佟莉蓉,倪順剛,周亞楠,王娟,夏方山
(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,山西 太谷030801)
達(dá)烏里胡枝子(Lespedeza davurica)為一種豆科胡枝子屬的優(yōu)質(zhì)飼用牧草,其根系發(fā)達(dá),具有耐干旱、耐低溫、耐貧瘠等特性,在黃土高原退化草地建植改良中具有重要優(yōu)勢[1]。此外其作為一種優(yōu)質(zhì)牧草,蛋白質(zhì)種類齊全,具有相當(dāng)大的營養(yǎng)價(jià)值及飼用價(jià)值[2],明代的《救荒本草》中寫道“采葉炸熟,換水浸去苦味”,達(dá)烏里胡枝子也曾被當(dāng)作一種救荒食用植物。達(dá)烏里胡枝子還含有豐富的黃酮類及脂肪醇類物質(zhì),這些物質(zhì)是醫(yī)療、食品添加劑、化妝品和飼料添加劑的工業(yè)原料,因此,開發(fā)達(dá)烏里胡枝子相關(guān)的研究具有重要的實(shí)踐意義[3]。但是達(dá)烏里胡枝子種子較小,營養(yǎng)成分較低,在萌發(fā)期容易遭受到逆境的傷害,并且在遺傳學(xué)上相對保守,這是其在農(nóng)牧業(yè)不能開展大規(guī)模繁育的原因[4]。種子及幼苗是植物形態(tài)建成的關(guān)鍵時(shí)期,因此,在達(dá)烏里胡枝子萌發(fā)期和幼苗期時(shí),著重需要攻克“出得來”和“長得好”兩個(gè)技術(shù)難點(diǎn),高萌發(fā)率的種子和高活力的幼苗是保障牧草產(chǎn)量和質(zhì)量的基礎(chǔ)[5]。
種子包衣是在20 世紀(jì)80 年代研發(fā)的一種在傳統(tǒng)的浸種或者拌種技術(shù)的基礎(chǔ)上能夠保障種子正常萌發(fā)及促進(jìn)幼苗健康生長的技術(shù),是實(shí)現(xiàn)未來機(jī)械化栽培的重要途徑[6]。由于包衣中自帶生長調(diào)節(jié)劑、肥料和藥劑,加上包衣內(nèi)保水劑的強(qiáng)大蓄水能力,不僅可以解決萌發(fā)期“長不出”和苗期“長不好”的問題,還能有效預(yù)防病蟲害的發(fā)生[7]。因其用藥量少,保水性能強(qiáng)、防治效果好,目前開始被越來越多的農(nóng)民所接受。而種子丸?;窃诜N子包衣的基礎(chǔ)上發(fā)展的一項(xiàng)高新技術(shù),將種子制成表面光滑、大小均勻、顆粒較大的丸化狀,更加方便種子的機(jī)械播種,提高了播種效率[8?9]。常見的丸化類型有普通包膜型(用于大小均等的種子)、特殊型(用于形狀不均等,且重量輕、種子質(zhì)量較小的種子)、速生型(用于沙漠綠化播種的種子)、扁平型(用于飛播的牧草種子)等[10]。目前種子包衣及丸化技術(shù)主要集中在蔬菜、經(jīng)濟(jì)作物和園藝植物上,在玉米(Zea mays)[11]、棉花(Gossypiumspp.)[12]、洋蔥(Allium cepa)[13]、胡麻(Sesamum indicum)[14]、番茄(Solanum lycopersicum)[15]、黃瓜(Cucumis sativus)[16]和千年桐(Aleurites montana)[17]等植物種子的研究發(fā)現(xiàn)包衣和丸化在防治病害,促進(jìn)植物正常的生長發(fā)芽,提高植物的產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)出較好的特性。
隨著工業(yè)化的進(jìn)程加快,將包衣及丸化技術(shù)應(yīng)用到牧草上勢在必行,目前,國內(nèi)外在牧草包衣劑針對的研究大多是苜蓿(Medicago sativa)[18]等豆科牧草及多年生黑麥草(Lolium perenne)和狗牙根(Cynodon dactylon)等禾本科牧草[19],在達(dá)烏里胡枝子種衣劑方面的研制和報(bào)道較少。在課題組前期試驗(yàn)中,已篩選出最佳生長調(diào)節(jié)劑濃度(5 mg·L?1NAA 浸種),最佳的黏著劑(4% 聚乙二醇),最佳的惰性填充材料配比(質(zhì)量比4∶1 的硅藻土和膨潤土),而本試驗(yàn)主要針對包衣劑中殺菌劑、保水劑和玉米秸稈粉對種子活力的影響及對成苗建植的影響,探討最佳的殺菌劑藥種比、包衣時(shí)最適的保水劑濃度和包衣時(shí)最優(yōu)玉米秸稈粉的粗度,為未來生產(chǎn)達(dá)烏里胡枝子包衣種子工業(yè)化提供理論依據(jù),并且為之后其機(jī)械化播種提供理論基礎(chǔ)。
