两种复方中药药渣堆肥浸提液对小白菜种子发芽的影响研究
2022-08-25史良,张娱
史 良, 张 娱
(1.陕西中医药大学/陕西省中药资源产业化协同创新中心，陕西 咸阳 712083;2.陕西省创新药物研究中心，陕西 咸阳 712083)
0 引言
近年来，随着中医药事业的高速发展，中药及中成药的市场需求量迅速加大，新药厂和医药企业也随之剧增。这些药厂产生的废弃药渣无法及时有效的处理或利用就会造成环境污染以及资源的浪费[1～4]。中药药渣中含有大量的纤维素、多糖、蛋白质等有机物以及微量元素等成分，科学利用药渣进行堆肥化处理，腐熟的堆肥能改善土壤质量，快速培肥，促进植物生长发育，提高作物产量[5～6]。研究选用生血宝合剂和正源方两种复方药渣，进行好氧堆肥，研究堆肥浸提液对小白菜种子发芽的影响，为两种药渣的循环利用提供借鉴。
1 材料与方法
1.1 材料
生血宝合剂药渣由幸福制药有限公司提供，主要成分为制何首乌、女贞子、 桑椹、墨旱莲、白芍等；正源方药渣由步长制药公司提供，主要成分为西洋参、当归、南沙参、仙鹤草、重楼等。小白菜种子购自北京万丰农研科技有限公司。实验仪器如表1所示。
表1 实验仪器设备及厂家
1.2 方法
1.2.1 堆肥基质的准备 将两种药渣装入发酵装置中。1号为正源方药渣，2号为生血宝药渣，在自然状态下进行为期30 d的好氧发酵，保持含水率在60%左右。
1.2.2 堆肥浸提液的提取 从堆肥过程的0 d开始，每6 d取样2±0.05 g，按体积比1∶10加入纯水，在振荡器中以150转/min的速度放置2 h后离心过滤。得到堆肥浸提液。
1.2.3 浸提液对小白菜种子发芽率的影响 根据Emino[7]等的方法，从0天开始，每6 d取堆肥浸提液4.0 mL进行小白菜种子发芽实验，种子发芽实验在9 cm培养皿中进行，每个培养皿放置50粒。在25℃黑暗条件下放置48 h。之后数出发芽种子的个数,测量每个发芽种子的根长并记录。
1.2.4 浸提液对小白菜种子平均根长的影响 根据1.2.3测量根长并取平均值。
1.2.5 浸提液对小白菜种子最大根长的影响 根据1.2.3测量最大根长并记录。
1.2.6 浸提液对小白菜种子发芽指数的影响 小白菜种子的发芽指数GI根据下式计算。
1.3 数据分析
实验所得数据采用Microsoft office excel 2007软件进行绘制。
2 结果与讨论
2.1 小白菜种子发芽率
如图1所示，小白菜种子的发芽率在30 d的堆肥周期内缓慢上升，正源方药渣和生血宝合计药渣的堆肥浸提液对发芽率的影响区别不大，同时可以看出这两种浸提液对小白菜种子的发芽有促进作用，在堆肥周期内不会有明显的抑制。许美玲等报道了甘肃贝母种子在形态后熟阶段，水提取液浓度为2.5 mg/mL时对小白菜种子发芽率有促进作用，在生理后熟阶段，各处理组小白菜种子的发芽率低于对照[8]。王迪华等研究发现在镉胁迫下，小白菜种子发芽率存在低剂量刺激效应，在镉含量为5 mg/kg时，小白菜种子发芽率为96%，高于对照，高剂量胁迫会使其发芽率急剧下降[9]。
图1 小白菜种子发芽率的变化
2.2 小白菜种子平均根长
小白菜种子平均根长的变化如图2所示。可以看出正源方药渣和生血宝合剂药渣浸提液处理的平均根长值在堆肥初期比较小，这可能是由于堆肥初期有机质的分解还比较慢，能对发芽起促进作用的浸提液成分含量还比较低，随着堆肥的进行，平均根长稳步提升，可以看出堆肥的进行促进了有机物的分解，形成的腐殖质浸提液能显著促进根长的生长。江全等研究发现秤锤树果皮的水浸提液不会降低小白菜种子发芽率，却能促进小白菜幼苗生长[10]。
图2 小白菜种子平均根长的变化
2.3 小白菜种子最大根长
小白菜种子最大根长变化如图3所示，在整个周期内有起伏波动，但是整体趋势是逐渐增加的，跟平均根长的变化一样，堆肥分解有机质，大分子物质变成种子可利用的小分子，腐熟进程会加速这些物质的形成，从而对根长起到促进作用。马瑞阳等研究发现在土霉素胁迫下炭土比与种子根伸长呈显著正相关。3种生物质炭对小白菜种子根及芽伸长的促进效果呈:木薯渣炭>菠萝渣炭>甘蔗渣炭[11]。
图3 小白菜种子最大根长的变化
2.4 小白菜种子发芽指数
小白菜种子发芽指数的变化如图4所示，堆肥0天的时候种子发芽指数60%多，这个时候的堆肥浸提液对种子的发芽有抑制作用，一般认为种子的发芽指数达到80%的时候，堆肥没有种子毒性，达到腐熟。堆肥全阶段两个处理的种子发芽指数区别不大，堆肥期结束时种子发芽指数都超过了100%，可以看出这两种复方药渣堆肥的种子发芽指数变化趋势是很接近的，生血宝合剂的堆肥浸提液略高于正源方药渣的。李思远等研究发现自然腐熟桉树皮对小白菜种子发芽无抑制作用，GI大于80%，而水浸泡新鲜桉树皮30d处理的GI为大于50%[12]。相比之下，复方药渣能更好地促进种子的萌发。
图4 小白菜种子发芽指数的变化
3 结论
在本次研究的实验条件下，两种复方药渣堆肥都实现了腐熟，种子发芽率保持稳定，平均根长随着堆肥进程迅速增加，最大根长也整体增加，种子发芽指数稳步提升，堆肥结束时两种复方药渣的堆肥浸提液都能促进小白菜种子的发芽，种子发芽指数都超过了100%。
