沼液浸种对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

吴玉红， 郝兴顺， 崔 平， 王 江， 王新刚， 陈 浩， 王 薇， 张春辉， 秦宇航

(1.汉中市农业科学研究所， 陕西 汉中 723000； 2.汉中市农村能源办公室， 陕西 汉中 723000)

项目来源： 陕西省科技统筹创新工程计划项目(2015KTCL02-21); 陕西省农业科技创新与攻关项目(2016NY-180)

沼液浸种对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

吴玉红1， 郝兴顺1， 崔 平2， 王 江2， 王新刚2， 陈 浩1， 王 薇1， 张春辉1， 秦宇航1

(1.汉中市农业科学研究所， 陕西 汉中 723000； 2.汉中市农村能源办公室， 陕西 汉中 723000)

为研究沼液浸种对玉米种子萌发和幼苗生长的影响，文章以蒸馏水浸种为对照，分别以5%，10%，25%，50%和100%沼液浸种。玉米种子浸种24 h后分别进行催芽及播种试验，调查其种子萌发和幼苗生长的情况。结果表明：沼液浸种不同程度地促进了玉米萌发及幼苗生长。沼液浸种处理发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均高于对照。除100%沼液浸种外,5%沼液浸种芽长、茎粗、根长最大，分别是对照的2.55倍，1.55倍，2.87倍。沼液浸种提高了幼苗二叶期至四叶期叶绿素含量，其中50%沼液浸种叶绿素含量最高且降幅最低，其次是25%。沼液浸种对二叶期和三叶期玉米株高影响较大，显著高于对照，其中10%沼液浸种株高最大。综合分析，5%～50%沼液浸种玉米综合效果最佳。

沼液； 玉米浸种； 发芽率； 幼苗生长

沼气工程是畜禽养殖场粪污处理与资源化利用的重要途径，其发酵产物沼渣、沼液是制约规模化沼气工程产业化发展的瓶颈，因此，沼渣、沼液的无害化处理与资源化利用己经成为规模化沼气工程发展过程中亟待解决的问题[1-3]。沼液中含有大量的NPK营养元素、氨基酸、生长调节剂等生理活性物质[4-5]。利用沼液浸种，可刺激活化种内营养物质，促进种内细胞分裂和生长，并为种子发芽、幼苗生长等提供必需的营养成分，同时还能消除种子携带的病原体、细菌等，因此，沼液浸种是一种简便、安全、效果好的种子处理技术。相关研究表明沼液浸种后种子的发芽率高、芽齐、苗壮、根系发达，长势枉[6-8]。但不同作物适宜的浸种沼液浓度差异较大[9-12]。沼液浓度的不确定性给沼液在浸种中的应用带来诸多困扰。本文研究了不同沼液浓度浸种对玉米种子萌发及幼苗生长的差异，以期为沼液在玉米浸种上的合理应用提供数据支持，为沼液高效利用提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为杂交玉米品种汉玉9号，人工选取饱满种子作为供试材料。试验所用沼液来自陕西省西乡县均鑫工业园区大型沼气工程点(发酵原料为猪粪)。

1.2 浸种及萌发过程

试验一：浸种催芽试验，以蒸馏水浸种为对照(CK)，用蒸馏水稀释沼液获得5%、10%、25%、50%和100%(纯沼液)，共6个处理。依次量取蒸馏水及稀释后的沼液50 mL于小塑料瓶中，每瓶放入20 粒种子。搅动使其完全浸入液体中。每个处理设置3个重复。浸种24 h后，种子用清水冲洗后，放入玻璃培养皿中，皿铺1 层滤纸，每日早晚2 次以蒸馏水湿润滤纸，并以无明显积水为准。

试验二：浸种播种试验，试验处理及浸种方法同试验一。浸种24 h后播于育苗盘中。

1.3 测定指标

1. 3. 1 萌发指标测定

自催芽开始后每隔24 h 调查萌发种子数，以胚根伸出2 mm 以上为萌出依据。

(1)

(2)

(3)

活力指数=苗长度×发芽指数

(4)

式中：Gt是指t 时间内的发芽数；Dt是指相应的发芽天数。

1.3.2 取样与测定

试验一测定项目：催芽第5天从每皿中选出3株长势最佳的幼苗测定其芽长、茎粗、根数和根长等形态学参数。

试验二测定项目：分别在二叶期、三叶期、四叶期测定根数、株高、根长、叶绿素含量、地上部及地下部干重。叶绿素采用SPAD-502 型便携式叶绿素仪测定叶绿素含量。测定部位均为植株最上一片定型叶，每处理每重复均测定5 株。地上部和根系干重测定，每处理每重复取6株，105℃ 杀青，80℃烘干至恒重后称量。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2003软件对数据进行处理和绘图，采用DPS7.05统计分析软件对数据进行方差分析及差异显著性检验(LSD法，P=0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同沼液浓度浸种对玉米种子萌发率的影响

