免费文献传递   相关文献

沼液对美国香豌豆生长发育的影响



全 文 :西北农业学报 2012,21(6):146-150
Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica
沼液对美国香豌豆生长发育的影响
*?
吴 佳1,王惠生1,王 清2,蒋亭亮3,钟 焰4
(1.西北农林科技大学 农学院,陕西杨凌 712100;2.长安大学 建筑工程学院,西安
710064;3.陕西省农业厅,西安 710003;4.西安市奶牛育种中心,西安 710075)
摘 要:为克服美国香豌豆的自身缺点,提高其繁殖率和繁殖速度。采用不同体积分数的沼液对美国香豌豆
进行浸种和扦插施肥的对比试验。结果表明,对美国香豌豆采用φ=70%的沼液浸种时,其发芽势、发芽率分
别达到63%、72%,根长、茎长和单株芽质量分别达到4.7cm、8.8cm和0.13g,均极显著(P<0.01)高于其
他处理。对美国香豌豆采用φ=70%的沼液扦插施肥时,其生根率、根长分别达到78%、22cm,与其他处理间
均存在极显著(P<0.01)差异;采用φ=80%的沼液时,其根表面积、根体积分别达到9.6cm
2、0.17cm3,均极
显著(P<0.01)高于其他处理;不同沼液体积分数之间,地上部分的新梢高差异极显著(P<0.01),以φ=
70%沼液为好,而新叶数差异显著(P<0.05)。
关键词:沼液;美国香豌豆;浸种;扦插;生长发育
中图分类号:S551    文献标志码:A     文章编号:1004-1389(2012)06-0146-05
Effect of Biogas Slurry on Growth and Development of Everlasting Pea
WU Jia1,WANG Huisheng1,WANG Qing2,JIANG Tingliang3 and ZHONG Yan4
(1.Colege of Agronomy,Northwest A&F University,Yangling Shaanxi 712100,China;2.School of Civil
Engineering,Chang’an University,Xi’an 710064,China;3.Department of Agriculture of Shaanxi Province,
Xi’an 710003,China;4.Cows Breeding Center of Xi’an 710075,China)
Abstract:In order to overcome shortcomings of Everlasting Pea,and improve the reproductive rate
and reproduction speed,comparative test was carried out to study the effects of different soaking vol-
ume fraction of biogas slurry on everlasting pea(Lathyrus latifolius L.)seeds and cutting.The re-
sults showed that germination vigor,germination rate,root length,stem length and strain weight,
were 63% ,72%,4.7cm,8.8cm and 0.13g respectively when seeds were soaked by biogas slurry at
the volume fraction of 70%.Al of them were higher than those in other treatments and with signifi-
cant difference(P<0.01).In contrast,they had the highest rooting rate(78%)and the longest root
length(22cm)when they were soaked by 70%biogas slurry.Both of them showed a significant corre-
lation(P<0.01)with the volume fraction of biogas slurry.Under the treatment of 80%biogas slur-
ry,surface area of root(9.6cm2)and root volume(0.17cm3)were significantly higher than those in
other treatments.The growth condition of ground part was that the difference between the number of
new leaves was significant(P<0.05)while it was significant between that of new shoot length with
P<0.01.
