橄榄油加工废液碱化后对陇南“迟蒜”生长的影响

杨小录 叶文斌 何玉鹏 王让军

摘 要：试验通过不同稀释浓度橄榄油加工废弃液（100%，80%，70%，50%，30%，20%，10%）对陇南迟蒜种子萌发的影响，筛选出较为适宜的60%，50%，40%，30%，20%，10%橄榄油加工废弃液浓度，用0.10%的Na2CO3进行碱化处理，研究其对大蒜种子萌发、幼苗生长以及生物量累积等指标的影响。结果表明，随着碱化橄榄油加工废弃液浓度的升高，大蒜种子萌发率、萌发指数以及幼苗苗高、根长、根体积、根鲜质量、根干质量、苗鲜质量和苗干质量等指標均呈先升高后降低的趋势，且均于浓度为40%时达到最大值，说明适宜浓度碱化橄榄油加工废弃液能促进陇南迟蒜种子萌发和幼苗生长，其中以40%浓度最佳，可以在大田种植中推广。

关键词：橄榄油加工废弃液；Na2CO3；陇南迟蒜；生长

中图分类号：S633.4 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.12.001

Abstract： Olive oil processing waste liquor was diluted to different concentrations including 100%， 80%， 70%， 50%， 30%， 20% and 10%， of which the effects on seed germination of Longnan late garlic was studied， and the suitable concentration including 60%， 50%， 40%， 30%， 20% and 10% were screened. The screened olive oil processing waste liquor concentrations were alkalified with 0.1% of sodium carbonate， and the effects of alkalized olive oil processing waste liquor on seed germination and seedling growth of the Longnan late garlic were studied. The results showed that with the increase of the concentration of alkalized olive oil processing waste， the germination rate， germination index， seedling height， root length， root volume， root fresh weight， root dry weight， seedling fresh weight and seedling dry weight of garlic were all increased first and then decreased， and the above indices reached the maximum at 40% concentration， indicating that the suitable concentration of alkalized olive oil processing waste liquid could promote the seed germination and seedling growth of garlic， and the optimum concentration was 40%.

Key words： olive oil processing waste liquid； Na2CO3； Longnan late garlic； growth

油橄榄（Olea europaea L.）属木犀科木犀榄属常绿乔木，油橄榄果油富含多种活性成分，是具有多种保健功效的高级食用油[1-2]。在甘肃陇南市油橄榄分布和种植及产量均居全国首位。目前，在橄榄油加工过程中，油橄榄鲜果经磨浆、离心分离制取初榨橄榄油后，会产生大量的果渣和废液，其在国内均未得到有效的高值化利用，造成了极大的资源浪费和环境污染[2]。所产生的废液主要是由油橄榄果汁组成，其中含有果渣油、多酚和萜类化合物等多种活性成分以及大量的糖、有机酸、氮化物、矿物质和酚类多种营养物质[3]。随着甘肃陇南油橄榄种植面积的不断扩大、产量的不断增加，造成了橄榄油加工废弃物的大量排放与资源浪费[4-6]。国外学者相关研究结果表明，橄榄油加工废弃液对西红柿和草莓种子萌发抑制作用明显[7-8]；刘娜等[9]研究结果表明，其存在高浓度抑制和低浓度诱导的双重作用。

甘肃省陇南市海拔750～2 377 m，属暖温带半湿润气候，四季分明，冷暖适度，年均降雨量620.80 mm左右，相对湿度75%，独特的气候条件，为大蒜的生长提供了良好的环境。目前，陇南已经成为国内蒜苗、蒜薹和蒜头主要的生产销售集散地之一。随着陇南油橄榄经济的迅猛发展，废液的排放影响到了当地大蒜的品质和产量，尤其对陇南“三蒜”产业的发展影响较大。

本试验通过研究不同浓度的碱化橄榄油加工废弃液对大蒜种子萌发、幼苗生长以及生物量的影响，旨在为油橄榄产业发展所带来的橄榄油加工废弃物的资源化开发和高值化利用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材 料

