施用環保酵素對松柳芽苗菜生長與品質的影響

2023-12-29 00:00:00閆冰潔鄧子萱王一賀任文卓李俊陽南松劍

湖北農業科學 2023年7期

摘要：采用單因素多水平法，研究不同稀釋倍數的環保酵素稀釋液及不同水肥搭配的施肥方式對松柳發芽、生長與品質的影響。測定各處理的發芽勢、發芽率、單株鮮重、株高、根長、莖粗等生長指標，以及維生素C含量、可溶性糖含量、蛋白質含量等品質指標。結果表明，100倍的環保酵素稀釋液對促進松柳種子的萌發效果最佳，其發芽勢和發芽率較對照分別提高了15.15%、6.42%；100倍的環保酵素稀釋液對促進松柳芽苗菜生長發育的效果最佳，其維生素C含量、可溶性糖含量和蛋白質含量較對照分別提高了32.85%、36.81%和14.11%；隨著稀釋倍數的增加，環保酵素對松柳各指標的促進效果均呈先上升后下降再趨于平穩的趨勢；在不同水肥搭配模式中，浸種、澆灌和噴灑施肥都使用100倍的環保酵素稀釋液對各指標的綜合促進效果最佳。

關鍵詞：環保酵素；松柳；芽苗菜；生長；品質

中圖分類號：S649；TS201.4" " " " "文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2023）07-0073-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.07.013 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： A single-factor multilevel method was used to study the effects of different dilutions of garbage enzyme diluents and different water and fertilizer combinations on germination， growth and quality of pine willow. The growth indexes such as germination potential， germination rate， single plant fresh weight， plant height， root length and stem thickness， and quality indexes such as vitamin C content， soluble sugar content and protein content were measured for each treatment. The results showed that 100 times of garbage enzyme diluent was the most effective in promoting the germination of pine willow seeds， and its germination potential and germination rate increased by 15.15% and 6.42%， respectively， compared with the control； 100 times of garbage enzyme diluent was the most effective in promoting the growth and development of pine willow sprouts， and its vitamin C content， soluble sugar content and protein content increased by 32.85%， 36.81% and 14.11%， respectively， compared with the control； with the increase of diluent ratio， the promoting effect of garbage enzyme on each index of pine willow increased first， then decreased and then tended to be stable； among different water and fertilizer matching modes， soaking seeds， watering and spraying fertilization all used 100 times garbage enzyme diluent had the best comprehensive promoting effect on each index.

Key words： garbage enzyme； pine willow； sprouts； growth； quality

芽苗菜別稱芽菜［1］，是以其幼嫩部分為食［2］。芽苗菜不僅含有豐富的蛋白質、維生素C、黃酮類物質和膳食纖維［3］，還具有很高的藥用價值［4］。芽苗菜還可以分解抗營養因子，進而提高人體對蛋白質等營養物質的利用率［5］。隨著芽苗菜栽培裝置、陽臺園藝的發展，芽苗菜種植普遍化、家庭化，市場前景廣闊［6，7］。松柳芽苗菜具有較高的脂肪含量、總酸、維生素C含量等［8］，獲得民眾的廣泛喜愛。但目前對松柳的研究多停留在外界環境因素對其生長的影響。余碧霞等［9］研究了不同光質對松柳的影響；孫海龍等［10］研究了不同光照和溫度對松柳芽苗菜生長與營養品質的影響。環保酵素是以果蔬尾菜等廢棄物為原料，經過一定時間的厭氧發酵，進而生成多功能性的含有多種有效活菌、活性酶、有機酸、有機質和氮磷鉀等的植物液態肥料［11-13］。有機酸中的乙酸、檸檬酸等還可以中和土壤中的堿性物質［14］。環保酵素具有良好的生物活性，對種植、養殖等方面都有重要作用。目前對環保酵素在種植業上的研究多集中于對普通蔬菜以及部分芽苗菜的影響方面，如孫雨濃等［15］研究得出環保酵素可使菠菜幼苗體內的POD、SOD、CAT活性顯著增強；普燕爽等［16］研究表明澆施1∶750濃度配比的環保酵素能提高朝天椒存活率，促進其株高和開花結實；高亮等［17］研究了酵素對綠豆芽生長的影響。

