葉文斌，樊 亮，王 瀚，王 昱，楊小錄

（1.隴南師范高等?？茖W(xué)校農(nóng)林技術(shù)學(xué)院，甘肅 成縣 742500；

2.隴南特色農(nóng)業(yè)生物資源研究開發(fā)中心，甘肅 成縣 742500；

3.甘肅省農(nóng)業(yè)固體廢棄物資源化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 天水 741000）

橄欖油加工液體廢棄物對(duì)武都紅芪種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響

葉文斌1，2，3，樊 亮1，王 瀚1，2，3，王 昱1，2，3，楊小錄1

（1.隴南師范高等專科學(xué)校農(nóng)林技術(shù)學(xué)院，甘肅 成縣 742500；

2.隴南特色農(nóng)業(yè)生物資源研究開發(fā)中心，甘肅 成縣 742500；

3.甘肅省農(nóng)業(yè)固體廢棄物資源化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 天水 741000）

以甘肅道地中藥材紅芪（Hedysarum polybotrys Hand.-Mazz.）為對(duì)象，通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，研究不同濃度的橄欖油加工液體廢棄物對(duì)紅芪種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)以及生理特性的影響，為探究橄欖油加工液體廢棄物污染對(duì)紅芪品質(zhì)的影響提供依據(jù)。結(jié)果表明，低濃度的橄欖油加工液體廢棄物能顯著促進(jìn)紅芪種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，橄欖油加工液體廢棄物濃度為20%時(shí)，萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)分別為94.25%、384.25，胚根長(zhǎng)和下胚軸長(zhǎng)分別為1.94、0.93 cm，苗高和根長(zhǎng)可達(dá)到5.28、2.96 cm。隨著濃度的升高，在橄欖油加工液體廢棄物濃度為70%時(shí)，種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)顯著降低，達(dá)到60.22%、254.11，幼苗生長(zhǎng)受阻，苗高和根長(zhǎng)可達(dá)到3.04、1.81 cm。葉片 O2-·產(chǎn)生速率和H2O2含量明顯增加，SOD、POD、CAT和APX活性先升后降，高濃度橄欖油加工液體廢棄物處理下GSH和AsA含量明顯降低，幼苗葉片中脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量隨廢棄物濃度升高而升高。

橄欖油加工液體廢棄物；武都紅芪；透調(diào)節(jié)物質(zhì)；活性氧代謝

油橄欖（Olea europaea L.）是世界著名的常綠喬木油料樹種，采摘的鮮果直接快速榨取的橄欖油含有多種生物活性物質(zhì)，具有促消化、預(yù)防心血管疾病和抗腫瘤等多種保健功能，是備受推崇的高級(jí)食用油［1-3］。我國(guó)從1956 年開始引種，主要分布于甘肅、四川以及云南西北部金沙江流域等地區(qū)［2］，在甘肅省隴南市是油橄欖最佳栽培區(qū)，目前隴南市油橄欖分布和種植及產(chǎn)量均居全國(guó)首位。目前在隴南市大量初榨橄欖油的加工過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的果渣和廢液，而廢棄物中含有大量的果渣油、多酚和萜類化合物等多種活性成分，這些加工廢棄物均未得到有效利用，造成極大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染［2-3］。隴南油橄欖經(jīng)磨漿和離心后主要形成三相，主要為橄欖油、廢液和廢渣，而廢液中的成分主要為水、酚類化合物、糖類、有機(jī)酸和礦物質(zhì)［2-3］等。Kokkora等［3-4］研究了施用橄欖油加工廢水對(duì)玉米產(chǎn)量和土壤特性的影響，結(jié)果顯示施用不同量的橄欖油加工廢水對(duì)土壤特性、玉米產(chǎn)量、籽粒水分和脂肪含量與施有機(jī)肥相似。也有學(xué)者將加工廢棄物當(dāng)有機(jī)肥料在橄欖園連續(xù)施肥8年，能顯著提高土壤中有機(jī)碳和腐殖質(zhì)的含量，提高土壤脫氫酶的活力，提高土壤使用性和生產(chǎn)能力［3，5］。

