生豬菌渣發(fā)酵床墊料對(duì)小麥種子發(fā)芽及酶活的影響

摘要： 為了促進(jìn)發(fā)酵床廢棄墊料的循環(huán)利用，設(shè)計(jì)5種發(fā)酵床，以鋸末稻殼發(fā)酵床為對(duì)照，在對(duì)照發(fā)酵床中分別以15%、45%的金針菇菌渣或15%、45%的杏鮑菇菌渣替代等比例的鋸末，飼養(yǎng)生豬100 d后測(cè)定墊料的化學(xué)成分及0、50、100倍墊料稀釋液對(duì)小麥種子發(fā)芽率、主根長(zhǎng)度及超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性的影響。結(jié)果表明：該5種發(fā)酵床墊料中的氮、磷、鉀、銅、鐵、鋅、錳含量均居于合理區(qū)間，第二天小麥種子發(fā)芽率皆達(dá)到100%，彼此無(wú)顯著差異。零倍稀釋液的主根長(zhǎng)度、SOD、POD、CAT活性極顯著高于100倍稀釋液（P<0.01）。同期該5種發(fā)酵床小麥種子的發(fā)芽率、主根長(zhǎng)度及各種酶活彼此無(wú)顯著差異 （P>0.05）。表明鋸末稻殼發(fā)酵床中分別添加15%、45%的金針菇或杏鮑菇菌渣對(duì)小麥種子發(fā)芽無(wú)不利影響。

關(guān)鍵詞：菌渣；墊料；豬；小麥；發(fā)芽；酶活

中圖分類號(hào)：S512.101文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2015）03-0072-04

Effects of Pig Litters Composed of Mushroom Residues

on Germination of Wheat Seeds and Enzyme Activities

Sheng Qingkai1，Han Hong1，Han Jiandong2，Gong Zhiyuan2，Ran Wenfei2，Wan Luzhang2*

（1. Institute of Animal Science and Veterinary Medicine，Shandong Academy of Agricultural Sciences/

Shandong Provincial Key Laboratory of Animal Disease Control and Breeding，Jinan 250100，China；

2. Institute of Agricultural Resources and Environment of Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China）

AbstractIn order to promote the recycling utilization of waste litters， five kinds of litters for the fermentation beds were designed in this experiment. The control one was the mixture of sawdust， rice husk and corn powder， and the others were added with Flammulina velutipe or Pleurotus eryngii residues at the proportion of 15% or 45% to replace the equal amount of sawdust. After pig feeding on the five kinds of fermentation beds for 100 days， the chemical compositions of the waste litters were determined， and the effects of 0， 50 and 100 times of their extracts on wheat germination rate， main root length and activities of SOD， POD and CAT were studied. The results showed that the contents of nitrogen， phosphorus， potassium， copper， iron， zinc， manganese in the five waste litters were in a reasonable interval； the wheat seed germination rates were 100% on the second day（P>0.05） . The main root length and the activities of SOD， POD and CAT in 0 time extract were significantly higher than those in 100 times one（P<0.01）. The germination rate， root length and activities of SOD， POD and CAT had no significant differences between the five waste litters at the same time （P>0.05）. In conclusion， using 15% or 45% of Flammulina velitupe or Pleurotus eryngii residues to replace the equal amount of sawdust in control fermentation bed had no negative effect on the seed germination of wheat.

Key wordsMushroom residue； Litter； Pig； Wheat； Germination； Enzyme activityendprint

發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)，即豬在添加外源微生物的發(fā)酵床墊料上生長(zhǎng)，糞尿免清理，原位消納糞污，含有糞污的廢棄墊料可以作為有機(jī)肥使用。該技術(shù)將養(yǎng)殖生產(chǎn)與糞污處理兩環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，改善了環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了廢棄資源的循環(huán)利用。2006年山東省引進(jìn)發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)，目前已經(jīng)在全省十七地市、全國(guó)二十多個(gè)省份推廣。發(fā)酵床技術(shù)促進(jìn)了養(yǎng)豬生產(chǎn)，但廢棄墊料資源如何利用一直未得到很好地解決。