供試種子“晉農(nóng)1 號”達(dá)烏里胡枝子為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院自主選育的品種,生產(chǎn)年份為2017 年,裸種千粒重約為2.215 g,種子含水量約11.26%。多菌靈采購于北京索萊寶生物技術(shù)公司,黏著劑(聚乙烯醇,polyvinyl alcohol,PVA)、保水劑(高吸水性樹脂,super absorbent polymer,SAP)、填充劑(硅藻土、膨潤土)、微肥[鉬酸銨,(NH4)6Mo4O24·4H2O]及青貯玉米秸稈由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院草學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供。
1.2.1 殺菌劑的篩選 參考張成霞[19]的方法,本試驗(yàn)于2019 年5 月在培養(yǎng)箱中進(jìn)行。選取市面上常見的多菌靈(50%可濕性粉劑)作為殺菌劑,設(shè)置藥種比1∶60、1∶40、1∶20、1∶10 四個(gè)梯度,并以不加殺菌劑作為對照(CK),每個(gè)處理4 個(gè)重復(fù)。具體操作如下:將達(dá)烏里胡枝子種子外皮表面噴施薄薄的一層清水,之后與不同藥種比的殺菌劑拌勻,將其均勻裹在種子上。晾干后將種子置于空氣濕度40%、光照度60%、12 h 光照/12 h 黑暗的恒溫(25±1)℃人工氣候箱內(nèi)培養(yǎng)10 d,采用紙上芽床法,4 次重復(fù),每次重復(fù)100 粒種子。在每天發(fā)芽過程中,統(tǒng)計(jì)霉?fàn)€種子數(shù)(失去種子活力),待發(fā)芽結(jié)束后,參考王娟等[4]和張成霞[19]的方法,計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù),方法如下:
式中:Gt為第t天的發(fā)芽數(shù);Dt為Gt所對應(yīng)的天數(shù);St為發(fā)芽t天后鮮苗的平均芽長。
1.2.2 保水劑(SAP)的篩選 該試驗(yàn)于2019 年7 月在培養(yǎng)箱及日光溫室進(jìn)行。在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上[生長調(diào)節(jié)劑(萘乙酸,naphthalene acetic acid,NAA):5 mg·L?1NAA 浸種處理,黏著劑:4%PVA,微肥:0.2%鉬酸銨,填充劑:質(zhì)量比4∶1 的膨潤土與硅藻土],種子通過下述方法進(jìn)行丸化:在包衣前將達(dá)烏里胡枝子通過5 mg·L?1NAA浸種24 h 后回干至正常含水量,之后將待包衣丸化的種子放入包衣機(jī)中,接著將黏著劑均勻噴入,待黏著劑均勻裹粘在種子表面,噴入上述1.2.1 篩選出藥種比的殺菌劑和0.2%鉬酸銨,之后分別緩慢噴入0、2%、5%、8%、10%質(zhì)量比的保水劑及固定質(zhì)量的填充劑(硅藻土和膨潤土)混合物,連續(xù)交替數(shù)次,最后噴入一層黏著劑進(jìn)行包衣丸化。包衣結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。
圖1 達(dá)烏里胡枝子種子包衣丸化結(jié)構(gòu)Fig.1 Seed pelletizing coating structure of L.davurica
