羊粪浸提液对燕麦种子萌发特性的影响

史威威， 张 佩， 张 涛

(1. 焦作市中站区畜牧中心， 河南 中站 454191； 2. 焦作市中站区畜产品质量安全监测中心， 河南 中站 454191；3. 焦作市动物卫生监督所， 河南 焦作 454003)

羊肉作为西北少数民族地区的主要肉类消费品，其味道鲜美、营养成分丰富，深受人们喜爱[1]。有研究预测，国内羊肉需求将稳步增加，羊肉生产有较好前景[2]。然而，随着生产规模的扩大，粪便、污水等养殖废弃物会对环境造成严重的污染[3]。目前，羊粪的主要利用方式仍是出栏时清理厩肥直接还田。国务院在《“十三五”生态环境保护规划》国发[2016]65号文中要求2017年底前，依法关闭或搬迁禁养区内的畜禽养殖场(小区)和养殖专业户，大力支持畜禽规模养殖场(小区)标准化改造和建设，同时，要求实施畜禽养殖废弃物污染治理与资源化利用。可见，寻求畜禽粪便高效利用，解决畜禽粪便污染问题已刻不容缓。

燕麦(Avenasativa)是禾本科燕麦属一年生作物，它抗逆性强，适应范围广，同时又具有丰富的营养价值，是优质的粮饲兼用作物[4]。燕麦的高产与否和种子发芽率、活力指数等有很大联系，而种子萌发阶段的生理活动很容易受到外界环境的干扰，从而影响植物的生长和发育[5]。有研究发现在放牧生态系统中，草食动物通过对植物种子的采食、消化和排泄影响植物种子的发芽力[6]，对发芽率的影响有提高[7]、降低[8]和无变化[9]三种情况。王树林等[10]采用哈萨克公羊瘤胃瘘管尼龙袋法研究发现，燕麦种子在绵羊瘤胃消化6小时以上萌发率为0。关于粪便浸提液对种子发芽的影响仅有少量报道，如徐长林等[11]关于牦牛和藏羊粪浸提液对植物种子萌发的影响研究发现种子萌发因家畜粪浸提液浓度不同而异，张明等[12]研究发现不同浓度牦牛粪便干物质浸提液均能促进燕麦种子发芽，王定美等[13]研究发现猪粪及其堆肥浸提液对种子萌发的影响因种子不同而不一致。但是，羊粪浸提液对燕麦种子萌发的影响未见报道。本研究旨在通过羊粪浸提液对7个品种燕麦种子萌发特性的影响分析，探索不同品种燕麦发芽对羊粪的感应程度，为羊粪还田施用量及随后的燕麦选种、栽培管理提供实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

燕麦种子：‘燕王’、‘牧王’、‘爱沃’、‘枪手’、‘魅力’、‘领袖’和‘贝勒’共7个品种。试验所用燕麦种子均由北京正道生态科技有限公司提供。

羊粪采用厩肥，采集于焦作市中站区鑫鑫养殖专业合作社羊圈内。品种为藏绵羊，9月龄，日常粗饲料为花生秧，补饲精料。羊粪的化学成分为：有机质含量为25.6%，全氮含量为1.1%，全磷含量为0.45%，全钾含量为2.3%。

1.2 试验方法

1.2.1羊粪处理与浸提液制取 将采集的羊粪室温下自然风干后压碎，称取200 g放入2 000 ml的烧杯中，加入1 000 ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀后置振荡器上常温振荡24 h，用四层纱布过滤，滤液经4 000 r·min-1离心5分钟，取上清液，为试验用羊粪浸提液母液。参考徐长林等[11]的方法，将母液按体积比配制成对照(蒸馏水)、25%、50%、75%和100%的溶液共5个梯度羊粪浸提液，放入4℃冰箱冷藏备用。

1.2.2发芽试验 采用培养皿纸上发芽法进行发芽试验，每个品种挑选饱满无残缺、大小基本一致的种子50粒，均匀摆放在铺有两层中性滤纸的培养皿中，加入羊粪浸提液4 ml，盖上培养皿盖，放入培养箱。以蒸馏水为对照，各处理3次重复。培养条件为20℃恒温、相对湿度(70%±5%)，采用自然光。每日采用称重法添加蒸馏水，补充蒸发水分以保持浸提液浓度恒定。

