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不同原料处理对玉米幼苗生长的影响及新型生物肥料开发初探

2018-03-15杨少龙马洪跃张浩弭孝涛

科技视界 2018年1期
关键词:正交实验玉米种子原料

杨少龙 马洪跃 张浩 弭孝涛

【摘 要】以郑单958号玉米种子为试验对象,通过土培育苗法探索五种不同原材料处理对玉米幼苗生长的影响。主要原材料包括腐植酸、蘑菇渣、糠醛渣、烟土及草木灰。通过单因素分析确定促进玉米幼苗生长的最适原料用量分别为腐植酸300 g·m-3,蘑菇渣120 g·m-3,糠醛渣120 g·m-3,烟土300 g·m-3。基于以上研究,将不同原料按一定比例配比进行正交实验,确定最适玉米幼苗生长的原料组合比例为腐植酸:烟土:蘑菇渣:糠醛渣=15:15:6:4。进而可以为新型生物肥料的开发提供依据。

【关键词】原料;玉米种子;单因素;正交实验;生长影响

中图法分类号:S-3 文献标志码 A 文章编号: 2095-2457(2018)01-0013-003

【Abstract】The experiment was conducted through soil culture to study the effects of different raw materials on the growth of maize seeding zhengdan958. The raw material include humic acid, mushroom residue, furfural residue, affion and plant ash. The research indicate that the addition of 300g m-3 of humic acid, 120g m-3 of mushroom residue, 120g m-3 of furfural residue, 300g m-3 of affion respectively could promote the growth of maize seeding. Orthogonal experiment showed that the optimal ratio of these materials were humic acid: affion: mushroom residue: furfural residue=15:15:6:4。It can lay a foundation for exploiting new bio-fertilizer.

【Key words】Raw materials; Corn seeds; Single factor; Orthogonal experiment; Effects of growth

腐植酸(Humic acid)又称胡敏酸,是土壤腐殖质的成分之一[1]。有研究表明,腐植酸对植物生长有促进作用,如腐植酸能够促进番茄种子根部富集P、K、Ca、Mg等微量元素,从而促进植物体的生长[2]。另有研究表明,腐植酸能够有效促进当归等植物叶面积增大,并增加植物体干重[3],而黄腐酸是腐植酸中的优质部分,其含有多种功能团,能在水中较好的溶解,并且分子量低,广泛应用于农业、食品、健康的领域[4]。蘑菇渣中含有多种微量元素及蛋白质、脂肪等物质,还有相当数量的微生物群落和菌丝体,既可以用作微生物基肥,也可以用作栽培基质[5-7]。糠醛渣是玉米芯深加工后产生的废渣,有研究表明,糠醛渣在改良土壤、制作多孔吸附材料、培育作物及土地的复垦方面有很大的作用[8]。草木灰是各种植物燃烧后的残余物,草木灰质轻呈碱性,有研究表明,草木灰经700°C煅烧1h,其内部所含硅能够大量转化为可溶性硅,因此可以作为硅肥的补充剂[9]。基于此,通过单因素实验及正交实验法确定各种原材料的最优配比,从而为开发新型的有机肥料提供借鉴。

1 材料和方法

1.1 供试材料

试验地点于山东土秀才生物科技有限公司温室内进行,其供试土壤为壤土,供试作物为玉米,品种为郑单958号。相关原料腐植酸、蘑菇渣、糠醛渣、草木灰及烟土均购自本地相关单位。

