果胶污泥发酵基质对辣椒育苗素质的影响.pdf

2023 年 第 64 卷 第 2 期 363 收 稿 日 期 2022 05 22 基 金 项 目 浙 江 省 自 然 科 学 基 金 LGN22C200009 象 山 县 科 技 计 划 2021XSX030002 嘉 兴 学 院 大 学 生 创 新 训 练 项 目 CD8517211036 作 者 简 介 叶 楠 2001 女 浙 江 绍 兴 人 生 物 工 程 专 业 本 科 学 生 E mail 2560296466 qq com 通 信 作 者 李 加 友 1974 男 湖 南 邵 阳 人 教 授 从 事 植 物 基 固 态 发 酵 技 术 研 究 工 作 E mail lijiayou zjxu edu cn 文 献 著 录 格 式 叶 楠 王 翘 楚 徐 世 豪 等 果 胶 污 泥 发 酵 基 质 对 辣 椒 育 苗 素 质 的 影 响 J 浙 江 农 业 科 学 2023 64 2 363 365 DOI 10 16178 j issn 0528 9017 20220562 果 胶 污 泥 发 酵 基 质 对 辣 椒 育 苗 素 质 的 影 响 叶 楠 1 王 翘 楚 1 徐 世 豪 1 于 建 兴 1 席 加 华 2 李 加 友 1 1 嘉 兴 学 院 生 物 与 化 学 工 程 学 院 浙 江 嘉 兴 314001 2 嘉 兴 市 归 源 农 业 技 术 开 发 有 限 公 司 浙 江 嘉 兴 314001 摘 要 利 用 发 酵 的 方 法 将 果 胶 污 泥 和 秸 秆 制 成 混 合 基 质 通 过 单 因 素 比 较 确 定 其 与 土 壤 的 理 化 性 质 差 异 并 确 定 其 对 辣 椒 幼 苗 生 长 的 影 响 结 果 表 明 果 胶 复 合 基 质 具 有 较 高 的 氮 磷 钾 含 量 和 适 宜 的 容 重 及 孔 隙 度 且 培 育 出 的 辣 椒 茎 粗 和 株 高 分 别 较 土 壤 培 养 提 高 了 47 和 59 由 此 可 知 复 合 基 质 的 开 发 不 仅 可 有 效 解 决 果 胶 污 泥 的 资 源 利 用 难 题 而 且 能 显 著 提 高 辣 椒 培 育 素 质 具 有 良 好 的 应 用 前 景 关 键 词 果 胶 污 泥 秸 秆 混 合 发 酵 基 质 育 苗 中 图 分 类 号 S641 3 文 献 标 志 码 A 文 章 编 号 0528 9017 2023 02 0363 03 柑 橘 及 其 加 工 产 品 国 际 年 贸 易 额 达 232 亿 美 元 1 我 国 是 柑 橘 罐 头 生 产 与 加 工 的 第 一 大 国 2 占 国 际 市 场 80 以 上 3 4 其 中 柑 橘 罐 头 是 最 主 要 的 加 工 产 品 在 一 定 程 度 上 缓 解 了 鲜 售 的 压 力 促 进 了 柑 橘 行 业 可 持 续 发 展 但 是 柑 橘 罐 头 加 工 过 程 中 产 生 的 果 胶 废 水 高 达 1 200 万 t 5 由 于 果 胶 的 黏 度 高 需 要 用 混 凝 吸 附 法 或 复 合 絮 凝 剂 处 理 法 6 7 等 将 污 水 中 的 果 胶 絮 凝 沉 降 出 来 但 是 由 于 果 胶 的 持 水 能 力 强 絮 凝 出 来 的 果 胶 污 泥 呈 浆 状 或 糊 状 处 理 难 度 极 大 现 有 果 胶 污 泥 的 处 理 方 式 为 厌 氧 生 物 法 8 但 该 方 法 存 在 处 理 时 间 长 占 地 面 积 大 产 生 恶 臭 等 问 题 因 此 果 胶 污 泥 的 处 理 已 成 制 约 行 业 可 持 续 发 展 的 共 同 难 题 基 于 绿 色 循 环 理 念 利 用 果 胶 泥 与 秸 秆 混 合 发 酵 生 产 出 养 分 充 足 的 基 质 实 现 农 业 废 弃 物 工 业 废 弃 物 生 产 应 用 的 产 业 价 值 为 解 决 柑 橘 罐 头 加 工 废 水 的 关 键 问 题 建 