橄欖油加工廢液堿化后對(duì)隴南“遲蒜”生長的影響

楊小錄 葉文斌 何玉鵬 王讓軍

摘 要：試驗(yàn)通過不同稀釋濃度橄欖油加工廢棄液（100%，80%，70%，50%，30%，20%，10%）對(duì)隴南遲蒜種子萌發(fā)的影響，篩選出較為適宜的60%，50%，40%，30%，20%，10%橄欖油加工廢棄液濃度，用0.10%的Na2CO3進(jìn)行堿化處理，研究其對(duì)大蒜種子萌發(fā)、幼苗生長以及生物量累積等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，隨著堿化橄欖油加工廢棄液濃度的升高，大蒜種子萌發(fā)率、萌發(fā)指數(shù)以及幼苗苗高、根長、根體積、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量、苗鮮質(zhì)量和苗干質(zhì)量等指標(biāo)均呈先升高后降低的趨勢，且均于濃度為40%時(shí)達(dá)到最大值，說明適宜濃度堿化橄欖油加工廢棄液能促進(jìn)隴南遲蒜種子萌發(fā)和幼苗生長，其中以40%濃度最佳，可以在大田種植中推廣。

關(guān)鍵詞：橄欖油加工廢棄液；Na2CO3；隴南遲蒜；生長

中圖分類號(hào)：S633.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.12.001

Abstract： Olive oil processing waste liquor was diluted to different concentrations including 100%， 80%， 70%， 50%， 30%， 20% and 10%， of which the effects on seed germination of Longnan late garlic was studied， and the suitable concentration including 60%， 50%， 40%， 30%， 20% and 10% were screened. The screened olive oil processing waste liquor concentrations were alkalified with 0.1% of sodium carbonate， and the effects of alkalized olive oil processing waste liquor on seed germination and seedling growth of the Longnan late garlic were studied. The results showed that with the increase of the concentration of alkalized olive oil processing waste， the germination rate， germination index， seedling height， root length， root volume， root fresh weight， root dry weight， seedling fresh weight and seedling dry weight of garlic were all increased first and then decreased， and the above indices reached the maximum at 40% concentration， indicating that the suitable concentration of alkalized olive oil processing waste liquid could promote the seed germination and seedling growth of garlic， and the optimum concentration was 40%.

Key words： olive oil processing waste liquid； Na2CO3； Longnan late garlic； growth

油橄欖（Olea europaea L.）屬木犀科木犀欖屬常綠喬木，油橄欖果油富含多種活性成分，是具有多種保健功效的高級(jí)食用油[1-2]。在甘肅隴南市油橄欖分布和種植及產(chǎn)量均居全國首位。目前，在橄欖油加工過程中，油橄欖鮮果經(jīng)磨漿、離心分離制取初榨橄欖油后，會(huì)產(chǎn)生大量的果渣和廢液，其在國內(nèi)均未得到有效的高值化利用，造成了極大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染[2]。所產(chǎn)生的廢液主要是由油橄欖果汁組成，其中含有果渣油、多酚和萜類化合物等多種活性成分以及大量的糖、有機(jī)酸、氮化物、礦物質(zhì)和酚類多種營養(yǎng)物質(zhì)[3]。隨著甘肅隴南油橄欖種植面積的不斷擴(kuò)大、產(chǎn)量的不斷增加，造成了橄欖油加工廢棄物的大量排放與資源浪費(fèi)[4-6]。國外學(xué)者相關(guān)研究結(jié)果表明，橄欖油加工廢棄液對(duì)西紅柿和草莓種子萌發(fā)抑制作用明顯[7-8]；劉娜等[9]研究結(jié)果表明，其存在高濃度抑制和低濃度誘導(dǎo)的雙重作用。

甘肅省隴南市海拔750～2 377 m，屬暖溫帶半濕潤氣候，四季分明，冷暖適度，年均降雨量620.80 mm左右，相對(duì)濕度75%，獨(dú)特的氣候條件，為大蒜的生長提供了良好的環(huán)境。目前，隴南已經(jīng)成為國內(nèi)蒜苗、蒜薹和蒜頭主要的生產(chǎn)銷售集散地之一。隨著隴南油橄欖經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，廢液的排放影響到了當(dāng)?shù)卮笏獾钠焚|(zhì)和產(chǎn)量，尤其對(duì)隴南“三蒜”產(chǎn)業(yè)的發(fā)展影響較大。

本試驗(yàn)通過研究不同濃度的堿化橄欖油加工廢棄液對(duì)大蒜種子萌發(fā)、幼苗生長以及生物量的影響，旨在為油橄欖產(chǎn)業(yè)發(fā)展所帶來的橄欖油加工廢棄物的資源化開發(fā)和高值化利用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材 料

