菌渣-豬糞發(fā)酵床墊料對玉米種子發(fā)芽及酶活性的影響*

萬魯長，韓 紅，韓建東，宮志遠(yuǎn)，任鵬飛，盛清凱**

（1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，山東 濟(jì)南 250100；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所山東省畜禽疫病防治與繁育重點(diǎn)試驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100）

菌渣-豬糞發(fā)酵床墊料對玉米種子發(fā)芽及酶活性的影響*

萬魯長1，韓 紅2，韓建東1，宮志遠(yuǎn)1，任鵬飛1，盛清凱2**

（1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，山東 濟(jì)南 250100；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所山東省畜禽疫病防治與繁育重點(diǎn)試驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100）

為了促進(jìn)發(fā)酵床廢棄墊料的循環(huán)利用，研究不同菌渣發(fā)酵床養(yǎng)豬后的菌渣墊料對玉米種子發(fā)芽及酶活的影響。分別設(shè)置添加金針菇菌渣和杏鮑菇菌渣發(fā)酵床各2種，金針菇菌渣在發(fā)酵床中的添加比例分別為15%、45%，以常規(guī)發(fā)酵床（60%木屑和40%稻殼）為對照。杏鮑菇菌渣的添加比例為15%和45%。在發(fā)酵床飼養(yǎng)生豬后測定其墊料零倍、50倍、100倍稀釋液對玉米種子發(fā)芽率、主根長度及超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）酶活的影響。結(jié)果為這5種發(fā)酵床墊料零倍稀釋液在第2天、第3天及第4天玉米種子的發(fā)芽率皆極顯著高于100倍的稀釋液（P＜0.01），相同時(shí)間5種墊料同一稀釋倍數(shù)的種子發(fā)芽率之間無顯著差異。發(fā)芽第3天零倍稀釋液的主根長度、SOD、POD、CAT極顯著高于100倍稀釋液（P＜0.01）。結(jié)果表明這5種發(fā)酵床墊料皆可用于玉米種子發(fā)芽，適當(dāng)?shù)南♂寜|料有助于種子發(fā)芽。

食用菌菌渣；發(fā)酵床；豬糞；玉米；發(fā)芽

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，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)不同于我國目前常見的水泥地面養(yǎng)豬技術(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17個(gè)市地推廣，全國20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沒有很好解決。

發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)所用的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發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)的進(jìn)一步推廣。食用菌為近年來快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一，利用食用菌的下腳料—菌渣替代鋸末和稻殼等墊料原料，可以促進(jìn)菌渣資源的利用，同時(shí)降低墊料的成本[1]。食用菌種類繁多，應(yīng)用栽培較多的為金針菇（Flammulina velutiper）、杏鮑菇（Pleurotus eryngii）、真姬菇（Hvpsizvgus marmoreus）等[2]。食用菌種類不同，栽培基料也不同。盛清凱[3]等曾報(bào)道金針菇菌渣發(fā)酵床墊料可飼養(yǎng)雛雞，對雛雞生產(chǎn)性能無不良影響且降低墊料成本，但其它菌渣發(fā)酵床墊料的再次循環(huán)利用問題尚未見報(bào)道。菌渣發(fā)酵床養(yǎng)殖后的墊料是否可以用于還田、種植蔬菜，也未見報(bào)道。本試驗(yàn)檢測金針菇菌渣發(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)，及研究不同濃度的廢棄墊料提取液對玉米種子發(fā)芽率的影響，為廢棄菌渣墊料的利用提供參考。

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)科院資環(huán)所提供。生豬為（20±0.5） kg歐德萊品種。鋸末、稻殼、玉米面市場購買。發(fā)酵床菌種為山東省農(nóng)科院畜牧獸醫(yī)研究所提供，納豆芽孢桿菌含量為1.0× 109cfu·g-1。玉米種子為農(nóng)大108，北京金色農(nóng)華種業(yè)科技有限公司提供。

