豬場沼液浸種時間及濃度對金粳818 種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

張新建，趙 秋，周麗平，寧曉光，王曉靜

（1.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，天津 300384；2.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物研究所，天津市農(nóng)作物遺傳育種重點(diǎn)實驗室，天津 300384）

近年來，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程持續(xù)加快，我國對農(nóng)業(yè)廢棄物的處置利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求也越來越高。將畜禽糞便等有機(jī)廢棄物進(jìn)行厭氧發(fā)酵的產(chǎn)物沼渣和沼液返還到土壤中，已成為處理有機(jī)廢棄物所采用的主要手段。沼渣中含有豐富的有機(jī)質(zhì)，沼液中含有植物生長所需的大量元素（氮、磷、鉀）及微量元素（鐵、錳、銅、鋅等）[1-2]，同時還含有能夠刺激和促進(jìn)植物生長的腐植酸、氨基酸和赤霉素等活性物質(zhì)[3-6]，是一種速效養(yǎng)分豐富的有機(jī)肥料[6-7]，施用沼液可以提高作物產(chǎn)量[8-9]、增強(qiáng)作物的抗逆性[5，9-10]。同時，沼液可以作為浸種劑，應(yīng)用于多種作物種子的浸種。沼液浸種能夠提升種子的新陳代謝，促進(jìn)種子發(fā)育，具有出苗整齊、壯苗等優(yōu)點(diǎn)。近年來，沼液浸種廣泛用于水稻、玉米等農(nóng)作物，但研究結(jié)論差異比較大。有研究認(rèn)為，適宜的沼液濃度有助于種子的萌發(fā)，濃度過大，則會抑制其萌發(fā)[11-13]；有研究發(fā)現(xiàn)，沼液浸種促進(jìn)莖高、莖粗和根長增加，提高秧苗素質(zhì)[14]；但部分研究發(fā)現(xiàn)，沼液處理對萌發(fā)后期的水稻種子具有不利影響[15-17]。

金粳818 是江蘇等地推廣面積最大的直播稻品種，種子用量相對較大，提高其發(fā)芽率和幼苗素質(zhì)，對于節(jié)約寧波地區(qū)種植戶的生產(chǎn)成本具有重要意義。為了更好地利用本地農(nóng)業(yè)廢棄物資源，本試驗研究了不同體積分?jǐn)?shù)的豬場沼液在不同的浸種時間下對金粳818 種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，以獲得本地沼液的更多應(yīng)用途徑，為當(dāng)?shù)卣右涸谒窘N中的高效應(yīng)用及資源化利用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

以天津市水稻研究所育成的金粳818 為研究對象，選取顆粒飽滿的種子作為供試材料。供試沼液來自于天津市益利來養(yǎng)殖有限公司，發(fā)酵原料為豬場糞污。沼液的理化性質(zhì)為：全氮370 mg/L，全磷10 mg/L，全鉀150 mg/L，銅0.7 mg/L，鋅5.2 mg/L，鉛4.2 mg/L，鎘為0.9 mg/L，腐植酸0.1%～0.6%，pH 值8.7～9.2。

1.2 試驗設(shè)計

2020 年10 月試驗在天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所實驗室進(jìn)行。試驗設(shè)置6 個處理，每個處理的沼液體積分?jǐn)?shù)為0（CK）、10%、25%、50%、75%和100%，每個處理3 次重復(fù)。量取不同處理的溶液100 mL 于三角瓶中，每瓶放40 粒金粳818 精選種子，放置于光照培養(yǎng)箱中（上海百典，SPX-250GBH）。浸種時間設(shè)置3 個梯度，分別為24、48 和72 h。浸種完成后，用蒸餾水沖洗干凈，放在墊有濾紙的培養(yǎng)皿中發(fā)芽，每天8：30 和16：30 各以蒸餾水濕潤濾紙一次。