供试材料陇南迟蒜鳞茎种子购自甘肃省陇南市成县农技中心；橄榄油加工废弃液由陇南市武都区油橄榄中心初榨车间提供。

1.2 方 法

1.2.1 碱化橄榄油加工废弃液制备 将油橄榄中心初榨车间收集的废液用塑料桶密封运回实验室4 ℃保存，即为浸种原液，取适量原液，依次用蒸馏水稀释为100%，80%，70%，50%，30%，20%，10%各500 mL，用滤纸过滤后取上清液备用；取0.1 g Na2CO3溶解到100 mL蒸馏水中作为0.1%的碱液备用；另取原液按照0.1%的浓度称取适量的 Na2CO3充分溶解其中，滤纸过滤后取上清液，Na2CO3碱化后的橄榄油加工废弃液依次用蒸馏水稀释为60%，50%，40%，30%，20%，10%各200 mL备用。橄榄油加工废弃原液pH值为4.6，酸性较强，经过0.1% Na2CO3碱化处理后pH值为6.96。

1.2.2 种子萌发测定 参照叶文斌等[5-6]的方法，将大蒜种子先经过流水冲洗干净，用0.1% HgCl2消毒处理8 min，再用流水和蒸馏水冲洗3次，用滤纸吸干水分后均匀点播在铺了2层滤纸的培养皿中，每皿50粒，在培养皿中分别准确加入100%，80%，70%，50%，30%，20%，10%稀释浓度的橄榄油加工废弃液 2.5 mL进行胁迫处理，分别记为T（100），T（80），T（70），T（50），T30），T（20），T（10），以蒸馏水培养为对照（CK），以0.1%的Na2CO3为碱对照，记为CK（0.1），每个浓度处理重复3次，置入25 ℃的光照培养箱中暗培养，3 d后开始记录萌发数目，同时参考LEATHER等[10]的方法计算种子的萌发率和萌发指数，对橄榄油加工废弃液的适宜稀释浓度进行筛选。

用60%，50%，40%，30%，20%，10%稀释浓度的Na2CO3碱化橄榄油加工废弃液按照上述方法开展种子萌发试验，分别记为K（60），K（50），K（40），K（30），K（20），K（10），计算种子的萌发率和萌发指数。

1.2.3 幼苗生长测定 参照叶文斌等[11-13]的方法，将准备好的细砂在103.4 kPa，121.3 °C高温灭菌20 min后，装入直径25 cm的小花盆中作为培养基质，每盆培养25株大蒜幼苗，在每个花盆中加入25 mL 60%，50%，40%，30%，20%，10%稀释浓度的Na2CO3碱化橄榄油加工废弃液，以蒸馏水为对照（CK），3次重复，每隔24 h补以25 mL培养液和蒸馏水1次，用透明保鲜袋将花盆封口，以防止水分蒸发和不同处理间的相互影响。将花盆置于恒温25 ℃、光照12 h·d-1 550 lx，湿度75%的智能温室培养。第15天测定大蒜幼苗的根长和苗高，将根与苗分开，用排水法[11]测定根的体积后，置于105 ℃的烘箱中杀青30 min，在调至75 ℃烘至恒重，称量每25株的干质量。

1.3 数据统计与分析

数据用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析和多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 橄榄油加工废弃液与Na2CO3对大蒜种子萌发的影响

橄榄油加工废弃液和0.1%的Na2CO3对大蒜种子萌发率的影响如表1所示，随着废弃液浓度的增加，大蒜种子萌发率和萌发指数均呈先升高后降低的趋势，且均于橄榄油加工废弃液浓度为30%时达到最大值。其中，10%处理大蒜种子萌发率和萌发指数均显著低于CK（0），略高于CK（0.1）但差异不显著；20%和30%处理大蒜种子萌发率和萌发指数略低于CK（0）差异不显著，但均显著高于CK（0.1）；废弃液在50%～100%浓度处理下，种子萌发率和萌发指数均极显著低于CK（0）和CK（0.1），尤其在废弃液浓度≥70%时大蒜种子萌发率均低于50%。因此，在Na2CO3碱化处理时，选择橄榄油加工废弃液稀释浓度为60%，50%，40%，30%，20%和10%，用于进一步筛选最佳碱化组合。

