黃粉蟲(chóng)糞發(fā)酵物對(duì)陳年番茄種子萌發(fā)的影響

摘要：為探究添加枯草芽孢桿菌、EM 菌劑、蟲(chóng)生真菌、哈茨木霉NF9 菌種和不加菌種的黃粉蟲(chóng)糞發(fā)酵物對(duì)陳年番茄種子萌發(fā)的影響，以中農(nóng)長(zhǎng)豐為試驗(yàn)材料，采用培養(yǎng)皿紙上發(fā)芽法，研究不同蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液在不同體積分?jǐn)?shù)下對(duì)番茄發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、根長(zhǎng)、整株鮮質(zhì)量等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，添加EM 菌劑的蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液促進(jìn)番茄種子萌發(fā)作用最明顯，番茄發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、整株鮮質(zhì)量和胚根長(zhǎng)度均在浸提液體積分?jǐn)?shù)為4% 時(shí)最大，分別達(dá)到50.00%、10.73、0.06 g 和5.70 cm，比對(duì)照（蒸餾水處理）分別提高了233.33%、126.85%、90.32% 和39.02%；番茄發(fā)芽率、活力指數(shù)和胚芽長(zhǎng)度在浸提液體積分?jǐn)?shù)為6% 時(shí)達(dá)最大，分別為70.00%、73.64和7.00 cm。其中，番茄發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、整株鮮質(zhì)量、胚芽長(zhǎng)度比其他蟲(chóng)糞浸提液處理的最大值分別增加141.90%、67.39%、135.42%、22.92% 和20.07%。添加枯草芽孢桿菌、蟲(chóng)生真菌、哈茨木霉NF9 菌種的蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液和黃粉蟲(chóng)糞自然發(fā)酵物浸提液對(duì)番茄種子萌發(fā)也有促進(jìn)作用。綜上，不同蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液在一定范圍內(nèi)均能促進(jìn)番茄種子萌發(fā)，其中，添加EM 菌劑的黃粉蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液在體積分?jǐn)?shù)為4% 時(shí)促進(jìn)番茄種子萌發(fā)作用最明顯。

關(guān)鍵詞：黃粉蟲(chóng)糞；發(fā)酵物浸提液；番茄；種子萌發(fā)

中圖分類(lèi)號(hào)：S641.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002?2481（2023）06?0628?06

黃粉蟲(chóng)（Tenebrio molitor L．）又稱(chēng)面包蟲(chóng)，屬于昆蟲(chóng)綱鞘翅目擬步行甲科[1]。黃粉蟲(chóng)糞是黃粉蟲(chóng)的排泄物，蟲(chóng)糞中富含N、P、K 及其他微量元素，是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥原料，可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與家庭種植等方面[2-3]。一些學(xué)者探索了黃粉蟲(chóng)糞的漚制條件和肥效，如王子建等[2]通過(guò)盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，連作土壤中添加不同比例的發(fā)酵黃粉蟲(chóng)糞沙對(duì)谷子生長(zhǎng)、土壤養(yǎng)分和酶活性均有促進(jìn)作用；劉懷如等[4]初步研究了黃粉蟲(chóng)糞的腐熟時(shí)間和作為基肥的施用要求；唐宇等[3]研究發(fā)現(xiàn)，施用黃粉蟲(chóng)糞有機(jī)肥對(duì)冷水花生長(zhǎng)過(guò)程起促進(jìn)作用，葉片中含氮量、含鉀量、葉綠素、含水率、過(guò)氧化氫酶活性等均有明顯提升。

現(xiàn)階段，黃粉蟲(chóng)糞在種子萌發(fā)上的研究較少，因此，開(kāi)展黃粉蟲(chóng)糞發(fā)酵物促進(jìn)種子萌發(fā)的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）作為一種重要的蔬菜作物，已成為人們餐桌上不可或缺的部分[5-6]。番茄種子萌發(fā)是植株發(fā)育過(guò)程中的必經(jīng)階段，需要進(jìn)行一系列復(fù)雜的生命活動(dòng)，因而受到多種因素的制約，如溫度、光照、水分等[7-9]。種子的貯藏年限直接影響著作物種子的萌發(fā)率，隨著儲(chǔ)藏年限的增加，番茄種子的生命力和活力均會(huì)下降，嚴(yán)重時(shí)甚至影響番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)[10-11]。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中尋找提高種子生活力的有效方法，對(duì)于節(jié)約用種量，提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義[12]。

枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、哈茨木霉NF9（Trichoderma harzianum）、EM 菌劑、蟲(chóng)生真菌（Entomogenous fungi）都是常見(jiàn)的生防菌，在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，具有重要的促進(jìn)作用[13-17]。本試驗(yàn)通過(guò)種子萌發(fā)試驗(yàn)，研究黃粉蟲(chóng)糞加入上述菌種的發(fā)酵物和自然發(fā)酵（不加菌種）對(duì)番茄發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)、根長(zhǎng)、整株鮮質(zhì)量等指標(biāo)的影響，旨在為黃粉蟲(chóng)糞促進(jìn)種子萌發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

黃粉蟲(chóng)糞：來(lái)源于中陽(yáng)縣仁味仁農(nóng)產(chǎn)品加工有限公司。番茄品種為中農(nóng)長(zhǎng)豐，來(lái)源于西安市臨潼長(zhǎng)豐蔬菜研究所。該品種產(chǎn)量高，適合全國(guó)大部分地區(qū)種植。發(fā)酵菌種：枯草芽孢桿菌、哈茨木霉NF9、蟲(chóng)生真菌均由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室保藏；EM 菌劑來(lái)源于益加益生物工程有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021 年5—6 月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院植物病理重點(diǎn)試驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2.1 發(fā)酵物的制備 將發(fā)酵菌種（100 g EM 菌劑；接種量為5%，孢子濃度為1.0×108 cfu/mL 的枯草芽孢桿菌、哈茨木霉NF9、蟲(chóng)生真菌）分別和少量輔料（200 g 玉米面、250 g 玉米秸稈粉）攪拌混合均勻，然后與1.5 kg 黃粉蟲(chóng)糞混合，邊混合邊按一定質(zhì)量比（紅糖∶水=1∶70）加入3 550 mL 紅糖水，直到把所有的輔料和蟲(chóng)糞攪拌混合均勻。將發(fā)酵物放到28 ℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行恒溫暗處培養(yǎng)，發(fā)酵20 d左右，觀察發(fā)酵產(chǎn)物是否有顏色加深或白色菌絲出現(xiàn)，若出現(xiàn)，則說(shuō)明黃粉蟲(chóng)糞發(fā)酵完成。黃粉蟲(chóng)糞自然發(fā)酵（不加菌種）步驟同上。

1.2.2 浸提液的制備 將發(fā)酵完的蟲(chóng)糞烘干至恒質(zhì)量，取200 g 的蟲(chóng)糞加水1 000 mL，煮沸20 min 后用4 層紗布過(guò)濾，再用蒸餾水定容至1 000 mL，放到滅菌鍋中進(jìn)行滅菌，所得的溶液即為100% 浸提液。

共制得5 種浸提液，分別為：浸提液1. 不加菌種的黃粉蟲(chóng)糞自然發(fā)酵物浸提液；浸提液2. 添加枯草芽孢桿菌的蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液；浸提液3. 添加哈茨木霉NF9 的蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液；浸提液4. 添加EM 菌劑的蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液；浸提液5. 添加蟲(chóng)生真菌的蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液。將100% 浸提液配制成體積分?jǐn)?shù)為2%、4%、6%、8% 的提取液備用，對(duì)照用蒸餾水處理。

1.2.3 種子的發(fā)芽試驗(yàn) 將放置9 a 的番茄種子浸入預(yù)先準(zhǔn)備好55 ℃左右溫水中，水量以浸沒(méi)種子為宜，不停攪拌，直至水溫降至30 ℃，即可停止攪拌，浸泡5 h，浸泡結(jié)束后用蒸餾水沖洗3 次。然后將番茄種子均勻鋪于有2 層濾紙、直徑為9 cm 的培養(yǎng)皿中，每個(gè)皿中放入番茄種子20 粒（保證每粒種子都有充足的空間），在每個(gè)培養(yǎng)皿中倒入8 mL 的浸提液，每個(gè)濃度的浸提液設(shè)3 次重復(fù)，以加入8 mL 蒸餾水的培養(yǎng)皿為對(duì)照，整個(gè)過(guò)程在無(wú)菌操作臺(tái)中進(jìn)行，完成后將培養(yǎng)皿放入28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行暗培養(yǎng)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