立 新 的 技 术 路 线 实 现 废 弃 物 的 资 源 化 再 利 用 1 材 料 与 方 法 1 1 供 试 材 料 试 验 于 2021 2022 年 在 嘉 兴 学 院 生 化 实 验 室 进 行 所 用 基 质 材 料 包 括 宁 波 象 山 华 宇 食 品 有 限 公 司 提 供 的 果 胶 污 泥 水 稻 秸 秆 和 粉 碎 处 理 后 的 天 然 菜 园 土 1 2 果 胶 含 量 测 定 将 果 胶 污 泥 与 水 稻 秸 秆 按 体 积 比 3 1 混 合 此 时 pH 6 7 接 入 康 宁 木 霉 T r i c h o d e r m a k o n i n g i i LZ51 接 种 量 为 5 放 置 在 温 度 为 28 的 通 风 环 境 中 进 行 发 酵 发 酵 过 程 中 定 期 检 测 体 系 的 果 胶 含 量 当 果 胶 含 量 不 再 下 降 时 发 酵 结 束 烘 干 后 制 得 果 胶 基 质 利 用 咔 唑 比 色 法 测 定 果 胶 含 量 9 1 3 设 计 处 理 设 4 个 处 理 将 果 胶 基 质 和 蛭 石 混 合 T1 T2 T3 T4 分 别 为 果 胶 基 质 占 比 50 60 70 和 80 以 天 然 菜 园 土 为 对 照 CK 选 取 饱 满 整 齐 一 致 的 辣 椒 种 子 在 55 温 水 下 浸 泡 7 8 h 25 30 催 芽 后 播 种 到 育 苗 盘 中 育 苗 盘 为 72 孔 每 孔 播 1 粒 种 子 各 播 种 3 盘 进 行 平 行 对 照 播 种 4 d 后 出 苗 在 苗 龄 20 d 时 每 个 处 理 随 机 抽 取 10 株 移 栽 入 直 径 为 15 cm 的 盆 中 育 苗 阶 段 前 7 d 每 天 浇 水 1 次 8 14 d 每 天 浇 水 2 次 浇 水 用 喷 壶 均 匀 喷 浇 浇 透 为 止 1 4 测 定 项 目 及 方 法 1 4 1 基 质 理 化 性 能 将 发 酵 完 全 的 混 合 基 质 与 天 然 菜 园 土 分 别 取 样 干 燥 进 行 性 能 检 测 利 用 一 定 的 器 具 分 别 盛 装 混 合 基 质 和 天 然 菜 园 土 称 重 后 计 算 单 位 体 积 烘 干 质 量 记 为 M1 将 混 合 基 质 与 天 然 菜 园 土 放 入 水 中 浸 泡 吸 水 达 到364 2023 年 第 64 卷 第 2 期 饱 和 状 态 后 称 重 记 为 M2 将 上 述 浸 泡 的 水 自 然 流 出 24 h 后 测 量 其 质 量 记 为 M3 根 据 公 式 计 算 其 容 重 总 孔 隙 度 持 水 孔 隙 度 通 气 孔 隙 度 及 水 气 比 10 有 机 质 含 量 采 用 高 锰 酸 钾 氧 化 法 11 氮 含 量 测 定 采 用 凯 氏 定 氮 法 12 钾 磷 含 量 测 定 采 用 ICP 测 定 法 13 1 4 2 生 长 指 标 播 种 后 每 天 统 计 出 苗 情 况 计 算 出 苗 率 辣 椒 苗 龄 10 d 起 每 隔 10 d 从 每 组 处 理 中 随 机 抽 取 幼 苗 25 株 测 定 株 高 茎 粗 地 上 部 干 重 等 指 标 共 取 4 次 样 其 中 株 高 为 根 茎 部 到 生 长 点 间 的 长 度 用 直 尺 测 量 茎 粗 为 子 叶 下 部 2 3 处 的 粗 度 用 游 标 卡 尺 测 量 85 烘 干 至 恒 重 测 定 其 干 重 14 15 2 结 果 与 分 析 2 1 基 质 理 化 性 质 比 较 分 析 基 质 持 水 性 能 通 气 性 能 是 由 基 质 的 自 身 物 理 性 质 决 定 并 在 一 定 程 度 上 影 响 基 质 养 分 转 化 能 力 基 质 容 重 是 否 适 宜 不 仅 关 系 到 幼 苗 地 上 部 生 长 茂 盛 程 度 和 根 系 扎 实 程 度 也 关 系 到 运 输 操 作 等 问 题 基 