1.2 方法设计

浸种:首先选取颗粒飽满的种子放入40°C的温水中浸种30min,接着用无菌水反复冲洗,在28°C清水中浸泡2.5h。催芽:将浸泡好的种子平铺在铺有干净纱布的直径为150mm的培养皿中,加入适量水,放入恒温箱催芽,恒温箱温度设置为28°C,培养2天,期间每隔4小时检查一次温度并上下翻动一次,若高于30°C应用冷水冲洗降温。催芽完成后选取长势均一的种子播种在育苗盘中,育苗盘中土层厚度约为1cm。分别用不同原料即腐植酸、蘑菇渣、糠醛渣、草木灰及烟土处理幼苗,其中腐植酸用量梯度分别设置为250g·m-3、300g·m-3和350g·m-3;蘑菇渣用量梯度分别设置为80g·m-3、100g·m-3和120g·m-3;糠醛渣用量梯度分别设置为80g·m-3、100g·m-3和120g·m-3;烟土用量梯度分别设置为250g·m-3、300g·m-3和350g·m-3;草木灰用量梯度分别设置为80g·m-3、100g·m-3和120g·m-3;每个浓度梯度设置3个平行。分别测量每组条件处理下每株幼苗的苗长,并取平均值。每天记录苗长,连续测量八天,对照组CK为不添加原料的普通壤土。单因素实验完成后,再通过正交实验确定不同原料配比对玉米幼苗生长的影响,从而确定最佳原料配比,为开发新型生物肥料奠定基础。

2 结果与分析

2.1 腐植酸不同施用量对玉米苗长生长的影响

分别在育苗托盘中施入用量梯度分别为250g·m-3、300g·m-3和350g·m-3的腐植酸处理玉米幼苗,其对玉米幼苗长势的影响见下图1。

通过图1发现,施用浓度梯度为300g·m-3的腐植酸对玉米幼苗的促进作用最明显,达到30.81cm,比对照长约10.5%。而250g·m-3和350g·m-3处理浓度下对玉米幼苗的促进作用并不显著。

2.2 蘑菇渣不同施用量处理对玉米幼苗生长的影响

分别施用80g·m-3、100g·m-3和120g·m-3的蘑菇渣溶液处理玉米幼苗,其对玉米幼苗长势的影响见下图2。

从图2可以看出,当蘑菇渣施用量为120g·m-3时能够显著促进玉米幼苗的生长,平均长度達到31.61cm,比对照组幼苗长度增加了13.3%,达到了显著水平。其它两个浓度处理对玉米幼苗的促进作用不明显。

2.3 糠醛渣不同施用量处理对玉米幼苗生长的影响

分别施用80g·m-3、100g·m-3和120g·m-3的糠醛渣处理玉米幼苗,其对玉米幼苗长势的影响见图3。

从图3看出,当蘑菇渣施用量为120g·m-3时能够显著促进玉米幼苗的生长,平均长度达到31cm,比对照组幼苗长度增加了11.1%。其它两个浓度处理对玉米幼苗的促进作用不明显。

2.4 草木灰不同施用量对玉米幼苗生长的影响

分别施用80g·m-3、100g·m-3和120g·m-3的草木灰处理玉米幼苗,其对玉米幼苗长势的影响见图4。

由图4看出,随着草木灰施用量的增加,草木灰对玉米幼苗的抑制作用增强。可能因为草木灰中的含水量较低,抑制了玉米种子幼苗的生长。但从另一方面讲,在新型生物肥料的开发中,可在其中添加一定含量的草木灰来调节肥料的水分。

2.5 烟土不同施加量对玉米幼苗生长的影响

分别在育苗托盘中施入用量梯度分别为250g·m-3、300g·m-3和350g·m-3的烟土处理玉米幼苗,其对玉米幼苗长势的影响见下图5。

当施用300g·m-3的烟土时,对玉米幼苗的生长具有一定的促进作用,但是促进作用不明显,而施用其它两个梯度的烟土时,对玉米幼苗的生长没有作用。

2.6 不同原料配比对玉米幼苗生长的影响

基于上述实验的结果及分析,将不同原料按不同比例进行配比,以期开发新型的生物有机肥。通过5因素4水平正交实验表,进行了16组实验进行分析。

分别用上述不同原料组合处理玉米幼苗,并记录每天的长势情况,具体数据见表2。

通过对不同原料配比进行正交实验,并每天记录玉米幼苗的长度,结果显示当腐植酸施用量达到300g·m-2,蘑菇渣施用量达到120g·m-2,糠醛渣施用量达到80g·m-2,烟土施用量达到300g·m-2时玉米幼苗的生长效果最好。玉米幼苗的长度能够达到约35.7cm,比对照长约27.7%,作用效果非常明显。