發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)所用墊料主要為鋸末和稻殼，而山東省森林、稻殼資源缺乏制約了其進(jìn)一步推廣。食用菌為近年來(lái)快速發(fā)展的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，利用食用菌的下腳料——菌渣替代鋸末和稻殼等墊料原料[1]，可以促進(jìn)菌渣資源利用，同時(shí)降低墊料成本。食用菌種類繁多，應(yīng)用栽培較多的有金針菇、杏鮑菇、白玉菇等[2]。食用菌種類不同，栽培基料也不同。盛清凱等[3]報(bào)道利用金針菇菌渣發(fā)酵床墊料飼養(yǎng)雛雞，對(duì)雛雞生產(chǎn)性能無(wú)不良影響，并可降低墊料成本，但菌渣發(fā)酵床墊料的再次循環(huán)利用問題，如是否可以用于還田、種植蔬菜等，尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)檢測(cè)了金針菇菌渣發(fā)酵床、杏鮑菇菌渣發(fā)酵床養(yǎng)豬后廢棄墊料的理化指標(biāo)，及不同濃度廢棄墊料提取液對(duì)小麥種子發(fā)芽及酶活的影響，以期為廢棄墊料的循環(huán)利用提供參考。

1材料與方法

1.1材料

金針菇菌渣、杏鮑菇菌渣由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院資源與環(huán)境研究所提供。生豬為20±0.5 kg歐德萊品種。鋸末、稻殼、玉米粉市場(chǎng)購(gòu)買。發(fā)酵床菌種為山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所提供，納豆芽孢桿菌含量為1.0×109 cfu/g。小麥種子為濟(jì)麥22，山東秋實(shí)種業(yè)提供。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)表1按濕法制作5種發(fā)酵床，墊料厚度為80 cm，重復(fù)1次。每種發(fā)酵床中飼養(yǎng)生豬8頭。生豬自由采食，墊料定期翻耙。飼養(yǎng)100天后每種發(fā)酵床中選取代表性位點(diǎn)4處，取其深10 cm處墊料200 g，混勻后分別進(jìn)行理化指標(biāo)分析及種子發(fā)芽試驗(yàn)。

1.3菌渣墊料理化指標(biāo)檢測(cè)方法

氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)含量依據(jù)NY525-2002測(cè)定，銅、鐵、鋅、錳含量依據(jù)GB/T13885-2003測(cè)定。

1.4種子發(fā)芽試驗(yàn)

發(fā)芽率測(cè)定：取適量菌渣墊料，用蒸餾水按1∶10浸提，3 000 r/min離心20 min，取上清液作為原液，再用蒸餾水按0、50、100倍稀釋，分別保存。挑選籽粒完整無(wú)損、大小均勻的種子放入鋪有濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，每皿50粒，并向培養(yǎng)皿內(nèi)加入5 mL稀釋液，重復(fù)3次，在25℃恒溫箱中培養(yǎng)96 h。每日記錄種子發(fā)芽個(gè)數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率。

主根長(zhǎng)度測(cè)定：培養(yǎng)第3天每個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)隨機(jī)取5株幼苗測(cè)定最上部側(cè)根著生位置至主根最下端長(zhǎng)度，取其平均值。

酶活測(cè)定：參照鮑觀娟等[4]的方法。培養(yǎng)第3天培養(yǎng)皿內(nèi)隨機(jī)取5株幼苗，稱重，加入預(yù)冷的0.05 mol/L pH 7.5 的磷酸緩沖液少量，冰浴中研磨勻漿后，定容至1.25 mL，10 000 r/min低溫離心20 min，取上清液置于低溫冰箱保存?zhèn)溆?。超氧化物歧化酶（SOD） 采用氮藍(lán)四唑法，過氧化物酶（POD）采用改良聯(lián)苯胺法，過氧化氫酶（CAT）采用KI法。三種酶活檢測(cè)試劑盒皆由南京建成生物工程公司提供。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SAS 9.1軟件處理并進(jìn)行方差分析和Duncans多重比較。

2結(jié)果與分析

2.1菌渣墊料理化指標(biāo)檢測(cè)

