn)研究開發(fā)有限責(zé)任公司， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

文章分析比較了相同氮元素含量條件下，不同稀釋倍數(shù)的沼液和尿素對綠豆的發(fā)芽率、芽長、芽粗、芽鮮重的影響。結(jié)果表明： 1)高濃度沼液與尿素原液會抑制綠豆發(fā)芽，當(dāng)沼液原液稀釋大于7倍，發(fā)芽率可達(dá)到90%以上，而尿素原液稀釋大于2倍，發(fā)芽率達(dá)到90%以上； 2)沼液和尿素分別在稀釋64倍和32倍時，對豆芽生長促進(jìn)作用最大； 3)在最佳稀釋條件下，達(dá)到相當(dāng)肥效，沼液用量較尿素少。

沼液； 尿素； 浸種； 生長特性

沼肥作為一種新型的農(nóng)業(yè)肥料，將有機(jī)肥、化學(xué)肥料和微肥的優(yōu)勢結(jié)合起來，既有有機(jī)肥的長效性、化學(xué)肥料的速效性和微量元素的增效性，又營養(yǎng)全面，作用持久，能改善土壤性質(zhì)，緩解農(nóng)藥、化肥和激素性肥料對生態(tài)環(huán)境所造成的污染[1]。已有研究表明，沼肥施用不但可提高小麥、玉米等大田作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[2]，而且在果蔬類生產(chǎn)中應(yīng)用效果也非常不錯[3]。適宜的沼肥施用量可改善土壤性質(zhì)，使土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀的含量均有很大的提高。

尿素，又稱碳酰胺，分子式為CO(NH2)2，全氮含量46%，屬中性速效肥料，經(jīng)水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。前人研究表明，尿素浸種可促進(jìn)種子發(fā)芽[4-5]，但過量施用，不但會降低種子發(fā)芽率，且會導(dǎo)致土壤中氮富集，污染地下水。尿素是碳、氮、氧和氫組成的有機(jī)化合物，屬中性速效肥料，經(jīng)水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用，尿素施用后在土壤中不殘留任何有害物質(zhì)，長期施用沒有不良影響，尿素浸種已在多種作物種子上施用；而氨水是一種有毒的堿性水溶液，氨水對人體的眼、鼻和皮膚都有一定的刺激性和腐蝕性，氨水浸種可能導(dǎo)致氨毒傾入種子內(nèi)部，危害人體健康。文章選取綠豆僅作為供試種，主要是探討沼液浸種能否作為一種較好的沼液消納途徑，與等氮含量尿素比較，是為了探索沼液與化肥的肥效替代性。

綠豆品種在豆芽產(chǎn)量、 適口性、外觀及保質(zhì)期等方面均存在差異[6-8]，有些綠豆品種可能無需使用化學(xué)藥劑也能產(chǎn)出芽粗、根短、鮮嫩、營養(yǎng)、商品性好的豆芽，這樣的綠豆品種即為豆芽專用品種[9]。但是，作為綠豆原產(chǎn)國，目前我國豆芽專用綠豆品種的篩選相對落后，尚未開展相關(guān)專用品種的研究工作，那么是否可以通過在綠豆生產(chǎn)過程中，添加適宜的營養(yǎng)成分，來提高豆芽的品質(zhì)和產(chǎn)量，可能是一個解決途徑。樊鴻章[10]等研究了沼液對綠豆種子發(fā)芽出苗的影響，結(jié)果表明，沼液稀釋一定濃度后浸種，可促進(jìn)綠豆發(fā)芽，芽菜產(chǎn)量和品質(zhì)較好。

基于此，試驗(yàn)設(shè)置相同氮含量條件下，研究沼液和尿素浸種對綠豆發(fā)芽及生長的影響，探索沼液浸種能否作為沼液消納的有效途徑，比較等氮條件下沼液和尿素有無肥效替代性，以期為沼液用于浸種、施肥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試小綠豆、尿素購于市場；沼液取自鄂爾多斯市沙疙堵鎮(zhèn)城鎮(zhèn)有機(jī)固體廢棄物聯(lián)合厭氧發(fā)酵處理廠。沼液中全氮含量2095 mg·L-1,沼液總氮的測定用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ 636-2012)，尿素原液按照與沼液相當(dāng)?shù)颗渲?根據(jù)沼液中全氮含量2095 mg·L-1，而尿素全氮含量為46%，計(jì)算得出尿素量4554 mg·L-1，稱取尿素進(jìn)行配制)。

1.2 試驗(yàn)過程

1.2.1 預(yù)處理

(1)種子預(yù)處理：用70%酒精浸泡種子消毒1～2 min，再用蒸餾水沖洗干凈，并用濾紙吸干水。將濕潤的發(fā)芽床在5℃～10℃預(yù)冷處理6 h。