图1表明，与对照相比，沼液浸种处理汉玉9号萌发率均高于对照，说明沼液浸种有利于促进玉米种子的萌发。不同萌发期，沼液浸种处理间萌发率具有一定差异。催芽第2天，随着沼液浸种浓度增加促进作用呈先增强后减弱趋势，即低浓度(5%,10%,25%)促进作用强于高浓度(50%,100%)。催芽第3天， 10%沼液浸种萌发率最高显著高于其他处理。沼液浓度大于25%，沼液浸种对汉玉9号萌发率影响差异不显著。催芽第四天100%沼液浸种萌发率最高，达90%以上。催芽第五天，对照及沼液处理萌发率超过80%，其中100%沼液浸种萌发率最高，其次是10%沼液浸种处理，显著高于对照及5%沼液处理，其他处理差异不显著。

图1 不同沼液浓度下玉米种子萌发的动态变化

2.2 不同沼液浓度浸种对玉米种子发芽参数的影响

表1表明，沼液浸种处理发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均高于对照处理。10%沼液浸种发芽势和发芽率最高，且低浓度高于高浓度。不同浸种处理的种子发芽指数相差不大，但发芽活力差异较大，5%沼液处理活力指数最高，其次是10%沼液处理。分别是对照的2.94倍和2.84倍。说明高浓度沼液对玉米种子发芽具有一定抑制作用。

表1 不同处理对玉米种子发芽参数的影响

注：发芽指数、活力指数为催芽第5天。

从表2可以看出，与对照相比，用不同沼液浸种玉米后，玉米种子的芽长、茎粗、根数、根长均较对照显著增加，表明沼液浸种对玉米地上部及根均有促进作用。不同沼液处理对玉米形态学参数的影响存在一定差异。5%沼液处理芽长和茎粗最大，沼液浸种处理芽长是对照的1.45～2.55倍，茎粗是对照的1.06～1.55倍，5%～50%沼液浸种，随着沼液浓度增加，芽长呈下降趋势而对茎粗影响不显著。10%沼液浸种单株根数最多，显著高于50%和100%沼液处理，说明随着沼液浸种浓度增加，对玉米根系发育促进作用减弱。根长方面，沼液浸种根长是对照的1.63～2.87倍，其中5%处理最大，达28.07 cm，随着沼液浸种浓度增加，根长的促进作用呈下降趋势，说明高浓度沼液浸种对玉米根系发育有一定抑制作用。

表2 不同浓度沼液浸种对玉米形态学参数的影响

2.3 不同沼液浓度浸种对玉米苗期不同时期叶绿素的影响

图2表明，玉米叶绿素含量随着生育期进程呈先增加后降低趋势。与对照相比，沼液浸种玉米苗期叶绿素含量均高于对照。不同沼液处理中，50%沼液处理叶绿素含量最高且三叶期后降幅度最小，依次是25%沼液,10%沼液,5%沼液,100%沼液。

图2 不同浓度沼液浸种玉米叶绿素含量的动态变化

2.4 不同沼液浓度浸种对玉米苗期不同时期株高及根长的影响

图3表明，二叶期和三叶期沼液浸种对玉米株高影响较大，显著高于对照。四叶期50%沼液株高最大，显著高于5%和10%沼液处理。

图3 不同浓度沼液浸种对玉米幼苗株高的影响

图4表明，二叶期与对照相比，沼液浸种根长显著增加，说明沼液浸种促进玉米根的生长。随着沼液浓度增加，促进作用逐渐减弱。三叶期，除10%沼液浸种根长与对照差异不显著，其他处理根长显著增加，50%沼液处理根长最大。四叶期，二叶期与对照相比，沼液浸种根长显著增加，随着沼液浓度增加，沼液浸种对根的促进作用加强。

图4 不同浓度沼液浸种对玉米幼苗根长的影响

2.5 不同沼液浓度浸种对玉米苗期不同时期生物量的影响

沼液浸种对玉米苗期二叶期、三叶期、四叶期生物量的影响见表3。二叶期，与对照相比，沼液浸种地上部干重显著高于对照，增幅19.4%～44.4%，5%～50%沼液处理间无显著差异。三叶期，除5%沼液处理与对照差异不显著，其他沼液浸种处理地上部干重均显著增加，增幅17.1%～31.6%，且随着沼液浓度增加促进作用加强。四叶期，与对照相比，沼液浸种处理地上部干重显著高于对照，100%沼液处理单株干重最大，为0.373 g，是对照的2.72倍。

