羊糞浸提液對(duì)燕麥種子萌發(fā)特性的影響

史威威， 張 佩， 張 濤

(1. 焦作市中站區(qū)畜牧中心， 河南 中站 454191； 2. 焦作市中站區(qū)畜產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)中心， 河南 中站 454191；3. 焦作市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所， 河南 焦作 454003)

羊肉作為西北少數(shù)民族地區(qū)的主要肉類(lèi)消費(fèi)品，其味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)成分豐富，深受人們喜愛(ài)[1]。有研究預(yù)測(cè)，國(guó)內(nèi)羊肉需求將穩(wěn)步增加，羊肉生產(chǎn)有較好前景[2]。然而，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，糞便、污水等養(yǎng)殖廢棄物會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染[3]。目前，羊糞的主要利用方式仍是出欄時(shí)清理廄肥直接還田。國(guó)務(wù)院在《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》國(guó)發(fā)[2016]65號(hào)文中要求2017年底前，依法關(guān)閉或搬遷禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)(小區(qū))和養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)戶，大力支持畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)(小區(qū))標(biāo)準(zhǔn)化改造和建設(shè)，同時(shí)，要求實(shí)施畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染治理與資源化利用?？梢?jiàn)，尋求畜禽糞便高效利用，解決畜禽糞便污染問(wèn)題已刻不容緩。

燕麥(Avenasativa)是禾本科燕麥屬一年生作物，它抗逆性強(qiáng)，適應(yīng)范圍廣，同時(shí)又具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是優(yōu)質(zhì)的糧飼兼用作物[4]。燕麥的高產(chǎn)與否和種子發(fā)芽率、活力指數(shù)等有很大聯(lián)系，而種子萌發(fā)階段的生理活動(dòng)很容易受到外界環(huán)境的干擾，從而影響植物的生長(zhǎng)和發(fā)育[5]。有研究發(fā)現(xiàn)在放牧生態(tài)系統(tǒng)中，草食動(dòng)物通過(guò)對(duì)植物種子的采食、消化和排泄影響植物種子的發(fā)芽力[6]，對(duì)發(fā)芽率的影響有提高[7]、降低[8]和無(wú)變化[9]三種情況。王樹(shù)林等[10]采用哈薩克公羊瘤胃瘺管尼龍袋法研究發(fā)現(xiàn)，燕麥種子在綿羊瘤胃消化6小時(shí)以上萌發(fā)率為0。關(guān)于糞便浸提液對(duì)種子發(fā)芽的影響僅有少量報(bào)道，如徐長(zhǎng)林等[11]關(guān)于牦牛和藏羊糞浸提液對(duì)植物種子萌發(fā)的影響研究發(fā)現(xiàn)種子萌發(fā)因家畜糞浸提液濃度不同而異，張明等[12]研究發(fā)現(xiàn)不同濃度牦牛糞便干物質(zhì)浸提液均能促進(jìn)燕麥種子發(fā)芽，王定美等[13]研究發(fā)現(xiàn)豬糞及其堆肥浸提液對(duì)種子萌發(fā)的影響因種子不同而不一致。但是，羊糞浸提液對(duì)燕麥種子萌發(fā)的影響未見(jiàn)報(bào)道。本研究旨在通過(guò)羊糞浸提液對(duì)7個(gè)品種燕麥種子萌發(fā)特性的影響分析，探索不同品種燕麥發(fā)芽對(duì)羊糞的感應(yīng)程度，為羊糞還田施用量及隨后的燕麥選種、栽培管理提供實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

燕麥種子：‘燕王’、‘牧王’、‘愛(ài)沃’、‘槍手’、‘魅力’、‘領(lǐng)袖’和‘貝勒’共7個(gè)品種。試驗(yàn)所用燕麥種子均由北京正道生態(tài)科技有限公司提供。