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，5種發(fā)酵床分別為對照組菌床（簡稱CL）、金針菇菌床Ⅰ和Ⅱ（簡稱FL-Ⅰ和FL-Ⅱ）、杏鮑菇菌床Ⅰ和Ⅱ（簡稱PL-Ⅰ和PL-Ⅱ），每種發(fā)酵床重復(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 d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。將每種發(fā)酵床中4處位點(diǎn)的墊料混勻后，分別進(jìn)行理化指標(biāo)分析及種子發(fā)芽試驗(yàn)。

表1 菌渣發(fā)酵床配方Tab.1 Formulae of mushroom residues litters

1.3種子發(fā)芽試驗(yàn)

挑選籽粒完整無損、大小均勻的種子,進(jìn)行發(fā)芽率試驗(yàn)。取適量菌渣墊料，用蒸餾水按1∶10浸提，3 000 r·min-1離心20 min，取上清液做為原液，再用蒸餾水按0、50倍、100倍稀釋，分別保存。將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，3次重復(fù)，在25℃恒溫箱中培養(yǎng)96 h。每日記錄種子的發(fā)芽個(gè)數(shù)。

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

酶活測定：參照鮑觀娟等方法[4]。培養(yǎng)第3天后，從培養(yǎng)皿內(nèi)隨機(jī)取5株幼苗，稱重，加入預(yù)冷的0.05mol·L-1pH 7.5的磷酸緩沖液少量，冰浴中勻漿后，定容至1.25 mL，10 000 r·min-1低溫離心20 min，取上清液置于低溫冰箱備用。超氧化物歧化酶（SOD）采用氮藍(lán)四唑，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。3種酶活檢測試劑盒皆由南京建成生物工程公司提供。

1.4菌渣墊料理化指標(biāo)檢測方法

氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)含量依據(jù)NY525-2002測定[5]，銅、鐵、鋅、錳含量依據(jù)GB/T13885-2003測定[6]。

1.5數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SAS統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行方差分析和Duncan′s多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1菌渣墊料的理化指標(biāo)

發(fā)酵床菌渣墊料理化指標(biāo)見表2。

表2中氮、磷、鉀含量范圍分別為1.82%～ 2.30%、1.98%～2.39%、1.42%～1.87%，銅、鐵、鋅、錳的含量范圍分別為69.79mg·kg-1～122.63mg·kg-1、117.12mg·kg-1～161.38mg·kg-1、227.20mg·kg-1～289.67mg·kg-1及236.21mg·kg-1～269.93mg·kg-1。

2.2菌渣墊料對玉米種子發(fā)芽的影響

菌渣墊料提取液對玉米種子發(fā)芽率及主根長度的影響見表3。

表2 發(fā)酵床菌渣墊料理化指標(biāo)Tab.2 Physicochemical indexes of mushroom residues litters

表3 菌渣墊料提取液對玉米種子發(fā)芽率及主根長度的影響Tab.3 Effect of different wast litters extracts on corn seed germination rate and root length

表3中在發(fā)芽第2天CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ的零倍稀釋液發(fā)芽率與50倍稀釋液無顯著差異，二者皆顯著高于100倍稀釋液（p＜0.01）；相同稀釋倍數(shù)的CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ玉米種子發(fā)芽率無顯著差異。在發(fā)芽第3天、第4天不同稀釋倍數(shù)的稀釋液對玉米種子發(fā)芽率的影響等同第2天。零倍稀釋的CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ主根長度最長，其次為50倍稀釋；零倍稀釋液極顯著高于100倍稀釋液的主根長度（P＜0.01），相同稀釋倍數(shù)CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ的主根長度無顯著差異。

2.3菌渣墊料對玉米種子酶活的影響

菌渣墊料提取液對玉米發(fā)芽種子酶活的影響見表4。

表4中零倍稀釋液CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ玉米種子POD、CAT、SOD的酶活活性顯著高于50倍稀釋液的酶活活性（P＜0.05），極顯著高于100倍稀釋液的酶活活性（P＜0.01）。0、50倍、100倍同一等同稀釋倍數(shù)CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ之間的POD、CAT、SOD皆無顯著差異。