二叶期，5%和100%沼液处理根干重显著高于对照，其他沼液处理与对照无显著性差异。三叶期和四叶期，沼液浸种根干重显著高于对照，三叶期根干重随着沼液浸种浓度增加呈先降低后增加的趋势，四叶期则呈波动式变化。

根冠比方面，二叶期，10%～50%沼液浸种根冠比显著低于对照，5%和100%沼液处理与对照差异不显著，说明10%～50%沼液浸种促进地上部分生长。三叶期，除50%沼液，其他沼液浸种处理根冠比较对照显著增加，且随着沼液浓度增加对根的促进作用减弱。四叶期，高浓度沼液浸种处理较对照根冠比显著降低，低浓度与对照差异不显著，说明高浓度更有利于地上部分的生长。

表3 不同浓度沼液浸种对玉米生物量及根冠比的影响

3 结论与讨论

3.1 沼液浸种对玉米种子萌发的影响

试验利用不同沼液浓度浸种玉米种子，其中5%～25%沼液浸种玉米效果最佳。发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、萌发率、芽长、茎粗、根数、根长均较对照显著增加，但高浓度沼液浸种不利于玉米种子萌发，对种子具有一定抑制作用，这与瞿中俄等研究一致。

3.2 沼液浸种对玉米幼苗生长的影响

作物叶片叶绿素含量能够反映作物的光合能力，试验中沼液浸种玉米提高了幼苗二叶期至四叶期叶绿素含量，说明沼液浸种对玉米苗期的光合作用有一定的促进作用。可能是因为玉米苗期主要依靠自身的胚乳提供营养，使用沼液浸种玉米种子不同程度的吸收沼液中的活性物质及养分，促进了幼苗的生长。

沼液浸种可促进玉米幼苗和根系发育，这与戴小阳等的研究一致，但在苗期的不同时期促进作用差异较大，二叶期随着沼液浓度增加，促进作用减弱即表现为高浓度具有一定抑制作用。三叶及四叶期，沼液浸种浓度对玉米幼苗生长的影响表现为随着浓度增加对幼苗地上部的促进作用逐渐加强。可见，随着玉米幼苗生长发育沼液浸种对幼苗的影响逐渐减弱，可能是因为随着胚乳的不断消耗，活性物质对种子的刺激作用亦减弱，高浓度沼液浸种对玉米幼苗株高及根长表现出更强的促进作用。随着沼液浸种浓度增加对玉米地上部和地下部的生物量促进作用增强。随着玉米幼苗的生长，根冠比呈“降-增-降”的变化趋势，即二叶期根冠比较对照显著降低，三叶期较对照显著增加，四叶期较对照显著降低。

综上所述，不同沼液浓度浸种不同程度的促进了玉米萌发及幼苗生长，其中5%～50%沼液浸种玉米综合效果最佳。

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EffectofMaizeSeedSoakingwithBiogasSlurryonGerminationandSeedlingGrowth

/WUYu-hong1,HAOXing-shun1,CUIPing2,WANGJiang2,WANGXing-gang2,CHENGHao1,WANGWei1,ZHANGChun-hui1,QINYu-hang1

/(1.HanzhongAgriculturalResearchInstitute,Hanzhong723000,China; 2.HanzhongCityofficeofRuralEnergy,Hanzhong723000,China)

The effects of maize seed soaking with biogas slurry on seed germination and seedling growth were investigated. The experiments designed six treatments: soaking of seeds with water(control), soaking with different concentration of biogas slurry including 5%, 10%, 25%, 50% and 100%. The seeds were soaked separately for 24 h before sowing into seed beds. The results showed that the biogas slurry soaked maize seed obtained better germination and seedling growth except the slurry concentration of 100%. Comparing with the control treatment, the soaked seed with 5% biogas slurry obtained the best bud length, stem diameter and root length, which were 2.55 times, 1.55 times, 2.87 times those of control, respectively. The 50% slurry soaked seed obtained best chlorophyll content. The 10% slurry soaked seed had the highest plant height. The comprehensive analysis showed that the appropriate biogas slurry concentration were 5%～50% for seed soaking of maize.

biogas slurry; soaking of maize seed; seed germination; seedling growth; root-shoot ratios

2017-05-22

吴玉红(1983-)，女，甘肃民勤人，农艺师，主要从事农林废弃物资源化利用研究工作,E-mail: 382755569@qq.com

S216.4

B

1000-1166(2017)05-0070-05