采用种子发芽指数判定有机肥腐熟程度的试验

Experiment of Judging Maturity Degree of Organic Fertilizer by Using Seed Germination Index

任雪琴 Xueqin REN

华强化工集团股份有限公司湖北当阳 444105 Huaqiang Chemical Group Stock Co., Ltd., Dangyang, Hubei 444105, China

摘要：

为判定有机肥生产中发酵后的原料对作物的毒性，开展了测定种子发芽指数(G_I)的试验。以蒸馏水为对照，发酵谷糠和菌渣堆肥的提取液为试验对象，测定在温度为25 ℃、湿度为80%的人工气候箱中避光培养48 h的萝卜种子的根长和发芽率，计算G_I。结果表明：菌渣堆肥浸提液的G_I为66.87%，已基本腐熟；2种发酵谷糠浸提液的G_I分别为36.93%、32.85%，腐熟不足，建议进行二次发酵。采用G_I判定堆肥的腐熟程度直观、可靠，可用于评价发酵原料的腐熟程度。

关键词：

种子发芽指数; 有机肥; 堆肥; 腐熟程度; 判定依据;

Abstract：

In order to determine the toxicity of fermented raw materials to crops in the production of organic fertilizer, an experiment is carried out to determine the seed germination index(G_I). Using distilled water as a control and extracts of fermented bran and fungus residue compost as the test object, the root length and germination rate of radish seeds cultured for 48 h in an artificial climate box at a temperature of 25 ℃ and a humidity of 80% are measured and G_I is calculated. The results show that the G_I of the fungus residue compost extract is 66.87%, which is basically decomposed. The G_I of the two fermented bran extracts is 36.93% and 32.85% which indicated insufficient decomposition. Therefore, secondary fermentation is recommended. Using G_I to determine the maturity degree of compost is both intuitive and reliable. It can be used to evaluate the maturity degree of fermented raw materials.

Keyword：

seed germination index; organic fertilizer; compost; maturity degree; judgment basis;

华强化工集团股份有限公司(以下简称华强化工公司)在生物有机肥的生产中一般采用测温、测湿等常规方法检测发酵原料的腐熟程度，这些检测方法对原料腐熟后是否会对施肥作物产生毒性无从验证。为了验证生物有机肥原料是否会对作物产生毒害，华强化工公司开展了采用种子发芽指数(G_I)验证原料腐熟程度的试验，以评价有机肥生产车间发酵原料的腐熟程度。

1 试验材料

1.1 试验原料和种子

试验原料：华强化工公司有机肥生产车间的发酵菌渣和发酵谷糠。

试验种子：本地自产小萝卜种子。

1.2 主要设备、材料和试剂

LGP-250型智能人工气候箱，上海三发科学仪器有限公司；HY-5型振荡器，江苏杰瑞尔电器有限公司；250 mL锥形瓶；Φ 9 cm培养皿；滤纸；卡尺; 去离子水或蒸馏水。

2 试验部分

2.1 方法依据

植物种子在未腐熟堆肥的萃取液中生长受到抑制，在腐熟堆肥的萃取液中生长得到促进，因此可以采用G_I来评价堆肥的腐熟程度。采用G_I评价堆肥腐熟程度，虽可能会因堆肥原料、供试种子的不同得出不同的结果，但却能非常敏感、可靠地综合反映堆肥对植物的毒性，是目前评价堆腐产品无害腐熟具有说服力的方法和指标^[1]。一般情况下，当G_I大于50%时，认为堆肥对种子基本无毒性，表明堆肥已腐熟；当G_I达到80%~85%时, 认为堆肥已经完全腐熟，对植物无毒性。行业标准《商品有机肥料》(征求意见稿)中，拟定的指标值为G_I≥70%。

2.2 种子发芽试验

2.2.1 试验步骤

分别称取待测发酵谷糠和菌渣堆肥试样10.0 g，置于250 mL锥形瓶中，按固液比(质量体积比)1 ∶10加入100 mL的去离子水或蒸馏水(处理编号见表 1)，拧紧瓶盖后垂直固定于振荡器上，调节振荡频率不低于100次/min，振幅不小于40 mm，在室温下往复式水平振荡浸提1 h，取下静置0.5 h后，取上清液于预先装好滤纸的过滤装置上过滤，收集过滤后的浸提液，摇匀后供试验用。

表 1

验证试验表

处理编号	浸提液
1^#	蒸馏水
2^#
3^#
4^#	发酵菌渣浸提液
5^#
6^#
7^#	陈化区槽式发酵谷糠浸提液
8^#
9^#
10^#	陈化区自然发酵谷糠浸提液
11^#
12^#