紅芪（Radix Xedysari）為豆科巖黃芪屬植物，是多序巖黃芪（Hedysarum polybotrys Hand.-Mazz.）的俗稱，根皮為紅棕色，因此得名［6］。甘肅武都其種植歷史悠久，品質(zhì)優(yōu)，種植面積大，一直作為甘肅的道地藥材，隴南市武都區(qū)是全國(guó)紅芪最大的種植、生產(chǎn)、加工和銷售基地之一。目前，有較多學(xué)者就紅芪化學(xué)成分及其藥理活性展開了大量研究，發(fā)現(xiàn)紅茂中含有較多的活性物質(zhì)如黃酮、皂昔、生物堿、氨基酸、有機(jī)酸、當(dāng)醇、多糖、微量元素等，且藥理作用廣泛，包括提高免疫能力、強(qiáng)心利尿、抗自由基、抗病毒等［7］。隨著甘肅隴南油橄欖種植面積不斷擴(kuò)大、產(chǎn)量不斷增加，橄欖油加工廢棄物的大量排放與資源浪費(fèi)。本試驗(yàn)用橄欖油加工液體廢棄物對(duì)甘肅道地中藥材紅芪種子進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)，研究不同濃度的橄欖油加工液體廢棄物對(duì)紅芪種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)以及生理特性的影響，為探究橄欖油加工液體廢棄物（Olive oil Processing Liquid Wastes，OPLW）對(duì)紅芪種子的萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)的機(jī)制影響，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)，也為大田科學(xué)種植與栽培紅芪，提高產(chǎn)量和品質(zhì)，具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

紅芪種子購自甘肅省隴南市武都區(qū)農(nóng)技推廣中心，橄欖油加工液體廢棄物由隴南市武都區(qū)油橄欖中心初榨車間提供，出油率為10%，橄欖油加工固體廢棄物（果渣）20%，橄欖油加工液體廢棄物（果汁）70%。用70%的橄欖油加工液體廢棄物（OPLW）和蒸餾水配制成70%、50%、30%、20%、10%的培養(yǎng)液。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子萌發(fā)測(cè)定 用流水清洗紅芪種子去除表面雜質(zhì)，再用蒸餾水沖洗3次，用0.1% HgCl2浸泡消毒殺菌8 min，用蒸餾水沖洗3次，用蒸餾水在黑暗處浸種4 h后吸干種子表面的水分，備用。參照葉文斌等［8-12］的方法，在直徑12 cm培養(yǎng)皿中墊2層高溫滅菌濾紙，分別準(zhǔn)確加入10%、20%、30%、50%、70%橄欖油加工液體廢棄物培養(yǎng)液各5 mL，浸濕濾紙后，均勻點(diǎn)播經(jīng)消毒殺菌并浸種的紅芪種子50粒，重復(fù)5次，以蒸餾水培養(yǎng)為對(duì)照，置入25℃光照培養(yǎng)箱中，每天光照12 h，光照強(qiáng)度為12 000 lx，3 d后開始記錄萌發(fā)數(shù)目，同時(shí)計(jì)算種子的萌發(fā)率、萌發(fā)指數(shù)并測(cè)定紅芪萌發(fā)后初生胚根及下胚軸的長(zhǎng)度［8-12］，種子萌發(fā)率和種子萌發(fā)指數(shù)計(jì)算參照Leather GR和Einhellig FA［13］的方法。