2.2 碱化榄油加工废弃液与对大蒜种子萌发的影响

碱化橄榄油加工废弃液对大蒜种子萌发率的影响如表2所示，随着碱化橄榄油加工废弃液浓度的增加，大蒜萌发率和萌发指数均呈先升高后下降的趋势，均于40%浓度处理达到最大值。其中，在碱化废弃液浓度为10%时，大蒜种子萌发率和萌发指数均显著低于CK（0），但显著高于CK（0.1）；浓度为20%时，大蒜种子萌发率和萌发指数均显著高于CK（0.1），略低于CK（0）但差异不显著；浓度为30%和40%时，大蒜种子萌发率和萌发指数均显著高于CK（0.1），略高于CK（0）但差异不显著；浓度为50%和60%时，大蒜种子萌发率和萌发指数均显著低于CK（0）和CK（0.1）。由此可见，碱化橄榄油加工废弃液在适宜浓度有助于提高大蒜种子萌发效果，当浓度为40%时效果最好，大蒜种子萌发率和萌发指数分别为94.89%和427.83。

2.3 碱化榄油加工废弃液对大蒜幼苗生长及生物量累积的影响

碱化橄榄油加工废弃液对大蒜幼苗生长的影响如表3所示，随着碱化废弃液浓度的升高，大蒜幼苗生长及生物量的积累呈现出先高后低的变化趋势，各指标均于40%浓度时达到最大值。其中，碱化废弃液浓度为10%和50%时，大蒜苗高、根长、根体积、根鲜质量、根干质量、苗鲜质量和苗干质量均显著低于CK（0），但又显著高于CK（0.1）；碱化废弃液浓度为20%～40%时，大蒜苗高、根长、根体积、根鲜质量、根干质量、苗鲜质量和苗干质量均显著高于CK（0）和CK（0.1）；当碱化废弃液浓度为60%时，大蒜所有研究指标均显著低于CK（0），且其苗高略低于CK（0.1）但差异不显著，根鲜质量、苗鲜质量和苗干质量均显著低于CK（0.1），而根长、根体积和根干质量则显著高于CK（0.1）。由此可見，碱化橄榄油加工废弃液在适宜浓度有助于促进大蒜幼苗生长和生物量累积，当其浓度为20%～40%时效果显著，其中以浓度40%效果最佳。

3 结论与讨论

非生物逆境因素一直是制约我国大蒜产业的重要因素，而这些非生物逆境条件会改变大蒜植物的正常生理生化反应，甚至会改变大蒜植物的细胞和分子水平状态，从而影响大蒜的生长发育及生物量的积累。ROSHCHINEA等[14]研究认为，酚酸类物质是以化感作用的形式来改变受体植物的生理生化特性而完成应激作用的。叶文斌等[5]和杨小录等[6]通过橄榄油加工废弃液对武都红芪和黄芪的影响研究指出，较高浓度的橄榄油加工废弃液可刺激植物产生大量的可溶性糖、脯氨酸和丙二醛，提高了叶片中O- 2产生速率和H2O2含量，同时抑制了武都红芪和黄芪的幼苗生长；刘娜等[9]用橄榄油加工废弃液对小麦和玉米种子的发芽及生长进行了研究，结果表明，橄榄油加工废弃液对种子萌发及生长产生的毒性可能与多酚及氧化产物抑制种子萌发所需的关键酶类、糖类等多种营养物质发生生物酸化和污染等产生毒害有关，而且存在高浓度抑制和低浓度诱导的双重作用。本试验中，随着橄榄油加工废弃液浓度的升高，大蒜种子萌发指标呈先升高后降低的趋势，随着碱化橄榄油加工废弃液浓度的升高，大蒜种子萌发指标、生长及生物量累积指标亦呈先升后降的趋势，均与上述双重作用结果类似；相同浓度的碱化废弃液与未碱化废弃液相比，大蒜种子萌发率和萌发指数均有一定程度的提高，应该是因为油橄榄加工废弃液经过碱化后，复杂的废弃液成分和pH值都发生了变化，改变了或降低了胁迫的逆境环境，故适宜的碱化浓度对大蒜的生长和发育均产生了积极的促进作用，这与废弃液的碱化后活性成分变化有关，但当废弃液浓度较高时，虽然发生了碱化作用，复杂的碱化后成分依然会对大蒜生长发育产生抑制影响，引起大蒜生理生化过程紊乱。