羊糞采用廄肥，采集于焦作市中站區(qū)鑫鑫養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)合作社羊圈內(nèi)。品種為藏綿羊，9月齡，日常粗飼料為花生秧，補(bǔ)飼精料。羊糞的化學(xué)成分為：有機(jī)質(zhì)含量為25.6%，全氮含量為1.1%，全磷含量為0.45%，全鉀含量為2.3%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1羊糞處理與浸提液制取 將采集的羊糞室溫下自然風(fēng)干后壓碎，稱(chēng)取200 g放入2 000 ml的燒杯中，加入1 000 ml蒸餾水，用玻璃棒攪拌均勻后置振蕩器上常溫振蕩24 h，用四層紗布過(guò)濾，濾液經(jīng)4 000 r·min-1離心5分鐘，取上清液，為試驗(yàn)用羊糞浸提液母液。參考徐長(zhǎng)林等[11]的方法，將母液按體積比配制成對(duì)照(蒸餾水)、25%、50%、75%和100%的溶液共5個(gè)梯度羊糞浸提液，放入4℃冰箱冷藏備用。

1.2.2發(fā)芽試驗(yàn) 采用培養(yǎng)皿紙上發(fā)芽法進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，每個(gè)品種挑選飽滿無(wú)殘缺、大小基本一致的種子50粒，均勻擺放在鋪有兩層中性濾紙的培養(yǎng)皿中，加入羊糞浸提液4 ml，蓋上培養(yǎng)皿蓋，放入培養(yǎng)箱。以蒸餾水為對(duì)照，各處理3次重復(fù)。培養(yǎng)條件為20℃恒溫、相對(duì)濕度(70%±5%)，采用自然光。每日采用稱(chēng)重法添加蒸餾水，補(bǔ)充蒸發(fā)水分以保持浸提液濃度恒定。

1.2.3測(cè)定項(xiàng)目 以胚根突破種皮作為種子發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)期間每天記錄發(fā)芽種子數(shù)，第4天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)、第8天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束時(shí)每個(gè)處理隨機(jī)選取5株幼苗測(cè)量根長(zhǎng)。計(jì)算發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。

發(fā)芽指數(shù)Gi=∑Gt/Dt，Gt：在時(shí)間t日的發(fā)芽數(shù)；Dt：相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)

活力指數(shù)VI=Gi×Sx，其中Sx為根平均長(zhǎng)度

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 8.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行各品種處理間顯著性檢驗(yàn)，并進(jìn)行Duncan多重比較，數(shù)值均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 羊糞浸提液處理對(duì)燕麥種子發(fā)芽率的影響

羊糞浸提液對(duì)燕麥種子發(fā)芽率的影響，因浸提液濃度和燕麥品種的不同而表現(xiàn)為無(wú)影響或者抑制(表1)。與0%～75%羊糞浸提液處理相比，100%羊糞浸提液顯著抑制槍手的發(fā)芽率(P<0.05)，而其他6個(gè)品種燕麥種子發(fā)芽率沒(méi)有受羊糞浸提液的影響。

2.2 羊糞浸提液處理對(duì)燕麥種子發(fā)芽勢(shì)的影響

羊糞浸提液抑制了‘牧王’、‘貝勒’、‘魅力’和‘領(lǐng)袖’的發(fā)芽勢(shì)。與對(duì)照處理相比，25%～100%羊糞浸提液顯著抑制‘牧王’和‘貝勒’的發(fā)芽勢(shì)(P<0.05)，且隨著濃度的升高，發(fā)芽勢(shì)逐漸降低。與0%～50%羊糞浸提液處理相比，75%～100%羊糞浸提液顯著抑制魅力和領(lǐng)袖的發(fā)芽勢(shì)(P<0.05)。25%～100%羊糞浸提液對(duì)‘燕王’、‘愛(ài)沃’和‘槍手’的發(fā)芽勢(shì)沒(méi)有顯著影響。