處理如下所示:對照組(CK):裸種;處理1(SAP0):黏著劑+生長調(diào)節(jié)劑+殺菌劑+鉬酸銨+膨潤土+硅藻土;處理2(SAP1):黏著劑+生長調(diào)節(jié)劑+殺菌劑+鉬酸銨+2%SAP+膨潤土+硅藻土;處理3(SAP2):黏著劑+生長調(diào)節(jié)劑+殺菌劑+鉬酸銨+5%SAP+膨潤土+硅藻土;處理4(SAP3):黏著劑+生長調(diào)節(jié)劑+殺菌劑+鉬酸銨+8%SAP+膨潤土+硅藻土;處理5(SAP4):黏著劑+生長調(diào)節(jié)劑+殺菌劑+鉬酸銨+10%SAP+膨潤土+硅藻土。
參考王娟等[4]的方法,培養(yǎng)環(huán)境同1.2.1,每個(gè)處理的每個(gè)培養(yǎng)皿放100 粒包衣后的種子進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn),每個(gè)處理4 個(gè)重復(fù)。參考張亞妮[20]的方法在日光溫室進(jìn)行出苗建植試驗(yàn),每個(gè)處理4 次重復(fù)。取100 粒包衣后的種子播種于底部有孔的規(guī)格為20 cm×16 cm×20 cm(上徑×下徑×高)的盆中,為防止基質(zhì)外滲,盆底鋪兩層無紡布。每盆裝基質(zhì)3.0 kg,為砂壤土,pH 約為7.5,田間最大持水量約為23.91%,生長期間常規(guī)水肥管理培養(yǎng),觀測幼苗出苗情況。
1.2.3 玉米秸稈粉的篩選 該試驗(yàn)于2019 年9 月在培養(yǎng)箱中進(jìn)行。利用高速萬能粉碎機(jī)將青貯玉米秸稈進(jìn)行粉碎,分別過75,300 和900 μm 孔徑的篩(各孔徑依次對應(yīng)200,60,20 目篩),制作成細(xì)級、中級、粗級3 種不同類型的青貯玉米秸稈粉。將3 種不同粗細(xì)的青貯玉米秸稈粉分別加入此前的丸化材料中,草粉用量占包衣丸粒種子整體質(zhì)量的11%,與其他填充材料的比例為草粉∶膨潤土∶硅藻土=1∶1∶4,參考1.2.2 的丸化過程將其進(jìn)行丸化,設(shè)置裸種、包衣時(shí)未加草粉、包衣加入細(xì)級草粉、包衣加入中級草粉和包衣加入粗級草粉5 個(gè)處理(分別記做CK,C0、C1、C2和C3),參考1.2.1 在培養(yǎng)箱進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn),每個(gè)處理4 個(gè)重復(fù),觀測種子萌發(fā)情況及根長和鮮重等指標(biāo)。
1.2.4 包衣種子質(zhì)量檢驗(yàn) 在上述篩選試驗(yàn)完成后,對包衣種子進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),分別稱取100 顆裸種、包衣未加入草粉種子、包衣加入草粉種子(分別記做CK、G1、G2),每個(gè)處理重復(fù)4 次,參考楊麗芳等[21]的試驗(yàn)方法,計(jì)算千粒重、種球直徑、含籽率、單籽率、合格率等指標(biāo)。
通過Microsoft office Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,利用SPSS 25.0 在P=0.05 時(shí)進(jìn)行單因素方差分析,并用最小差異顯著法(least significant difference,LSD)進(jìn)行多重比較,運(yùn)用Origin Version 2018 進(jìn)行繪圖。
2.1.1 不同藥種比多菌靈對達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)的影響 不同藥種比的多菌靈對達(dá)烏里胡枝子種子活力的影響不同(圖2)。種子在沒有經(jīng)過殺菌時(shí)(CK),其發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均較低。經(jīng)過不同藥種比殺菌劑拌種處理后,發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等指標(biāo)均高于對照。在1∶60 藥種比殺菌劑處理后,表現(xiàn)出最高的種子活力,顯著提高了達(dá)烏里胡枝子種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù),較CK 分別提高了23.91%、20.47%、27.81%和41.33%。