菌種對(duì)紅景天藥渣發(fā)酵制有機(jī)肥的影響

劉雪蓮，劉士剛

(1.通化師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，吉林 通化 134002；2.修正藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司)

紅景天為著名的中藥材，來(lái)源于景天科紅景天屬肉質(zhì)的塊根及根莖，我國(guó)有紅景天屬植物73種，主要分布在西南、西北、華中、華北、東北等地.紅景天因其含有紅景天甙類(lèi)，黃酮類(lèi)，鞣質(zhì)等多種藥用成分[1-3]而得到各大制藥公司的認(rèn)可.中藥資源是祖先留給我們的巨大寶庫(kù)，隨著中藥資源的開(kāi)發(fā)和利用，尤其是現(xiàn)代工業(yè)科技的進(jìn)步，中藥生產(chǎn)的工業(yè)化、規(guī)模化程度不斷加深，發(fā)展了中藥行業(yè)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益.然而中藥材提取后產(chǎn)生的大量藥渣的處理問(wèn)題是亟待解決的.填埋、焚燒、堆放的傳統(tǒng)處理方法將造成環(huán)境嚴(yán)重污染和資源巨大浪費(fèi).紅景天藥渣中含有大量的粗纖維、木質(zhì)素及多種微量元素，利用環(huán)境生物技術(shù)原理將紅景天藥渣發(fā)酵轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，可解決廢棄藥渣的環(huán)境污染問(wèn)題，最大化利用廢棄資源，為生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，具有明顯的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益.本文以紅景天藥渣為原料研究了接種不同菌種及菌種組合對(duì)固態(tài)發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)肥料中主要營(yíng)養(yǎng)成分的變化，從而篩選出適宜發(fā)酵的菌種，為加速紅景天藥渣發(fā)酵，提高有機(jī)肥肥效，更好地開(kāi)發(fā)利用紅景天藥渣提供科學(xué)參考.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

通化玉圣藥業(yè)狹葉紅景天(Rhodiolakirilowii(Regel) Maxim)藥渣；白腐菌、白地霉、黑曲霉購(gòu)自中國(guó)微生物菌種保藏中心.

1.2 培養(yǎng)基

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基用于菌種活化及擴(kuò)大培養(yǎng).物料培養(yǎng)基為紅景天藥渣發(fā)酵培養(yǎng)基，制作方法為將紅景天藥渣經(jīng)80℃干燥后，粉碎，過(guò)20目篩，水料比2:1，同時(shí)在水中溶解總質(zhì)量0.5%的尿素和總質(zhì)量0.5%的硫酸亞鐵，pH值自然，高壓蒸汽滅菌.

1.3 試驗(yàn)處理及培養(yǎng)方法

本試驗(yàn)研究單一菌種和復(fù)合菌種對(duì)葡萄皮渣發(fā)酵的影響，其處理設(shè)置如下：

處理A：白地霉；處理B：黑曲霉；處理C：白腐真菌；處理D：白腐真菌、白地霉復(fù)合；處理E：白腐真菌、黑曲霉復(fù)合；處理F：白腐真菌、白地霉、黑曲霉復(fù)合；不接種自然發(fā)酵的為對(duì)照(CK).

將種子液按0.5%的質(zhì)量比接種到紅景天藥渣培養(yǎng)基中，攪拌混勻，30℃恒溫培養(yǎng)9d.重復(fù)5次，在發(fā)酵過(guò)程中，每4d加一次無(wú)菌水，每次加水15mL，以保證其濕度.發(fā)酵結(jié)束后，將藥渣于65℃烘干至恒重，備用.

1.4 測(cè)定指標(biāo)

腐殖酸含量、有機(jī)肥料中全氮、全磷含量測(cè)定參照中國(guó)人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY 525—2011).

1.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

利用Excel和DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和方差分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 菌種對(duì)紅景天藥渣有機(jī)肥腐植酸含量的影響

腐殖酸類(lèi)物質(zhì)在土壤和植物營(yíng)養(yǎng)中具有重要作用，是土壤肥力的重要組成部分和影響因子，同時(shí)它對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的穩(wěn)定和改良、土壤微生物區(qū)系的活性等具有重要意義[4].有機(jī)物料在菌群作用下發(fā)酵過(guò)程中能產(chǎn)生大量的腐殖酸.對(duì)腐殖酸的測(cè)定數(shù)據(jù)如表1所示，7個(gè)處理中接種黑曲霉的處理，腐殖酸的含量最高為14.001%，與其他六個(gè)處理相比差異顯著.說(shuō)明黑曲霉對(duì)紅景天藥渣的纖維素和木質(zhì)素降解能力較強(qiáng).由表1可以看出，復(fù)合菌種發(fā)酵的樣品中腐殖酸的含量普遍低于單一菌種發(fā)酵的樣品，原因可能是由于多種微生物復(fù)合后，相互之間產(chǎn)生拮抗作用，影響了對(duì)底物的降解[5].

