玉米秸秆发酵基质抑制种子萌发因素分析与改良

【摘要】：本研究以玉米秸秆发酵基质为主要研究对象,旨在探究出玉米秸秆发酵基质抑制种子萌发的因素并找到合适的方法加以改良,使其成为育苗性能良好、能够替代草炭的新型育苗基质。玉米秸秆发酵基质抑制种子萌发的因素分为四部分:pH值偏高、EC值偏高、有机物(醛类、酚类等)、亲水性差。关于降低基质pH值和EC值的方法已有不少报道,但对玉米秸秆发酵基质有机物(醛类、酚类等)的探究及亲水性的改善目前研究较少。试验主要从降低有机物(醛类和酚类)含量和改善亲水性两方面对玉米秸秆发酵基质进行改良。一方面筛选出玉米秸秆发酵基质最有可能含有且抑制种子萌发的醛类物质并进行含量测定,并测定玉米秸秆发酵基质中总酚含量,再用高铁酸钾对其进行脱酚处理。另一方面用聚谷氨酸对玉米秸秆发酵基质进行亲水性改善。最后,以金盏菊和矮牵牛为供试种子进行育苗试验,测定其发芽率、发芽势、植株高度、叶片数及根系长度。主要结果如下:(1)玉米秸秆发酵基质中醛类物质含量检测结果表明:5-羟甲基糠醛和糠醛在玉米秸秆发酵基质中含量甚微,低于液相色谱检测范围,不可能是抑制种子萌发的因素。玉米秸秆发酵基质中香草醛和香豆酸的含量低于草炭中含量,而草炭基质在实际应用中并未出现抑制种子萌发的现象,依此可以推断香草醛和香豆酸并非抑制种子萌发的因素,或者说其含量太少,尚不足以影响到种子萌发。在1g玉米秸秆发酵基质中检测到丁香醛的含量只有0.46ug,其含量也不足以抑制种子萌发。(2)高铁酸钾处理玉米秸秆发酵基质理化性质的测定结果表明:玉米秸秆发酵基质经高铁酸钾处理后,其pH值降低,基质从原来的偏碱性环境变为中性至偏酸性环境,有利于植物生长;其EC值升高,使EC值本来就高的秸秆基质更加不利于植物生长。高铁酸钾对玉米秸秆发酵基质的容重和孔隙度影响不大,始终都处于植物生长要求的适宜范围内。(3)高铁酸钾处理玉米秸秆发酵基质总酚含量的测定结果表明:随着高铁酸钾用量的增加,玉米秸秆发酵基质中总酚含量呈下降趋势。高铁酸钾能够有效降低玉米秸秆发酵基质中的总酚含量。当1kg玉米秸秆发酵基质中高铁酸钾用量为2g时,基质中总酚含量降低至0.16%。(4)高铁酸钾处理玉米秸秆发酵基质对金盏菊和矮牵牛育苗试验的结果表明:玉米秸秆发酵基质经高铁酸钾处理后,金盏菊和矮牵牛的发芽率和发芽势、株高、叶数和根系长度均得到显著提高。随着高铁酸钾用量的增加,发芽率和发芽势呈上升趋势,幼苗的株高、叶数和根系长度增长速率加快。高铁酸钾主要通过降低基质中总酚含量和改善基质pH值而提高玉米秸秆发酵基质的育苗效果,但由于高铁酸钾能够增加基质的EC值,其施用量受到限制。(5)聚谷氨酸处理玉米秸秆发酵基质理化性质的测定结果表明:玉米秸秆发酵基质经聚谷氨酸处理后持水孔隙度上升,基质持水能力显著增强;基质pH值有所降低,但降低幅度不大;基质的容重、EC值等均无太大变化。(6)聚谷氨酸处理玉米秸秆发酵基质对金盏菊和矮牵牛育苗试验的结果表明:金盏菊和矮牵牛的种子发芽率随着聚谷氨酸用量的增加呈现先上升后下降的趋势,当1kg玉米秸秆发酵基质用0.25mL聚谷氨酸处理时达到峰值,种子发芽率最高,显著高于处理1(玉米秸秆发酵基质未经聚谷氨酸处理)中的种子发芽率,并超过草炭基质中的种子发芽率。试验统计播种第10天金盏菊和矮牵牛种子的发芽势,处理2同样显著优于其他处理组。经测定,金盏菊和矮牵牛的株高、叶数和根系长度与对照组相当,同样优于其他处理组。综合各指标分析,玉米秸秆发酵基质经聚谷氨酸处理后,育苗效果得到显著改善,表现出比草炭基质更好的育苗性能。 【关键词】：玉米秸秆 栽培基质 亲水性 总酚 高铁酸钾 聚谷氨酸 金盏菊 矮牵牛 育苗试验
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S68
【目录】：