1.2.2 幼苗生長(zhǎng)測(cè)定 參照葉文斌等［8-12］的方法，在250 mL小燒杯底部鋪兩層高溫滅菌的濾紙，以消毒和高溫滅菌的沙作為培養(yǎng)基質(zhì)，將蒸餾水浸種萌發(fā)后15 d的紅芪幼苗移栽至燒杯，每杯移栽培養(yǎng)25株幼苗，分別加入2 mL 10%、20%、30%、50%、70%橄欖油加工液體廢棄物培養(yǎng)液，以蒸餾水為對(duì)照，5次重復(fù)，每隔24 h補(bǔ)以不同濃度橄欖油加工液體廢棄物培養(yǎng)液和蒸餾水1次，每次2 mL，用保鮮膜將燒杯封口，以防止水分蒸發(fā)和不同處理間的相互影響。將燒杯置于恒溫25℃、光照強(qiáng)度為12 000 lx，12 h/d的光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，15 d后用直尺測(cè)定受體作物幼苗的根長(zhǎng)、苗高，將根與苗分開，用“排水法［8］”測(cè)定根的體積后，置于105℃烘箱中殺青30 min，75℃烘至恒重，稱其每25株的苗干質(zhì)量和根干質(zhì)量。

1.2.3 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和抗氧化系統(tǒng)活性的測(cè)定 在培養(yǎng)箱培養(yǎng)30 d后，隨機(jī)取用10%、20%、30%、50%、70%橄欖油加工液體廢棄物培養(yǎng)液和對(duì)照組培養(yǎng)健康生長(zhǎng)的紅芪幼苗，剪取紅芪幼苗植株頂部第2、3 片全展葉，測(cè)定可溶性糖含量、游離脯氨酸的含量和丙二醛（MDA）含量［8，13-14］；依據(jù)文獻(xiàn)［15-16］測(cè)定超氧陰離子O2-·產(chǎn)生速率和H2O2含量；超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）和抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性及谷胱甘肽（GSH）和抗壞血酸（AsA）含量的測(cè)定參照文獻(xiàn)［14］。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)用SPSS17.0軟件統(tǒng)計(jì)分析，用單因素方差分析結(jié)合多重比較進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 橄欖油加工液體廢棄物對(duì)紅芪種子萌發(fā)的影響

由圖1可知，當(dāng)橄欖油加工液體廢棄物處理的濃度逐漸升高時(shí)，紅芪種子的萌發(fā)率、萌發(fā)指數(shù)、初生胚根長(zhǎng)和下胚軸長(zhǎng)都呈先升高后逐漸降低的趨勢(shì)。當(dāng)橄欖油加工液體廢棄物添加濃度在10%～30%時(shí)，紅芪種子的萌發(fā)率、萌發(fā)指數(shù)、初生胚根長(zhǎng)和下胚軸長(zhǎng)與對(duì)照相比明顯升高，其中濃度為10%～20%處理與對(duì)照差異顯著，30%處理與對(duì)照無顯著差異；當(dāng)橄欖油加工液體廢棄物處理濃度在50%～70%時(shí)，紅芪種子的萌發(fā)率、萌發(fā)指數(shù)和初生胚根長(zhǎng)都有不同程度降低，其中，50%處理與對(duì)照無顯著差異，70%處理與對(duì)照差異顯著，表明低濃度的橄欖油加工液體廢棄物處理能有效促進(jìn)紅芪種子的萌發(fā)和初生生長(zhǎng)。

圖1 不同橄欖油加工液體廢棄物濃度下紅芪種子萌發(fā)情況

2.2 橄欖油加工液體廢棄物對(duì)紅芪幼苗生長(zhǎng)的影響

由圖2可知，紅芪幼苗的根長(zhǎng)、苗高、根體積、根干質(zhì)量和苗干質(zhì)量在橄欖油加工液體廢棄物處理下，隨著處理濃度升高，紅芪幼苗生長(zhǎng)所有檢測(cè)指標(biāo)在10%～30%濃度處理下為促進(jìn)作用，其中，濃度為10%、20%處理與對(duì)照差異顯著，30%處理與對(duì)照無顯著差異；濃度50%～70%處理為抑制作用，均與對(duì)照差異顯著。說明低濃度橄欖油加工液體廢棄物能促進(jìn)紅芪幼苗生長(zhǎng)和生物量積累，而高濃度會(huì)抑制紅芪幼苗生長(zhǎng)，降低物量積累。