表1 不同濃度羊糞浸提液處理對(duì)燕麥種子發(fā)芽率的影響Table 1 Effects of dung extracts of sheep with different concentrations on germination percentages of Avena sativa

注：同行不同大寫(xiě)字母表示差異顯著(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 不同濃度羊糞浸提液處理對(duì)燕麥種子發(fā)芽勢(shì)的影響Table 2 Effects of dung extracts of sheep with different concentrations on germination potentiality of Avena sativa

2.3 羊糞浸提液處理對(duì)燕麥種子發(fā)芽指數(shù)的影響

隨著羊糞浸提液的濃度增加，燕麥種子的發(fā)芽指數(shù)顯示逐漸降低的趨勢(shì)(圖1)。與對(duì)照相比，75%、100%羊糞浸提液均顯著降低各品種燕麥種子的發(fā)芽指數(shù)(P<0.05)。與對(duì)照相比，25%、50%羊糞浸提液顯著降低‘愛(ài)沃’和‘魅力’的發(fā)芽指數(shù)(P<0.05)。與對(duì)照相比，50%羊糞浸提液顯著降低‘牧王’、‘領(lǐng)袖’和‘貝勒’的發(fā)芽指數(shù)(P<0.05)。25%、50%羊糞浸提液對(duì)‘燕王’和‘槍手’的發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照相比無(wú)顯著影響。

圖1 不同濃度羊糞浸提液處理對(duì)燕麥種子發(fā)芽指數(shù)的影響Fig.1 Effects of dung extracts of sheep with different concentrations on germination index of Avena sativa

2.4 羊糞浸提液處理對(duì)燕麥種子活力指數(shù)的影響

50%～100%羊糞浸提液處理的各品種燕麥種子活力指數(shù)隨著羊糞浸提液濃度的升高逐漸降低(圖2)。0%～50%羊糞浸提液處理的‘燕王’、‘牧王’、‘槍手’、‘領(lǐng)袖’和‘貝勒’種子活力指數(shù)均出現(xiàn)先降后升的規(guī)律，且除了‘槍手’，其余4個(gè)品種在50%羊糞浸提液處理下種子活力指數(shù)達(dá)到最高(圖2)?！攘ΑN子的活力指數(shù)隨著羊糞浸提液濃度的升高逐漸降低(圖2)。

經(jīng)單因素方差分析，50%羊糞浸提液處理的‘領(lǐng)袖’和‘貝勒’種子活力指數(shù)顯著高于0%～25%和75%～100%處理。0%～50%處理的‘燕王’種子活力指數(shù)顯著高于75%處理(P<0.05)，且75%處理顯著高于100%處理(P<0.05)。50%～75%處理的‘牧王’種子活力指數(shù)顯著高于0%～25%和100%處理(P<0.05)。與對(duì)照相比，25%～100%處理顯著抑制‘槍手’和‘魅力’的種子活力指數(shù)(P<0.05)。與0%～75%處理相比，100%處理顯著降低‘愛(ài)沃’的種子活力指數(shù)(P<0.05)。

圖2 不同濃度羊糞浸提液處理對(duì)燕麥種子活力指數(shù)的影響Fig.2 Effects of dung extracts of sheep with different concentrations on vigor index of Avena sativa