種子萌發(fā)試驗(yàn)中，每24 h 統(tǒng)計(jì)1 次發(fā)芽數(shù)，第3 天計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，第6 天終止種子萌發(fā)試驗(yàn)，計(jì)算種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)。并選取5 株有代表性的發(fā)芽種子，用直尺測(cè)量芽苗的根長(zhǎng)（胚軸與根之間的過(guò)渡點(diǎn)開(kāi)始到根末端的長(zhǎng)度）、芽長(zhǎng)（胚軸與芽之間的過(guò)渡點(diǎn)開(kāi)始到芽末端的長(zhǎng)度），采用電子天平稱(chēng)取總質(zhì)量。

發(fā)芽率=（發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù)）×100% （1）

發(fā)芽勢(shì)=（前3 d 發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)）×100% （2）

發(fā)芽指數(shù)（GI）=ΣGt/Dt （3）

活力指數(shù)（VI）=GI×S （4）

式中，Gt 為在t 日的發(fā)芽數(shù)；Dt 為發(fā)芽天數(shù)；S為芽的長(zhǎng)度[18-19]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2013 整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用SPSS 24 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行差異顯著性分析。不同小寫(xiě)字母代表各處理在0.05 水平上的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同浸提液對(duì)番茄種子發(fā)芽率的影響

由圖1 可知，浸提液1、5 中，番茄種子的發(fā)芽率在2% 時(shí)最大，分別為66.67%、71.67%，比CK 分別提高了29.03% 和38.71%；浸提液1 中，0 與2% 間差異顯著（Plt;0.05）；浸提液5 中，0、8% 與2%、4%、6%間差異顯著。浸提液2 中，番茄種子發(fā)芽率在6%、8% 時(shí)相同且最大，均為61.67%，較CK 提高了19.35%；其中，不同體積分?jǐn)?shù)間差異不顯著。浸提液3 中，發(fā)芽率在4% 時(shí)最大（68.33%），較CK 提高了32.24%；其中，4% 與0、2% 間差異顯著（Plt;0.05）。浸提液4中，發(fā)芽率在6% 時(shí)最大，較CK提高了35.48%；其中，0、2%與6%、8%間差異顯著（Plt;0.05）。

2.2 不同浸提液對(duì)番茄種子發(fā)芽勢(shì)的影響

由圖2 可知，浸提液1 中，番茄種子發(fā)芽勢(shì)在2% 時(shí)最大（20.67%），較CK 提高了37.80%；浸提液2、5 中，體積分?jǐn)?shù)為2%、4%、6%、8% 時(shí)的發(fā)芽勢(shì)均小于CK，因此，浸提液2、5 抑制番茄的種子活力；浸提液3 中，番茄種子發(fā)芽勢(shì)在4%、6% 時(shí)最大（18.33%），較CK 提高了22.20%；浸提液1、2、3、5中，不同體積分?jǐn)?shù)間差異不顯著。浸提液4 中，番茄種子發(fā)芽勢(shì)在4% 時(shí)最大（50.00%），較CK 提高了233.33%，其中，0 與4%、6%、8% 間差異顯著（Plt;0.05）。

2.3 不同浸提液對(duì)番茄種子發(fā)芽指數(shù)的影響

由圖3 可知，浸提液1、5 中在2% 時(shí)發(fā)芽指數(shù)最大，較CK 分別提高了35.52% 和28.12%；浸提液1 中，不同體積分?jǐn)?shù)間無(wú)顯著差異；浸提液5 中，8%與2%、4% 間差異顯著（Plt;0.05）。浸提液2、3、4 中，發(fā)芽指數(shù)在4% 時(shí)最大，較CK 分別提高了4.65%、19.45% 和126.85%；浸提液2、3 中，不同體積分?jǐn)?shù)間無(wú)顯著差異；浸提液4 中，0 與2%、4%、6%、8%間差異顯著（Plt;0.05）。發(fā)芽指數(shù)是衡量種子發(fā)芽能力及活力的指標(biāo)，體積分?jǐn)?shù)為2%、4%、6%、8%時(shí)，浸提液4 的種子發(fā)芽能力及活力最好。

