“靈芝+白星花金龜幼蟲”聯(lián)合轉(zhuǎn)化蘋果修剪枝條研究

趙威,趙傳岳,周婷,孔昊,張樂杰,王麗*

“靈芝+白星花金龜幼蟲”聯(lián)合轉(zhuǎn)化蘋果修剪枝條研究

趙威1,趙傳岳1,周婷2,孔昊1,張樂杰1,王麗1*

1. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,山東省農(nóng)業(yè)微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山東 泰安 271018 2. 招遠(yuǎn)市農(nóng)技推廣中心, 山東 招遠(yuǎn) 265400

本實(shí)驗(yàn)探究了不同靈芝菌株和白星花金龜幼蟲對(duì)以蘋果枝條為主的農(nóng)林廢棄物的聯(lián)合轉(zhuǎn)化能力，首先分別測(cè)定了不同靈芝菌株在以蘋果枝條為主要栽培基質(zhì)中的菌絲生長(zhǎng)速度、生物學(xué)效率以及子實(shí)體和菌糠中的活性成分，之后測(cè)定了白星花金龜幼蟲對(duì)不同靈芝菌株所產(chǎn)生菌糠的轉(zhuǎn)化效率，最后以1 kg培養(yǎng)料（干重）為基準(zhǔn)，菌糠轉(zhuǎn)化效率按蟲料比1:4飼喂5 d后統(tǒng)計(jì)，評(píng)價(jià)了不同靈芝菌株與白星花金龜幼蟲的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果。結(jié)果得出：除6號(hào)和9號(hào)外，其余7個(gè)靈芝菌株和白星花金龜幼蟲聯(lián)合轉(zhuǎn)化后，剩余干物質(zhì)量（剩余菌糠量）均小于50.0%，為19.0%～33.4%（190.04 g～334.27 g），生產(chǎn)靈芝61.87 g～126.50 g，蟲體增重6.33 g～82.76g，產(chǎn)生蟲砂43.94 g～426.54 g；其中5號(hào)靈芝菌株和白星花金龜幼蟲聯(lián)合轉(zhuǎn)化1 kg培養(yǎng)料后剩余的干物質(zhì)量最少，僅剩余190.04 g，生產(chǎn)靈芝106.90 g，蟲體增重65.53 g，產(chǎn)生蟲砂394.19 g。本研究表明，通過靈芝和白星花金龜幼蟲聯(lián)合轉(zhuǎn)化可以實(shí)現(xiàn)蘋果枝條的生態(tài)高值化利用，為林果枝條廢棄物的資源化利用提供一定的理論依據(jù)。

靈芝; 白星花金龜幼蟲; 蘋果修剪枝條; 生物轉(zhuǎn)化

山東省是中國(guó)北方重要的果樹大省，果樹種質(zhì)資源豐富，栽培歷史悠久。其中，蘋果是山東省特色水果，栽培面積30.47萬hm2，在我國(guó)排名第三[1]。蘋果樹作為一種落葉喬木，栽植五年以后即可進(jìn)入豐產(chǎn)期，4～11年樹齡的蘋果樹平均可產(chǎn)4297 kg/hm2左右的修剪枝條[2]，8～15年樹齡的蘋果樹可產(chǎn)7500 kg/hm2左右的老樹及修剪枝條。目前這部分資源并未得到有效利用，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。靈芝（spp.）是木腐型真菌，隸屬擔(dān)子菌綱，多孔菌目，多孔菌科，以腐解木材中的木質(zhì)纖維素作為生長(zhǎng)發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)，可利用棉籽殼、玉米芯、木糖醇渣、果木枝條等各種農(nóng)林廢棄物進(jìn)行栽培[3]。靈芝作為一種重要的食藥用真菌，其子實(shí)體中含有豐富的多糖、三萜、生物堿、甾醇等生物活性成分，具有提高人體免疫力、抗腫瘤、抗衰老、抗氧化、護(hù)肝、安神等多種保健功效[4-6]。