松柳芽苗菜作為一種綠色無污染、食用安全且營養豐富的蔬菜，市場需求量較大［18，19］，但鮮有探索環保酵素的濃度和協同施肥方式對松柳芽苗菜生長和品質影響的研究。本試驗通過將果蔬尾菜酵素肥應用于松柳生長的各階段，從而探究不同稀釋倍數環保酵素肥以及不同水肥搭配模式對松柳發芽、生長與品質的影響，以期為松柳芽苗菜的高效生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 松柳種子購于淘寶蟲蟲菜園旗艦店，千粒重為（175.90±0.59） g。精選松柳種子，選取顆粒飽滿、大小均勻、無損傷子粒，剔除病殘爛粒和秕粒。

1.1.2 活力酵素營養液購于淘寶店鋪三聚農資，按照說明書稀釋100倍使用，作為對照。

1.1.3 環保酵素制作過程為將紅糖、果蔬混合廢棄物（收集于煙臺市某農貿市場）、水按1∶3∶10的比例攪拌均勻后混合裝入密封完好、可控溫、有自動排氣孔的不銹鋼發酵罐中，厭氧發酵3個月而成。環保酵素理化性質：pH為3.27±0.04，密度為（0.972±0.012） g/cm3，總氮為1 261 mg/L，總磷為181 mg/L，總鉀為730 mg/L，SOD酶活力為128 U/mL，有機質含量為44%。

1.2 試驗設計

1.2.1 環保酵素對松柳萌發影響的試驗設計為探究不同稀釋倍數的環保酵素對松柳種子萌發的影響，試驗采取單因素多水平試驗法。試驗設置6個水平，稀釋倍數分別為5倍（T11）、10倍（T12）、50倍（T13）、100倍（T14）、500倍（T15）、1 000倍（T16）。清水（CK11）與活力酵素營養液（CK12）分別作為對照。

每組隨機選取100粒松柳種子，用1%高錳酸鉀溶液浸泡10 min，用去離子水沖洗3遍［20］，后將各處理種子在其對應環保酵素稀釋液內浸種12 h。

將浸透環保酵素稀釋液的紗布平鋪在潔凈的發芽盤中（以紗布全部濕潤但不滴水為準），再將種子均勻鋪于紗布上。每日適時適量補充溶液，其他處理與環境條件一致。松柳以胚根突破種皮露白為萌發標準，每日觀察并記錄各組的發芽數，計算出每個處理的發芽率和發芽勢。

發芽勢=（發芽高峰期發芽的種子數 /供試種子數）×100%" " " （1）

發芽率=（總發芽種子數∕供試種子數）×100%" " " " " " " （2）

1.2.2 環保酵素對松柳生長影響的試驗設計每組選?。?00.0±1.0） g松柳種子，用清水浸種和催芽。待72 h松柳種子基本萌發后，各組分別用清水（CK21）、活力酵素營養液（CK22）以及稀釋倍數分別為5倍（T21）、10倍（T22）、20倍（T23）、100倍（T24）、500倍（T25）、1 000倍（T26）的環保酵素稀釋液進行施用。10 d后收獲松柳，統計松柳成熟期鮮重、株高、根長、莖粗，測定可溶性糖、維生素C以及蛋白質含量。

1.2.3 環保酵素協同施用方式對松柳生長影響的試驗設計依據“1.2.1”的結果得到松柳最適發芽環保酵素稀釋倍數為X倍，由“1.2.2”的結果得到松柳最適生長環保酵素稀釋倍數為Y倍。每組選?。?00.0±1.0） g松柳種子。通過改變浸泡種子環保酵素稀釋液類型、澆灌施液類型以及噴灑葉面施液類型，探究施用方式及水肥搭配方式對松柳生長品質的影響。各組均為每天澆灌50 mL、噴灑10 mL酵素肥稀釋液。10 d后待松柳成熟，測定各項指標（同“1.2.2”）。具體的施用方法及水肥搭配方式見表1。

1.3 方法

采用五點取樣法，每點取10株，鮮重采用精度為0.1 g的電子天平測定；株高、根長和莖粗利用精度為0.1 mm的游標卡尺測定；采用考馬斯亮藍G-250染色法測定蛋白質含量［21］；采用2，6-二氯靛酚法測定維生素C含量［22］；采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量［23］。

1.4 數據處理

數據利用Excel 2019軟件進行整理，利用SPSS 24.0軟件進行統計分析，采用Duncan多重比較法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同稀釋倍數的環保酵素對松柳種子萌發的影響