质 孔 隙 大 小 和 分 布 情 况 对 水 分 的 维 持 运 动 状 况 以 及 幼 苗 吸 水 有 重 要 影 响 试 验 中 经 调 配 后 的 复 合 基 质 容 重 为 0 23 0 28 g cm 3 总 孔 隙 度 为 69 31 72 11 均 在 理 想 基 质 的 要 求 范 围 内 果 胶 复 合 基 质 的 通 气 孔 隙 度 与 持 水 孔 隙 度 保 持 在 适 宜 水 平 气 水 比 和 天 然 菜 园 土 相 近 使 得 辣 椒 幼 苗 生 长 时 水 分 与 空 气 含 量 较 为 适 宜 表 1 表 1 混 合 基 质 与 天 然 菜 园 土 的 物 理 性 能 基 质 容 重 g cm 3 总 孔 隙 度 通 气 孔 隙 度 持 水 孔 隙 度 气 水 比 T1 0 23 69 31 21 28 45 74 0 47 T2 0 24 70 89 24 02 45 53 0 53 T3 0 27 71 27 23 95 47 32 0 51 T4 0 28 72 11 22 17 46 69 0 47 CK 1 10 66 12 21 03 45 09 0 47 有 机 质 和 氮 磷 钾 是 辣 椒 生 长 健 壮 不 可 缺 少 的 营 养 物 质 有 机 质 是 土 壤 肥 力 的 物 质 基 础 与 作 物 产 量 之 间 存 在 显 著 的 相 关 关 系 碳 氮 比 C N 是 基 质 物 理 化 学 生 物 稳 定 性 能 体 现 的 重 要 指 标 果 胶 复 合 基 质 的 速 效 氮 速 效 磷 和 速 效 钾 含 量 分 别 是 菜 园 土 的 3 4 4 7 和 4 5 倍 能 有 效 促 进 辣 椒 幼 苗 的 根 茎 叶 生 长 表 2 表 2 混 合 基 质 与 天 然 菜 园 土 的 化 学 性 能 基 质 pH 有 机 质 速 效 氮 mg kg 1 速 效 钾 mg kg 1 速 效 磷 mg kg 1 碳 氮 比 T1 6 29 54 76 276 49 251 06 39 41 16 74 T2 6 47 58 39 271 06 272 34 39 76 16 28 T3 6 53 68 93 295 67 287 93 41 21 17 96 T4 6 41 59 12 263 95 279 47 40 69 17 36 CK 6 21 5 17 82 35 63 41 8 45 15 23 2 2 不 同 基 质 配 比 对 辣 椒 幼 苗 的 影 响 2 2 1 不 同 基 质 配 比 对 辣 椒 出 苗 率 的 影 响 由 图 1 可 知 T3 的 辣 椒 出 苗 率 始 终 高 于 CK 在 试 验 组 的 4 个 处 理 中 试 验 组 T1 T2 能 促 进 辣 椒 种 子 的 后 期 出 苗 率 但 对 前 期 出 苗 率 没 有 很 大 影 响 这 表 明 混 合 基 质 相 较 于 天 然 菜 园 土 基 质 有 利 于 提 高 辣 椒 的 出 苗 率 其 中 以 果 胶 基 质 占 比 70 时 的 出 苗 率 提 高 幅 度 较 大 图 1 不 同 基 质 配 比 对 辣 椒 出 苗 率 的 影 响 2 2 2 不 同 基 质 配 比 对 辣 椒 幼 苗 生 长 形 态 指 标 的 影 响 由 表 3 可 知 在 株 高 方 面 每 个 处 理 辣 椒 幼 苗 的 株 高 普 遍 处 于 增 长 状 态 在 30 40 d 时 T2 T3 T4 组 出 现 明 显 增 幅 在 生 长 期 间 内 4 个 试 验 组 的 平 均 株 高 较 天 然 菜 园 土 提 高 7 85 cm 而 处 理 T3 组 株 高 的 增 长 速 度 相 对 较 快 株 高 优 势 明 显 在 茎 粗 方 面 各 处 理 前 期 时 增 加 较 快 在 苗 龄 30 d 之 后 处 于 较 缓 生 长 状 态 在 试 验 组 的 4 个 处 理 中 生 长 30 d 后 株 高 增 长 幅 度 依 