供試材料隴南遲蒜鱗莖種子購自甘肅省隴南市成縣農(nóng)技中心；橄欖油加工廢棄液由隴南市武都區(qū)油橄欖中心初榨車間提供。

1.2 方 法

1.2.1 堿化橄欖油加工廢棄液制備 將油橄欖中心初榨車間收集的廢液用塑料桶密封運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室4 ℃保存，即為浸種原液，取適量原液，依次用蒸餾水稀釋為100%，80%，70%，50%，30%，20%，10%各500 mL，用濾紙過濾后取上清液備用；取0.1 g Na2CO3溶解到100 mL蒸餾水中作為0.1%的堿液備用；另取原液按照0.1%的濃度稱取適量的 Na2CO3充分溶解其中，濾紙過濾后取上清液，Na2CO3堿化后的橄欖油加工廢棄液依次用蒸餾水稀釋為60%，50%，40%，30%，20%，10%各200 mL備用。橄欖油加工廢棄原液pH值為4.6，酸性較強(qiáng)，經(jīng)過0.1% Na2CO3堿化處理后pH值為6.96。

1.2.2 種子萌發(fā)測定 參照葉文斌等[5-6]的方法，將大蒜種子先經(jīng)過流水沖洗干凈，用0.1% HgCl2消毒處理8 min，再用流水和蒸餾水沖洗3次，用濾紙吸干水分后均勻點(diǎn)播在鋪了2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿50粒，在培養(yǎng)皿中分別準(zhǔn)確加入100%，80%，70%，50%，30%，20%，10%稀釋濃度的橄欖油加工廢棄液 2.5 mL進(jìn)行脅迫處理，分別記為T（100），T（80），T（70），T（50），T30），T（20），T（10），以蒸餾水培養(yǎng)為對(duì)照（CK），以0.1%的Na2CO3為堿對(duì)照，記為CK（0.1），每個(gè)濃度處理重復(fù)3次，置入25 ℃的光照培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)，3 d后開始記錄萌發(fā)數(shù)目，同時(shí)參考LEATHER等[10]的方法計(jì)算種子的萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)，對(duì)橄欖油加工廢棄液的適宜稀釋濃度進(jìn)行篩選。

用60%，50%，40%，30%，20%，10%稀釋濃度的Na2CO3堿化橄欖油加工廢棄液按照上述方法開展種子萌發(fā)試驗(yàn)，分別記為K（60），K（50），K（40），K（30），K（20），K（10），計(jì)算種子的萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)。

1.2.3 幼苗生長測定 參照葉文斌等[11-13]的方法，將準(zhǔn)備好的細(xì)砂在103.4 kPa，121.3 °C高溫滅菌20 min后，裝入直徑25 cm的小花盆中作為培養(yǎng)基質(zhì)，每盆培養(yǎng)25株大蒜幼苗，在每個(gè)花盆中加入25 mL 60%，50%，40%，30%，20%，10%稀釋濃度的Na2CO3堿化橄欖油加工廢棄液，以蒸餾水為對(duì)照（CK），3次重復(fù)，每隔24 h補(bǔ)以25 mL培養(yǎng)液和蒸餾水1次，用透明保鮮袋將花盆封口，以防止水分蒸發(fā)和不同處理間的相互影響。將花盆置于恒溫25 ℃、光照12 h·d-1 550 lx，濕度75%的智能溫室培養(yǎng)。第15天測定大蒜幼苗的根長和苗高，將根與苗分開，用排水法[11]測定根的體積后，置于105 ℃的烘箱中殺青30 min，在調(diào)至75 ℃烘至恒重，稱量每25株的干質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)用SPSS 17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析和多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 橄欖油加工廢棄液與Na2CO3對(duì)大蒜種子萌發(fā)的影響

橄欖油加工廢棄液和0.1%的Na2CO3對(duì)大蒜種子萌發(fā)率的影響如表1所示，隨著廢棄液濃度的增加，大蒜種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均呈先升高后降低的趨勢，且均于橄欖油加工廢棄液濃度為30%時(shí)達(dá)到最大值。其中，10%處理大蒜種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均顯著低于CK（0），略高于CK（0.1）但差異不顯著；20%和30%處理大蒜種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)略低于CK（0）差異不顯著，但均顯著高于CK（0.1）；廢棄液在50%～100%濃度處理下，種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均極顯著低于CK（0）和CK（0.1），尤其在廢棄液濃度≥70%時(shí)大蒜種子萌發(fā)率均低于50%。因此，在Na2CO3堿化處理時(shí)，選擇橄欖油加工廢棄液稀釋濃度為60%，50%，40%，30%，20%和10%，用于進(jìn)一步篩選最佳堿化組合。

2.2 堿化欖油加工廢棄液與對(duì)大蒜種子萌發(fā)的影響

堿化橄欖油加工廢棄液對(duì)大蒜種子萌發(fā)率的影響如表2所示，隨著堿化橄欖油加工廢棄液濃度的增加，大蒜萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均呈先升高后下降的趨勢，均于40%濃度處理達(dá)到最大值。其中，在堿化廢棄液濃度為10%時(shí)，大蒜種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均顯著低于CK（0），但顯著高于CK（0.1）；濃度為20%時(shí)，大蒜種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均顯著高于CK（0.1），略低于CK（0）但差異不顯著；濃度為30%和40%時(shí)，大蒜種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均顯著高于CK（0.1），略高于CK（0）但差異不顯著；濃度為50%和60%時(shí)，大蒜種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均顯著低于CK（0）和CK（0.1）。由此可見，堿化橄欖油加工廢棄液在適宜濃度有助于提高大蒜種子萌發(fā)效果，當(dāng)濃度為40%時(shí)效果最好，大蒜種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)分別為94.89%和427.83。

