可溶性浓缩糖蜜对不同作物生长发育的调节作用

可溶性浓缩糖蜜对不同作物生长发育的调节作用

可溶性浓缩糖蜜（condensed molasses soluble, CMS）是由糖蜜发酵废液经过浓缩—高温—浓缩干燥制成。糖蜜发酵废液主要是酵母发酵分离和糖蜜预处理过程生成的一种具有深褐色的浓缩有机废水。它不仅含有丰富的矿物元素，如氮，磷，钾， 镁，锌等，而且还含有大量的有机化合物，如氨基酸，有机酸等。为了研究 CMS 对不同作物生长发育的调节作用，本研究分析了：1）CMS 的性质及成分；2）CMS 对不同作物种子萌发及幼苗生长的调节作用；3）CMS 对油菜和水稻生长的调节机制；4）CMS 对油菜和水稻全生育期的影响及肥效；5）CMS 对土壤的调节作用。主要研究结果如下：
    可溶性浓缩糖蜜的性质及成分。外观上 CMS 为黄褐色的粉状物质，具有特殊的刺激性气味，易溶于水，水溶液呈弱酸性，低浓度情况下水溶液呈浅黄色，随着浓度的增加，颜色逐渐加深。成分分析表明 CMS 含有植物所必需的所有矿质元素，其中大量元素 N、P、K 所占的比例分别为 1.8%-2.4%、0.22%-0.50%、5.0%-6.0%，微量元素中氯的含量最高为 2.3%-6.7%，钠的含量为 1.9%。CMS 除了含有矿质元素外， 还含有大量的氨基酸，其中天冬氨酸和谷氨酸含量最多，分别为 5.6%、2.4%。此外，CMS 还含有大量有机酸，如乳酸、琥珀酸、柠檬酸和苹果酸，以及羟基化合物，如肌醇、2,3-丁二醇、赤藻糖醇和甘露醇等，而且 CMS 的重金属含量极低。
CMS 对不同作物种子萌发及幼苗生长的调节作用。通过分析 CMS 对水稻、玉米、小麦、油菜、白菜和萝卜等 6 种作物的种子萌发及苗期生长的影响，我们发现不同 CMS 浓度对不同种类作物种子的发芽率没有明显的影响，但对作物幼苗的生长有一定的影响。具体表现为：低浓度的 CMS 对油菜幼苗生长没有促进效果，而提高 CMS 的浓度至 0.2 g/L 时会抑制其幼苗的生长；0.05 g/L-0.1 g/L 的 CMS 可以促进萝卜幼苗的生长；CMS 可以促进白菜幼苗的生长及根的伸长。水稻表现出和油菜相同的趋势，提高 CMS 的浓度至>0.15 g/L 时会对生长产生抑制；低浓度的CMS（0.05 g/L）可以促进小麦幼苗的生长，而高浓度时效果不明显；低浓度的 CMS 会促进玉米的生长，而高浓度的 CMS 则会出现抑制作用。
    可溶性浓缩糖蜜 对油菜和水稻生长的调节机制。我们通过油菜苗期水培试验发现 CMS无法完全替代营养液作为营养源，在正常营养的基础上添加适量的 CMS（0.05 g/L）可以显著提高油菜苗期的生物量，增加油菜根系活力，促进根系发育；油菜叶片中的 SOD 活性增加，POD、CAT 活性以及 MDA 含量没有显著性的变化。在正常营养的基础上添加 0.2  g/L 的 CMS 则会抑制油菜苗期的生物量和根系发育；油菜叶片POD 和 CAT 的活性以及根系 POD 的活性显著降低，MDA 的含量显著增加。表明在正常营养的基础上施加适量 CMS 可以促进油菜苗期的生长发育，过量则会抑制油菜苗期的生长发育。通过对水稻苗期的水培试验发现，正常营养的基础上施加过量的 CMS 使水稻的根系直径显著增加，根长、根体积显著降低，抑制磷在根系和地上部的累积，水稻根系 POD、CAT 活性和 MDA 含量显著增加。表明 CMS 对水稻苗期生长的影响主要表现在根系形态与酶活上。
    可溶性浓缩糖蜜 对油菜和水稻全生育期的影响及肥效。通过油菜大田试验，我们发现苗期施肥量的增加，油菜的出苗率及生物量呈增加趋势。抽薹期对油菜新叶和老叶中的氮磷钾的含量进行分析发现，随着 CMS 施加量的增加，新叶中氮的含量增加， 而磷钾含量无显著差异，老叶中氮磷钾的含量没有显著差异。成熟期产量分析发现仅施加 500 g/m2 的 CMS 相比正常施肥减产 15%；在正常施肥的基础上基肥添加 50g/m2 和 200 g/m2 的 CMS 相比正常施肥分别增产 5%和 14%；在正常施肥的基础上苗期追施 200 g/m2 可增产 17%，抽薹期追施 200 g/m2 可增产 3%。通过水稻盆栽试验，我们发现在不施化肥和 1/2 正常施化肥的基础上施加 10 g 的 CMS，水稻的单株产量相比不施化肥和 1/2 正常施化肥分别增加了 143%、44%，在正常施化肥的基础上施加 CMS 对单株的产量没有影响，说明在养分缺乏的情况下施加一定量的 CMS 可以使水稻的产量增加，但是在养分充足的情况下施加 CMS 不能增加水稻的产量。
    可溶性浓缩糖蜜 对土壤的调节作用。我们通过对 2016-2017 年油菜大田施加 CMS 后的土壤进行测定，发现正常施肥+200 g/m2 CMS 处理的有机质、全氮、速效磷含量最高，500 g/m2 CMS 处理的速效钾含量最高，显著高于其它处理。正常施肥+200 g/m2CMS 处理土壤中过氧化氢酶和脲酶活性最高，显著高于空白处理。对 2017-2018 年大田土壤微生物的测定发现，正常施肥+200 g/m2 CMS 处理的细菌、放线菌数量最多，显著高于空白处理。研究表明施加 CMS 可以增加土壤养分的含量，提高土壤肥力，还可以增加土壤中脲酶和过氧化氢酶的活性以及土壤中微生物的数量，改善土壤环境，提高土壤质量。














































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