1.3 測定項目及方法

從催芽開始后每隔24 h 調(diào)查萌發(fā)種子數(shù)，種子露白即為萌發(fā)，計算萌發(fā)率和萌發(fā)速率指數(shù)。萌發(fā)率為萌發(fā)試驗結(jié)束后，萌芽種子數(shù)占種子總數(shù)的比例[18]。在催芽的第4 天，從每個培養(yǎng)皿中選出5 株長勢良好的水稻幼苗，測定其根長、根數(shù)和莖長。

式中，Nt為第t 天種子的發(fā)芽數(shù)，Dt為對應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2013 軟件作圖，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對金粳818 種子萌發(fā)率和萌發(fā)速率指數(shù)的影響

從圖1 可以看出，浸種時間相同，沼液體積分?jǐn)?shù)對種子萌發(fā)率的影響差異不顯著。浸種24 h 條件下，50%和100%體積分?jǐn)?shù)沼液浸種金粳818 種子萌發(fā)率最高，均為99.17%，高于對照組（96.67%）。浸種48 h 條件下，10%體積分?jǐn)?shù)沼液浸種金粳818種子萌發(fā)率最高，為97.50%，其次為25%體積分?jǐn)?shù)沼液處理（96.67%），50%和100%體積分?jǐn)?shù)沼液處理萌發(fā)率明顯低于對照。浸種72 h 條件下，25%體積分?jǐn)?shù)沼液處理后金粳818 萌發(fā)率最高，為98.33%，其他體積分?jǐn)?shù)處理均低于該處理。說明浸種24 h 下，沼液浸種對萌發(fā)率有一定的促進(jìn)作用；在浸種48、72 h 下，隨著沼液浸種時間增加，萌發(fā)率整體呈下降趨勢。由圖2 可知，0、50%、75%和100%體積分?jǐn)?shù)沼液條件下，隨著浸種時間的增加，萌發(fā)率均有明顯的下降，其中，75%體積分?jǐn)?shù)沼液處理差異達(dá)到顯著水平，說明浸種時間延長對萌發(fā)率可造成一定的抑制作用。

從圖3 可以看出，隨著沼液體積分?jǐn)?shù)的增加，金粳818 種子的萌發(fā)速率指數(shù)均表現(xiàn)出一定的下降趨勢，75%、100%體積分?jǐn)?shù)沼液浸種處理的萌發(fā)速率指數(shù)均顯著低于對照，說明高體積分?jǐn)?shù)沼液浸種對金粳818 種子的萌發(fā)速率指數(shù)有一定的抑制作用。在浸種72 h 下，金粳818 種子萌發(fā)速率指數(shù)較高，其中，50%體積分?jǐn)?shù)沼液處理最高（0.70）。

從圖4 可以看出，在相同的沼液體積分?jǐn)?shù)下，在低體積分?jǐn)?shù)（0～50%）下，浸種時間增加均能提升種子的萌發(fā)速率指數(shù)，但高體積分?jǐn)?shù)沼液浸種條件下，隨著浸種時間延長，萌發(fā)速率指數(shù)下降，差異達(dá)顯著水平。

2.2 不同處理對金粳818 根數(shù)、根長和莖長的影響

由圖5 可知，浸種24 h 條件下，沼液各體積分?jǐn)?shù)處理的根數(shù)均有一定提升。10%、50%和100%體積分?jǐn)?shù)沼液處理與對照相比差異達(dá)顯著水平。浸種48 h 下，除了100%處理，其他處理的根數(shù)與對照相比均有小幅下降，但差異不顯著。浸種72 h 下，沼液各處理根數(shù)均低于對照，隨著體積分?jǐn)?shù)增加根數(shù)呈下降趨勢，其中，25%、75%和100%處理呈顯著下降趨勢，說明利用沼液浸種金粳818 的時間太長對根數(shù)的增加不利。在相同的沼液體積分?jǐn)?shù)下（圖6），隨著浸種時間的增加，對照的根數(shù)顯著增加，25%、75%和100%處理下48h 浸種的根數(shù)最多，并與72 h處理的根數(shù)差異達(dá)顯著水平，10%和50%處理根數(shù)差異不顯著。