1.2.3测定项目 以胚根突破种皮作为种子发芽标准。试验期间每天记录发芽种子数，第4天统计发芽势、第8天统计发芽率，发芽试验结束时每个处理随机选取5株幼苗测量根长。计算发芽指数和活力指数。

发芽指数Gi=∑Gt/Dt，Gt：在时间t日的发芽数；Dt：相应的发芽日数

活力指数VI=Gi×Sx，其中Sx为根平均长度

1.3 数据分析

试验数据采用SAS 8.0统计软件进行各品种处理间显著性检验，并进行Duncan多重比较，数值均以平均值±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 羊粪浸提液处理对燕麦种子发芽率的影响

羊粪浸提液对燕麦种子发芽率的影响，因浸提液浓度和燕麦品种的不同而表现为无影响或者抑制(表1)。与0%～75%羊粪浸提液处理相比，100%羊粪浸提液显著抑制枪手的发芽率(P<0.05)，而其他6个品种燕麦种子发芽率没有受羊粪浸提液的影响。

2.2 羊粪浸提液处理对燕麦种子发芽势的影响

羊粪浸提液抑制了‘牧王’、‘贝勒’、‘魅力’和‘领袖’的发芽势。与对照处理相比，25%～100%羊粪浸提液显著抑制‘牧王’和‘贝勒’的发芽势(P<0.05)，且随着浓度的升高，发芽势逐渐降低。与0%～50%羊粪浸提液处理相比，75%～100%羊粪浸提液显著抑制魅力和领袖的发芽势(P<0.05)。25%～100%羊粪浸提液对‘燕王’、‘爱沃’和‘枪手’的发芽势没有显著影响。

表1 不同浓度羊粪浸提液处理对燕麦种子发芽率的影响Table 1 Effects of dung extracts of sheep with different concentrations on germination percentages of Avena sativa

注：同行不同大写字母表示差异显著(P<0.05)，下同

Note:Different lowercase letters in the same row indicate significant difference at the 0.05 level,the same as below

表2 不同浓度羊粪浸提液处理对燕麦种子发芽势的影响Table 2 Effects of dung extracts of sheep with different concentrations on germination potentiality of Avena sativa

2.3 羊粪浸提液处理对燕麦种子发芽指数的影响

随着羊粪浸提液的浓度增加，燕麦种子的发芽指数显示逐渐降低的趋势(图1)。与对照相比，75%、100%羊粪浸提液均显著降低各品种燕麦种子的发芽指数(P<0.05)。与对照相比，25%、50%羊粪浸提液显著降低‘爱沃’和‘魅力’的发芽指数(P<0.05)。与对照相比，50%羊粪浸提液显著降低‘牧王’、‘领袖’和‘贝勒’的发芽指数(P<0.05)。25%、50%羊粪浸提液对‘燕王’和‘枪手’的发芽指数与对照相比无显著影响。

图1 不同浓度羊粪浸提液处理对燕麦种子发芽指数的影响Fig.1 Effects of dung extracts of sheep with different concentrations on germination index of Avena sativa

2.4 羊粪浸提液处理对燕麦种子活力指数的影响

50%～100%羊粪浸提液处理的各品种燕麦种子活力指数随着羊粪浸提液浓度的升高逐渐降低(图2)。0%～50%羊粪浸提液处理的‘燕王’、‘牧王’、‘枪手’、‘领袖’和‘贝勒’种子活力指数均出现先降后升的规律，且除了‘枪手’，其余4个品种在50%羊粪浸提液处理下种子活力指数达到最高(图2)。‘魅力’种子的活力指数随着羊粪浸提液浓度的升高逐渐降低(图2)。