次 是 139 02 322 22 326 67 和 293 02 2 2 3 不 同 基 质 配 比 对 辣 椒 幼 苗 生 壮 苗 指 数 的 影 响 由 表 4 可 知 各 处 理 辣 椒 幼 苗 地 上 地 下 干 重 以 及 全 株 干 重 均 随 植 株 生 长 呈 不 断 增 长 的 趋 势 但 是 T3 组 始 终 高 于 其 他 几 组 出 苗 20 d 前 T1 组 的 地 上 干 重 低 于 CK 组 30 d 时 实 验 组 的 地 上 干 重 都 高 于 CK 组 呈 现 明 显 优 势 在 开 始 时 T2 组 全 株 干 重 低 于 T1 CK2 组 但 在 20 d 之 后 T2 组叶 楠 等 果 胶 污 泥 发 酵 基 质 对 辣 椒 育 苗 素 质 的 影 响 365 表 3 混 合 基 质 与 天 然 菜 园 土 的 辣 椒 幼 苗 生 长 形 态 指 标 处 理 10 d 20 d 30 d 40 d 株 高 cm 茎 粗 mm 株 高 cm 茎 粗 mm 株 高 cm 茎 粗 mm 株 高 cm 茎 粗 mm T1 4 1 0 86 5 2 1 24 8 4 1 46 9 8 3 27 T2 4 05 0 89 5 4 1 23 7 9 2 46 17 1 3 64 T3 4 5 0 96 5 7 1 27 11 4 2 24 19 2 3 34 T4 4 3 0 94 5 6 1 41 10 8 2 09 16 9 3 43 CK 3 9 0 89 5 1 1 12 6 1 1 53 7 9 1 76 表 4 混 合 基 质 与 天 然 菜 园 土 的 辣 椒 幼 苗 壮 苗 指 数 处 理 10 d 20 d 30 d 40 d 全 株 干 重 mg 地 上 部 干 重 mg 地 下 部 干 重 mg 全 株 干 重 mg 地 上 部 干 重 mg 地 下 部 干 重 mg 全 株 干 重 mg 地 上 部 干 重 mg 地 下 部 干 重 mg 全 株 干 重 mg 地 上 部 干 重 mg 地 下 部 干 重 mg T1 230 0 203 9 26 1 557 2 514 7 42 5 971 0 897 2 73 8 1 898 6 1 749 9 148 7 T2 247 5 216 7 30 8 568 0 527 1 40 9 1 351 5 1 276 7 74 8 1 741 4 1 643 3 98 1 T3 275 8 246 1 29 7 713 7 674 2 39 5 1 449 0 1 369 4 79 6 1 908 8 1 754 5 154 3 T4 260 8 231 2 29 6 680 3 641 9 38 4 1 403 5 1 321 8 81 7 1 750 1 1 612 7 137 4 CK 236 6 212 3 24 3 555 1 521 9 33 2 886 9 821 8 65 1 1 136 9 1 064 3 72 6 全 株 干 重 均 高 于 T1 CK 在 40 d 时 所 有 试 验 处 理 组 都 比 对 照 组 高 这 表 明 混 合 基 质 可 以 代 替 天 然 菜 园 土 作 为 育 苗 基 质 有 利 于 辣 椒 幼 苗 地 上 部 分 和 地 下 部 分 的 生 长 发 育 其 中 果 胶 占 比 70 为 最 优 3 小 结 果 胶 秸 秆 混 合 发 酵 基 质 培 育 的 幼 苗 在 株 高 茎 粗 干 重 及 壮 苗 指 数 等 生 长 指 标 方 面 均 表 现 出 良 好 效 果 本 试 验 中 果 胶 发 酵 基 质 占 比 70 时 对 辣 椒 幼 苗 生 长 有 较 为 显 著 的 促 进 作 用 但 在 出 苗 率 方 面 混 合 发 酵 基 质 和 天 然 菜 园 土 都 会 出 现 出 苗 率 不 稳 定 现 象 原 因 主 要 有 2 方 面 一 是 施 肥 过 多 12 的 幼 苗 出 现 烧 苗 现 象 二 是 前 7 