圖2 不同橄欖油加工液體廢棄物濃度下紅芪幼苗生長(zhǎng)情況

2.3 橄欖油加工液體廢棄物對(duì)紅芪幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、H2O2含量和O2-·產(chǎn)生速率的影響

從圖3可以看出，在橄欖油加工液體廢棄物處理下，紅芪幼苗體內(nèi)可溶性糖、丙二醛、游離脯氨酸、H2O2含量和O2-·產(chǎn)生速率在10%時(shí)均最低，與對(duì)照差異顯著，在20%～30%濃度處理下與對(duì)照相比均有所升高，差異不顯著。當(dāng)紅芪在橄欖油加工液體廢棄物濃度為50%～70%時(shí)，體內(nèi)可溶性糖、丙二醛、游離脯氨酸、H2O2含量和O2-·產(chǎn)生速率急劇升高，與對(duì)照差異顯著，說明高濃度的橄欖油加工液體廢棄物處理會(huì)刺激紅芪幼苗產(chǎn)生較多的可溶性糖、丙二醛、脯氨酸和H2O2含量的積累，促使紅芪幼苗釋放過量的O2-·。表明低濃度橄欖油加工液體廢棄物可以降低紅芪幼苗中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累，清除產(chǎn)生多余的H2O和過量的O2-·，而過高濃度的橄欖油加工液體廢棄物對(duì)紅芪的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，對(duì)紅芪幼苗生物量的積累發(fā)生了不利影響，最終限制紅芪幼苗生長(zhǎng)。

圖3 不同橄欖油加工液體廢棄物濃度下紅芪幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、H2O2含量和O2-·產(chǎn)生速率

2.4 橄欖油加工液體廢棄物對(duì)紅芪幼苗中抗氧化酶活性及GSH和AsA含量的影響

由圖4可知，隨著橄欖油加工液體廢棄物濃度的增加，SOD、POD、CAT和APX活性以及AsA 含量和GSH含量均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)，在濃度為10%～20%時(shí)紅芪幼苗中4種酶的活性和AsA 含量表現(xiàn)出明顯的應(yīng)激升高現(xiàn)象，濃度為10%時(shí)與對(duì)照差異顯著，濃度20%時(shí)與對(duì)照無顯著差異，而GSH含量在濃度為10%～20%時(shí)與對(duì)照無顯著差異，在30%～70%濃度下紅芪幼苗中4種酶的活性及AsA 含量和GSH含量均表現(xiàn)出急劇降低的趨勢(shì)。其中，濃度30%處理與對(duì)照無顯著差異，濃度為50%～70%處理與對(duì)照相比下降差異顯著。說明低濃度橄欖油加工液體廢棄物能促進(jìn)紅芪幼苗中4種保護(hù)酶的活性和提高AsA與GSH含量，促進(jìn)紅芪幼苗的生長(zhǎng)和發(fā)育，而高濃度則會(huì)對(duì)紅芪幼苗中4種保護(hù)酶活性和AsA與GSH含量產(chǎn)生抑制效應(yīng)，降低紅芪幼苗的生理代謝活動(dòng)和幼苗的活力，從而抑制紅芪幼苗生長(zhǎng)。