综合而言，用0.1%的Na2CO3对橄榄油加工废弃液进行碱化处理可在一定程度上降低其对大蒜种子和幼苗的胁迫作用，适宜浓度的碱化废弃液甚至可促进大蒜种子萌发，并显著提高大蒜幼苗的生长和生物量累积，其中以浓度为40%时效果最佳。相关试验结果可为油橄榄加工废弃液直接排放大田到土壤中的适宜浓度提供了试验依据，为油橄榄加工废弃液科学、综合地再利用具有重要意义。

参考文献：

[1]KALUA C M， ALLEN M S， BEDGOOD J ，et al. Olive oil volatile compounds， flavour development and quality： A critical review[J].Food chemistry，2007，100（1）：273-286.

[2]刘娜，白万明，韩锐，等.橄榄油加工废弃物中的活性成分及其综合利用技术研究进展[J].中国油脂，2016，41（5）：84-88.

[3]邹光友.油橄榄加工副产物的综合开发利用[J].广州食品工业科技，1989，5（4）：12-15.

[4]王成章，陈强，罗建军，等.中国油橄榄发展历程与产业展望[J].生物质化学工程，2013，47（2）：41-46.

[5]叶文斌，樊亮，王瀚，等.橄榄油加工液体废弃物对武都红芪种子萌发及幼苗生理特性的影响[J].广东农业科学，2017，44（1）：30-35.

[6]楊小录，叶文斌，王昱，等.橄榄油加工废弃液对黄芪种子萌发及幼苗生理特性的影响[J].山东化工，2017，46（18）：129-132.

[7]ANNA P，GIUSEPPUNA I， MARIA A， et al. Short-term effects of olive mill waste water （OMW） on chemical and biochemical properties of a semiarid Mediterranean soil[J].Soil biology & biochemistry，2006，38（3）：600-610.

[8]ROBERTO A， ALESSANDRO E， GIANLUCA B. Use of olive mill waste mix as peat surrogate in substrate for strawberry soilless cultivation[J].International biodeterioration & biodegradation，2010，64（7）：670-675.

[9]刘娜，白万明，苏玲玲，等.油橄榄加工废液对小麦和玉米种子萌发及相关酶活性的影响[J].西北植物学报，2016，36（3）：565-572.

[10]LEATHER G R， EINHELLIG F A. Bioassays in the study of allelopathy[M]//PUTNAM A R， TANG CS. The science of allelopathy. New York： John Wiley & Sons，1986：133-145.

[11]叶文斌，樊亮，贠汉伯.Pb2+对甘肃纹党种子萌发和幼苗生理特性的影响[J].西北农业学报，2012，21（12）：142-148.

[12]叶文斌，樊亮，叶建龙.Zn盐和干旱胁迫对纹党种子萌发和幼苗生理特性的影响[J].干旱地区农业研究，2015，33（2）：106-112， 134.

[13]叶文斌.Zn2+与干旱交叉胁迫对当归种子萌发和幼苗生理特性的影响[J].安徽农业大学学报，2015，42（2）：305-309.

[14]ROSHCHINA V V， ROSHCHINA V D. The excretory function of higher plants[M].New York： Spinger verlag，1993： 213-215.