3 讨论

通过单因素分析确定促进玉米幼苗生长的最适原料用量分别为腐植酸300g·m-3,蘑菇渣最佳施用量为120g·m-3,糠醛渣为120g·m-3,草木灰为80g·m-3,烟草的最佳施用量为300g·m-3。通过对不同原料组成进行正交实验设计,确定最适玉米幼苗生长的原料组合分别为:腐植酸施用量300g·m-2,烟土施用量300g·m-2,蘑菇渣施用量120g·m-2,糠醛渣施用量80g·m-2,即腐植酸:烟土:蘑菇渣:糠醛渣的比例为15:15:6:4。有研究表明,腐植酸可以通过鳌合铁离子来促进植物的生长;也有研究表明,腐植酸可以抑制部分NADH氧化酶的活性进而抑制细胞壁内的代谢,从而促进植物生长[10-11]。而添加蘑菇渣能够增加铅锌尾矿中铵态氮、速效磷和有机质的含量,并且能够使土壤中的脱氢酶、β-糖苷酶、脲酶及磷酸酶的活性增加[12]。施用糠醛渣能够增加土壤中有机碳含量,降低土壤pH,提高土壤有效磷含量[13]。相关研究学者将草木灰作为原料之一用来防治花木病虫[14],因此也可以将草木灰用作新型肥料的原料之一。烟土的含水量较少,但有机质含量较高,在新型肥料的开发中,可以将烟土作为调节肥料中水分及有机质的原料。通过以上单因素实验及正交实验分析,可以为新型有机肥料的开发及生产奠定一定的基础。

【参考文献】

[1]卢静,朱琨,侯彬,等.腐植酸与土壤中重金属离子的作用机理研究概况[J].腐植酸,2006(5):1-5.

[2]David P P,Nelson P V, Sanders D C.A humic acid improves growth of tomato seedling in solution culture[J].Journal of Plant Nutrition,1994,17(1):173-184.

[3]Wu Y A,Lin H M, Cao Z F,et al. Influence of humic acid fertilizer on biomass accumulation and quality of Angelica sinensis[J]. China Journal of Chinese Materia Medica,2008, 33(3):25-255.

[4]李亚军,巩冠群,石侃,等.黄腐酸提取及其分子结构的研究[J].应用化工,2016,45(5):940-943.

[5]卯晓岚.中国经济真菌[M].北京:科学出版社,1998.

[6]陈广银,王德汉,项钱彬.蘑菇渣与落叶联合堆肥过程中养分变化的研究[J].农业环境科学学报.2006,25(5):1347-1353.

[7]刁清清,毛碧增.蘑菇渣处理现状及在农业生产上的应用[J].浙江农业科学,2012,1(12):1710-1712.

[8]尹玉磊,李爱民,毛燎原.糠醛渣综合利用技术研究进展[J].现代化工,2011,31(11):22-24.

[9]高颉,张岩峰,张传磊,等.提高草木灰中各元素的有效性研究[J].东北师大学报(自然科学),2011,43(4):154-156.

[10]Vaughan D.A possible mechanism for humic acid action on cell elongation in root segments of Pisum sativum under aseptic conditions[J].Soil Biology&Biochemistry;,1974,6(4):241-247.

[11]Roberto P, Stefano C, Simonetta S, et al. Effect of soil humic substances on surface redox activity of oat roots[J].Journal of Plant Nutrition,1995,18(10):2111-2120.

[12]张晓君,杨胜香,段纯,等.蘑菇渣作为改良剂对铅锌尾矿改良效果研究[J].农业环境科学学报,2014,33(3):526-531.

[13]孙军娜,董陆康,徐刚,等.糠醛渣及其生物炭对盐渍土理化性质影响的比较研究[J].农业环境科学学报,2014,33(3):532-538.

[14]薛丽媛.利用草木灰防治花木病虫效果好[J].河北农业,2017(1):50.

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