(隴南師范高等專科學(xué)校 農(nóng)林技術(shù)學(xué)院；隴南特色農(nóng)業(yè)生物資源研究開(kāi)發(fā)中心；甘肅省高等學(xué)校農(nóng)村電商人才培養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 甘肅 成縣 742500)

油橄欖(OleaeuropaeaL.)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[1-5]。甘肅省隴南市油橄欖分布和種植面積及產(chǎn)量均居全國(guó)首位[4-5]。但在橄欖油加工過(guò)程中也產(chǎn)生了大量的果渣和廢液，造成了極大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染[2-4]。甘肅紋黨[Codonopisispilosula(Franch.)Nannf.]是我國(guó)傳統(tǒng)名貴中藥材，紋黨在甘肅隴南市種植面積和規(guī)模較大，隴南文縣已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)重要的紋黨種植、加工和銷(xiāo)售基地[6-8]。隨著隴南油橄欖產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；蛧?guó)際化，所產(chǎn)生的廢液數(shù)量也與日俱增，對(duì)廢液最直接的利用方式就是直接或經(jīng)過(guò)預(yù)處理之后用作有機(jī)肥料，這些廢液所含有的混合物酸性較強(qiáng)，對(duì)土壤的微生物種群和酸堿度產(chǎn)生了較大的影響。所以對(duì)橄欖油加工廢棄液進(jìn)行堿化處理，調(diào)節(jié)和處理土壤的酸堿平衡，來(lái)提高橄欖園土壤的有機(jī)碳和腐殖質(zhì)的含量，是目前解決污染的方案之一。

本試驗(yàn)用堿來(lái)處理橄欖油加工廢棄液，對(duì)甘肅紋黨種子進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，采用不同濃度橄欖油加工廢棄液和不同濃度碳酸鈉對(duì)應(yīng)處理紋黨種子，研究各處理對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)以及生理特性的影響。同時(shí)改善土壤的可使用性和生產(chǎn)能力，為廢液的再利用和排放提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與培養(yǎng)液的配制

紋黨種子購(gòu)自甘肅省隴南市文縣種子公司，橄欖油加工廢棄液由隴南市武都區(qū)油橄欖中心初榨車(chē)間提供，用70%的橄欖油加工廢棄液(OPLW)和蒸餾水配制成70%、50%、40%、30%、20%和10%的培養(yǎng)液[4-5]；碳酸鈉分析純配制成0.005%、0.01%、0.05%和0.10%的堿液。

1.2 種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)

參照葉文斌等[6-12]的方法，以濾紙作為培養(yǎng)基質(zhì)，培養(yǎng)皿內(nèi)均勻點(diǎn)播消毒后的紋黨種子100粒，分別加入2.5 mL各濃度的橄欖油加工廢棄液與2.5 mL各濃度Na2CO3溶液進(jìn)行培養(yǎng)，重復(fù)5次，以蒸餾水培養(yǎng)為對(duì)照(ck)，置入25 ℃的光照培養(yǎng)箱中，暗培養(yǎng)3 d后開(kāi)始記錄萌發(fā)數(shù)目、萌發(fā)率并測(cè)定初生胚根及下胚軸的長(zhǎng)度。

1.3 幼苗生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)

參照葉文斌等[6-12]的方法，以沙作為培養(yǎng)基質(zhì)，用花盆培養(yǎng)，每盆移栽萌發(fā)后的紋黨幼苗25株，5次重復(fù)，按1.2中兩者組合的方法加入25 mL各濃度橄欖油加工廢棄液與25 mL各濃度Na2CO3溶液，以蒸餾水為對(duì)照，定時(shí)補(bǔ)以2種培養(yǎng)液和蒸餾水，每隔1 d補(bǔ)以25 mL培養(yǎng)液和蒸餾水1次，將花盆置于恒溫25 ℃、光照12 h/d 550 lx ，濕度75%的智能溫室培養(yǎng)[6-9]。第15天測(cè)定紋黨幼苗的根長(zhǎng)、苗高，將根與苗分開(kāi)，用排水法[6]測(cè)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，稱其每25株的苗干質(zhì)量和根干質(zhì)量[9-12]。