同時(shí)在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),隨著藥種比的增加,種子活力卻呈現(xiàn)出下降的趨勢。達(dá)烏里胡枝子種子的發(fā)芽率、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均在1∶60 的藥種比時(shí)達(dá)到最高峰,在1∶10 的藥種比時(shí)表現(xiàn)最低,說明只有適宜濃度的藥種比才能有效提高種子活力。綜上發(fā)現(xiàn),1∶60 藥種比拌種的多菌靈適合制作達(dá)烏里胡枝子丸化包衣材料。
圖2 不同藥種比的多菌靈對達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)的影響Fig.2 Effect of different carbendazim to seed ratio on seed germination of L.davurica
2.1.2 不同藥種比多菌靈對達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)腐爛程度的影響 如圖3 所示,不同藥種比殺菌劑拌種后腐爛數(shù)均少于對照種子(CK)。在沒有經(jīng)過殺菌時(shí),達(dá)烏里胡枝子種子發(fā)霉腐爛數(shù)達(dá)到8.72 顆,在所有處理中最高。同對照相比較殺菌處理均顯著降低了發(fā)霉腐爛數(shù),各藥種比處理(1∶60、1∶40、1∶20、1∶10)分 別 降 低 了287.56%、150.00%、66.67% 和59.09%,其中在1∶60 的藥種比拌種時(shí)較全部處理有最低的腐爛發(fā)霉數(shù)目。此外,隨著藥種比的增大,發(fā)霉腐爛數(shù)逐漸變多,殺菌劑的濃度高低會影響達(dá)烏里胡枝子種子健康程度。隨著殺菌劑藥種比的增加,腐爛數(shù)反而增加,這說明高藥種劑的殺菌劑拌種可能會使種子活力降低。綜上發(fā)現(xiàn),1∶60 藥種比拌種的多菌靈可以有效抑制細(xì)菌或真菌等微生物的活性,減少達(dá)烏里胡枝子種子腐爛數(shù)目,保障種子健康萌發(fā),因此,1∶60 藥種比的多菌靈適合做達(dá)烏里胡枝子包衣材料。
圖3 不同藥種比的多菌靈對達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)腐爛程度的影響Fig.3 Effect of carbendazim of different carbendazim to seed ratio on the number of rot seeds in germination of L.davurica
圖4 包衣配方中不同濃度保水劑對達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)的影響Fig.4 Effect of different concentration of water-holding agent in coating formulations on seed germination of L.davurica
2.2.1 包衣配方中不同濃度保水劑對達(dá)烏里胡枝子包衣種子萌發(fā)的影響 如圖4 所示,包衣后的達(dá)烏里胡枝子(SAP0、SAP1、SAP2、SAP3、SAP4)的種子活力均高于裸種(CK)。研究發(fā)現(xiàn),隨著保水劑濃度的變化,包衣后的達(dá)烏里胡枝子種子活力總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。各包衣處理的發(fā)芽率同CK 相比存在顯著差異(P<0.05),但包衣處理之間并無顯著差異(P>0.05),其中SAP2(5% SAP)處理的發(fā)芽率最好。對于發(fā)芽勢而言,SAP2處理最高,但是與SAP0、SAP1、SAP3處理無顯著差異(P>0.05)。包衣后的種子發(fā)芽指數(shù)也受到了SAP 濃度影響,SAP2的發(fā)芽指數(shù)提高最明顯,較CK 顯著提高了27.79%(P<0.05)。經(jīng)過包衣后,活力指數(shù)分別比對照(CK)提高66.41%、40.08%、54.23%、66.41%、39.75%和26.22%,且SAP2(5% SAP)的活力指數(shù)在所有處理中最高。綜上發(fā)現(xiàn),包衣處理中保水劑以5%為宜。