白星花金龜（Lewis）為昆蟲綱、鞘翅目、金龜甲總科、花金龜科、星花金龜屬的昆蟲，其幼蟲為腐食性，在自然界中以取食腐爛的秸稈、雜草及畜禽糞便等為生，可以將農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)含量高的顆粒狀蟲砂，具重要的應(yīng)用和開發(fā)前景[7-8]。早期對(duì)白星花金龜?shù)难芯恐饕性谏飳W(xué)特性、發(fā)生規(guī)律及害蟲防治方面。近年來隨著農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源數(shù)量的不斷增加和人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視，白星花金龜作為一種寶貴的環(huán)保昆蟲資源也被用于各種有機(jī)廢棄物的生物轉(zhuǎn)化中。研究發(fā)現(xiàn)，白星花金龜幼蟲對(duì)農(nóng)作物秸稈、菌糠和畜禽糞便等有機(jī)廢棄物均有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)化能力[9,10]。

基于此，本論文立足山東省主要的果樹修剪枝條——蘋果枝條，探究靈芝和白星花金龜幼蟲對(duì)其聯(lián)合轉(zhuǎn)化能力，首先測(cè)定了不同靈芝菌株在以蘋果枝條為主要栽培基質(zhì)中的菌絲生長(zhǎng)速度、生物學(xué)效率以及子實(shí)體和菌糠中的活性成分，之后測(cè)定了白星花金龜幼蟲對(duì)不同靈芝菌株所產(chǎn)生菌糠的轉(zhuǎn)化效率，最后計(jì)算了不同靈芝菌株和白星花金龜幼蟲對(duì)蘋果枝條的聯(lián)合轉(zhuǎn)化能力。本研究旨在為果木枝條廢棄物資源和靈芝菌糠的生態(tài)高值化利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 菌株和原料來源

9個(gè)靈芝菌株GL-01～GL-09，分別編號(hào)為1～9，現(xiàn)保藏于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)菌物實(shí)驗(yàn)室；蘋果木屑來源于山東果園修剪枝條，棉籽殼、麥麩等購(gòu)于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)。

1.2 培養(yǎng)基質(zhì)配方

配方為：蘋果枝條木屑67%、棉籽殼20%、麥麩10%、蔗糖1%、石膏1%、生石灰1%。將木屑和棉籽殼提前預(yù)濕，之后與麥麩、蔗糖和石灰粉充分混合均勻，調(diào)整培養(yǎng)料的含水量至60%左右。裝袋后121 ℃高壓滅菌2 h，冷卻后接種并置于25±1℃發(fā)菌室恒溫避光培養(yǎng)。

1.3 靈芝菌絲生長(zhǎng)速度和生物學(xué)效率測(cè)定

從接種后第5 d菌絲封面開始，每隔3 d劃線記錄栽培袋中菌絲延伸的距離，直至菌絲長(zhǎng)滿栽培袋，計(jì)算菌絲在菌袋中的日平均生長(zhǎng)速度[11]，每個(gè)菌株5個(gè)重復(fù)；子實(shí)體采收階段，當(dāng)靈芝芝蓋邊緣白色或黃色生長(zhǎng)圈消失轉(zhuǎn)為棕褐色，菌蓋開始革質(zhì)化，菌管層出紅褐色孢子時(shí)，進(jìn)行靈芝子實(shí)體的采收，采收后測(cè)定子實(shí)體鮮重，每個(gè)菌株15個(gè)重復(fù)。生物學(xué)效率（%）=（子實(shí)體鮮重/培養(yǎng)料干重）×100[12]。

1.4 靈芝子實(shí)體和菌糠中活性成分測(cè)定

將采收的靈芝子實(shí)體和菌糠置于60 ℃烘箱中烘干至恒重，之后分別粉碎，過40目篩網(wǎng)后用于多糖、三萜和黃酮活性成分的測(cè)定。靈芝多糖采用熱水浸提法進(jìn)行提取[13]，采用蒽酮-硫酸比色法進(jìn)行測(cè)定[14]；靈芝三萜采用香草醛-冰醋酸法測(cè)定；靈芝黃酮的測(cè)定采用SN-T 4592-2016中的方法。

1.5 白星花金龜幼蟲轉(zhuǎn)化靈芝菌糠研究

靈芝采收后，產(chǎn)生的菌糠粉碎過10目篩網(wǎng)，調(diào)節(jié)并控制含水量為55%，每組放置50頭大小一致的白星花金龜三齡幼蟲，按蟲料比1:4加入靈芝菌糠，之后置于人工智能氣候箱（T=25±1 ℃、RH=75%±5%）中飼養(yǎng)，5 d后測(cè)定各處理組的菌糠取食量、蟲體增重和蟲砂產(chǎn)生量以及死亡蟲數(shù)，并計(jì)算取食率、利用率和死亡率，每個(gè)處理重復(fù)3次[15]。