d 浇 水 频 繁 基 质 通 透 性 差 8 出 现 烂 根 与 天 然 菜 园 土 相 比 混 合 发 酵 基 质 在 一 定 程 度 上 可 以 促 进 辣 椒 的 生 长 发 育 且 促 进 程 度 与 果 胶 发 酵 基 质 蛭 石 混 合 比 列 有 极 大 关 系 综 上 认 为 果 胶 秸 秆 混 合 发 酵 基 质 可 以 代 替 天 然 菜 园 土 进 行 辣 椒 培 育 参 考 文 献 1 齐 乐 祁 春 节 世 界 柑 橘 产 业 现 状 及 发 展 趋 势 J 农 业 展 望 2016 12 12 46 52 2 KEOUGH D A C i t r u s processing wastewater treatment technology for the next millennium C Proceedings of ASME 1999 Citrus Engineering Conference March 18 1999 Lakeland Florida USA 2018 77 80 3 ADDI H MATEO RAM REZ F SALAR GARC A M J et al Ammonium based polymer ionic liquid membrane for wastewater treatment and bioenergy production J Chemical Engineering Technology 2018 41 2 379 384 4 李 宁 也 谈 农 业 生 产 的 秸 秆 处 理 问 题 J 辽 宁 农 业 科 学 2021 61 3 76 77 5 蒋 寿 悟 一 种 罐 头 生 产 过 程 中 产 生 的 工 业 废 水 的 处 理 方 法 CN105217827A P 2018 01 26 6 贾 素 云 王 香 梅 高 建 峰 沉 淀 吸 附 法 处 理 果 胶 工 艺 废 水 J 城 市 环 境 与 城 市 生 态 2001 25 1 53 55 7 郭 亚 平 谢 练 武 周 春 山 复 合 絮 凝 剂 处 理 果 胶 废 水 工 艺 研 究 J 工 业 水 处 理 2006 26 4 19 21 8 陈 兵 兵 杨 春 平 黎 想 等 厌 氧 生 物 法 处 理 果 胶 废 水 的 研 究 J 环 境 科 学 2014 35 2 657 662 9 杨 海 健 丁 红 营 于 国 东 等 咔 唑 比 色 法 测 定 造 纸 法 再 造 烟 叶 中 的 果 胶 含 量 J 分 析 试 验 室 2012 31 6 100 102 10 王 灿 倪 云 江 孙 晓 梅 等 松 树 皮 在 茄 果 类 蔬 菜 穴 盘 育 苗 基 质 中 的 应 用 研 究 J 农 业 工 程 技 术 2019 39 4 71 75 11 周 建 青 徐 爱 列 青 海 地 区 泥 炭 土 壤 中 有 机 质 含 量 测 定 方 法 的 比 较 J 安 徽 农 业 科 学 2010 38 36 20696 20697 20700 12 谢 小 玲 李 海 锋 李 雪 莹 等 土 壤 全 氮 半 微 量 定 氮 法 与 自 动 定 氮 仪 定 氮 法 的 比 较 分 析 J 生 态 环 境 学 报 2012 21 6 1071 1074 13 吴 根 松 傅 玉 兰 黄 正 隆 等 不 同 氮 磷 钾 配 比 对 大 花 蕙 兰 营 养 生 长 的 影 响 J 安 徽 农 学 通 报 2008 14 10 62 64 14 张 文 文 叶 童 童 徐 肖 肖 等 秸 秆 发 酵 人 工 草 炭 对 辣 椒 育 苗 的 影 响 J 安 徽 农 业 科 学 2015 43 31 128 130 15 聂 文 星 于 建 兴 李 加 友 等 人 工 草 炭 复 合 基 质 对 樱 桃 萝 卜 出 苗 率 和 果 实 营 养 的 影 响 J 浙 江 农 业 科 学 2018 59 10 1742 1744 责 任 编 辑 张 瑞 麟