2.2.2 包衣配方中不同濃度保水劑對達(dá)烏里胡枝子出苗的影響 如表1 所示,在達(dá)烏里胡枝子包衣時(shí)添加不同保水劑后會影響達(dá)烏里胡枝子種子出苗情況。對照組出苗時(shí)間較快,包衣種子與對照相比普遍出苗時(shí)間較長。經(jīng)過包衣后的種子出苗率、成苗率隨保水劑濃度的變化呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,在SAP2(5% SAP)時(shí)有最高的出苗率和成苗率,同對照(CK)相比分別提高32.17%和40.11%,均存在顯著差異(P<0.05)。研究還發(fā)現(xiàn),種子丸化后的成苗數(shù)與出苗數(shù)的比值也比裸種有顯著性提升(P<0.05),但是各丸化處理之間沒有顯著差異(P>0.05),其中以SAP2(5% SAP)處理最好。綜上所述,5% SAP 的丸化包衣雖然延長了種子出苗時(shí)間,但是其出苗率、成苗率以及成苗數(shù)/出苗數(shù)等出苗指標(biāo)均比各處理好,因此,包衣材料中應(yīng)選擇5% SAP 作為該種衣劑的保水劑。
表1 包衣配方中不同濃度保水劑對達(dá)烏里胡枝子出苗的影響Table 1 Effect of different concentration of water-holding agent in coating formulations on the emergence of seedling of L.davurica
2.3.1 包衣配方中不同力度的玉米秸稈粉對達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)的影響 包衣配方中不同力度的玉米秸稈粉會影響達(dá)烏里胡枝子種子活力(圖5)。相對于裸種而言,包衣后加入了不同力度的草粉會顯著提高種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù),各包衣處理均與對照呈顯著差異(P<0.05)。在各包衣處理之間,加入不同力度玉米秸稈粉對種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢影響較小,沒有顯著差異(P>0.05),但均以加入細(xì)級草粉(C1)最高,其發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別為90.67%和84.00%。就發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)而言,達(dá)烏里胡枝子包衣種子在加入玉米秸稈粉后均出現(xiàn)先上升后下降的趨勢。同未加入草粉組(C0)相比,細(xì)級草粉組(C1)和中級草粉組(C2)均顯著提高了發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù),其中細(xì)級草粉組(C1)對發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)提升最明顯,分別為105.98 和195.34。綜合考慮,選用細(xì)級草粉作為包衣丸化填充材料。
2.3.2 包衣配方中不同力度的玉米秸稈粉對達(dá)烏里胡枝子幼苗根長及鮮重的影響 如表2 所示,在包衣配方中加入不同力度的青貯玉米秸稈粉后會對種子根長及鮮重產(chǎn)生影響。對于根長而言,雖然包衣后種子根長均比裸種有所提高,但其之間并沒有顯著差異(P>0.05)。在所有處理中,細(xì)級草粉(C1)有最長的根長。就鮮重而言,細(xì)級草粉組(C1)最高,較裸種提升了13.76%。綜上所述,在丸化時(shí)加入細(xì)級青貯玉米秸稈粉作為填充材料,能保障達(dá)烏里胡枝子有較高的根長和鮮重,提高了根系活力及生物量的累積。