在9 cm培养皿中垫上2张滤纸，均匀放入10粒大小基本一致、饱满的萝卜种子，加入各堆肥浸提液5 mL，盖上培养皿盖，在温度为25 ℃、湿度为80%的人工气候箱中避光培养48 h，分别测量各堆肥浸提液中萝卜种子的根长和发芽数量，统计发芽率。每个样品重复试验3次，以去离子水或蒸馏水作对照。

2.2.2 检测结果的计算

G_I按式(1)计算：

图 1

$ G_{\mathrm{I}}=\frac{A_{1} \times A_{2}}{B_{1} \times B_{2}} \times 100 \% $

式中：A₁——堆肥浸提液中种子的发芽率，%；

A₂——堆肥浸提液培养的种子的平均根长，mm；

B₁——去离子水中种子的发芽率，%；

B₂——去离子水培养的种子的平均根长，mm。

2.3 试验结果

种子生长状态以及根长试验结果见图 1和图 2。

图 1

种子生长状态

图 2

种子根长试验结果

对12个处理的萝卜种子根长分别平行测定10次，并计算测定值的标准偏差(SD)和相对标准偏差(RSD)，结果见表 2。

表 2

萝卜种子根长测量数据

处理编号	测定值/mm	平均值/mm	SD/mm	RSD/%
1^#	36，19，34，25，22，25，16，28，23，17	24.5	6.3	6.9
2^#	21，28，34，15，10，21，14，17，11，20	19.1	7.1
3^#	30，15，24，22，21，22，18，35，40，25	25.2	7.3
4^#	26，13，18，14，19，21，11，17，16，8	16.3	4.9	4.4
5^#	17，21，19，12，13，18，13，15，15，9	15.2	3.4
6^#	21，21，17，16，19，14，10，9，9，9	14.5	4.7
7^#	8，13，11，13，11，7，7，6，7，7	9.0	2.6	2.8
8^#	7，5，8，12，11，8，7，5，9，1	7.3	3.0
9^#	16，11，10，8，11，8，5，9，7，6	9.1	3.0
10^#	8，8，8，7，12，7，6，7，5，6	7.4	1.8	1.7
11^#	8，8，10，10，9，7，11，6，4，9	8.2	2.0
12^#	7，10，7，9，7，6，6，7，6，5	7.0	1.4

根据试验测定结果，计算得到的萝卜种子平均根长、发芽率及G_I见表 3。

表 3

萝卜种子平均根长、发芽率及G_I计算结果

浸提液	处理编号	平均根长/mm		发芽率/%		G_I/%
浸提液	处理编号	计算值	平均值	计算值	平均值	计算值	平均值
蒸馏水	1^#	24.5	22.9±6.92	100	100
	2^#	19.1		100
	3^#	25.2		100
发酵菌渣浸提液	4^#	16.3	15.3±4.36	100	100	71.09	66.87
	5^#	15.2		100		66.29
	6^#	14.5		100		63.24
陈化区槽式发酵谷糠浸提液	7^#	9.0	8.5±2.85	100	100	39.25	36.93
	8^#	7.3		100		31.84
	9^#	9.1		100		39.69
陈化区自然发酵谷糠浸提液	10^#	7.4	7.5±1.73	100	100	32.27	32.85
	11^#	8.2		100		35.76
	12^#	7.0		100		30.53

3 结果分析

3.1 发酵浸提液对萝卜种子发芽率的影响

由表 3可以看出：发酵菌渣浸提液对萝卜种子发芽率的影响不大，但对根系生长有一定的影响，相对蒸馏水的根系短33.19%；2个发酵谷糠浸提液对萝卜种子发芽率的影响也不大，但对根系的生长有较大的影响，根系明显偏短，相对蒸馏水的分别短62.88%和67.25%。

3.2 发酵浸提液对G_I的影响

按《商品有机肥料》(征求意见稿)，G_I应大于70%。由表 3可知：华强化工公司有机肥生产车间发酵菌渣浸提液的G_I为66.87%，可以评价为基本腐熟，但未达标，该浸提液对萝卜种子根系的生长还有一定影响，可能会对植物产生毒性；2个发酵谷糠浸提液的G_I分别为36.93%和32.85%，与标准指标有较大的差距，对萝卜种子根系的生长产生了一定的抑制作用，根系明显短小、瘦弱，且基本无根毛，可评价为腐熟不足，建议进行二次发酵，继续腐熟。

4 结语

采用G_I验证堆肥腐熟程度直观、可靠，可用在生产中检验堆肥腐熟程度。

ckwx 参考文献

山东省农业标准化技术委员会标准化分技术委员会. 堆肥生产有机肥料发芽指数测定技术规程: DB37/T 4135—2020[S/OL]. [2020-11-21]. https://www.zhuangpeitu.com/article/16561891.html.