表1 OPLW和Na2CO3對(duì)紋黨種子萌發(fā)的交叉脅迫

Na2CO3濃度(m/v%)OPLW濃度(v/v%)萌發(fā)率(%)萌發(fā)指數(shù)(I)胚根長(zhǎng)(cm)下胚軸長(zhǎng)(cm)ck(0)94.49±1.32a370.97±6.56a1.09±0.02a0.83±0.05a1094.52±1.35a375.48±5.92a1.11±0.03a0.88±0.03a2093.15±0.61b349.49±2.15b1.07±0.02a0.79±0.01ack(0)3090.02±1.81c329.18±7.12c0.91±0.06b0.68±0.04b4072.19±0.65d314.55±3.96c0.86±0.05b0.59±0.07c5054.27±0.97e298.09±2.17d0.43±0.02c0.39±0.04d7039.15±0.15f186.36±3.05e0.36±0.05d0.27±0.05eck(0)94.76±2.22b379.43±9.02b1.09±0.05b0.89±0.04a1096.82±1.12a382.67±4.13a1.12±0.12a0.88±0.06a2094.34±1.06b374.30±6.02b1.10±0.62b0.82±0.07b0.0053092.92±2.52c355.07±5.91c1.04±0.54b0.74±0.04c4081.45±2.39d329.19±4.17d0.91±0.72c0.68±0.07d5068.11±1.82e319.19±3.52e0.69±0.12d0.54±0.07e7055.20±2.87f279.86±3.95f0.56±0.03e0.47±0.05eck(0)94.84±1.56b375.70±6.42b1.07±0.62b0.81±0.03b1095.67±0.71a377.17±6.44b1.09±0.31b0.83±0.03b2096.28±0.39a388.34±7.17b1.12±0.40a0.87±0.07a0.013097.29±0.32a398.71±8.10a1.17±0.24a0.91±0.04a4083.19±0.46b328.41±6.73c0.99±0.19b0.77±0.01c5066.63±0.17c299.14±8.12d0.72±0.23c0.69±0.07c7059.75±0.45d286.31±3.44d0.67±0.05c0.56±0.05dck(0)85.43±0.43b338.78±4.49b0.85±0.04b0.75±0.04a1091.22±0.55a355.03±5.41a0.91±0.05a0.77±0.01a2067.38±0.75c295.45±2.47c0.72±0.01c0.62±0.03b0.053051.13±0.15d196.81±2.15d0.61±0.02d0.43±0.05c4041.31±0.23e123.21±1.95e0.37±0.03e0.33±0.01d5033.75±0.14f65.72±1.26f0.29±0.04f0.27±0.01e7031.45±0.19f45.59±1.13g0.21±0.01f0.21±0.01eck(0)72.24±2.11c311.45±4.42b0.72±0.02c0.54±0.05a1086.07±1.45b332.23±3.21b0.80±0.01c0.67±0.02b2053.10±2.33d253.28±2.99c0.65±0.02d0.41±0.02c0.103031.49±1.12e147.74±2.74d0.42±0.03e0.29±0.02e4022.56±0.91g54.19±1.17f0.29±0.02f0.21±0.02e5019.29±0.33h42.11±0.42f0.18±0.04g0.16±0.02f7016.27±0.25h38.33±0.26f0.14±0.00g0.11±0.01f

1.4 生理生化指標(biāo)的測(cè)定

在智能溫室培養(yǎng)第30天后取健康生長(zhǎng)的紋黨幼苗植株頂部第2、3 片全展葉[11-12]，測(cè)定可溶性糖含量、游離脯氨酸的含量和丙二醛(MDA)含量[14-17]；依據(jù)文獻(xiàn)測(cè)定超氧陰離子O2-·產(chǎn)生速率[14]和H2O2[17]含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 橄欖油加工廢棄液和碳酸鈉交叉脅迫對(duì)紋黨種子萌發(fā)的影響

橄欖油加工廢棄液在沒(méi)有堿化處理的情況下，隨著濃度的升高，紋黨種子萌發(fā)后胚根和下胚軸生長(zhǎng)受到了不同程度的抑制，濃度越高抑制程度越嚴(yán)重(見(jiàn)表1)。在0.005%碳酸鈉和10%橄欖油加工廢棄液交叉脅迫后，對(duì)紋黨種子萌發(fā)和胚根的生長(zhǎng)起到了較好的促進(jìn)作用，與對(duì)照(0.005% Na2CO3～0%OPLW)相比具有顯著差異(p<0.05)。隨著碳酸鈉濃度的升高，在0.01%碳酸鈉處理下，經(jīng)10%～30%橄欖油加工廢棄液交叉脅迫后，對(duì)紋黨種子萌發(fā)和胚根的生長(zhǎng)與對(duì)照(0.005% Na2CO3～0%OPLW)相比起到了顯著的促進(jìn)作用(p<0.05)。在0.05%和0.1%碳酸鈉處理下，經(jīng)10%橄欖油加工廢棄液交叉脅迫后，對(duì)紋黨種子萌發(fā)和胚根的生長(zhǎng)與對(duì)照相比(0.005% Na2CO3～0%OPLW和0.01% Na2CO3～0%OPLW)仍具有一定的促進(jìn)作用外，其他濃度的堿化橄欖油加工廢棄液與對(duì)照相比對(duì)紋黨種子萌發(fā)和胚根的生長(zhǎng)起到了顯著的抑制作用(p<0.05)。