经单因素方差分析，50%羊粪浸提液处理的‘领袖’和‘贝勒’种子活力指数显著高于0%～25%和75%～100%处理。0%～50%处理的‘燕王’种子活力指数显著高于75%处理(P<0.05)，且75%处理显著高于100%处理(P<0.05)。50%～75%处理的‘牧王’种子活力指数显著高于0%～25%和100%处理(P<0.05)。与对照相比，25%～100%处理显著抑制‘枪手’和‘魅力’的种子活力指数(P<0.05)。与0%～75%处理相比，100%处理显著降低‘爱沃’的种子活力指数(P<0.05)。

图2 不同浓度羊粪浸提液处理对燕麦种子活力指数的影响Fig.2 Effects of dung extracts of sheep with different concentrations on vigor index of Avena sativa

3 讨论与结论

3.1 羊粪浸提液对燕麦种子发芽率和发芽势的影响

羊粪作为优质的有机肥，还田可提高土壤硝态氮累积量、全氮含量[14]、多糖含量[15]和游离态颗粒状有机质(FPOM)[16]。本试验将羊圈厩肥的浸提液设置0%、25%、50%、75%和100% 5个浓度梯度，测定浸提液对7个品种燕麦种子萌发的影响。结果表明，100%羊粪浸提液显著抑制枪手的发芽率，而其他6个品种燕麦种子发芽率没有受羊粪浸提液的影响。羊粪浸提液处理对发芽势的影响也是抑制和无影响。这与徐长林等的报道，高浓度藏羊粪水浸提液对垂穗披碱草、醉马草、黄花棘豆和甘肃马先蒿植物种子的发芽率具有抑制作用[11]而对酸模无影响的结论一致，而与张明等报道的牦牛粪便浸提液能够促进燕麦种子的发芽[12]的结论相悖。这可能是由于粪便种类不同或牲畜采食干草种类不同导致。试验中不同品种燕麦种子的萌发对浸提液的感应不同，这与王定美等的报道，同一类种子不同品种，其种子萌发对浸提液中植物毒性的敏感度不一样[13]的结论一致。

3.2 羊粪浸提液对燕麦种子发芽指数和活力指数的影响

试验所采集的羊粪供体为藏绵羊，其日粮中的干草为花生秧。有研究发现，花生植株中的化感物质能影响黄瓜种子的发芽率和幼苗生长等，且花生植株不同器官的浸提液产生的化感效果不同[17]。花生秧经过动物采食、消化、吸收和排泄，其化感物质会随粪便转移到土壤中。土壤中化感物质积累一定量后，就会抑制植物种子萌发、幼苗生长和植物种群的竞争力[11]。关于化感物质对燕麦的影响有不少报道。有报道称亚麻(Camelinasativa)、油菜(Brassicanapus)[18]和黑芥子(Brassicanigra)[19]浸提液显著抑制燕麦的萌发、苗长和苗重。不同浓度植物浸提液对燕麦的化感作用不同，邓建梅等研究发现黄花棘豆(Oxytropisochrocephala)地上部分和地下部分甲醇浸提液均抑制燕麦的种子萌发和幼苗生长，且随着浓度的降低，其抑制作用逐渐减弱，表现出较强的浓度效应[20]；闫艳芳发现疏花蒺藜草(Cenchruspauciflorus)浸提液浓度越高对燕麦种子萌发化感抑制越强[21]。试验中，各品种燕麦种子的发芽指数随着羊粪浸提液浓度的升高抑制增强，与上述报道一致。50%～100%羊粪浸提液处理下各品种燕麦种子活力指数随着羊粪浸提液浓度的升高逐渐降低，可能是高浓度的化感物质减弱了根尖有丝分裂，推迟分裂高峰时间所致[22]。与其他各处理相比，‘燕王’、‘牧王’、‘领袖’和‘贝勒’种子在50%羊粪浸提液处理下种子活力指数达到最高，表明适宜的羊粪施用量能促进根的生长，与梁欢等合适的牛粪施用量能有效促进甜高粱地下生物量的研究结果一致[23]。

3.3 结论

羊粪浸提液对不同品种燕麦种子的发芽率和发芽势有抑制和无影响；对发芽指数均有抑制作用，且随着羊粪浸提液浓度的升高逐渐增强；活力指数在50%～100%羊粪浸提液处理下逐渐降低。