表4 菌渣墊料提取液對玉米發(fā)芽種子酶活性的影響Tab.4 Effect of different wast litters extracts on enzyme activity of germinated corn seed

3 討論

發(fā)酵床廢棄墊料中的化學(xué)成分主要來源于兩個(gè)方面：一方面是墊料中的鋸末、稻殼和菌渣，另一方面是豬排泄的糞污。本試驗(yàn)中所用的菌渣為金針菇菌渣和杏鮑菇菌渣，菌渣的來源金針菇和杏鮑菇培養(yǎng)基料并不相同?；戏N類及配比的差異是墊料中氮、磷、鉀及重金屬含量差異的一個(gè)重要原因。飼料中的碳、氮、磷及銅、鋅等物質(zhì)被生豬采食，營養(yǎng)成分被生豬消化吸收后，其排泄物糞尿中的有機(jī)質(zhì)及銅等重金屬物質(zhì)含量也是影響墊料中化學(xué)成分的一個(gè)重要原因。墊料原料種類、原料配比及生豬排泄物三個(gè)因素中究竟哪一個(gè)因素是影響墊料化學(xué)成分最主要因素有待今后探討。

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的含量。張樹清等[7]測定了我國7個(gè)省、市、自治區(qū)的典型規(guī)?；B(yǎng)殖場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%，銅含量范圍分別為10.7mg·kg-1～1591mg·kg-1，鋅含量范圍分別為71.3mg·kg-1～8 710mg·kg-1，鐵和錳的平均含量為8 640mg·kg-1和395.62mg·kg-1，本試驗(yàn)測定結(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、鋅含量低于歐洲國家對堆肥中重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn)[8]，表明本試驗(yàn)中的金針菇菌渣廢棄墊料和杏鮑菇菌渣墊料可以作為有機(jī)肥使用。

本試驗(yàn)中4種菌渣墊料稀釋液稀釋倍數(shù)對玉米種子發(fā)芽率有顯著影響。該結(jié)論與盛清凱等報(bào)道的結(jié)果一致[9]。本試驗(yàn)中零倍稀釋液的玉米種子主根長度高于100倍稀釋液的主根長度，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，該結(jié)論與劉自成等[10]、魯璐等[11]研究結(jié)果相似。種子發(fā)芽需要適宜濃度的微量元素[12]，適宜的微量元素種類及濃度可促進(jìn)玉米種子發(fā)芽[10]。魯璐等[11]報(bào)道用鋅肥拌種效果優(yōu)于用鐵肥拌種，鐵肥與鋅肥配合施用效果更好，用鋅、鐵肥拌種，玉米單株穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量均較對照有所增加。本試驗(yàn)中菌渣墊料提取液提高玉米種子主根長度的原因可能為其中銅、鐵、鋅、錳等微量元素與氮、磷、鉀等化學(xué)成分共同作用的結(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]。正常條件下，植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和清除處于相對動(dòng)態(tài)平衡中。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、50倍稀釋液SOD、POD和CAT活性高于100倍稀釋液，表明零倍、50倍稀釋液清除自由基的能力強(qiáng)于100倍稀釋液，銅、鋅、錳、鐵以及氮、磷、鉀濃度較高的零倍稀釋液沒有對玉米種子造成脅迫。該結(jié)論與蔣永濤等[15]、付世景等[16]報(bào)道的逆境條件下SOD、POD和CAT活性下降、種子發(fā)芽率降低的結(jié)論相似。張子學(xué)等報(bào)道在適宜的濃度范圍內(nèi)，銅、鐵、鋅、錳、鉬、硼6種元素的6種處理均能提高大豆種子的發(fā)芽率、主根長度和側(cè)根數(shù)量，隨著處理濃度的提高，6種微量元素處理均能提高POD和SOD的活性[17]。

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)，2011a（11）：67-68，72.