在不同稀釋倍數的環保酵素稀釋液作用下，各處理的發芽勢及發芽率如表2所示。就發芽勢而言，各處理總體發芽勢隨著稀釋倍數的增加呈先上升后下降的趨勢。T14較CK11增幅為15.15%，對發芽勢的促進作用顯著高于其他環保酵素稀釋液處理。T11、T12和T13較CK11減幅分別為63.64%、48.48%和23.23%，且3個處理都有不同程度的腐爛狀況。T15和T16與CK11之間無顯著差異。表明100倍環保酵素稀釋液對松柳種子的萌發促進作用最佳，5、10倍和50倍的環保酵素稀釋液對松柳種子的萌發均有不同程度的抑制作用。CK12與T14之間無顯著差異，表明100倍環保酵素稀釋液與活力酵素營養液對松柳種子萌發的促進作用效果相近。

就發芽率而言，隨著環保酵素稀釋液倍數不斷上升，各處理發芽率呈先上升后趨于穩定的趨勢。除T11、T12和T13外，其他處理的發芽率都大于88%。T14發芽率最高，較CK11增幅為6.42%，略高于CK12，但并無顯著差異。表明100倍環保酵素稀釋液對松柳種子發芽率的促進作用更明顯，500、1 000倍環保酵素稀釋液的促進作用次之；T15和T16與CK11發芽率相近。而T11、T12和T13較CK11減幅分別為56.98%、46.42%和15.46%。酵素稀釋液對種子萌發的抑制作用隨稀釋濃度下降而上升。

2.2 不同稀釋倍數的環保酵素對松柳生長與品質的影響

由圖1a可以看出，各處理的松柳單株鮮重呈先上升后下降的趨勢。T24促進單株鮮重的作用最明顯，較CK21增幅為20.17%；與CK22活力酵素營養液單株鮮重相當。T24、T25和T26的單株鮮重均高于CK21，而T21、T22和T23的單株鮮重均低于CK21。表明100、500倍和1 000倍的環保酵素稀釋液對松柳的單株鮮重都有促進作用，100倍的環保酵素稀釋液促進作用最明顯。T21、T22和T23較CK21減幅分別為58.33%、53.51%和40.36%。隨著稀釋倍數的增加，環保酵素稀釋液對松柳單株鮮重的抑制作用減弱。

由圖1b可以看出，隨著稀釋倍數的增加，各處理的松柳株高呈先增加后減小的趨勢。T24促進株高生長的效果最好，較CK21株高增加了12.72%，與CK22株高相當。T25和T26與CK21株高相當。表明100倍的環保酵素稀釋液對株高的促進作用最明顯，稀釋倍數高于100倍后，對株高的促進作用減弱。T21、T22和T23的株高均低于CK21，對株高有抑制作用，說明稀釋倍數低于100倍對松柳株高有抑制作用。

由圖1c可以看出，各處理的松柳根長呈先上升后下降并趨于穩定的趨勢。只有T24根長高于CK21，增幅為35.40%；T24也略高于活力酵素的營養液處理（CK22）。T25和T26的根長與CK21之間無顯著差異。試驗表明100倍的環保酵素稀釋液對根長的促進效果最佳。T21、T22和T23的根長均低于CK21。T21和T22的根長較CK21減幅分別為97.35%和91.40%，表明5、10倍的環保酵素稀釋液對松柳根長的抑制作用極為明顯。

由圖1d可以看出，隨著稀釋倍數的增加，各處理的松柳莖粗呈先上升后下降的趨勢。T24、T25和T26的莖粗均高于CK21，增幅分別為10.66%、4.61%和2.00%。T24促進莖粗生長的作用更明顯。T25和T26的莖粗與CK21之間并無顯著差異。說明100倍的環保酵素稀釋液對莖粗的促進作用最明顯。CK22略高于對莖粗促進作用最明顯的T24，但二者之間并無顯著差異。T21、T22和T23的莖粗均低于CK21，并隨著稀釋倍數的減小抑制作用增強。T21較CK21減幅為87.01%，表明5倍的環保酵素稀釋液對莖粗的抑制作用最明顯。

由表3可知，各處理3種營養成分含量均呈先上升后下降的趨勢。T24的維生素C含量、可溶性糖含量和蛋白質含量均顯著高于CK21，增幅分別為32.85%、36.81%和14.11%。T24的3種營養成分含量均顯著低于CK22，但顯著高于其他處理，可認為與營養液作用相似。說明100倍的環保酵素稀釋液對3種營養成分含量的促進作用最明顯。T26的3種營養成分含量與CK21無顯著差異，但均低于CK22。其中，T21、T22和T23的3種營養成分含量均顯著低于CK21，并隨著稀釋倍數的減小抑制作用增強。T21的維生素C含量、可溶性糖含量和蛋白質含量較CK21減幅分別為57.06%、79.37%和75.01%。表明5倍的環保酵素稀釋液抑制作用最強，且抑制生長幅度遠大于最適倍數稀釋液的促進生長幅度。