從圖7 可以看出，浸種24 h，75%、100%體積分?jǐn)?shù)沼液處理的根長與對照相比顯著增加；浸種48 h，50%、75%和100%體積分?jǐn)?shù)沼液處理的根長與對照相比顯著增加，隨著沼液體積分?jǐn)?shù)的增加，根長逐漸增加；浸種72 h，50%、75%和100%體積分?jǐn)?shù)沼液處理的根長與對照相比顯著增加，但根長相對24、48 h 有小幅下降。在相同的沼液體積分?jǐn)?shù)下（圖8），浸種時間對0、10%、25%和75%處理的影響不顯著。在50%體積分?jǐn)?shù)下，浸種時間促進(jìn)根的生長，在100%體積分?jǐn)?shù)下，浸種時間抑制根的生長。說明在浸種時間不長的條件下，根長隨著沼液體積分?jǐn)?shù)的增加而增加，高體積分?jǐn)?shù)沼液對根長有明顯的促進(jìn)作用。

從圖9 可以看出，浸種24 h，與對照相比，沼液浸種后對金粳818 幼苗莖長有一定的促進(jìn)作用，其中，75%、100%處理差異達(dá)顯著水平。浸種48 h，沼液浸種各處理的莖長與對照相比差異不顯著。浸種72 h，沼液體積分?jǐn)?shù)對各處理的莖長（除50%）影響不顯著。在相同的沼液體積分?jǐn)?shù)下（圖10），浸種時間延長對25%、75%和100%的莖長均有一定的抑制作用，其中，25%體積分?jǐn)?shù)處理差異達(dá)顯著水平。

3 結(jié)論與討論

沼液中含有氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)及微量元素，在浸種時可以為種子發(fā)芽及幼苗生長提供營養(yǎng)，微量元素則可以滲透到種子細(xì)胞中，刺激種子發(fā)芽和生長；另外，沼液中還含有腐植酸、氨基酸和赤霉素等活性物質(zhì)，可以調(diào)控作物的生長發(fā)育，激活種子內(nèi)部的酶，刺激胚細(xì)胞分裂，縮短種子的發(fā)芽時間，具有出苗整齊、壯苗等優(yōu)點(diǎn)[19]。本試驗通過豬場沼液浸種金粳818 種子發(fā)現(xiàn)，在浸種24 h 下，沼液浸種對萌發(fā)率、根數(shù)、根長和莖長有一定的促進(jìn)作用；在浸種48 和72 h 下，萌發(fā)率、根數(shù)和根長整體呈下降趨勢，浸種時間延長對這些指標(biāo)起到了一定的抑制作用。使用50%～100%體積分?jǐn)?shù)的豬場沼液浸種24 h，對金粳818 水稻種子的萌發(fā)率、根數(shù)、根長和莖長均有一定的促進(jìn)作用。這與陸國弟[13]和吳玉紅等[12]的研究結(jié)論部分一致，浸種時間均不宜過長，但適宜的沼液浸種體積分?jǐn)?shù)差異較大。劉勇等[20]對豬場沼液浸種的研究表明，低體積分?jǐn)?shù)沼液浸種72 h對水稻種子萌發(fā)、芽和根的生長具有一定的促進(jìn)作用。倪天馳等[15]研究發(fā)現(xiàn)，5%及以上體積分?jǐn)?shù)沼液浸種不利于水稻種子萌發(fā)，抑制作用與沼液體積分?jǐn)?shù)正相關(guān)。本研究結(jié)論與劉勇、倪天馳等人的研究結(jié)論不一致，可能是沼液成分與作物品種的差異造成的。金粳818 是國內(nèi)推廣面積較大的直播稻水稻品種，直播稻需要注意藥劑浸種，因此，藥劑和沼液浸種的最佳配比需要進(jìn)一步研究。