利用沼液与尿素浸种对绿豆发芽及生长特性的比较研究

高 燕, 杨景辉, 韩文彪, 赵玉柱, 陈 灏

(1.中科院生态环境研究中心 鄂尔多斯固体废弃物资源化工程技术研究所， 内蒙古 鄂尔多斯 017000； 2.鄂尔多斯市城市矿产研究开发有限责任公司， 内蒙古 鄂尔多斯 017000)



利用沼液与尿素浸种对绿豆发芽及生长特性的比较研究

高 燕1，2, 杨景辉1，2, 韩文彪1，2, 赵玉柱1，2, 陈 灏1

(1.中科院生态环境研究中心 鄂尔多斯固体废弃物资源化工程技术研究所， 内蒙古 鄂尔多斯 017000； 2.鄂尔多斯市城市矿产研究开发有限责任公司， 内蒙古 鄂尔多斯 017000)

文章分析比较了相同氮元素含量条件下，不同稀释倍数的沼液和尿素对绿豆的发芽率、芽长、芽粗、芽鲜重的影响。结果表明： 1)高浓度沼液与尿素原液会抑制绿豆发芽，当沼液原液稀释大于7倍，发芽率可达到90%以上，而尿素原液稀释大于2倍，发芽率达到90%以上； 2)沼液和尿素分别在稀释64倍和32倍时，对豆芽生长促进作用最大； 3)在最佳稀释条件下，达到相当肥效，沼液用量较尿素少。

沼液； 尿素； 浸种； 生长特性

沼肥作为一种新型的农业肥料，将有机肥、化学肥料和微肥的优势结合起来，既有有机肥的长效性、化学肥料的速效性和微量元素的增效性，又营养全面，作用持久，能改善土壤性质，缓解农药、化肥和激素性肥料对生态环境所造成的污染[1]。已有研究表明，沼肥施用不但可提高小麦、玉米等大田作物的产量和品质[2]，而且在果蔬类生产中应用效果也非常不错[3]。适宜的沼肥施用量可改善土壤性质，使土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的含量均有很大的提高。

尿素，又称碳酰胺，分子式为CO(NH2)2，全氮含量46%，属中性速效肥料，经水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用。前人研究表明，尿素浸种可促进种子发芽[4-5]，但过量施用，不但会降低种子发芽率，且会导致土壤中氮富集，污染地下水。尿素是碳、氮、氧和氢组成的有机化合物，属中性速效肥料，经水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用，尿素施用后在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响，尿素浸种已在多种作物种子上施用；而氨水是一种有毒的碱性水溶液，氨水对人体的眼、鼻和皮肤都有一定的刺激性和腐蚀性，氨水浸种可能导致氨毒倾入种子内部，危害人体健康。文章选取绿豆仅作为供试种，主要是探讨沼液浸种能否作为一种较好的沼液消纳途径，与等氮含量尿素比较，是为了探索沼液与化肥的肥效替代性。

绿豆品种在豆芽产量、 适口性、外观及保质期等方面均存在差异[6-8]，有些绿豆品种可能无需使用化学药剂也能产出芽粗、根短、鲜嫩、营养、商品性好的豆芽，这样的绿豆品种即为豆芽专用品种[9]。但是，作为绿豆原产国，目前我国豆芽专用绿豆品种的筛选相对落后，尚未开展相关专用品种的研究工作，那么是否可以通过在绿豆生产过程中，添加适宜的营养成分，来提高豆芽的品质和产量，可能是一个解决途径。樊鸿章[10]等研究了沼液对绿豆种子发芽出苗的影响，结果表明，沼液稀释一定浓度后浸种，可促进绿豆发芽，芽菜产量和品质较好。

基于此，试验设置相同氮含量条件下，研究沼液和尿素浸种对绿豆发芽及生长的影响，探索沼液浸种能否作为沼液消纳的有效途径，比较等氮条件下沼液和尿素有无肥效替代性，以期为沼液用于浸种、施肥等农业生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试小绿豆、尿素购于市场；沼液取自鄂尔多斯市沙疙堵镇城镇有机固体废弃物联合厌氧发酵处理厂。沼液中全氮含量2095 mg·L-1,沼液总氮的测定用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(HJ 636-2012)，尿素原液按照与沼液相当氮量配制(根据沼液中全氮含量2095 mg·L-1，而尿素全氮含量为46%，计算得出尿素量4554 mg·L-1，称取尿素进行配制)。