2.3 施用方法及水肥搭配方式對松柳生長與品質的影響

綜合以上分析結果可得，松柳最適發芽酵素稀釋液倍數以及最適生長酵素稀釋液倍數均為100倍，即X=100，Y=100。

由圖2a可以看出，T37、T33和T35的單株鮮重均顯著大于CK3，增幅分別為27.91%、10.41%和11.25%，T37對單株鮮重的促進作用最明顯，而其他處理均與CK3無顯著差異。表明對單株鮮重促進效果最佳的水肥搭配方式為浸泡、澆灌和噴灑都使用酵素稀釋液；其次為浸泡和澆灌用酵素稀釋液、葉面噴灑用水的搭配方式。其他處理在單株鮮重方面均無顯著差異。

由圖2b可以看出，T32、T33、T35、T36和T37的株高均高于CK3。其中，T37對株高的促進作用最明顯，較CK3增幅為18.20%，其次是T35，較CK3增幅為12.25%。T31和T34與CK3株高相近，三者之間并無顯著差異。表明對株高促進作用最顯著的水肥搭配方式為浸泡、澆灌和噴灑都使用酵素稀釋液，搭配方式為浸泡和澆灌用酵素稀釋液、葉面噴灑用水的搭配方式的效果次之，其余處理之間均無顯著差異。

由圖2c可以看出，T32、T33、T35、T36和T37的根長均高于CK3。其中，T33和T37對根長的促進效果較佳，兩者之間無顯著差異。T33和T37較CK3增幅分別為32.22%、32.43%。表明對根長促進效果較佳的水肥搭配模式為浸種、澆灌和噴灑都使用酵素稀釋液及浸種用清水、澆灌和噴灑使用酵素稀釋液。T31和T34與CK3的根長相近，三者之間無顯著差異。

由圖2d可以看出，T33、T35和T37的莖粗均高于CK3，增幅分別為9.46%、12.08%和28.43%，表明對莖粗促進效果最佳的水肥搭配方式為浸種、澆灌和噴灑都使用酵素稀釋液。而T31、T32、T34和T36與CK3莖粗相近，相互之間無顯著差異。T32、T33、T35和T36相互之間也無顯著差異。

由表4可以看出，就維生素C含量而言，除T31外，其他處理均顯著高于CK3。T31和CK3的維生素C含量相近，且無顯著差異。T37較CK3增幅為49.02%，其維生素C含量最高。其次為T33、T32和T35，與CK3相比增幅分別為37.31%、32.02%和30.89%，T33顯著高于T35，二者與T32之間無顯著差異。

就可溶性糖含量而言，對生成可溶性糖促進效果較佳的處理為T37、T33，與CK3相比其增幅分別為37.49%、35.51%。T31和T34與CK3的可溶性糖含量相近，三者之間無顯著差異。

就蛋白質含量而言，T31和T34與CK3的蛋白質含量相近，三者之間無顯著差異。而T32、T33、T35、T36和T37的蛋白質含量均高于CK3。其中，對促進蛋白質含量增加的最適搭配處理為T37，與CK3相比增幅為29.09%。其次為T33，與CK3相比增幅為26.29%。