Key words:Biogas slurry;Lathyrus latifolius;Seed soaking;Cutting;Growth and development
* 收稿日期:2011-12-28  修回日期:2012-03-14
基金项目:陕西省2009年基础教育科研重大招标课题(ZDKT0917);陕西现代农业产业技术体系专项(K336020911);农业部农村
可再生能源开发利用西部科学观测实验站科研项目(农科教发〔2011〕8号-23-4)。
第一作者:吴 佳,女,研究方向为种子工程。E-mail:wujia0509@163.com
通讯作者:王惠生,男,硕士生导师,博士,从事生态养殖、牧草种子、沼气工程研究。E-mail:1191939241@qq.com
  美国香豌豆(Lathyrus latifolius)是一种优
良的豆科多年生草本植物,其在水土保持和畜牧
养殖方面都具有较高的经济价值和推广前景,它
原产地位于北半球温带地区,中国于1998-1999
年从美国内布拉斯引入[1]。栽培实践与试验研究
发现,其根系发达、草层稠密、耐旱、耐瘠薄、耐寒
冷、耐盐碱、抗逆性强、适应性广,是中国黄河流
域、黄土高原地区以及西北干旱半干旱地区一种
优良的水土保持植物[2];同时,其生长快、产量高、
蛋白质含量多、营养丰富、适口性佳、青绿期长、多
年生、饲用价值高,是一种优良的人工栽培牧
草[3]。然而,其与别的多年生豆科植物一样,由于
自身生物学的特性,存在种子硬实、发芽率低、生
根能力差、苗期生长缓慢、播种当年大多无法完成
全部生育过程以及种子产量低等缺点[4]。因此,
急需解决其需求量大但繁殖率低的问题。
沼液是用畜禽粪污、农作物秸秆等有机物质
发酵沼气后的残留液体,是一种速效、优质的有机
肥料、饲料添加剂或营养饵料[5]。沼气发酵不仅
是一个生产沼气能源的过程,也是一个造肥的过
程。在这个过程中,作物生长所需的氮、磷、钾等
营养元素基本上都保留下来。因此,沼液是很好
的有机肥料。同时,由于存留或产生丰富的氨基
酸、酶、维生素、激素等动物生长所需要的物质,沼
液还是很好的饲料添加剂或营养饵料。此外,沼
液对作物病虫害也具有很好的防治作用。沼肥在
种植业方面具有广泛用途,可浸种、配制营养土、
育苗、作基肥、作追肥、作叶面肥和防治病虫害[6]。
浸种具有催芽、生根、刺激生长和防病健苗的
功能,扦插是一种无性快速扩繁的方法,浸种与扦
插可提高美国香豌豆的繁殖率。为达到浸种和扦
插的最佳效果,本研究对美国香豌豆进行不同体
积分数的沼液浸种和扦插施肥对比试验。
1 材料与方法
1.1 试验地点
试验于2011年在陕西杨凌西北农林科技大
学博览园试验田进行。当地北临渭北旱塬,南依
秦岭山脉,处于八百里秦川(关中平原或渭河冲积
平原)中心地带。北纬34°21′,东经108°10′,平均
海拔约450m,当地年平均降水量621.6mm,年
平均气温12~14℃,年平均日照时数2 150h,属
暖温带半湿润气候[7]。
1.2 供试材料
种子为上一年采集于西北农林科技大学牧草
试验站及陕西省眉县横渠乡河滩村牧草试验地的
美国香豌豆种子。扦插枝条为种植第6年的美国
香豌豆(Lathyrus latifolius)在第一茬孕蕾初期
的中部茎段。沼液为直接取自于试验地点周围的
杨凌区法禧村正常产气3个月以上的户用沼气池
出料间中部料液。
1.3 试验设计与方法
1.3.1 浸种试验 共设11个体积分数沼液处
理,分别为:0% (清水浸种 CK)、10%、20%、
30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%
(原液)。挑选大小均匀,形状饱满的美国香豌豆
种子,用 w=0.01%的 KMnO4 溶液浸泡消毒
20min,清水洗净。在室温(18±2)℃下,分别置
于不同体积分数的沼液中浸种24h。每处理3个
重复,每重复30粒。然后,在培养皿中分别放入
2张圆形滤纸,再分别放入已浸好的香豌豆种子,
浇清水,移至恒温培养箱(25℃),全天光照。每
天早上浇清水以保持发芽纸床湿润。每天统计发
芽的种子数,从有种子发芽开始第4天计算发芽
势,第10天计算发芽率,测芽长、根长、单株芽
质量。
1.3.2 扦插试验 于2011-04-26从陕西省眉县
横渠乡河滩村牧草试验地中选择长势良好、无病
虫害的美国香豌豆枝条,取其中部茎段作为插穗
来源。每段插穗长约5~6cm,一芽一节,去除叶
子,留有叶芽。将沼液加蒸馏水分别配制为体积
分数0%(清水浸种CK)、10%、20%、30%、40%、
50%、60%、70%、80%、90%、100%(原液)共11
组处理。扦插一周后每个区块分别施以不同处
理,此后每10d施用1次。
扦插前需先平整土地,再用 w=0.01%的
KMnO4 溶液将穴盘和基质完全淋透,然后用塑
料薄膜覆盖2d彻底消毒。扦插时,把剪好的插
穗浸泡于w=0.01%的 KMnO4 中,再取出用清
水洗净,以备扦插。为了避免扦插时对插穗的损
伤,先用水把基质浇透,然后用准备好的形状似扦
插茎段的竹签进行打孔再扦插,插后用手指将周