• 致谢4-7
• 摘要7-9
• 1 文献综述9-23
• 1.1 栽培基质研究及应用概述9-10
• 1.1.1 国外栽培基质概况9
• 1.1.2 国内栽培基质概况9-10
• 1.2 栽培基质研究的主要内容10-12
• 1.2.1 基质原材料10
• 1.2.2 基质的分类10
• 1.2.3 基质的物理性质10-11
• 1.2.4 基质的化学性质11
• 1.2.5 基质的生物学性状11
• 1.2.6 基质评价指标11-12
• 1.2.7 基质的重复利用12
• 1.2.8 模制基质12
• 1.3 栽培基质原材料研究情况12-16
• 1.3.1 畜禽粪12-13
• 1.3.2 城市固体垃圾和污泥13-14
• 1.3.3 菇渣和工业废渣14
• 1.3.4 农林废弃物14-16
• 1.4 玉米秸秆发酵产物分析16-18
• 1.4.1 玉米秸秆还田利用16
• 1.4.2 玉米秸秆作园艺基质16-17
• 1.4.3 玉米秸秆作牲畜饲料17
• 1.4.4 玉米秸秆作燃料酒精17-18
• 1.4.5 玉米秸秆作板材18
• 1.5 有机物对种子萌发的影响18-19
• 1.6 对材料进行脱酚处理的技术研究19-21
• 1.6.1 土壤脱毒19
• 1.6.2 水质脱毒19-21
• 1.7 关于改善材料亲水性的技术研究21-23
• 2 引言23-24
• 3 材料与方法24-28
• 3.1 试验材料24
• 3.2 试验方法24-27
• 3.2.1 基质理化性质的测定24-25
• 3.2.2 基质中醛类物质含量的测定25
• 3.2.3 基质中总酚含量的测定25-26
• 3.2.4 基质配方26
• 3.2.5 金盏菊和矮牵牛育苗试验26-27
• 3.2.6 种子发芽率、发芽势及植株形态指标的测定27
• 3.3 试验数据统计分析27-28
• 4 结果与分析28-41
• 4.1 基质理化性质分析28-30
• 4.1.1 高铁酸钾处理对基质理化性质的影响28-29
• 4.1.2 聚谷氨酸处理对基质理化性质的影响29-30
• 4.2 玉米秸秆发酵基质醛类物质含量检测分析30-31
• 4.3 高铁酸钾处理玉米秸秆发酵基质对其用作育苗基质的影响31-37
• 4.3.1 高铁酸钾处理对玉米秸秆发酵基质总酚含量的影响31-32
• 4.3.2 高铁酸钾处理玉米秸秆发酵基质对金盏菊和矮牵牛种子发芽的影响32-34
• 4.3.3 高铁酸钾处理玉米秸秆发酵基质对金盏菊和矮牵牛种子发芽势的影响34-35
• 4.3.4 高铁酸钾处理玉米秸秆发酵基质对金盏菊和矮牵牛植株生长的影响35-37
• 4.4 聚谷氨酸处理玉米秸秆发酵基质对其用作育苗基质的影响37-41
• 4.4.1 聚谷氨酸处理玉米秸秆发酵基质对金盏菊和矮牵牛发芽率的影响37-38
• 4.4.2 聚谷氨酸处理玉米秸秆发酵基质对金盏菊和矮牵牛种子发芽势的影响38-39
• 4.4.3 聚谷氨酸处理玉米秸秆发酵基质对金盏菊和矮牵牛植株生长的影响39-41
• 5 结论与讨论41-44
• 5.1 结论41-42
• 5.2 讨论42-44
• 参考文献44-50
• ABSTRACT50-51

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