1.2 试验过程

1.2.1 预处理

(1)种子预处理：用70%酒精浸泡种子消毒1～2 min，再用蒸馏水冲洗干净，并用滤纸吸干水。将湿润的发芽床在5℃～10℃预冷处理6 h。

(2)沼液预处理：沼液先过0.45 um膜，后用高压灭菌锅灭菌(压力102.9 kPa，温度121℃，30分钟)取上清溶液待冷却到室温用于浸种、淋洗。同时，用于淋洗的蒸馏水也高压灭菌。

1.2.2 发芽试验流程

挑选→数粒→称重→加营养液(蒸馏水、稀释后的沼液或尿素)→催芽→发芽→测量统计。其中催芽在培养箱中培养24 h，温度控制在21℃～22℃；然后加蒸馏水或营养液(稀释后的沼液/尿素)50 mL。

发芽：在光照培养箱内培养7 d，温度控制在25℃±1℃，每12 h淋洗一次，淋洗的蒸馏水或沼液用高压灭菌锅灭菌(压力102.9 kPa，温度121℃，30分钟)，每次5 min。

1.3 试验设计

试验共计3个处理组：沼液处理组、尿素处理组和对照组(蒸馏水)。据预试验情况，选取沼液浓度设置为沼液与蒸馏水比例为: 沼液原液，1∶16，1∶32，1∶64，1∶128 ；尿素处理浓度分别设为尿素与蒸馏水比例为∶尿素原液，1∶16，1∶32，1∶64，1∶128。分析比较不同浓度沼液与尿素对种子发芽的影响。

1.4 测定项目及方法

(1)发芽率

发芽率公式如下：

(2)芽的生长速度，将绿豆放入培养箱培养24 h后，每1 d对各个处理(随机取5粒)，用游标卡尺对芽长进行测量。

(3)芽直径的测定方法同芽的生长速率测定。

(4)鲜重的测量，按放入培养箱24 h后，每天对每个处理组随机取5粒进行对芽长和芽粗进行测量。称鲜重，得出平均芽重。

2 结果与分析

2.1 沼液与尿素不同稀释倍数对种子发芽率的影响

从图1和图2可以看出，沼液原液显著抑制绿豆发芽，随着稀释浓度的增加，发芽率呈现增加的趋势，当稀释倍数大于7时，绿豆的发芽率基本稳定，均在90%以上，最高可达95.5%。

尿素原液亦抑制绿豆发芽，随着稀释浓度的增加，发芽率呈现增加的趋势，当稀释倍数大于2时，绿豆的发芽率基本稳定，均在90%以上，最高可达96%。

比较沼液与尿素组，原液都会抑制绿豆发芽，但尿素组的抑制作用较小。与对照相比，沼液组和尿素组对绿豆发芽的促进作用均较小。随着稀释浓度的增加，发芽率均呈增加的趋势，最后都稳定在90%以上。在相同氮含量条件下，沼液用量较少即可达到较高的发芽率。

图1 不同释释处理对绿豆发芽率的影响

图2 不同稀释处理对绿豆发芽率的影响

2.2 不同稀释倍数对种子芽长的影响

从图3和图4可以看出，沼液原液显著抑制绿豆芽长生长，但随着沼液稀释倍数的增加，芽长呈现先增后降的趋势，其中处理组1∶64在发芽8 d后芽长最长，达56.50 mm，与对照相差较小，但明显高于其它处理组。

尿素原液亦抑制芽长生长，随着稀释倍数的增加，呈现先升高后降低的趋势，处理组1∶32最高，达66.00 mm，显著高于其他各处理组。而处理组1∶16，1∶64，1∶128与对照相差较小。

图3 不同沼液稀释浓度对绿豆芽长的影响

图4 不同尿素稀释浓度对绿豆芽长的影响

比较沼液组和尿素组，随着发芽天数的增加，芽长的生长趋势相似。但沼液原液较尿素原液对芽长的抑制作用较大，不同稀释倍数的尿素组相对沼液组绿豆芽长较长，说明尿素较沼液更能促进芽长的生长。

2.3 不同稀释倍数对芽直径的影响

从图5和图6可以看出，沼液各处理组芽直径的变化趋势相似，随着沼液稀释倍数的增加，芽直径呈现先增后降的趋势，其中处理组1∶32组最高，达1.92 mm。但各处理组8 d后芽直径相差较小。

尿素各处理组芽直径的变化趋势亦相似，随着沼液稀释倍数的增加，芽直径呈现先增后降的趋势，其中处理组1∶32组最高，达1.95 mm，各处理间相差不大。

比较沼液组与尿素组，随着发芽天数的增加，芽直径的变化趋势相似，高氮条件都会抑制芽直径增加，但在相同氮含量条件下，尿素原液对芽直径的抑制作用较沼液小，这可能因为沼液在种子表面形成较厚的一层粘膜[11], 影响种子呼吸,导致种子坏死。