圖5 包衣配方中不同力度的玉米秸稈粉對達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)的影響Fig.5 Effect of silage corn straw powder with different thickness degree in coating formulations on seed germination of L.davurica
2.4.1 不同包衣處理對達(dá)烏里胡枝子的千粒重及種球直徑的影響 如圖6 所示,種子經(jīng)過包衣后,千粒重和種球直徑較裸種(CK)都有顯著性提升,其中G2(包衣加入草粉)較其他處理都有顯著差異(P<0.05),表現(xiàn)出最高的千粒重和種球直徑,分別是5.08 g 和3.59 mm。在包衣處理中,加入草粉后,顯著增加了千粒重和種球直徑,較G2(包衣未加入草粉)的千粒重和種球直徑,分別提升了9.71%和11.49%,更有利于機(jī)械播種。綜上所述,丸化包衣后加入草粉可顯著提升種子的千粒重和種球直徑,提升了種子的播種質(zhì)量,更適合機(jī)械播種。圖7 為實(shí)物圖對比。
2.4.2 不同包衣處理對達(dá)烏里胡枝子種子的含籽率及合格率的影響 如圖8 所示,種子的含籽率、單籽率及合格率會受到包衣材料的影響。研究發(fā)現(xiàn),G1組(丸化未加入草粉)含籽率、單籽率及合格率較高,分別達(dá)到95.33%、94.69%和91.33%。而加入草粉后反而降低了包衣種子的含籽率、單籽率及合格率,分別為94.33%、93.33%和90.33%。上述結(jié)果說明,在包衣配方中加入草粉后,較未加入草粉并未明顯影響包衣種子的含籽率、單籽率和合格率。
表2 包衣配方中不同力度的玉米秸稈粉對達(dá)烏里胡枝子幼苗根長及鮮重的影響Table 2 Effects of silage corn straw powder with different thickness degree in coating formulations on the root length and fresh weight of coating seed of L.davurica
種子包衣劑的產(chǎn)生,最初是解決因播種時(shí)種子太小,無法機(jī)械化播種的問題[22]。隨著時(shí)代的發(fā)展,包衣劑中的包衣材料也越來越多元化,現(xiàn)在發(fā)展成具有殺菌劑、殺蟲劑、微肥、植物生長調(diào)節(jié)劑、著色劑、填充劑等一系列完備的田間防治及營養(yǎng)供給系統(tǒng)[23]。而本試驗(yàn)從殺菌劑、保水劑和填充材料3 個(gè)方向切入,探究適宜的達(dá)烏里胡枝子種子包衣配方,觀測不同包衣材料對達(dá)烏里胡枝子種子萌發(fā)和田間建植情況的影響,為未來生產(chǎn)達(dá)烏里胡枝子包衣種子工業(yè)化提供理論依據(jù),并且為之后其機(jī)械化播種提供理論基礎(chǔ)。
圖6 不同包衣處理對達(dá)烏里胡枝子種子的千粒重及種球直徑的影響Fig.6 Effect of different coating treatment on the 1000-ker?nel weight and coating seed diameter of seed of L.davurica
圖7 不同包衣處理對達(dá)烏里胡枝子種子外形及直徑的對比實(shí)物圖Fig.7 Factual picture of the comparison of different coating treatments on the seed shape and diameter of L.davurica
圖8 不同包衣處理對達(dá)烏里胡枝子種子的含籽率、單籽率及合格率的影響Fig.8 Effect of different coating treatment on containing seed rate,single seed rate and qualification rate of L.davurica