2.2 橄欖油加工廢棄液和碳酸鈉交叉脅迫對(duì)紋黨幼苗生長(zhǎng)的影響

橄欖油加工廢棄液在沒(méi)有堿化處理的情況下，隨著濃度的升高，紋黨幼苗生長(zhǎng)和生物量的積累受到不同程度的抑制，濃度越高抑制程度越嚴(yán)重(見(jiàn)表2)。在0.05%和0.01%碳酸鈉處理下，10%～30%橄欖油加工廢棄液與之混合，對(duì)紋黨幼苗生長(zhǎng)的交叉脅迫和生物量積累都顯著高于對(duì)照(0.005%Na2CO3～0%OPLW和0.01%NaM2CO3～0%OPLW)(p<0.05)，0.01%碳酸鈉和30%橄欖油加工廢棄液交叉脅迫后，對(duì)紋黨幼苗根長(zhǎng)、苗高、根體積、苗干重和根干重都具有顯著的促進(jìn)作用，與對(duì)照(0.01%Na2CO3～30%OPLW)相比具有顯著差異(p<0.05)。在0.05%碳酸鈉處理下，和10%橄欖油加工廢棄液交叉脅迫后，紋黨幼苗生長(zhǎng)和生物量的積累都稍高于對(duì)照(0.05% Na2CO3～0%OPLW)，但兩者相比無(wú)顯著差異(p>0.05)。在0.10%碳酸鈉處理下，與之相交叉的橄欖油加工廢棄液在10%～70%的濃度下對(duì)紋黨幼苗生長(zhǎng)和生物量的積累均產(chǎn)生了明顯的抑制(p<0.05)。

表2 OPLW和Na2CO3對(duì)紋黨幼苗生長(zhǎng)的交叉脅迫

Na2CO3濃度(m/v%)OPLW濃度(v/v%)根長(zhǎng)(cm)苗高(cm)根體積(ml)根干重(g)苗干重(g)ck(0)2.80±0.12a5.01±0.62b1.55±0.06b0.24±0.01b1.82±0.17a102.83±0.17a5.28±0.37a1.64±0.05a0.27±0.03a1.88±0.15a202.41±0.13b4.07±0.19c1.21±0.02c0.23±0.01b1.67±0.17bck(0)302.13±0.22c2.56±0.07d0.82±0.05d0.20±0.04b1.57±0.08b401.68±0.23d2.21±0.14e0.70±0.07e0.12±0.01c1.24±0.13c501.40±0.09e2.03±0.22f0.61±0.05f0.10±0.01c1.21±0.02c701.24±0.07f1.63±0.17g0.42±0.05g0.08±0.01c1.01±0.02dck(0)2.82±0.52a5.17±1.11b1.58±0.32b0.25±0.11a1.84±0.09b102.85±1.02a5.30±1.42a1.65±0.42a0.26±0.02a1.95±0.05a202.87±0.72a5.26±1.17a1.67±0.27a0.27±0.05a1.97±0.02a0.005302.89±0.22a4.29±0.82c1.66±0.16a0.28±0.04a1.99±0.06a402.03±0.62b3.85±0.82d1.43±0.62c0.21±0.02a1.79±0.01b501.55±0.14c2.11±0.19e0.73±0.22d0.15±0.01b1.35±0.34c701.35±0.11d2.01±0.14e0.63±0.10d0.12±0.05b1.29±0.40dck(0)2.85±0.72b5.20±0.12b1.62±0.14b0.26±0.02a1.88±0.13b102.88±0.61b5.33±1.02b1.65±0.07b0.28±0.07a1.95±0.06a202.91±0.18a5.36±0.72a1.71±0.15b0.27±0.02a1.99±0.10a0.01302.99±0.24a5.89±0.12a1.96±0.09a0.29±0.10a2.04±0.19a402.43±0.15c4.45±0.82c1.53±0.17c0.21±0.11b1.79±0.18b501.75±0.19d2.18±0.52d0.93±0.32d0.17±0.09c1.55±0.09c701.45±0.15e2.10±0.29d0.68±0.22e0.13±0.04c1.32±0.32dck(0)2.81±0.36a5.11±0.72a1.56±0.52a0.23±0.02a1.70±0.22a102.82±0.74a5.23±1.12a1.53±0.13a0.22±0.03a1.69±0.34a202.50±0.22b4.00±0.32b1.27±0.07b0.20±0.06a1.54±0.47b0.05302.24±0.17c3.46±0.52c1.10±0.02c0.17±0.01b1.41±0.13b401.71±0.56d3.24±0.92c0.75±0.02d0.14±0.02b1.26±0.05c501.09±0.19e2.04±0.15d0.61±0.04e0.11±0.01b1.16±0.05d700.89±0.15f1.74±0.11e0.41±0.02f0.09±0.01c1.12±0.02dck(0)2.76±0.36a4.81±0.42a1.43±0.42a0.20±0.02a1.71±0.22a102.36±0.52b4.33±0.37b1.31±0.24a0.16±0.04a1.55±0.17b202.27±0.21c3.67±0.71b1.01±0.06b0.14±0.02a1.47±0.02b0.10302.06±0.14c2.27±0.16c0.72±0.12c0.11±0.03b1.38±0.09b401.55±0.06d1.94±0.29c0.48±0.06d0.07±0.01c1.02±0.04c501.02±0.05e1.84±0.06c0.36±0.07d0.05±0.02c0.83±0.03c700.82±0.02f1.44±0.06d0.24±0.07e0.04±0.01c0.56±0.01d