圖4 不同橄欖油加工液體廢棄物濃度下紅芪幼苗中抗氧化酶活性及GSH和AsA含量

3 結(jié)論與討論

劉娜［3］研究指出，橄欖油加工液體廢棄物中富含的橄欖多酚、萜類化合物，如齊墩果酸、熊果酸和山楂酸等，Zbakh等［17］提出從橄欖油加工廢水中生產(chǎn)功能飲料的開發(fā)思路。由此可見，橄欖油加工液體廢棄物含有很多生物活性物質(zhì)。本研究結(jié)果表明，不同濃度橄欖油加工液體廢棄物對(duì)紅芪種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)以及生理特性的影響效果不同，低濃度的橄欖油加工液體廢棄物可顯著促進(jìn)紅芪種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。隨著欖油加工液體廢棄物濃度的升高，紅芪幼苗葉片中 O2-·產(chǎn)生速率和H2O2含量明顯增加，SOD、POD、CAT和APX活性先升后降，高濃度橄欖油加工液體廢棄物處理下GSH和AsA含量明顯降低，幼苗葉片中脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量隨廢棄物濃度升高而升高。種子在萌發(fā)過程中發(fā)生著非常復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，由于低濃度的橄欖油加工液體廢棄中含有少量橄欖多酚、萜類化合物，如齊墩果酸、熊果酸和山楂酸等多種生物活性物質(zhì)，對(duì)紅芪種子的萌發(fā)過程中起到了促進(jìn)作用，可能是由于存在的多種生物活性物質(zhì)結(jié)合到種子參與萌發(fā)和初生生長(zhǎng)的多種酶上產(chǎn)生的復(fù)合作用，同時(shí)促進(jìn)植物細(xì)胞的分離，加快初生生長(zhǎng)。隨著欖油加工液體廢棄物濃度的升高，其含有的多種生物活性物質(zhì)含量也逐漸增加，在50%～70%濃度下種子萌發(fā)率顯著降低，幼苗生長(zhǎng)受阻，這可能與多種生物活性物質(zhì)對(duì)紅芪種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生了拮抗作用有關(guān)。

通常以糖含量作為重要指標(biāo)來評(píng)價(jià)植物體內(nèi)的碳素營(yíng)養(yǎng)狀況，植物為了適應(yīng)逆境條件，會(huì)主動(dòng)積累一些可溶性糖，降低滲透勢(shì)，以適應(yīng)外界環(huán)境條件的變化［8-9］，紅芪幼苗體內(nèi)由抗氧化酶和還原性小分子物質(zhì)如AsA、GSH 等組成的抗氧化系統(tǒng)在減輕高濃度欖油加工液體廢棄脅迫傷害中發(fā)揮著重要作用，共同保護(hù)紅芪免受活性氧傷害。當(dāng)欖油加工液體廢棄物濃度較低時(shí)，可促使紅芪幼苗主動(dòng)積累一些可溶性糖來解決外界的刺激，從而打開良性的生理生長(zhǎng)機(jī)制，促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)，當(dāng)欖油加工液體廢棄物濃度較高時(shí)刺激產(chǎn)生的可溶性糖量太大，對(duì)紅芪的正常生長(zhǎng)產(chǎn)生很大負(fù)作用，同時(shí)讓紅芪幼苗產(chǎn)生一系列的生理反應(yīng)，使紅芪幼苗葉片中O2-·產(chǎn)生速率、H2O2含量明顯增加，幼苗中脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量升高，GSH和 AsA含量也明顯降低。當(dāng)紅芪幼苗在高濃度欖油加工液體廢棄物逆境下，紅芪幼苗中細(xì)胞發(fā)生膜脂過氧化作用，產(chǎn)生大量丙二醛，同時(shí)刺激細(xì)胞膜透性改變，破壞細(xì)胞壁上纖維素分子間的橋鍵，抑制蛋白質(zhì)合成；在逆境條件下，植物體內(nèi)脯氨酸的含量顯著增加，其體內(nèi)脯氨酸含量在一定程度上反映植物的抗逆性，同時(shí)積累的脯氨酸量也反映植物受到傷害的程度［8-11］，所以在高濃度時(shí)欖油加工液體廢棄物對(duì)紅芪幼苗產(chǎn)生了巨大傷害。游離脯氨酸含量升高，可能造成紅芪體內(nèi)SOD、POD、CAT和APX活性比例不平衡，引起生理生化過程紊亂，破壞膜的功能和抑制紅芪植物的SOD、POD、CAT和APX活性，導(dǎo)致體內(nèi)活性氧增多，O2-·產(chǎn)生速率和H2O2含量升高，使紅芪不能有效清除受體內(nèi)產(chǎn)生的自由基，體內(nèi)GSH和AsA含量也降低明顯，不能及時(shí)清除產(chǎn)生的多余H2O2，使其內(nèi)部O2-·的增加大于4種保護(hù)性酶清除O2-·的速度，導(dǎo)致體內(nèi)活性氧大量積累，從而破壞膜的結(jié)構(gòu)并最終導(dǎo)致紅芪幼苗的傷害［8-11］。