取食率(%)=(添加飼料干重－剩余飼料干重)/添加飼料干重×100

轉(zhuǎn)化率(%)=增加的體重/（取食量-排糞量）×100

利用率(%)=增加體重/取食量×100

死亡率(%)=死亡蟲數(shù)/供試蟲數(shù)×100

1.6 靈芝菌糠及蟲砂的種子發(fā)芽指數(shù)（Germination index，GI）測(cè)定

參考文獻(xiàn)中Wei PP等[16]的方法并稍作調(diào)整，具體如下：將烘干的菌糠及蟲砂樣品粉碎過100目篩，稱取5 g與蒸餾水按1:10（m/v）的比例混合，160 r/min、30 ℃震蕩24 h，之后4 ℃、12000 r/min離心10 min，過濾收集上清液用于GI的測(cè)定。將兩層濾紙置于9 cm培養(yǎng)皿內(nèi)，均勻點(diǎn)播20粒油菜種子，加5 mL浸提液置于25 ℃恒溫箱中暗光培養(yǎng)3 d，蒸餾水作為對(duì)照組，每個(gè)處理重復(fù)三次，按下面公式計(jì)算各處理的GI值：GI（%）=（處理組種子發(fā)芽的平均數(shù)量×種子平均根長(zhǎng)）/（對(duì)照組種子發(fā)芽的平均數(shù)量×種子平均根長(zhǎng)）×100。

1.7 總評(píng)歸一化處理

采用Hassan方法對(duì)于三個(gè)靈芝和白星花金龜幼蟲對(duì)蘋果枝條聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果指標(biāo)（子實(shí)體產(chǎn)量、蟲體增重量、蟲砂產(chǎn)生量）進(jìn)行總評(píng)用歸一化處理[17]。指標(biāo)取值均越大越好，計(jì)算公式為d=（Y－min）/（max－min），min為指標(biāo)中最小值，max為指標(biāo)中最大值?？傇u(píng)歸一值OD=（1+2+3+…d）/(為指標(biāo)數(shù))。

1.8 數(shù)據(jù)處理

調(diào)查數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0進(jìn)行分析，采用單因素（one-way ANOVA）和Duncan法進(jìn)行方差分析和多重比較（=0.05），應(yīng)用Microsoft Excel 2013記錄、整理數(shù)據(jù)和繪制表格。

2 結(jié)果與分析

2.1 9個(gè)靈芝菌株的菌絲生長(zhǎng)速度和生物學(xué)效率測(cè)定

9個(gè)靈芝菌株在以蘋果枝條木屑為主的基質(zhì)中菌絲生長(zhǎng)速度和生物學(xué)效率如表1所示。9個(gè)菌株的日均生長(zhǎng)速度在7.89 mm/d～11.41 mm/d之間，其中3號(hào)菌株的菌絲生長(zhǎng)速度最快，其次為8號(hào)菌株，這兩個(gè)菌株的生長(zhǎng)速度顯著快于其他菌株（=28.605，＜0.05），6號(hào)菌株的生長(zhǎng)速度最慢。9個(gè)菌株的生物學(xué)效率在17.6%～31.3%之間，其中8號(hào)菌株的生物學(xué)效率最高，與5號(hào)和9號(hào)菌株之間無顯著差異，顯著高于其他菌株，3號(hào)菌株的生物學(xué)效率最低（=12.912，＜0.05）。

表1 9個(gè)靈芝菌株的菌絲生長(zhǎng)速度和生物學(xué)效率

注:數(shù)據(jù)為平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)誤，同列數(shù)據(jù)后附不同小寫字母者表示差異顯著 (＜0. 05) 。

Note: Mean ± SE in the same row followed by different letters indicate significant differences (＜0. 05) .