围基质压实。扦插深度约为3cm左右。扦插完
成后放入塑料棚内保湿保温,并在塑料棚上覆盖
遮阳网。为确保扦插环境湿润,试验期间每天于
9:00、17:00各浇水1次,不定期通风降温(视天
气情况而定)。每处理3个重复,每重复60株。
·741·6期             吴 佳等:沼液对美国香豌豆生长发育的影响
6月7日一次性起苗对生根率、新叶数、新梢高进
行观测和统计。每处理抽样30株,用根系扫描仪
测定其根长、根面积、根平均直径、根体积等各项
指标。最后将不同处理的根系在烘箱中烘干,测
定根的干质量。
根干质量=30株根总干质量/30。
1.4 数据处理
采用DPS软件进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同体积分数沼液浸种的效果分析
2.1.1 发芽势和发芽率 对美国香豌豆采用不同
体积分数沼液浸种的发芽势和发芽率见图1和图2。
  从图1和图2可见,采用不同体积分数沼液
浸种的发芽势和发芽率之间的差异均达到极显著
   不同大写字母表示差异极显著(P<0.01),不同小写字母表
示差异显著(P<0.05),下图同。Different capital and smal let-
ter mean extremely significant difference and significant differ-
ence,the same hereinafter.
图1 不同体积分数沼液浸种对发芽势的影响
Fig.1 Effect of seed soaking in different volume fraction
of biogas slurry on germination vigor
图2 不同体积分数沼液浸种对发芽率的影响
Fig.2 Effect of aeed soaking in different volume
fraction of biogas slurry on germination rate
水平(P<0.01),以φ=70%的效果为最好,其发
芽势达到63%,发芽率达到72%。
2.1.2 根长、茎长和芽质量 从表1可见,采用
不同体积分数沼液浸种的根长、茎长和芽质量之
间的差异均达到极显著水平(P<0.01),以φ=
70%的沼液效果为最好,其根长达到4.7cm,茎
长到8.8cm,单株芽质量达到0.13g;以φ=
100%的沼液效果为最差,其根长、茎长和单株芽
质量分别只有0.23cm、0.31cm和0.022g。
2.2 不同体积分数沼液对扦插施肥的效果分析
2.2.1 扦插生根率 美国香豌豆扦插后施用不
同体积分数沼液对其生根率的影响见表2。
  表2表明,施用φ=70%的沼液,扦插生根率
极显著(P<0.01)于其他处理,其扦插6周后生
根率达到78%;以清水的效果为最差,其扦插6周
后生根率只有44%。
2.2.2 扦插新叶数和新梢高 美国香豌豆扦插
后施用不同体积分数的沼液对其扦插新叶数和新
梢高的影响见图3和图4。
  图3表明,扦插后施用不同体积分数沼液的
新叶数之间差异显著(P<0.05),以φ=70%的效
果为最好,其扦插新叶数达到2.5个。
  图4表明,扦插后施用不同体积分数沼液的
新梢高之间差异极显著(P<0.01),以φ=70%的
效果为最好,其扦插新梢高达到4.88cm;以清水
表1 不同体积分数沼液浸种的种子
根长、茎长和单株芽质量
Table 1 Effect of seed soaking in different volume
fraction of biogas slurry on root length,
stem length and strain mass
体积分数/%
Volume
fraction
根长/cm
Root
length
茎长/cm
Stem
length
单株芽质量/g
Strain
mass
0  1.5D 2.1F 0.058F
10  1.7D 2.5EF  0.071EF
20  1.9CD  2.7EF  0.081DE
30  1.8D 2.8E 0.082DE
40  1.9CD  3.5D 0.091CD
50  1.9CD  3.8D 0.092CD
60  2.3BC  4.6C 0.110B
70  4.7B 8.8A 0.130A
80  2.4A 5.6B 0.100BC
90  0.69E 0.41G 0.039G
100  0.23E 0.31G 0.022H
注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母
表示差异极显著(P<0.01),表3同。
Note:Different lowercase letter in the same column mean signifi-
cant difference(P<0.05),different capital letter mean extrernly
significant difference(P<0.01),the same as Fig.3.