表1 菌種對(duì)紅景天藥渣發(fā)酵制有機(jī)肥的影響

2.2 菌種對(duì)紅景天藥渣有機(jī)肥全氮含量的影響

氮是植物需要量較大的營(yíng)養(yǎng)元素, 全氮含量是衡量肥料養(yǎng)分的一個(gè)重要指標(biāo).在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,施用有機(jī)肥料是提高土壤肥力,保證作物高產(chǎn)的重要措施之一[6].對(duì)紅景天藥渣有機(jī)肥全氮含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1所示，接種黑曲霉的處理物料培養(yǎng)基經(jīng)過(guò)發(fā)酵后有機(jī)肥全氮含量最高，達(dá)1.4989%，與對(duì)照相比差異顯著.接種白腐菌的處理全氮含量次之，但與接種黑曲霉的處理相比差異不顯著.

2.3 菌種對(duì)紅景天藥渣有機(jī)肥全磷含量的影響

磷是植物必需的大量元素之一,對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)都有重要影響[7-8].本實(shí)驗(yàn)參照有機(jī)肥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法，對(duì)紅景天藥渣有機(jī)肥全磷含量進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果如表1所示，接種白腐菌的處理紅景天藥渣有機(jī)肥全磷含量最高，達(dá)0.2955%.接種黑曲霉的全磷含量處理次之，但各處理間差異未達(dá)到顯著水平.

3 結(jié)論

紅景天是種藥食兼用的植物，其有效成分及生物學(xué)活性已成為人們所關(guān)注的領(lǐng)域.開(kāi)發(fā)利用紅景天在食品、藥品、化妝品等方面都具有重要意義[9-10].利用紅景天藥渣生產(chǎn)有機(jī)肥料可以提高紅景天藥渣的有效利用率.使得紅景天藥渣被充分利用，最大限度地提高產(chǎn)品的附加值.本研究通過(guò)篩選微生物對(duì)紅景天藥渣進(jìn)行發(fā)酵，增強(qiáng)對(duì)紅景天藥渣的分解和利用，縮短堆肥時(shí)間，提高有機(jī)肥料利用率，為紅景天藥渣有機(jī)肥料的工業(yè)生產(chǎn)探索一條合理的道路.本實(shí)驗(yàn)條件下，接種單一菌種的處理發(fā)酵效果要好于接種混合菌種的處理，其中黑曲霉對(duì)紅景天藥渣發(fā)酵的效果較好，有機(jī)肥的肥力最高.可作為紅景天藥渣發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥的菌種.對(duì)紅景天藥渣發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥的其他影響因素如發(fā)酵時(shí)間、接種量、水料比等對(duì)發(fā)酵效果的影響還有待于進(jìn)一步研究.

參考文獻(xiàn)：

[1]王強(qiáng),阮曉,李荷迪,等.珍稀藥用資源植物紅景天研究現(xiàn)狀、問(wèn)題與對(duì)策[J].自然資源學(xué)報(bào),2007,22(6):880-889.

[2]張雪蓮.高山紅景天藥用成分含量分析[D].延邊:延邊大學(xué),2007.

[3]德吉,周生靈,郭小芳.紅景天(Rhodiola L.)的研究進(jìn)展[J].西藏科技,2012(8):70-77.

[4]林先貴,王一明.腐植酸類(lèi)物質(zhì)是土壤健康的重要保障[J].腐植酸,2010(2):1-10.

[5]劉雪蓮,甘鵬.葡萄皮渣固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥料的菌種篩選[J].林業(yè)實(shí)用技術(shù),2013(10):1-10.

[6]袁穎紅,黃欠如,黃榮珍,等.長(zhǎng)期施肥對(duì)紅壤土有機(jī)碳和全氮含量的影響[J].南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào),2007,26(4):29-33.

[7]殷克東,王海青.生物有機(jī)肥研究綜述[J].信陽(yáng)農(nóng)業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),2010,20(2):146-148.

[8]陳朝陽(yáng),陳星峰,何歡輝,等.施用有機(jī)肥對(duì)植煙土壤速效磷和速效鉀含量的影響[J].中國(guó)煙草科學(xué), 2009,30(4):43-46.

[9]趙蕓君,桑段疾,賈海濤.番茄渣發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料菌種篩選研究[J].草食家畜,2011(1):54-56.

[10]孔露曦,趙敬坤,黎娟.有機(jī)肥料對(duì)土壤及作物作用的研究進(jìn)展[J].南方農(nóng)業(yè),2010(2):83-86.