殺菌劑是包衣劑中重要的一環(huán),不僅可以防止昆蟲食用播種后的種子,更加重要的是能抑制附著在種子表面及土壤中的病原菌的活性,能有效防治病害和蟲害的發(fā)生,減小了后期田間的農(nóng)藥使用量[24]。研究表明,豆科植物種子上的微生物不僅數(shù)量較多,并且微生物種類還比較豐富[25],所以在種衣劑中添加殺菌劑具有重要意義。王慧等[26]比較了不同種類的殺菌劑對苜蓿種子攜帶的病原菌的抑制效果,發(fā)現(xiàn)低濃度多菌靈可以有效抑制真菌的侵染,且不抑制幼苗的生長發(fā)育。王洋[27]在4 種荒漠植物種子中加入多菌靈進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)4 種種子的發(fā)芽指標(biāo)隨多菌靈濃度的增加呈下降的趨勢。本研究結(jié)果均與上述結(jié)果相似,本試驗(yàn)中以藥種比1∶60 的多菌靈拌種對達(dá)烏里胡枝子效果最好,有效解決了種子正常萌發(fā)時(shí)的發(fā)霉腐爛問題,提高了種子活力。但隨著藥種比的增加,效果反而變差,原因可能是高藥種比的多菌靈抑制了種子正常萌發(fā)和幼苗生長發(fā)育,導(dǎo)致種子活力變低。
高吸水性樹脂(SAP)作為一種具有超強(qiáng)吸水能力的高分子聚合材料,常常用于種子包衣劑中,其可以迅速吸收自身質(zhì)量幾百倍甚至是幾千倍的水[28],吸水后SAP 與水結(jié)合形成水凝膠,相當(dāng)于在種子周圍形成一個(gè)可隨時(shí)提供水分的“小水庫”,充足的水分有利于加快種子萌發(fā),提高苗的成活率[29]。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在SAP 用量為5%時(shí),達(dá)烏里胡枝子種子的各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)均為最大值,說明適宜濃度的保水劑可提高種子的發(fā)芽活力,主要原因可能是保水劑吸收了充足的水分。這與保水劑對提高中國沙棘(Hippophae rhamnoides)[30]種子和檸條(Caragana korshinskii)[21,31]種子的萌發(fā),促進(jìn)幼苗生長相似。而當(dāng)保水劑用量超過5%,種子活力明顯減弱,影響種子出苗及出苗均勻度,其原因可能是保水劑用量存在一定的閾值,只有在一定范圍內(nèi),所保持的水分才能被達(dá)烏里胡枝子種子有效利用并吸收,促進(jìn)其萌發(fā)和生長發(fā)育,這與張宇君等[32]在白刺花(Sophora davidii)上的研究結(jié)果一致。在田間出苗試驗(yàn)中,常常通過田間出苗率、成苗率以及出苗率/成苗率等指標(biāo)來判斷植物的長勢以及均勻度,研究發(fā)現(xiàn),雖然包衣丸?;笫狗N子出苗時(shí)間延長,但是田間出苗效果變得更好,其中以5%SAP 處理組效果最佳,有效提高了出苗率、成苗率以及出苗率/成苗率,分別較對照(CK)提高了30.86%、60.21%、30.95%,該試驗(yàn)結(jié)果與高會東等[33]的研究相似。
在包衣配方中,常常會加入一些硅藻土、膨潤土等惰性填充物質(zhì)[4,34],通過增加包衣種子重量,不僅可以提高種子的機(jī)械播種性能,還能有效減弱飛播時(shí)因種子質(zhì)量太輕而飛散造成播種不均的問題。目前,有相當(dāng)多的研究發(fā)現(xiàn)在上述包衣填充材料的基礎(chǔ)上,還會在包衣配方中加入一些草木炭[35]、蛭石[36]、花生殼[37]、有機(jī)水稻秸稈粉[37]和羊糞[38]等活性填充物質(zhì),不僅可以提高丸化品質(zhì),還能促進(jìn)幼苗的生長,保障出苗整齊。本試驗(yàn)將青貯玉米秸稈制成草粉,廢物利用,不僅生態(tài)環(huán)保,不會對環(huán)境造成化學(xué)污染,其內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)隨著微生物的活動還會緩慢釋放,促進(jìn)植物生長。