·841· 西 北 农 业 学 报                  21卷
的效果为最差,其新梢高只有4.18cm。
  综合图3和图4可见,扦插后施用φ=70%
的沼液,其扦插苗在新梢高上具有极显著的优势,
而在新叶数上优势不明显。
2.2.3 扦插生根性状 美国香豌豆扦插后施用
不同体积分数沼液对其生根性状的影响见表3。
  表3表明,施用不同体积分数沼液的根长间
差异极显著 (P<0.01),以φ=70%的效果为最
好,其根长达到21.96cm;以清水的效果为最差,
其根长只有10.49cm。不同处理对根表面积的
影响差异极显著(P<0.01),以φ=80%的效果为
最好,其根表面积达到9.63cm2;以清水的效果
为最差,其根表面积只有3.96cm2。不同处理的
根体积间极显著(P<0.01),以φ=80%的效果为
最佳,其根体积达到0.168 8cm3;以φ=10%的
效果为最差,其根体积只有0.144 7cm3。不同处
理的根直径和根干质量间差异不显著 (P>
0.05)。对5个根性状指标进行综合分析可知,体
积分数较高的处理使地下部分生长表现出一定的
优势,但原液的优势反而不明显。
表2 不同体积分数沼液处理的扦插生根率
Table 2 Effect of biogas slurry in different volume
fraction on rooting rate
体积分数/%
Volume fraction 0  10  20  30  40  50  60  70  80  90  100
生根率/%
Rooting rate 44gF  52efDE  54defDE  56deCD  57dCD  57dCD  63cC  78aA  71bB 49fgEF 49fgEF
注:同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。
Note:Different lowcase letter in the same low mean significant difference(P<0.05),different capital letter mean extremly significant
difference(P<0.01).
图3 不同体积分数沼液处理的新叶数
Fig.3 The effect of biogas slurry in different
volume fraction on new leaves
图4 不同体积分数沼液处理的新稍高
Fig.4 The effect of biogas slurry in different volume
fraction on new shoot length
表3 不同体积分数沼液的生根性状
Table 3 Effect of biogas slurry in different volume fraction on rooting properties
体积分数/%
Volume fraction
根长/cm
Root length
表面积/cm2
Surface area of root
根直径/mm
Average diameter of root
根体积/cm3
Root volume
根干质量/g
Dry mass of root
0  10.49E 3.96F 0.335 4a 0.144 8H 0.019a
10  11.41E 4.65F 0.335 5a 0.144 7H 0.022a
20  13.90DE  5.77E 0.335 9a 0.146 4GH  0.024a
30  15.69CD  6.69D 0.335 4a 0.148 1FG  0.026a
40  17.38BCD  6.82D 0.335 9a 0.151 0EF  0.023a
50  17.42BCD  7.58C 0.335 8a 0.154 8D 0.025a