图5 不同沼液稀释浓度对绿豆芽粗的影响

图6 不同尿素稀释浓度对绿豆芽粗的影响

2.4 不同稀释倍数对种子鲜重的影响

从图7和图8可以看出，与对照相比，沼液原液严重抑制绿豆生长，随着沼液稀释倍数增加，绿豆的鲜重呈先增后降的趋势，其中，沼液稀释1∶64处理组，生长8 d后绿豆的平均鲜重最大，达0.35 g·粒-1，较1∶16组，1∶32组，1∶128组，对照组，分别增加0.11 g·粒-1，0.05 g·粒-1，0.08 g·粒-1，0.09 g·粒-1。而处理组1∶16组与1∶128组与对照相差较小。

尿素组随着尿素稀释倍数增加，绿豆平均鲜重呈先增后降的趋势，其中处理组1∶32最高，达0.34 g·粒-1，较1∶64组，1∶128组、对照组，分别增加0.09 g·粒-1，0.07 g·粒-1，0.08 g·粒-1，与处理组1∶32相差较小。而处理组1∶64组与1∶128组与对照组相差甚小。

比较沼液组与尿素组，沼液组1∶32组，1∶64组分别与尿素组1∶16组，1∶32组绿豆鲜重的变化趋势相似。在相同氮含量条件下，沼液原液和尿素原液都不利于绿豆鲜重的增加，但随着稀释倍数的增加，沼液对绿豆鲜重的促进作用大于尿素。即达到相同的鲜重，需要的沼液更少，这可能与沼液当中含有营养元素种类丰富有关，元素之间有促吸收作用，使得较少的氮含量即可满足绿豆的生长。

3 结论

通过以上试验可以看出，沼液与尿素高浓度原液会抑制绿豆生长，其中沼液原液直接导致绿豆不发芽。随着稀释倍数增加，沼液稀释倍数大于7倍，绿豆发芽率均在90%以上，而尿素稀释倍数大于2倍，绿豆发芽率均在90%以上。

随着沼液和尿素稀释倍数的增加，对绿豆生长的变化趋势相似。其中，沼液稀释倍数达到64倍时，绿豆生长效果最好，尿素稀释倍数达到32倍时，绿豆生长效果最好。

图7 不同沼液稀释浓度对绿豆鲜重的影响

图8 不同尿素稀释浓度对绿豆鲜重的影响

在最佳稀释条件下，达到相当肥效，沼液的施用量较尿素少。

[1] 高 燕, 赵玉柱. 沼肥施用对植物和土壤中重金属含量的影响[J]. 安徽农业科学, 2013,41(29):11654-11657

[2] 孔德杰. 沼肥不同施用方法对小麦光合特性及产量的影响[D]. 杨凌：西北农林科技大学,2008.

[3] 赵 玲, 栾敬德, 刘荣厚, 等. 沼液对草莓植株性状及果实品质的影响[J]. 北方园艺, 2004(2): 58-59.

[4] 詹重慈, 田廷亮, 张立庆. 尿素浸种对培育壮秧效应的研究[J].湖北农业科学, 1984(2): 6- 8.

[5] 艾天成, 田应兵. 不同pH尿素溶液浸种对水稻种子发芽及幼苗素质的影响[J]. 湖北农学院学报, 1999,19(4): 295-297

[6] 程须珍. 绿豆品种与豆芽产量质量关系的初步探讨[J]. 作物品种资源, 1990(1): 14-15.

[7] 程须珍, 王素华．不同绿豆品种豆芽产量与质量的差异分析[G]// 中国绿豆科技运用论文集. 北京:中国农业出版, 1995: 144- 148.

[8] 李振华, 康玉凡, 濮绍京，等. 不同地区绿豆品种芽用特性的研究[J]. 中国农学通报, 2010, 26(15):361- 364.

[9] 郑卓杰. 中国食用豆类品种资源目录[M]. 北京:中国农业科技出版社, 1987.

[10] 樊鸿章, 刘玉凤. 沼液对主要豆类种子发芽出苗的影响[J]. 陕西农业科学, 2009, (5): 23-24.

[11] 廖 诚, 徐 亮 . 玉米沼液浸种与沼肥施用试验[J]. 贵州农业科学, 2007, 35(增): 64.

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

项目来源： “十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAC25B03)

高 燕(1986- )，女，汉族，内蒙古鄂尔多斯人，工程师，研究方向为城市有机废弃物处置与利用，E-mail：gaoyan1127@163.com

S216.4

B

1000-1166(2016)04-0077-04