試驗(yàn)中在包衣時(shí)加入種子質(zhì)量11%的不同力度的青貯玉米秸稈粉,細(xì)級草粉(過75 μm 孔徑)處理效果最好,有效提高了種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù),分別較CK 增加28.71%、36.96%、43.20%和159.45%,雖與未加入草粉處理相比,其發(fā)芽率和發(fā)芽勢沒有顯著提高,但是顯著提高了種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。本試驗(yàn)結(jié)果同謝光輝等[37]在抗旱能源草和魏衛(wèi)東等[38]在披堿草(Elymus dahuricus)上的研究結(jié)果相似。同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn),包衣配方中加入草粉對根長并沒有顯著影響,但是對達(dá)烏里胡枝子幼苗的鮮重有提升,主要原因可能是草粉含有充足的營養(yǎng)物質(zhì),促進(jìn)了幼苗的生長,提高了種子的生物量累積,具體到青貯草粉中是哪些成分促進(jìn)了生物量的累積還需進(jìn)一步的研究。
在丸化后需要對包衣種子進(jìn)行質(zhì)量的檢測,這是驗(yàn)證是否可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的重要依據(jù)。千粒重及種球直徑是評價(jià)種衣劑丸?;|(zhì)量的重要指標(biāo),在一定程度上,千粒重越大,種球直徑越大,越適合機(jī)械播種以及大批量的生產(chǎn)[4]。李積蘭等[39]研究不同配比填充物對兩種牧草進(jìn)行丸?;?,發(fā)現(xiàn)種子丸粒化后,均有效解決了種子機(jī)械播種時(shí)隨風(fēng)飛散的問題。達(dá)烏里胡枝子種子較小,機(jī)器飛播容易出現(xiàn)播種不均勻現(xiàn)象,因此,提高達(dá)烏里胡枝子千粒重和種球直徑具有重要實(shí)踐意義。本試驗(yàn)通過裸種、包衣未加入草粉、包衣加入草粉這3 個(gè)處理探究種子包衣對千粒重和種球直徑的影響。研究發(fā)現(xiàn),包衣材料中加入草粉后達(dá)烏里胡枝子的千粒重為對照的2.3 倍,種球直徑接近對照的2 倍,相比未加草粉組提高了9.5%和11.1%。與丸化未加入草粉組相比,種球直徑為它的1.6 倍,更有利于種子包衣丸?;瑢?shí)現(xiàn)機(jī)械播種。含籽率、單籽率和合格率等指標(biāo)是評價(jià)一批丸化種子質(zhì)量合格及優(yōu)劣的重要指標(biāo),理想狀態(tài)下,認(rèn)為越高越好[36]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),丸化未加入草粉組的含籽率、單籽率和合格率均比丸化加入草粉組高,但是增幅不大。因此,之后的研究工作重點(diǎn)在于如何解決因加入玉米秸稈粉而降低了合格率等問題,以期更好地用于工業(yè)生產(chǎn)。
藥種比1∶60 的多菌靈可以有效解決種子萌發(fā)時(shí)發(fā)霉腐爛,失去種子活力的問題;以不同濃度的SAP 作為包衣配方中的保水劑,其中以5%的SAP 效果最佳,該濃度下有效地保持住了水分,且各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)最高,種子活力最強(qiáng),同時(shí)在溫室出苗試驗(yàn)中有較高的出苗率、成苗率及成苗數(shù)與出苗數(shù)的比值,表現(xiàn)出較好的出苗特性;在包衣配方中加入不同粗細(xì)程度的玉米秸稈粉,在使用細(xì)級玉米秸稈粉(過75 μm 孔徑的篩)有較好的萌發(fā)狀況,并且促進(jìn)了幼苗生物量的累積。最后將包衣后的種子進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn),制成的包衣種子千粒重為裸種的2.3倍,種球直徑接近裸種的2 倍,并且有較高的含籽率、單籽率和合格率,更適合工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)械播種。