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

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

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

[5]NY525-2002，有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6]GB/T13885-2003,動(dòng)物飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測定[S].

[7]張樹清.規(guī)?；B(yǎng)殖畜禽糞有害成分測定及無害化處理效果[R].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士后研究工作報(bào)告，2004.

[8]李書田，劉榮樂.國內(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種子發(fā)芽率的影響[J].豬業(yè)科學(xué)，2011c（5）：86-88

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

[11]魯璐，吳瑜.3種微量元素對小麥生長發(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.

[12]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.

[13]Linyu L,Qunce H,Shuyin Z,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 KK,Agrawal SB.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.

[17]張子學(xué)，胡能兵，鑫波，等.微量元素對大豆種子發(fā)芽及其保護(hù)酶表達(dá)的影響[J].大豆科學(xué)，2011，30（2）：347 -349.

書訊

《食用菌營養(yǎng)與烹飪》由湖南省食用菌研究所與中國食用菌協(xié)會(huì)、中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所共同編寫，主要包括毒菌類的識(shí)別方法、食用菌的選購與貯藏、食用菌的營養(yǎng)與保健作用、食用菌經(jīng)典菜式等內(nèi)容，重點(diǎn)介紹39種常見食用菌141個(gè)菜品的烹飪方法。烹飪方法結(jié)合了多地菜肴的特色，兼顧營養(yǎng)、口味、地域及燒、蒸、煮等各種制作技巧的使用，菜式豐富、搭配合理。內(nèi)容詳實(shí)、圖片精美，實(shí)用性強(qiáng)。

本編輯部現(xiàn)有少量存書，欲購者可直接匯款至中國食用菌雜志編輯部，本書售價(jià)30元，平郵加郵寄費(fèi)5元，掛號(hào)加郵寄費(fèi)10元，聯(lián)系電話0871-65151099。

《中國食用菌》編輯部

Effects of Pig Litters Composed of Mushroom Residues on Germination of Corn Seeds and It’s Enzymes Activities

WAN Lu-zhang1,HAN Hong2,HAN Jian-dong1,GONG Zhi-yuan1,REN Peng-fei1,SHENG Qing-kai2
(1.Institute of Agricultural Resource and Environment of SAAS,Jinan 250100,China;2.Institute of Animal Science and Veterinary Medicine,SAAS/Shandong Provincial Key Laboratory of Animal Disease Control and Breeding,Jinan 250100,China)

In order to promote the recycling utilization of waste litters,the effect of pig litters with mushroom residues on corn seed germination and their enzyme activities were investigated.The proportion of Flammulina velitupe and the Pleurotus eryngii residue in litters was respectively 15%and 45%,the basal formal of litter was 60%sawdust and 40%rice husk.After pigs were raised on the five litters,the effects of zero times,50 times,100 times residue litter dilutions on corn seed germination rate,root length and the activities of superoxide dismutase (SOD),peroxidase (POD),catalase(CAT)were determined.The results showed that the seed germination of the zero times dilution for the five litters in the second,third,forth day were higher than that of 100 times dilution(P＜0.01),and the germination between the five litters had no significant difference for the same times dilution at the same day.The main root length and the activities of SOD,POD,CAT in the zero times dilution were significantlyhigher than that in the 100 times dilution in the third day(P＜0.01).The four residue litters can be used for the corn seed germination and the proper dilution of litters was beneficial for the germination.

mushroom residue;deep litters;pigs;corn;germination

S646.9

A

1003-8310（2015）04-0067-05

10.13629/j.cnki.53-1054.2015.04.016

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31172245）；“十二五”國家科技支撐計(jì)劃（2012BAD14B07）；山東省食用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（SDAIT-11-011-01）。

萬魯長（1965-），男，本科，研究員，主要從事食用菌技術(shù)及菌渣循環(huán)利用研究。E-mail:wanluzhang657@163.com

**通信作者：盛清凱（1971-），男，博士，研究員，主要從事動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究。E-mail:qksheng@163.com

2015-04-10