2.4 不同浸提液對(duì)番茄種子活力指數(shù)的影響

由圖4 可知，浸提液1 中，番茄種子活力指數(shù)在2% 時(shí)最大，為31.28，較CK 提高了97.23%，其中，0與2%、4% 間差異顯著；2% 與6%、8% 間差異顯著（Plt;0.05）。浸提液2 中，活力指數(shù)在8% 時(shí)最大，為25.30，其中，0 與8% 間差異顯著（Plt;0.05）。浸提液3、4 中，番茄活力指數(shù)在6% 時(shí)最大，分別為30.66 和73.64，較CK 分別提高了93.31% 和364.31%；浸提液3 中，6% 與0、2% 間差異顯著；浸提液4 中，0 與2%、4%、6%、8% 間差異顯著；2% 與6% 間差異顯著（Plt;0.05）。浸提液5 中，活力指數(shù)在4% 時(shí)最大，較CK 提高了94.96%；其中，4% 與0、6%、8% 間差異顯著；2% 與8% 間差異顯著（Plt;0.05）?；盍χ笖?shù)是種子發(fā)芽速率和生長(zhǎng)量的綜合反映，體積分?jǐn)?shù)為2%、4%、6%、8% 時(shí)，浸提液4的活力指數(shù)最大，因此，與其他浸提液處理相比，浸提液4的種子綜合性能最好。

2.5 不同浸提液對(duì)番茄整株鮮質(zhì)量的影響

不同浸提液對(duì)番茄整株鮮質(zhì)量的影響如圖5所示。

由圖5 可知，浸提液1、3 中，番茄整株鮮質(zhì)量在6% 時(shí)相同且最大，較CK 提高了54.84%；浸提液1中，0 與2%、4%、6%、8% 間差異顯著（Plt;0.05），6% 與2%、8% 間差異顯著（Plt;0.05）；浸提液3 中，0與4%、6%、8% 間差異顯著（Plt;0.05），2% 與4%、6% 間差異顯著（Plt;0.05），6% 與8% 間差異顯著（Plt;0.05）。浸提液2 中，整株鮮質(zhì)量在8% 時(shí)最大，較CK 提高了45.16%；其中，0 與4%、6%、8% 間差異顯著，2% 與8% 間差異顯著。浸提液4、5 中，番茄整株鮮質(zhì)量在4% 時(shí)最大，較CK 分別提高了90.32% 和51.61%；浸提液4 中，0 與4%、6% 間差異顯著（Plt;0.05）；浸提液5 中，0 與2%、4%、6% 間差異顯著（Plt;0.05）。

2.6 不同浸提液對(duì)番茄胚根長(zhǎng)度的影響

由圖6 可知，浸提液1、4、5 中，番茄胚根長(zhǎng)度均在4% 時(shí)最大，分別為5.90、5.70、5.03 cm，較CK 分別提高了43.90%、39.02% 和22.68%；浸提液1 中，8% 與2%、4% 間差異顯著（Plt;0.05）；浸提液4 中，不同體積分?jǐn)?shù)間無(wú)顯著差異；浸提液5 中，8% 與0、2%、4%、6% 間差異顯著（Plt;0.05）。浸提液2 中，番茄胚根長(zhǎng)度在8% 時(shí)最大（5.28 cm），較CK 提高了28.78%；其中，不同體積分?jǐn)?shù)間無(wú)顯著差異。浸提液3 中，番茄胚根長(zhǎng)度在2% 時(shí)最大（6.05 cm）；其中，8% 與0、2%、4%、6% 間差異顯著（Plt;0.05）。體積分?jǐn)?shù)為2%、4%、6% 時(shí)，與其他浸提液相比，浸提液3 的胚根長(zhǎng)度最大；體積分?jǐn)?shù)為8%時(shí)，浸提液2 的胚根長(zhǎng)度最大。因此，浸提液3 對(duì)番茄根的伸長(zhǎng)促進(jìn)作用最明顯。

2.7 不同浸提液對(duì)番茄胚芽長(zhǎng)度的影響

由圖7 可知，浸提液1、3、4 中，番茄胚芽長(zhǎng)度均在6% 時(shí)最大，分別為5.37、5.83、7.00 cm，較CK 分別增加了60.30%、74.03% 和108.96%；浸提液1中，0 與2%、4%、6%、8% 間差異顯著（Plt;0.05）；浸提液3 中，6% 與0、2%、8% 間差異顯著（Plt;0.05）；浸提液4 中，0 與2%、4%、6%、8% 間差異顯著，2%與6% 間差異顯著（Plt;0.05）。浸提液2 在8% 時(shí)胚芽長(zhǎng)度最大，較CK 提高了59.10%；其中，0 與8% 間差異顯著（Plt;0.05）。浸提液5 中，胚芽長(zhǎng)度在4%時(shí)最大（5.15 cm），較CK 提高了53.73%；其中，4%與0、2%、6%、8% 間差異顯著（Plt;0.05）。