(2)沼液預(yù)處理：沼液先過0.45 um膜，后用高壓滅菌鍋滅菌(壓力102.9 kPa，溫度121℃，30分鐘)取上清溶液待冷卻到室溫用于浸種、淋洗。同時，用于淋洗的蒸餾水也高壓滅菌。

1.2.2 發(fā)芽試驗(yàn)流程

挑選→數(shù)?！Q重→加營養(yǎng)液(蒸餾水、稀釋后的沼液或尿素)→催芽→發(fā)芽→測量統(tǒng)計(jì)。其中催芽在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，溫度控制在21℃～22℃；然后加蒸餾水或營養(yǎng)液(稀釋后的沼液/尿素)50 mL。

發(fā)芽：在光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)7 d，溫度控制在25℃±1℃，每12 h淋洗一次，淋洗的蒸餾水或沼液用高壓滅菌鍋滅菌(壓力102.9 kPa，溫度121℃，30分鐘)，每次5 min。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共計(jì)3個處理組：沼液處理組、尿素處理組和對照組(蒸餾水)。據(jù)預(yù)試驗(yàn)情況，選取沼液濃度設(shè)置為沼液與蒸餾水比例為: 沼液原液，1∶16，1∶32，1∶64，1∶128 ；尿素處理濃度分別設(shè)為尿素與蒸餾水比例為∶尿素原液，1∶16，1∶32，1∶64，1∶128。分析比較不同濃度沼液與尿素對種子發(fā)芽的影響。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

(1)發(fā)芽率

發(fā)芽率公式如下：

(2)芽的生長速度，將綠豆放入培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h后，每1 d對各個處理(隨機(jī)取5粒)，用游標(biāo)卡尺對芽長進(jìn)行測量。

(3)芽直徑的測定方法同芽的生長速率測定。

(4)鮮重的測量，按放入培養(yǎng)箱24 h后，每天對每個處理組隨機(jī)取5粒進(jìn)行對芽長和芽粗進(jìn)行測量。稱鮮重，得出平均芽重。

2 結(jié)果與分析

2.1 沼液與尿素不同稀釋倍數(shù)對種子發(fā)芽率的影響

從圖1和圖2可以看出，沼液原液顯著抑制綠豆發(fā)芽，隨著稀釋濃度的增加，發(fā)芽率呈現(xiàn)增加的趨勢，當(dāng)稀釋倍數(shù)大于7時，綠豆的發(fā)芽率基本穩(wěn)定，均在90%以上，最高可達(dá)95.5%。

尿素原液亦抑制綠豆發(fā)芽，隨著稀釋濃度的增加，發(fā)芽率呈現(xiàn)增加的趨勢，當(dāng)稀釋倍數(shù)大于2時，綠豆的發(fā)芽率基本穩(wěn)定，均在90%以上，最高可達(dá)96%。

比較沼液與尿素組，原液都會抑制綠豆發(fā)芽，但尿素組的抑制作用較小。與對照相比，沼液組和尿素組對綠豆發(fā)芽的促進(jìn)作用均較小。隨著稀釋濃度的增加，發(fā)芽率均呈增加的趨勢，最后都穩(wěn)定在90%以上。在相同氮含量條件下，沼液用量較少即可達(dá)到較高的發(fā)芽率。

圖1 不同釋釋處理對綠豆發(fā)芽率的影響

圖2 不同稀釋處理對綠豆發(fā)芽率的影響

2.2 不同稀釋倍數(shù)對種子芽長的影響

從圖3和圖4可以看出，沼液原液顯著抑制綠豆芽長生長，但隨著沼液稀釋倍數(shù)的增加，芽長呈現(xiàn)先增后降的趨勢，其中處理組1∶64在發(fā)芽8 d后芽長最長，達(dá)56.50 mm，與對照相差較小，但明顯高于其它處理組。

尿素原液亦抑制芽長生長，隨著稀釋倍數(shù)的增加，呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，處理組1∶32最高，達(dá)66.00 mm，顯著高于其他各處理組。而處理組1∶16，1∶64，1∶128與對照相差較小。

圖3 不同沼液稀釋濃度對綠豆芽長的影響

圖4 不同尿素稀釋濃度對綠豆芽長的影響

比較沼液組和尿素組，隨著發(fā)芽天數(shù)的增加，芽長的生長趨勢相似。但沼液原液較尿素原液對芽長的抑制作用較大，不同稀釋倍數(shù)的尿素組相對沼液組綠豆芽長較長，說明尿素較沼液更能促進(jìn)芽長的生長。

2.3 不同稀釋倍數(shù)對芽直徑的影響

從圖5和圖6可以看出，沼液各處理組芽直徑的變化趨勢相似，隨著沼液稀釋倍數(shù)的增加，芽直徑呈現(xiàn)先增后降的趨勢，其中處理組1∶32組最高，達(dá)1.92 mm。但各處理組8 d后芽直徑相差較小。