五種發(fā)酵床中氮、磷（P2O5）、鉀（K2O）含量分別為1.82%～2.32%、1.97%～2.39%、1.42%～1.87%，銅、鐵、鋅、錳含量分別為69.79～122.63、117.12～161.38、227.20～289.67 mg/kg及236.21～269.93 mg/kg（見表2）。

2.2菌渣墊料提取液對(duì)小麥種子發(fā)芽的影響

不同發(fā)酵床墊料的不同稀釋倍數(shù)提取液對(duì)小麥種子的發(fā)芽率無(wú)顯著差異（見表3），第二天小麥種子的發(fā)芽率皆達(dá)到100%。零倍稀釋液的CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ主根最長(zhǎng)，顯著高于50倍稀釋液（P<0.05），極顯著高于100倍稀釋液（P<0.01）；相同稀釋倍數(shù)CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ間主根長(zhǎng)度無(wú)顯著差異（P>0.05）。

2.3菌渣墊料提取液對(duì)小麥幼苗酶活的影響

從表4可見，零倍稀釋液CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ小麥幼苗POD、CAT、SOD活

性顯著高于50倍稀釋液（P<0.05），極顯著高于100倍稀釋液（P<0.01）。相同稀釋倍數(shù)CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ之間的POD、CAT、SOD活性皆無(wú)顯著差異（P>0.05）。

3討論

發(fā)酵床廢棄墊料化學(xué)成分主要來(lái)源于兩方面：一方面是墊料中的鋸末、稻殼和菌渣等基料，基料種類及配比的差異可能是墊料中氮、磷、鉀及重金屬含量差異的一個(gè)重要原因；另一方面是豬排泄的糞污，排泄物中有機(jī)質(zhì)及重金屬物質(zhì)含量的差異可能是影響墊料理化性狀差異的另一個(gè)重要原因。目前尚未見影響墊料化學(xué)成分最主要因素的報(bào)道。

菌渣墊料中的化學(xué)組分不同于單純的鋸末、稻殼、菌渣和豬糞污中的組分，鋸末、稻殼及菌渣為植物性原料，銅、鋅等重金屬含量低于糞便中重金屬含量。張樹清[7]測(cè)定了我國(guó)7個(gè)省、市、自治區(qū)的典型規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便的主要化學(xué)組成，豬糞中有機(jī)物平均含量為53.87%，全氮、全磷、全鉀的平均含量分別為1.86%、2.04%、1.40%，銅含量變幅為10.7～1 591 mg/kg，鋅含量變幅為71.3～8 710 mg/kg，鐵和錳的平均含量分別為8 640 mg/kg和395.62 mg/kg。本試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果中氮、磷、鉀含量與其接近，銅、鐵、鋅、錳含量基本處于低水平。菌渣墊料中銅、鋅含量低于歐洲國(guó)家對(duì)堆肥中重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn)[8]，表明金針菇和杏鮑菇菌渣墊料可以作為有機(jī)肥使用。endprint

本試驗(yàn)中菌渣墊料0、50、100倍稀釋液對(duì)小麥種子發(fā)芽率的影響無(wú)顯著差異第二天即達(dá)100%，與盛清凱等[9]報(bào)道的第三天小麥種子發(fā)芽率才達(dá)到100%的結(jié)果略有差異。本試驗(yàn)中零倍稀釋液處理的小麥種子主根長(zhǎng)度高于100倍稀釋液，表明菌渣墊料稀釋液中化學(xué)物質(zhì)濃度較高時(shí)可以促進(jìn)發(fā)芽種子的生長(zhǎng)，與劉自成等[11]結(jié)論相似。適宜的微量元素種類及濃度可促進(jìn)植物種子發(fā)芽[10，11]。魯璐等[12]報(bào)道用鋅肥拌種效果優(yōu)于用鐵肥拌種，兩者配合施用效果更好，小麥單株穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量均較對(duì)照有所增加。本試驗(yàn)中菌渣墊料提取液提高小麥種子主根長(zhǎng)度的原因可能為其中銅、鐵、鋅、錳等微量元素與氮、磷、鉀等共同作用的結(jié)果。