3 結(jié)論與討論

種子萌發(fā)是植物生命周期的重要階段，對(duì)植株后期的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量具有決定性的影響[20]。該試驗(yàn)中，不同菌種、不同體積分?jǐn)?shù)的蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液對(duì)陳年番茄種子萌發(fā)的特性影響不同。

本研究表明，同一體積分?jǐn)?shù)、不同浸提液對(duì)番茄種子萌發(fā)的影響效果不同。低體積分?jǐn)?shù)下浸提液4（添加EM 菌劑的蟲(chóng)糞浸提液）的番茄種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)度顯著大于其他浸提液；不同浸提液之間的發(fā)芽率、整株鮮質(zhì)量總體相差不大；浸提液3（添加哈茨木霉NF9 的蟲(chóng)糞浸提液）的番茄胚根長(zhǎng)度最好。同一浸提液、不同體積分?jǐn)?shù)對(duì)番茄種子萌發(fā)的影響效果不同，番茄發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、整株鮮質(zhì)量、根長(zhǎng)等指標(biāo)一般在2%、4%、6% 時(shí)表現(xiàn)為最大。浸取液4 中，番茄發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、整株鮮質(zhì)量和胚根長(zhǎng)度在4%時(shí)最大，分別比對(duì)照（ 蒸餾水處理）提高了233.33%、126.85%、90.32% 和39.02%；番茄發(fā)芽率、活力指數(shù)和胚芽長(zhǎng)度在6% 時(shí)最大，分別比對(duì)照提高了35.48%、364.31% 和108.96%。因此，用EM 菌劑發(fā)酵的蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液體積分?jǐn)?shù)在4%時(shí)促進(jìn)陳年番茄種子萌發(fā)作用最明顯。

添加枯草芽孢桿菌、EM 菌劑、蟲(chóng)生真菌、哈茨木霉NF9 和不加菌種的黃粉蟲(chóng)糞發(fā)酵物浸提液在一定濃度范圍內(nèi)均能促進(jìn)陳年番茄種子的萌發(fā)。

這可能與蟲(chóng)糞中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān)，高妍[21]研究發(fā)現(xiàn)，黃粉蟲(chóng)糞中氮含量為3.37%，磷含量為1.04%，鉀含量為1.41%，鈣含量為1.17%，鎂含量為0.31%，并含鋅、硼、錳、鐵、銅5 種微量元素。氮參與種子萌發(fā)過(guò)程中的多種化學(xué)反應(yīng)；磷元素能加速種子細(xì)胞分裂，從而加快發(fā)芽；鉀元素能催生種子長(zhǎng)根，加快種子生根；微量元素在種子萌發(fā)過(guò)程中起著不同程度的調(diào)節(jié)作用[22]。黃粉蟲(chóng)糞為種子萌發(fā)提供了所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有利于種子萌發(fā)。

還可能與發(fā)酵的不同菌種有關(guān)，發(fā)酵菌種在植物生長(zhǎng)過(guò)程中起著重要作用[23]。袁玉娟等[24]研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌SQR9 在盆栽試驗(yàn)中能有效促進(jìn)黃瓜生長(zhǎng)；李櫟等[25]研究發(fā)現(xiàn)，哈茨木霉TL-1 對(duì)辣椒和番茄均有顯著促生作用，0.5、3 g/盆用量可分別提高植株干質(zhì)量46% 和150% 以上；尉輝等[26]研究發(fā)現(xiàn)，EM 菌劑質(zhì)量濃度為100 mg/L 時(shí)，低溫處理下促進(jìn)黃瓜萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。

本研究表明，用EM 菌劑發(fā)酵的蟲(chóng)糞浸提液體積分?jǐn)?shù)為4% 時(shí)促進(jìn)陳年番茄種子萌發(fā)作用最明顯。

該試驗(yàn)的局限性在于設(shè)置的濃度梯度范圍較寬及其發(fā)芽指標(biāo)研究較少，對(duì)于黃粉蟲(chóng)糞提高陳年番茄種子萌發(fā)的作用機(jī)制認(rèn)識(shí)只局限于對(duì)前人研究文獻(xiàn)的查閱，其中詳細(xì)的作用機(jī)制，還有待進(jìn)一步研究。