2.3 橄欖油加工廢棄液和碳酸鈉交叉脅迫對(duì)紋黨幼苗生理指標(biāo)的影響

橄欖油加工廢棄液和碳酸鈉交叉脅迫對(duì)紋黨幼苗中生理指標(biāo)的影響見(jiàn)表3，10%的橄欖油加工廢棄液處理下，紋黨幼苗中可溶性糖、丙二醛、游離脯氨酸、H2O2含量和O2-·產(chǎn)生速率都有明顯的降低趨勢(shì)，而在50%～70%的橄欖油加工廢棄液處理下，紋黨幼苗中可溶性糖、丙二醛、游離脯氨酸、H2O2含量和O2-·產(chǎn)生速率都呈逐漸升高的趨勢(shì)。0.01%碳酸鈉與30%橄欖油加工廢棄液交叉脅迫后，紋黨幼苗中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、H2O2含量和O2-·產(chǎn)生速率降低最為明顯，40%～70%橄欖油加工廢棄液交叉脅迫后，紋黨幼苗中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、H2O2含量和O2-·產(chǎn)生速率都明顯高于對(duì)照(0.005% Na2CO3～0%OPLW和0.01% Na2CO3～0%OPLW)(p<0.05)；在0.10%碳酸鈉處理下，與不同濃度相交叉的橄欖油加工廢棄液在10%～70%的濃度下對(duì)紋黨幼苗中可溶性糖、丙二醛、游離脯氨酸、H2O2含量和O2-·產(chǎn)生速率均有明顯的增高(p<0.05)。