60  19.45AB  8.35B 0.336 7a 0.158 1C 0.027a
70  21.96A 8.61B 0.337 1a 0.163 7B 0.027a
80  18.01BC  9.63A 0.337 6a 0.168 8A 0.025a
90  16.82BCD  8.88B 0.336 4a 0.157 5CD  0.026a
100  14.35D 6.78D 0.335 2a 0.151 6E 0.023a
·941·6期             吴 佳等:沼液对美国香豌豆生长发育的影响
3 讨 论
沼液是家畜粪尿厌氧发酵的产物,其中所含
营养成分十分丰富,是一种缓速兼备的优质肥料。
沼液中含有种子萌发和生长所需的多种有机质、
氨基酸和微量元素,并且大多数呈速效状态[8]。
在浸种过程中,沼液中的各种营养物质不同程度
地被种子吸收,可使种子内酶的活性得到激活,加
速新陈代谢过程,刺激生长。同时还能提高幼苗
的抗逆性。在不同沼液体积分数浸种试验中,
φ=70%的沼液浸种效果最好,φ=100%的沼液
浸种效果最差。沼液低体积分数时,随着体积分
数的升高,沼液对种子萌发和幼苗生长促进作用
逐渐增强。沼液φ=70%时作用最明显。然而,
体积分数过高反而使得种子发芽势、发芽率降低,
幼苗的生长状况亦不理想。体积分数过高,沼液
中含的有机质、氮、磷、钾等物质浓度也相应增高。
导致土壤溶液浓度过高,根系吸水困难,从而影响
作物的生长发育。
不同体积分数沼液施用于土壤可不同程度地
提高土壤肥力,并且为扦插苗地上地下部分的生
长提供营养成分[9]。本试验的扦插成活率情况表
明,不同沼液体积分数施用于扦插苗对美国香豌
豆的生根率表现出极显著的差异;对地上部分的
新叶数差异显著,而φ=70%的沼液对新梢高度
表现出极显著优势。从地下部分生长情况可以看
出,较高体积分数(70%~80%)沼液对生根效果
较为有利。沼液原液,即φ=100%的沼液对生根
效果各项指标的影响反而不够理想。
通过试验还发现,美国香豌豆扦插能否很好
生根和存活还受管理条件的直接影响,特别是对
温度条件、土壤水分、光照及通风的管理。在扦插
初期为了避免烫伤幼苗,在日光强烈时应注重棚
内的通风并注意及时合理的遮阴,避免正午太阳
的直射。此外,美国香豌豆上下部分一般在光照
充足,温度适宜,空气流动性好的条件下长势较理
想,如在大棚中部位置。而位于大棚边界的由于
受各种条件限制长势相对较弱。
参考文献:
[1] 闫晓玲.美国香豌豆干草成熟期可消化性及氮利用[J].
草原与草坪,2005(4):54-56.
[2] Kazuo I.Identification of L-bornesitol and changes in its
content during flower bud development in sweat pea(La-
thyrus odoratus L.)[J].Bioscience Biotechnology and Bio-
chemistry,1999,63(1):189-191.
[3] 胡建忠,闫晓玲,雷启祥,等.多年生香豌豆在黄土高原地区
的引种栽培试验[J].草业科学,2002,19(3)17-23.
[4] 王惠生.奶牛高效饲养新技术[M].北京:科学技术文献出
版社,2006.
[5] 娄经刚.水稻应用沼液浸种的效果研究[J].现代农业科技,
2011(16):43.
[6] 刘明媛,裴敬平.单季晚稻沼液浸种试验及其应用[J].安徽
农学通报,2010,16(13):87-91.
[7] 朱 晓,王惠生,李锐宁.多年生香豌豆扦插试验研究初报
[J].干旱地区农业研究,2010,28(2):90-93.
[8] 牛 山,韩清芳,贾志宽.不同处理对苜蓿扦插生根能力的
影响[J].西北农业学报,2007,16(1):149-152.
[9] 王惠生.优质牧草栽培与加工技术[M].北京:中国标准出
版社,2002.
·051· 西 北 农 业 学 报                  21卷