2.2 9個(gè)靈芝菌株的子實(shí)體和菌糠中活性成分測(cè)定

分別測(cè)定了9個(gè)靈芝菌株的子實(shí)體和產(chǎn)生的菌糠中三萜、黃酮和多糖活性成分，結(jié)果如圖1所示。9個(gè)靈芝菌株子實(shí)體中的三萜、黃酮、多糖含量均存在顯著性差異（=20.345，＜0.05；=106.28，＜0.05；=683.325，＜0.05）：三萜含量在1.6%～2.5%之間，其中3號(hào)靈芝子實(shí)體含量最高，與1號(hào)和8號(hào)菌株無顯著性差異，顯著高于其他菌株，2號(hào)的三萜含量最低；從黃酮含量來看，3號(hào)靈芝子實(shí)體的黃酮含量最高，為0.5%，與7號(hào)菌株無顯著差異，顯著高于其他菌株；多糖含量在1.3%～2.4%之間，其中4號(hào)靈芝子實(shí)體的含量最高，5號(hào)含量最低。

9個(gè)靈芝菌株產(chǎn)生的菌糠中三萜含量無顯著性差異（=2.151，=0.085）；黃酮含量存在顯著性差異（=35.552，＜0.05），其中8號(hào)靈芝菌糠的黃酮含量最高，為0.3%，與6號(hào)和7號(hào)菌株間無顯著性差異，顯著高于其他菌株，2號(hào)菌株的黃酮含量最低，為0.1%；9個(gè)靈芝菌株采后菌糠中的多糖含量在2.4%～4.0%之間，其中3號(hào)靈芝菌糠中的含量最高，顯著高于其他菌株（=7793，＜0.05），9號(hào)靈芝菌糠中的含量最低。

圖 1 9個(gè)靈芝菌株子實(shí)體和菌糠中活性營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

2.3 白星花金龜幼蟲對(duì)靈芝菌糠的生物轉(zhuǎn)化研究

用白星花金龜三齡幼蟲分別對(duì)9個(gè)靈芝菌株產(chǎn)生的菌糠進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，5 d后測(cè)定單個(gè)蟲體增重量、菌糠取食量和蟲砂產(chǎn)生量，結(jié)果見圖2。白星花金龜幼蟲取食2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)和5號(hào)靈芝菌糠組的單蟲增重量分別為0.0770 g、0.0847 g、0.0757 g和0.0773 g，顯著高于6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)和9號(hào)靈芝菌糠組，其中單蟲增重量最大的為3號(hào)菌糠組，為0.0847 g，蟲體增重量最小的為9號(hào)菌糠組，僅為0.0013 g；單個(gè)蟲體的菌糠取食量在0.1410 g～0.6230 g之間，其中對(duì)5號(hào)靈芝菌糠的取食量最多，與3號(hào)菌糠組無顯著差異，顯著高于其他靈芝菌糠組，對(duì)9號(hào)菌糠組的取食量最少；單個(gè)蟲體的蟲砂砂產(chǎn)生量在0.0497 g～0.4980 g之間，其中取食5號(hào)菌糠組產(chǎn)生的蟲砂砂最多，顯著高于1號(hào)、6號(hào)、8號(hào)和9號(hào)菌糠組，取食9號(hào)菌糠組產(chǎn)生的蟲砂量最少。

圖 2 白星花金龜幼蟲對(duì)9個(gè)靈芝菌糠的生物轉(zhuǎn)化測(cè)定

進(jìn)一步計(jì)算了白星花金龜幼蟲對(duì)不同靈芝菌糠的取食率、轉(zhuǎn)化率、利用率和死亡率，結(jié)果見表3。白星花金龜幼蟲對(duì)不同靈芝菌糠的取食率在17.5%～77.9%之間，其中對(duì)5號(hào)菌糠的取食率最高，與3號(hào)菌糠差異不顯著，均顯著高于其他菌糠（=86.591，＜0.05），對(duì)9號(hào)菌糠的取食率最低；幼蟲對(duì)不同靈芝菌糠的轉(zhuǎn)化率在1.4%～106.5%之間，其中2號(hào)菌糠的轉(zhuǎn)化率最高，與1號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)和7號(hào)菌糠無顯著差異（=15.767，＜0.05），9號(hào)菌糠的轉(zhuǎn)化率最低；從幼蟲對(duì)不同靈芝菌糠的利用率來看，1號(hào)～5號(hào)菌糠之間無顯著性差異，在12.4%～15.7%之間，其中利用率最高的2號(hào)菌株，可達(dá)15.7%，顯著高于6號(hào)～9號(hào)菌糠（=12.771，＜0.05），利用率最低的為9號(hào)菌糠；從不同靈芝菌糠中蟲體的死亡率來看，9號(hào)菌糠的死亡率最高，為10.7%，顯著高于2號(hào)、3號(hào)、5號(hào)和7號(hào)菌糠（=3.866，＜0.05）。

表 2 白星花金龜幼蟲對(duì)不同靈芝菌糠的取食率、轉(zhuǎn)化率和利用率

注:數(shù)據(jù)為平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)誤，同列數(shù)據(jù)后附不同小寫字母者表示差異顯著 (＜0.05)。

Note: Mean ± SE in the same row followed by different letters indicate significant differences (＜0.05).