表3 OPLW和Na2CO3對(duì)紋黨幼苗生理指標(biāo)的交叉脅迫

Na2CO3濃度(m/v %)OPLW濃度(v/v %)可溶性糖(μmol/g)丙二醛(μmol/g)游離脯氨酸(μg/g)O2-·產(chǎn)生速率( nmol/g·min)H2O2含量(μmol/g)ck(0)10.40±0.26c10.24±0.91d158.56±2.72e3.63±0.12d10.14±1.08e1010.37±0.34c10.32±0.44c103.64±2.13f3.35±0.08e8.91±0.90f2010.41±0.42c10.46±0.73c189.10±2.16d4.89±0.42c13.69±0.63dck(0)3010.56±0.19b11.12±0.54b220.23±2.42c5.10±0.65c18.63±1.12c4010.95±0.47b11.29±0.57b236.96±3.02b8.89±0.31b24.25±2.13b5012.09±0.73a12.49±0.02a241.12±1.98a9.26±1.15a33.52±2.22a7023.33±0.93a23.02±2.17a244.59±2.28a10.44±2.25a35.02±3.20ack(0)10.46±1.13c10.34±1.25c195.96±2.23c4.76±0.29d14.74±0.39c1010.38±1.15d10.26±0.93d179.66±2.43d3.90±0.24e11.01±0.42d2010.34±0.84e10.21±0.37e114.59±2.89e3.29±0.09f10.09±0.09e0.0053010.32±0.70e10.19±0.45e105.91±2.76f3.19±0.47g9.26±0.44e4010.75±0.43b10.77±0.67b197.64±2.46c5.09±1.02c12.85±0.76c5011.12±1.04b11.60±0.83b217.35±3.14b7.73±0.52b25.41±0.94b7021.27±0.99a21.76±0.84a224.03±3.55a8.84±0.89a28.49±1.43ack(0)10.50±1.73d10.43±0.35c210.33±3.13a5.34±0.12c15.14±2.19c1010.29±0.99e10.20±0.76d161.21±2.74b3.27±0.24e10.16±2.84e2010.20±1.45e10.09±0.56e108.74±3.25d3.13±0.18e9.79±0.19f0.01309.53±0.33f9.84±0.13f94.19±0.77f2.83±0.61f9.63±0.23g4010.90±0.67c10.04±0.34e105.76±1.27e4.89±0.45d11.43±0.41d5011.19±0.93b11.12±0.59b130.43±0.81c7.66±0.72b22.63±2.85b7014.33±1.43a16.83±2.09a156.49±0.28b8.37±0.58a25.54±2.33ack(0)11.42±0.89d10.63±1.09d224.54±4.21b5.46±0.75d17.04±0.55d1010.47±0.41f10.37±0.21e171.37±3.15d3.75±0.38k13.19±0.13e2010.39±0.39e10.22±0.23e117.51±1.66f4.13±0.23f13.27±0.19e0.053010.29±0.21f10.12±0.17f112.31±2.41f3.81±0.27f13.21±1.58e4012.98±1.19c11.17±2.02c126.96±1.26e6.49±0.36c20.18±2.05c5013.42±1.25b13.94±0.15b201.44±2.27c8.26±0.27b25.39±3.17b7016.38±1.57a18.24±1.15a231.16±2.29a9.13±0.71a26.12±3.64ack(0)12.39±1.28e12.35±2.08e244.66±2.29i6.18±0.57k18.67±0.97d1011.95±1.35d12.27±1.88i198.39±2.29i4.83±0.26k14.94±2.01d2012.67±2.25c12.05±2.12h183.24±2.29f4.62±0.24h14.72±1.28c0.103012.15±1.14b11.77±1.11f170.71±2.29d4.39±0.17f13.86±1.17c4013.34±1.97b12.14±1.54d219.76±2.29b7.18±0.82c27.38±2.47b5014.14±1.05a15.54±1.78a223.52±2.29a8.67±0.77a31.45±2.45a7018.89±1.33a19.04±2.58a253.58±2.29a9.85±0.23a37.35±3.77a

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，30%橄欖油加工廢棄液和0.05%的碳酸鈉堿化處理能明顯促進(jìn)紋黨種子的萌發(fā)，刺激幼苗生長(zhǎng)，說(shuō)明此組合是最佳配比。其他橄欖油加工廢棄液和碳酸鈉堿化處理都隨著濃度的升高，紋黨種子萌發(fā)率明顯降低，幼苗葉片H2O2含量增加明顯，O2-·產(chǎn)生速率加快，幼苗葉滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)(脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量)也顯著升高。而高濃度碳酸鈉堿處理橄欖油加工液體廢棄物后，抑制了植物的生長(zhǎng)和發(fā)育能力。

植物為了適應(yīng)逆境條件會(huì)主動(dòng)積累可溶性糖，來(lái)降低滲透勢(shì)，以適應(yīng)外界環(huán)境條件的變化[6-12]。較高堿化濃度的橄欖油加工廢棄液會(huì)刺激產(chǎn)生大量的可溶性糖，促使紋黨幼苗葉片過(guò)氧化物增加，刺激植物提高清除能力，同時(shí)高濃度的堿處理橄欖油加工廢棄物作為外界交叉脅迫因子還會(huì)引發(fā)游離脯氨酸和丙二醛積累，導(dǎo)致紋黨細(xì)胞發(fā)生膜脂過(guò)氧化作用，破壞細(xì)胞膜的通透性，破壞細(xì)胞壁上纖維素分子間的橋鍵，抑制蛋白質(zhì)的合成，顯著的積累增加脯氨酸的含量[6-12]，引起生理生化過(guò)程紊亂，導(dǎo)致體內(nèi)大量產(chǎn)生O2-·和H2O2，從而破壞膜的結(jié)構(gòu)并最終導(dǎo)致紋黨幼苗的傷害[6-12]。