3 討論

3.1 環保酵素對松柳種子萌發的影響

植物生命周期始于種子萌發，環境因素是重要的影響因子［24］。較高的發芽勢、發芽率是培育品質優良芽苗菜的基礎［25］。隨著施用環保酵素稀釋倍數的增加，松柳發芽率先大幅度上升，緊接著達到峰值，最后緩慢下降趨于平穩，與對照具有較高的相似性。100倍的環保酵素稀釋液對促進松柳種子萌發的效果最佳，推測是由于有機酸的存在。有機酸是環保酵素中微生物代謝產物的重要組成部分［12］，饒毅萍等［26］在環保酵素中檢測出了酒石酸、乙醇酸、L-蘋果酸、乳酸和D-蘋果酸等有機酸。環保酵素稀釋液中的有機酸作為外源添加的有機酸能夠促進種子的萌發，并呈現出高濃度抑制、低濃度促進的作用效果。除有機酸的直接作用外，還可能是有機酸間接影響的pH對種子萌發起到的作用。環保酵素具有較大的pH活性范圍，發酵成功的環保酵素pH范圍一般在3～4［27］。稀釋5、10倍和50倍的處理，其pH仍為強酸性，而這3個處理的松柳種子的發芽率與對照相比都受到了抑制，而當稀釋倍數達500、" "1 000倍時，環保酵素的濃度被過度稀釋，對促進松柳種子萌發的作用大大減弱，因此作用效果與清水之間無顯著差異。環保酵素中還存在著促進作物生長的赤霉素、細胞分裂素等，這些生長素通過激活胚的新陳代謝來提高種子的發芽率和出苗齊壯度［28］。這些植物生長素類物質還起到促進作物生長、增強作物抗病性等作用［29］。其中，環保酵素中含有的吲哚乙酸作為決定植物生長素類作用效價的基準物質［30］，隨著稀釋倍數的減小，吲哚乙酸濃度的增加，松柳種子的發芽勢均表現為先增加后下降的趨勢，這與鄭艷冰等［31］的研究結果相似，推測低濃度的吲哚乙酸對種子的萌發有促進作用，隨著濃度的增加，吲哚乙酸對種子的萌發有較強的抑制作用。

環保酵素中適宜濃度的吲哚乙酸、細胞分裂素等生長調節劑能夠加快種子的萌發過程。果蔬尾菜垃圾等經過厭氧發酵后，促進有機物分解形成更多的氨基酸、葡萄糖和核酸，被吸收后促進細胞分裂和繁殖，加快種子的萌發進程［32］。

3.2 環保酵素對松柳生長與品質的影響

生長勢、產量性狀和各營養、功能性成分是篩選和評價芽苗菜的重要指標［33］。本試驗結果表明，100倍的酵素稀釋液對松柳芽苗菜的各生長指標的促進作用最強，500倍的環保酵素稀釋液次之。各項指標都隨著稀釋倍數的增加呈先升高后下降的趨勢。

5、10倍和50倍的環保酵素稀釋液處理中，松柳的各項指標與對照相比均受到了抑制，其中，稀釋倍數小的環保酵素稀釋液具有較強的酸性，同樣抑制了芽苗菜的生長和各營養物質的生成，推測可能是受到環保酵素中酚類物質的影響。環保酵素含有6種不同的酚類［34］，含量達3.18%。酚類物質的濃度過高，會對幼苗產生一定的毒害作用［35］，從而抑制生長。除此之外，在高濃度的環保酵素稀釋液中，高濃度的可溶性鹽也對幼苗產生脅迫［36］作用。環保酵素中含有多種蛋白質、維生素、礦物質、氧及生長素類物質，對植物的生長發育起到促進作用［37］。環保酵素經過厭氧發酵會處于一個相對穩定的酵素生態系統，可以有效抑制病原菌和腐敗細菌的活動［38］，對松柳芽苗菜的生長起到一定的保護作用，對松柳芽苗菜營養物質的形成也有一定的促進作用。當稀釋倍數為100倍時，上述物質脅迫、抑制作用減弱，并且各種營養物質可以促進植物生長發育。當稀釋倍數達500、1 000倍時，環保酵素稀釋液對松柳芽苗菜生長發育的促進作用減弱，與清水對照作用相近。

3.3 施肥及水肥搭配方式對松柳生長與品質的影響

合理的施肥方式和搭配方式能夠提高植物的產量和經濟效益［39］。本試驗結果表明，促進松柳種子萌發和生長發育的環保酵素稀釋液最佳稀釋倍數均為100倍。葉面噴施是重要的根外調節營養措施［40］，養分從葉片正、反兩面角質層以及氣孔進入到細胞內［41］，更快地將養分運輸至植株部位，促進其生長發育。100倍的環保酵素稀釋液能夠促進松柳種子萌發及生長發育。環保酵素的營養物質也能通過葉面施肥的方式進入到植物體內，對植物的生長發育起到促進作用。浸種、澆灌和噴灑過程中均施用合適濃度的環保酵素稀釋液對松柳芽苗菜各項指標促進作用最強，是因為浸種和澆灌對松柳種子萌發及根長等的促進作用再加以葉面施肥對株高、莖粗等的促進作用，達到了雙重促進作用。

4 小結

環保酵素具有良好的生物活性，含有多種營養物質。適宜濃度的環保酵素能夠促進松柳種子的萌發和松柳幼苗的生長發育。施用適合濃度的環保酵素稀釋液進行浸種、澆灌及葉面噴施能夠最大程度地促進松柳的生長發育，提高松柳芽苗菜品質。

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