2.4 靈芝與白星花金龜幼蟲對(duì)蘋果枝條的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果的測(cè)定

9個(gè)靈芝菌株在以蘋果枝條為主要栽培基質(zhì)中進(jìn)行栽培，獲得靈芝子實(shí)體，產(chǎn)生的靈芝菌糠再用白星花金龜幼蟲進(jìn)行轉(zhuǎn)化，蟲料比為1:4飼喂5 d后測(cè)定其轉(zhuǎn)化效果。最終以1 kg栽培基質(zhì)（干重）為基準(zhǔn)，通過計(jì)算靈芝子實(shí)體產(chǎn)量、白星花金龜幼蟲增重量和蟲砂產(chǎn)量，評(píng)價(jià)了不同靈芝菌株與白星花金龜幼蟲對(duì)以蘋果枝條為主的廢棄物的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果，結(jié)果見表3。

由表3可知，1 kg蘋果枝條栽培基質(zhì)經(jīng)不同靈芝菌株轉(zhuǎn)化后子實(shí)體產(chǎn)量和菌糠產(chǎn)生量表現(xiàn)出顯著性差異（＜0.05），子實(shí)體產(chǎn)量為61.87 g～126.50 g，菌糠產(chǎn)生量為678.17 g～808.03 g，蘋果枝條培養(yǎng)料的干物質(zhì)降解率為19.2%～32.2%，干物質(zhì)剩余量為67.8%～80.8%。產(chǎn)生的菌糠進(jìn)一步經(jīng)過白星花金龜幼蟲轉(zhuǎn)化得出，取食不同靈芝菌糠的幼蟲蟲體增重量、蟲砂產(chǎn)生量和菌糠剩余量均表現(xiàn)出顯著性差異（＜0.05），蟲體增重量為1.15 g～82.76 g，蟲砂產(chǎn)生量為43.94 g～426.54 g，菌糠剩余量為190.04 g～623.45 g。

為綜合考慮靈芝與白星花金龜幼蟲對(duì)蘋果枝條的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果，采用Hassan方法對(duì)靈芝子實(shí)體產(chǎn)量、蟲體增重量和蟲砂產(chǎn)生量等3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行總評(píng)歸一化處理，總評(píng)歸一值（OD）越大，表明靈芝與白星花金龜幼蟲對(duì)蘋果木枝條的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果越好，結(jié)果見表4。由表4可知，5號(hào)靈芝菌株和白星花金龜幼蟲對(duì)蘋果枝條的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果最好，OD值為0.8004，1 kg基于蘋果枝條為主的栽培料可產(chǎn)生106.90 g靈芝子實(shí)體，菌糠經(jīng)白星花金龜幼蟲轉(zhuǎn)化后蟲體增重65.53 g，產(chǎn)生蟲砂394.19 g；9號(hào)靈芝菌株和白星花金龜幼蟲對(duì)蘋果枝條的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果最差，OD值為0.1981，1 kg基于蘋果枝條為主的栽培料可產(chǎn)生100.27 g靈芝子實(shí)體，菌糠經(jīng)白星花金龜幼蟲轉(zhuǎn)化后蟲體增重1.15 g，產(chǎn)生蟲砂43.94 g。

表 3 靈芝與白星花金龜幼蟲對(duì)基于蘋果枝條的栽培基質(zhì)的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果（以1 kg栽培基質(zhì)干重為基準(zhǔn)計(jì)算）

注:數(shù)據(jù)為平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)誤，同列數(shù)據(jù)后附不同小寫字母者表示差異顯著 (＜0.05)。

Note: Mean ± SE in the same row followed by different letters indicate significant differences (＜0.05).