3 討論與結(jié)論

3.1 羊糞浸提液對(duì)燕麥種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響

羊糞作為優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥，還田可提高土壤硝態(tài)氮累積量、全氮含量[14]、多糖含量[15]和游離態(tài)顆粒狀有機(jī)質(zhì)(FPOM)[16]。本試驗(yàn)將羊圈廄肥的浸提液設(shè)置0%、25%、50%、75%和100% 5個(gè)濃度梯度，測(cè)定浸提液對(duì)7個(gè)品種燕麥種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，100%羊糞浸提液顯著抑制槍手的發(fā)芽率，而其他6個(gè)品種燕麥種子發(fā)芽率沒(méi)有受羊糞浸提液的影響。羊糞浸提液處理對(duì)發(fā)芽勢(shì)的影響也是抑制和無(wú)影響。這與徐長(zhǎng)林等的報(bào)道，高濃度藏羊糞水浸提液對(duì)垂穗披堿草、醉馬草、黃花棘豆和甘肅馬先蒿植物種子的發(fā)芽率具有抑制作用[11]而對(duì)酸模無(wú)影響的結(jié)論一致，而與張明等報(bào)道的牦牛糞便浸提液能夠促進(jìn)燕麥種子的發(fā)芽[12]的結(jié)論相悖。這可能是由于糞便種類(lèi)不同或牲畜采食干草種類(lèi)不同導(dǎo)致。試驗(yàn)中不同品種燕麥種子的萌發(fā)對(duì)浸提液的感應(yīng)不同，這與王定美等的報(bào)道，同一類(lèi)種子不同品種，其種子萌發(fā)對(duì)浸提液中植物毒性的敏感度不一樣[13]的結(jié)論一致。

3.2 羊糞浸提液對(duì)燕麥種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響

試驗(yàn)所采集的羊糞供體為藏綿羊，其日糧中的干草為花生秧。有研究發(fā)現(xiàn)，花生植株中的化感物質(zhì)能影響黃瓜種子的發(fā)芽率和幼苗生長(zhǎng)等，且花生植株不同器官的浸提液產(chǎn)生的化感效果不同[17]?；ㄉ斫?jīng)過(guò)動(dòng)物采食、消化、吸收和排泄，其化感物質(zhì)會(huì)隨糞便轉(zhuǎn)移到土壤中。土壤中化感物質(zhì)積累一定量后，就會(huì)抑制植物種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)和植物種群的競(jìng)爭(zhēng)力[11]。關(guān)于化感物質(zhì)對(duì)燕麥的影響有不少報(bào)道。有報(bào)道稱(chēng)亞麻(Camelinasativa)、油菜(Brassicanapus)[18]和黑芥子(Brassicanigra)[19]浸提液顯著抑制燕麥的萌發(fā)、苗長(zhǎng)和苗重。不同濃度植物浸提液對(duì)燕麥的化感作用不同，鄧建梅等研究發(fā)現(xiàn)黃花棘豆(Oxytropisochrocephala)地上部分和地下部分甲醇浸提液均抑制燕麥的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，且隨著濃度的降低，其抑制作用逐漸減弱，表現(xiàn)出較強(qiáng)的濃度效應(yīng)[20]；閆艷芳發(fā)現(xiàn)疏花蒺藜草(Cenchruspauciflorus)浸提液濃度越高對(duì)燕麥種子萌發(fā)化感抑制越強(qiáng)[21]。試驗(yàn)中，各品種燕麥種子的發(fā)芽指數(shù)隨著羊糞浸提液濃度的升高抑制增強(qiáng)，與上述報(bào)道一致。50%～100%羊糞浸提液處理下各品種燕麥種子活力指數(shù)隨著羊糞浸提液濃度的升高逐漸降低，可能是高濃度的化感物質(zhì)減弱了根尖有絲分裂，推遲分裂高峰時(shí)間所致[22]。與其他各處理相比，‘燕王’、‘牧王’、‘領(lǐng)袖’和‘貝勒’種子在50%羊糞浸提液處理下種子活力指數(shù)達(dá)到最高，表明適宜的羊糞施用量能促進(jìn)根的生長(zhǎng)，與梁歡等合適的牛糞施用量能有效促進(jìn)甜高粱地下生物量的研究結(jié)果一致[23]。

3.3 結(jié)論

羊糞浸提液對(duì)不同品種燕麥種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)有抑制和無(wú)影響；對(duì)發(fā)芽指數(shù)均有抑制作用，且隨著羊糞浸提液濃度的升高逐漸增強(qiáng)；活力指數(shù)在50%～100%羊糞浸提液處理下逐漸降低。