2.3 堿化欖油加工廢棄液對(duì)大蒜幼苗生長及生物量累積的影響

堿化橄欖油加工廢棄液對(duì)大蒜幼苗生長的影響如表3所示，隨著堿化廢棄液濃度的升高，大蒜幼苗生長及生物量的積累呈現(xiàn)出先高后低的變化趨勢，各指標(biāo)均于40%濃度時(shí)達(dá)到最大值。其中，堿化廢棄液濃度為10%和50%時(shí)，大蒜苗高、根長、根體積、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量、苗鮮質(zhì)量和苗干質(zhì)量均顯著低于CK（0），但又顯著高于CK（0.1）；堿化廢棄液濃度為20%～40%時(shí)，大蒜苗高、根長、根體積、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量、苗鮮質(zhì)量和苗干質(zhì)量均顯著高于CK（0）和CK（0.1）；當(dāng)堿化廢棄液濃度為60%時(shí)，大蒜所有研究指標(biāo)均顯著低于CK（0），且其苗高略低于CK（0.1）但差異不顯著，根鮮質(zhì)量、苗鮮質(zhì)量和苗干質(zhì)量均顯著低于CK（0.1），而根長、根體積和根干質(zhì)量則顯著高于CK（0.1）。由此可見，堿化橄欖油加工廢棄液在適宜濃度有助于促進(jìn)大蒜幼苗生長和生物量累積，當(dāng)其濃度為20%～40%時(shí)效果顯著，其中以濃度40%效果最佳。

3 結(jié)論與討論

非生物逆境因素一直是制約我國大蒜產(chǎn)業(yè)的重要因素，而這些非生物逆境條件會(huì)改變大蒜植物的正常生理生化反應(yīng)，甚至?xí)淖兇笏庵参锏募?xì)胞和分子水平狀態(tài)，從而影響大蒜的生長發(fā)育及生物量的積累。ROSHCHINEA等[14]研究認(rèn)為，酚酸類物質(zhì)是以化感作用的形式來改變受體植物的生理生化特性而完成應(yīng)激作用的。葉文斌等[5]和楊小錄等[6]通過橄欖油加工廢棄液對(duì)武都紅芪和黃芪的影響研究指出，較高濃度的橄欖油加工廢棄液可刺激植物產(chǎn)生大量的可溶性糖、脯氨酸和丙二醛，提高了葉片中O- 2產(chǎn)生速率和H2O2含量，同時(shí)抑制了武都紅芪和黃芪的幼苗生長；劉娜等[9]用橄欖油加工廢棄液對(duì)小麥和玉米種子的發(fā)芽及生長進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，橄欖油加工廢棄液對(duì)種子萌發(fā)及生長產(chǎn)生的毒性可能與多酚及氧化產(chǎn)物抑制種子萌發(fā)所需的關(guān)鍵酶類、糖類等多種營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生生物酸化和污染等產(chǎn)生毒害有關(guān)，而且存在高濃度抑制和低濃度誘導(dǎo)的雙重作用。本試驗(yàn)中，隨著橄欖油加工廢棄液濃度的升高，大蒜種子萌發(fā)指標(biāo)呈先升高后降低的趨勢，隨著堿化橄欖油加工廢棄液濃度的升高，大蒜種子萌發(fā)指標(biāo)、生長及生物量累積指標(biāo)亦呈先升后降的趨勢，均與上述雙重作用結(jié)果類似；相同濃度的堿化廢棄液與未堿化廢棄液相比，大蒜種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均有一定程度的提高，應(yīng)該是因?yàn)橛烷蠙旒庸U棄液經(jīng)過堿化后，復(fù)雜的廢棄液成分和pH值都發(fā)生了變化，改變了或降低了脅迫的逆境環(huán)境，故適宜的堿化濃度對(duì)大蒜的生長和發(fā)育均產(chǎn)生了積極的促進(jìn)作用，這與廢棄液的堿化后活性成分變化有關(guān)，但當(dāng)廢棄液濃度較高時(shí)，雖然發(fā)生了堿化作用，復(fù)雜的堿化后成分依然會(huì)對(duì)大蒜生長發(fā)育產(chǎn)生抑制影響，引起大蒜生理生化過程紊亂。

綜合而言，用0.1%的Na2CO3對(duì)橄欖油加工廢棄液進(jìn)行堿化處理可在一定程度上降低其對(duì)大蒜種子和幼苗的脅迫作用，適宜濃度的堿化廢棄液甚至可促進(jìn)大蒜種子萌發(fā)，并顯著提高大蒜幼苗的生長和生物量累積，其中以濃度為40%時(shí)效果最佳。相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果可為油橄欖加工廢棄液直接排放大田到土壤中的適宜濃度提供了試驗(yàn)依據(jù)，為油橄欖加工廢棄液科學(xué)、綜合地再利用具有重要意義。

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