表4 靈芝與白星花金龜幼蟲對(duì)基于蘋果枝條的栽培基質(zhì)的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果OD值

2.5 白星花金龜幼蟲取食不同靈芝菌糠產(chǎn)生的蟲砂的GI測(cè)定

GI測(cè)定是評(píng)價(jià)堆肥物料腐熟程度的方法，可以綜合反映堆肥的植物毒性。當(dāng)GI大于50.0%時(shí)堆肥基本腐熟，對(duì)植物基本無毒性；當(dāng)GI大于80.0%時(shí)堆肥已經(jīng)完全腐熟，對(duì)植物沒有毒性。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定了白星花金龜幼蟲取食不同靈芝菌糠產(chǎn)生的蟲砂的GI，以評(píng)價(jià)其腐熟程度，結(jié)果見圖3。由圖中可以看出，本實(shí)驗(yàn)中所有取食靈芝菌糠所產(chǎn)生的蟲砂的GI均大于50.0%，表明均已達(dá)到基本腐熟，除了2號(hào)和3號(hào)外，其余7組蟲砂的GI均大于80.0%，達(dá)到完全腐熟。1號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、7號(hào)、8號(hào)和9號(hào)蟲砂的GI大于100.0%，其中8號(hào)蟲砂的GI最高，可達(dá)112.0%。

圖 3 白星花金龜幼蟲取食不同靈芝菌糠產(chǎn)生的蟲砂的GI值

3 討論

林果枝條廢棄物是一種重要的生物質(zhì)資源，但目前并未得到有效利用，這些廢棄物大多被隨意堆放或焚燒，導(dǎo)致資源浪費(fèi)和環(huán)境污染[18]。近年來，隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和廢棄物資源利用的關(guān)注度提高，對(duì)林果枝條廢棄物的資源化利用進(jìn)行相關(guān)研究的重要性日益凸顯[19]。盡管已有相關(guān)研究關(guān)注林果枝條廢棄物的利用，如制作生物質(zhì)炭、有機(jī)肥料，篩選高效降解菌或作為食用菌栽培基質(zhì)等方面[20-22]，但這些處理方式仍存在成本高或者二次污染等問題。因此，尋找更有效、經(jīng)濟(jì)成本低且不產(chǎn)生二次污染的林果枝條廢棄物利用方式仍然是當(dāng)前研究的重要方向。

本研究選用腐生型食藥用菌——靈芝和腐食性昆蟲——白星花金龜幼蟲聯(lián)合轉(zhuǎn)化基于蘋果枝條的廢棄物，將枝條廢棄物最終轉(zhuǎn)化為靈芝、白星花金龜幼蟲和蟲砂等高附加值產(chǎn)品，且不產(chǎn)生二次污染，進(jìn)一步通過測(cè)定靈芝產(chǎn)量、白星花金龜幼蟲增重量、蟲砂產(chǎn)量及其GI值和菌糠剩余量等指標(biāo)探究了它們的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果，為果木枝條廢棄物資源和靈芝菌糠的生態(tài)高值化利用提供理論依據(jù)。

本研究中，9個(gè)靈芝菌株在以蘋果枝條為主要栽培基質(zhì)的培養(yǎng)料中的生物學(xué)效率為17.6%～31.3%，培養(yǎng)料的干物質(zhì)降解率為19.2%～32.2%，干物質(zhì)剩余量（產(chǎn)生菌糠量）為67.8%～80.8%；除3號(hào)和7號(hào)菌株外，其余7個(gè)菌株的轉(zhuǎn)化效率均達(dá)到25.0%以上。進(jìn)一步采用白星花金龜幼蟲對(duì)9個(gè)靈芝菌株的菌糠進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，蟲料比為1:4飼喂5 d后測(cè)定其轉(zhuǎn)化效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)白星花金龜幼蟲對(duì)不同靈芝菌糠的取食率在17.5%～77.9%，除6號(hào)和9號(hào)菌糠組外，對(duì)其余7種菌糠的取食率均高于50.0%。以1 kg培養(yǎng)料（干重）為基準(zhǔn)，評(píng)價(jià)了不同靈芝菌株與白星花金龜幼蟲對(duì)以蘋果枝條為主的廢棄物的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果，除6號(hào)和9號(hào)外，其余7個(gè)靈芝菌株和白星花金龜幼蟲聯(lián)合轉(zhuǎn)化后，剩余干物質(zhì)量（剩余菌糠量）均小于50.0%，剩余19.0%～33.4%（190.04 g～334.27 g），生產(chǎn)靈芝61.87 g～126.50 g，蟲體增重 6.33 g～82.76g，產(chǎn)生蟲砂43.94 g～426.54 g，其中5號(hào)靈芝菌株和白星花金龜幼蟲對(duì)蘋果枝條的聯(lián)合轉(zhuǎn)化效果最好，1 kg蘋果枝條栽培料可產(chǎn)生106.90 g靈芝子實(shí)體，白星花金龜幼蟲蟲體增重65.53 g，產(chǎn)生蟲砂394.19 g。經(jīng)測(cè)定發(fā)現(xiàn)基于蘋果枝條為主要基質(zhì)栽培的靈芝子實(shí)體和菌糠中均含有豐富的三萜、多糖和黃酮等活性成分，產(chǎn)生蟲砂的GI值均大于50.0%，以上結(jié)果表明通過靈芝和白星花金龜幼蟲聯(lián)合轉(zhuǎn)化可以實(shí)現(xiàn)蘋果枝條的生態(tài)高值化利用。