本試驗(yàn)研究了橄欖油加工液體廢棄物對(duì)甘肅道地中藥材紅芪種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)以及生理特性的影響，為橄欖油加工液體廢棄物直接排放大田到土壤中的適宜濃度提供理論依據(jù)，對(duì)高濃度的橄欖油加工液體廢棄物排放對(duì)紅芪生長(zhǎng)的影響行為進(jìn)行研究，對(duì)干預(yù)這種污染條件下種植與栽培紅芪具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義，同時(shí)對(duì)橄欖油加工液體廢棄物科學(xué)、綜合地再利用具有重要經(jīng)濟(jì)意義。

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（責(zé)任編輯 白雪娜）

Effects of olive oil processing liquid wastes on seed germination and seedling physioloyical characteristics of Radix Xedysari of Gansu

YE Wen-bin1，2，3，F(xiàn)AN Liang1，WANG Han1，2，3，WANG Yu1，2，3，YANG Xiao-lu1
（1.School of Agriculture and Forestry Technology，Longnan Teachers College，Chengxian 742500，China；
2.Center for Research & Development of Longnan Characteristic Agro-bioresources，Chengxian 742500，China；
3.Gansu Key Laboratory for Utilization of Agricultural Solid Waste Resources，Tianshui 741000，China）

A sand culture experiment was conducted to study the effects of different concentrations of olive oil processing liquid wastes on germination and seedling growth，osmotica accumulation and active oxygen metabolism of Radix Xedysari of Gansu authentic Chinese herbal medicine. The results showed that low concentration of olive oil processing liquid wastes stress made the seeds germination and seedling growth increased significantly，when the olive oil processing liquid wastes concentration was 20%，the germination rate and germination index were 94.25% and 384.25，embryonic root length and hypocotyl length were 1.94 cm and 0.93 cm，seedling height and root length can reach 5.28 cm and 2.96 cm.With the concentration of 70%，the seed germination rate and germination index significantly decreased，the seed germination rate and germination index significantly reduced，reached 60.22% and 254.11，and the germination percentage decreased significantly，and seedling growth wasrestricted，reached 3.04 cm and 1.81 cm，the leaf O2-·production rate and H2O2content increased dramatically，the activities of superoxide dismutase，peroxidase，catalase and ascorbate peroxidase decreased after an initial increase. The contents of glutathione and ascorbic acid in leaf decreased markedly. The leaf proline，soluble sugar and malonaldehyde contents had a significant increase with the increasing concentration of olive oil processing liquid wastes.

olive oil processing liquid wastes； Radix Xedysari；osmotica；active oxygen metabolism

Q945；S567.5+3

A

1004-874X（2017）01-0030-06

2016-11-28

甘肅省自然科學(xué)基金 (1107RJZK243)；甘肅省高等學(xué)?？蒲许?xiàng)目 （2015B-148）

葉文斌（1982-），男，碩士，講師，E-mail：yewenbinbest@sohu.com

葉文斌，樊亮，王瀚，等. 橄欖油加工液體廢棄物對(duì)武都紅芪種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，44（1）：30-35.