尿素各處理組芽直徑的變化趨勢亦相似，隨著沼液稀釋倍數(shù)的增加，芽直徑呈現(xiàn)先增后降的趨勢，其中處理組1∶32組最高，達(dá)1.95 mm，各處理間相差不大。

比較沼液組與尿素組，隨著發(fā)芽天數(shù)的增加，芽直徑的變化趨勢相似，高氮條件都會抑制芽直徑增加，但在相同氮含量條件下，尿素原液對芽直徑的抑制作用較沼液小，這可能因?yàn)檎右涸诜N子表面形成較厚的一層粘膜[11], 影響種子呼吸,導(dǎo)致種子壞死。

圖5 不同沼液稀釋濃度對綠豆芽粗的影響

圖6 不同尿素稀釋濃度對綠豆芽粗的影響

2.4 不同稀釋倍數(shù)對種子鮮重的影響

從圖7和圖8可以看出，與對照相比，沼液原液嚴(yán)重抑制綠豆生長，隨著沼液稀釋倍數(shù)增加，綠豆的鮮重呈先增后降的趨勢，其中，沼液稀釋1∶64處理組，生長8 d后綠豆的平均鮮重最大，達(dá)0.35 g·粒-1，較1∶16組，1∶32組，1∶128組，對照組，分別增加0.11 g·粒-1，0.05 g·粒-1，0.08 g·粒-1，0.09 g·粒-1。而處理組1∶16組與1∶128組與對照相差較小。

尿素組隨著尿素稀釋倍數(shù)增加，綠豆平均鮮重呈先增后降的趨勢，其中處理組1∶32最高，達(dá)0.34 g·粒-1，較1∶64組，1∶128組、對照組，分別增加0.09 g·粒-1，0.07 g·粒-1，0.08 g·粒-1，與處理組1∶32相差較小。而處理組1∶64組與1∶128組與對照組相差甚小。

比較沼液組與尿素組，沼液組1∶32組，1∶64組分別與尿素組1∶16組，1∶32組綠豆鮮重的變化趨勢相似。在相同氮含量條件下，沼液原液和尿素原液都不利于綠豆鮮重的增加，但隨著稀釋倍數(shù)的增加，沼液對綠豆鮮重的促進(jìn)作用大于尿素。即達(dá)到相同的鮮重，需要的沼液更少，這可能與沼液當(dāng)中含有營養(yǎng)元素種類豐富有關(guān)，元素之間有促吸收作用，使得較少的氮含量即可滿足綠豆的生長。

3 結(jié)論

通過以上試驗(yàn)可以看出，沼液與尿素高濃度原液會抑制綠豆生長，其中沼液原液直接導(dǎo)致綠豆不發(fā)芽。隨著稀釋倍數(shù)增加，沼液稀釋倍數(shù)大于7倍，綠豆發(fā)芽率均在90%以上，而尿素稀釋倍數(shù)大于2倍，綠豆發(fā)芽率均在90%以上。

隨著沼液和尿素稀釋倍數(shù)的增加，對綠豆生長的變化趨勢相似。其中，沼液稀釋倍數(shù)達(dá)到64倍時，綠豆生長效果最好，尿素稀釋倍數(shù)達(dá)到32倍時，綠豆生長效果最好。

圖7 不同沼液稀釋濃度對綠豆鮮重的影響

圖8 不同尿素稀釋濃度對綠豆鮮重的影響

在最佳稀釋條件下，達(dá)到相當(dāng)肥效，沼液的施用量較尿素少。

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Effects of Seed-soaking with Different Diluent of Biogas Slurry and Urea on Growth Characteristics of Mung Beans /

GAO Yan1,2, YANG Jing-hui1,2, HAN Wen-biao1,2, ZHAO Yu-zhu1,2, CHEN Hao1/

(1. Ordos Institute of Solid Waste Technology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Ordos 017000, China; 2. Ordos Urban Mining Research and Development Co LtdInner, Ordos 017000, China)

The effects of seed- soaking with different diluent of biogas slurry and urea at same nitrogen contents on growth characteristics of mung bean were analyzed and compared. The urea was primarily diluted according the nitrogen content in biogas slurry. The results showed that: 1)The high concentration of both biogas slurry and urea restrained the germination of mung bean; the germination rate of mung bean could reach 90% when the dilution of biogas slurry was over 7 times and dilution of urea was over 2 times. 2)The dilution of 64 times for biogas slurry and 32 times for urea had the most promotion on the growth of mung bean. 3) Compare with the urea, the biogas slurry had better effect on the growth of mung bean at the same nitrogen content.

biogas slurry； urea； mung been; seed soaking； growth characteristics

2015-08-04

2015-08-18

項(xiàng)目來源： “十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAC25B03)

高 燕(1986- )，女，漢族，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，工程師，研究方向?yàn)槌鞘杏袡C(jī)廢棄物處置與利用，E-mail：gaoyan1127@163.com

S216.4

B

1000-1166(2016)04-0077-04