張廣杰等[23]研究發(fā)現(xiàn)，白星花金龜幼蟲對(duì)發(fā)酵不同時(shí)間的玉米秸稈、小麥秸稈、花生殼和衛(wèi)生紙等4種物料轉(zhuǎn)化時(shí)除物料種類外，不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)白星花金龜幼蟲的轉(zhuǎn)化效率也具有較大影響，并推測(cè)發(fā)酵不同時(shí)期的物料中木質(zhì)素、纖維素和半纖維素等木質(zhì)纖維素的降解程度是主要影響因素。本研究中，白星花金龜幼蟲對(duì)不同靈芝菌糠的轉(zhuǎn)化效率具有顯著差異，其中對(duì)6號(hào)和9號(hào)菌糠組的取食率較低，僅為27.7%和17.5%，而6號(hào)和9號(hào)靈芝菌株的生物學(xué)效率分別為27.1%和29.4%，顯著高于1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)和7號(hào)菌株，不同靈芝菌株的生物學(xué)效率一定程度上可以反應(yīng)出其對(duì)基質(zhì)中木質(zhì)纖維素的降解程度，由此推測(cè)，白星花金龜幼蟲的取食效率除了受木質(zhì)纖維素的降解程度影響外，還受其他因素影響，如本研究中不同靈芝菌糠中的活性成分不同等，具體還有待于下一步深入研究。

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Combined Transformation of Apple Pruning Branches byspp. andLarvae

ZHAO Wei1, ZHAO Chuan-yue1, ZHOU Ting2, KONG Hao1, ZHANG Le-jie1, WANG Li1*

1.271018,2.265400,

We investigated the substrate combined transformation efficiency mainly based on apple branch sawdust byspp. andlarvae (PBL). Firstly, the mycelium growth rate, biological efficiency and active components in the fruiting body and spent mushroom substrate (SMS) of differentstrains were measured respectively. Then, the conversion efficiency of the PBL to differentSMS was measured. Finally, the combined transformation efficiency was calculated by using 1 kg of substrate (dry weight) as a baseline, PBL-SMS ratio is 1:4 and feeding for 5 days. The results showed that, except No. 6 and No. 9 strains, the residual dry matter weight of the other 7strains was less than 50.0% after combined transformation with PBL, ranging from 19.0% to 33.4% (190.04 g to 334.27 g), the yield ofwas 61.87 g to 126.50 g, the PBL gained weight was 6.33 g～82.76 g and the insect sand gained weight was 43.94 g～426.54 g. Among them, the combined conversion efficiency of No.5strain and the PBL was the highest, the residual dry matter weight was only 190.04 g, and 106.90 g of, 65.53 g of the PBL gained weight and 394.19 g of insect sand was produced. This study shows that the ecological high-value utilization of apple branches can be achieved through the joint transformation ofand PBL, which provides a theoretical basis for the resource utilization of forest and fruit branch waste.

spp.;larvae (PBL); apple pruning branches; biotransformation

S433.5

A

1000-2324(2023)05-0710-08

10.3969/j.issn.1000-2324.2023.05.010

2023-07-18

2023-11-14

自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2022B02046);山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系食用菌創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目(SDAIT-07-06)

趙威(1999-),男,碩士研究生,主要研究方向:食藥用菌資源利用. E-mail:1932834267@qq.com

Author for correspondence. E-mail:haoyou0102@163.com