SOD、POD 和CAT等酶系統(tǒng)的作用是清除動(dòng)植物體內(nèi)的活性氧和抗氧化物質(zhì)[13]。活性氧是機(jī)體代謝過程中產(chǎn)生的重要自由基， 在生物體內(nèi)具有很強(qiáng)的毒害作用。正常條件下， 植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和清除處于相對(duì)的動(dòng)態(tài)平衡。但在逆境條件下，體內(nèi)活性氧自由基產(chǎn)生的速度超出了植物清除自由基的能力， 就會(huì)引起傷害。SOD、POD 和CAT的共同作用能有效地阻止O·2和H2O2在體內(nèi)積累[14]。本試驗(yàn)中零倍稀釋液SOD、POD 和CAT活性高于100倍稀釋液，表明銅、鋅、錳、鐵以及氮、磷、鉀濃度較高的零倍稀釋液清除活性氧自由基的能力較高，該結(jié)論與蔣永濤[15]、付世景[16]等的報(bào)道相似。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛清凱，王可，馬躍寧，等.菌渣墊料堆積發(fā)酵試驗(yàn)[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011（11）： 67-68，72.

[2]王剛，郭永紅，劉蓓，等.我國(guó)馴化、引種栽培的食用菌種類[J].中國(guó)食用菌，2006， 25（6）：5-9.

[3]盛清凱，趙紅波，宮志遠(yuǎn)，等.菌渣發(fā)酵床對(duì)雛雞生產(chǎn)性能的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（4）：100-102.

[4]鮑觀娟，魏冬，豆威，等.紫莖澤蘭葉片水提液對(duì)鴨茅種子發(fā)芽、幼苗生長(zhǎng)及保護(hù)酶的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（1）：182-188.

[5]中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部.NY525-2002有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)[S].2002-08-27.

[6]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T13885-2003動(dòng)物飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測(cè)定[S].2003-11-01.

[7]張樹清.規(guī)模化養(yǎng)殖畜禽糞有害成分測(cè)定及無(wú)害化處理效果[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2004.

[8]李書田，劉榮樂.國(guó)內(nèi)外關(guān)于有機(jī)肥料中重金屬安全限量標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀與分析[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，25（增刊）：777-782.

[9]盛清凱，趙紅波，周萍，等.發(fā)酵床廢棄墊料理化特性及對(duì)種子發(fā)芽率的影響[J].豬業(yè)科學(xué)，2011（5）：86-88.

[10]Nehnevajova E，Lyubenova L， Herzig R，et al. Metal accumulation and response of antioxidant enzymes in seedlings and adult sunflower mutants with improved metal removal traits on a metal-contaminated soil [J]. Environmental & Experimental Botany， 2012， 76：39-48.

[11]劉自成，楊虓，楊艷麗.微量元素對(duì)小麥種子發(fā)芽狀況的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2014，42（6）：1650-1652.

[12]魯璐，吳瑜. 3種微量元素對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究進(jìn)展[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2010，16（3）： 435-439.

[13]Li L Y，Huang Q C， Zhang S Y，et al. Effect of enhanced UV-B radiation and low-energy N+ ion beam radiation on the response of photosynthesis， antioxidant enzymes， and lipid peroxidation in rice （Oryza sativa） seedlings[J].Applied Biochemistry and Biotechnology，2013，171（4）：1072-1083.

[14]Choudhary K K， Agrawal S B. Cultivar specificity of tropical mung bean （Vigna radiata L.） to elevated ultraviolet-B： Changes in antioxidative defense system， nitrogen metabolism and accumulation of jasmonic and salicylic acids[J]. Environmental and Experimental Botany， 2014，99：122-132.

[15]蔣永濤，董現(xiàn)義，劉傳蘭，等.鋁脅迫對(duì)黃瓜種子發(fā)芽及抗氧化酶活性的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（7）：32-35.

[16]付世景， 宗良綱， 張麗娜， 等. 鎘、鉛對(duì)板藍(lán)根種子發(fā)芽及抗氧化系統(tǒng)的影響[J]. 種子，2007，26（3）：14-17.endprint