大蒜秸稈綜合利用研究現(xiàn)狀

馬龍傳，寧 寧，韓允利，周冬梅

（1.金鄉(xiāng)縣大蒜研究所，山東濟(jì)寧 272200；2.山東省大蒜工程技術(shù)研究中心，山東濟(jì)寧 272200）

大蒜為百合科蔥屬植物，含有豐富的蛋白質(zhì)、揮發(fā)油、多種氨基酸、維生素、糖類(lèi)、礦物質(zhì)及微量元素，具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、降血脂、降血糖、解毒、提高機(jī)體免疫功能等功效，采收大蒜后的秸稈營(yíng)養(yǎng)豐富。經(jīng)檢測(cè)，干大蒜秸稈成分中含粗蛋白8.68%，粗脂肪0.96%，粗纖維24.63%，鈣2.29%，磷0.25%，以其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、粗纖維含量低、富含大蒜素而具有極高利用價(jià)值，既可以作為飼料資源開(kāi)發(fā)利用，又可以作為保健綠色添加劑提高飼料飼喂效果[1]。

1 大蒜秸稈產(chǎn)生途徑

金鄉(xiāng)縣常年種植大蒜4.7 hm2，加上周邊地區(qū)可達(dá)12×104hm2，新鮮秸稈可達(dá)50×104t，晾干后約為14×104t。豐富的大蒜秸稈資源因?yàn)椴荒烷L(zhǎng)期有效儲(chǔ)存，極易霉變，利用率較低，多年來(lái)一直被農(nóng)戶隨意拋棄，堆積在田間地頭發(fā)霉變爛，氣味難聞，污染環(huán)境。同時(shí)，大蒜加工成產(chǎn)品時(shí)會(huì)產(chǎn)生蒜皮、蒜桿等一些秸稈副產(chǎn)品，加工每噸大蒜可產(chǎn)生約10%的秸稈副產(chǎn)品，金鄉(xiāng)縣及周邊年可加工大蒜50×104t，可產(chǎn)生加工后剩余廢棄物5×104t。大量的加工廢棄物被隨意丟棄，造成很大的污染，影響了城市的形象和居民的正常生活[2]。

2 大蒜秸稈利用現(xiàn)狀

2.1 作為粗料直接用于飼養(yǎng)

作為粗飼料主要是將新鮮大蒜整株秸稈曬干和大蒜皮直接用于飼養(yǎng)?？籽┩热薣3]研究在肉羊粗料中添加大蒜秸稈可以明顯提高肉羊增重速度，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、降低發(fā)病率，在肉羊粗料中添加50%大蒜秸稈，可以有效防止腹瀉。

2.2 粉碎后代替飼料

粉碎后代替飼料是將大蒜秸稈和加工后的殘余秸稈粉碎添加到飼料中。楊英華[4]將大蒜秸稈作為飼料添加于產(chǎn)蛋雞日糧。研究表明，將大蒜秸稈作為飼料添加劑添替代麥麩加于產(chǎn)蛋雞日糧中，產(chǎn)蛋率、飼料利用率、日間采食量均顯著提高，蛋重也有增加趨勢(shì)，明顯增加養(yǎng)殖效益。楊俊琦等人[5]研究添加大蒜秸稈應(yīng)用于肉仔雞日糧，與對(duì)照組相比可明顯提高肉仔雞的采食量，具有較好的誘食效果，可以提高出欄時(shí)料肉比；同時(shí)發(fā)現(xiàn)添加大蒜秸稈試驗(yàn)組雞只精神狀態(tài)好、羽澤光亮、糞便含水率低，而且隨添加量增加，發(fā)病率和死亡率有降低的傾向，具有較好的保健功能。王忠紅等人[6]研究了大蒜秸稈對(duì)肉兔生產(chǎn)性能的影響，用5%～15%的大蒜秸稈替代日糧中的花生秧可顯著提高肉兔的平均日采食量、平均日增重和料肉比，家兔的發(fā)病率和死亡率均有所降低。

2.3 青貯后用于飼養(yǎng)

青貯是把青飼料埋起來(lái)發(fā)酵，青貯的飼料與空氣隔絕，產(chǎn)生有機(jī)酸，經(jīng)久不壞，并可減少養(yǎng)分的損失。金鄉(xiāng)縣積極探索大蒜秸稈的飼料化利用，從2014年就全面推廣大蒜新鮮秸稈青貯利用技術(shù)，用于飼養(yǎng)山羊。據(jù)養(yǎng)羊戶反映，相比其他干草和農(nóng)作物秸稈，大蒜秸稈整株質(zhì)地柔軟、適口性好、采食率高，飼喂的山羊、綿羊膘情好、被毛光亮，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值可與優(yōu)質(zhì)牧草相媲美[2]。河南的張士堂將青貯后的大蒜秸稈飼養(yǎng)小尾寒羊，解決飼草短缺問(wèn)題，青貯后的大蒜秸稈適口性佳、利用率高、羊上膘快、用精料少，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 秸稈還田或發(fā)酵形成肥料

由于長(zhǎng)期使用化學(xué)肥料，使土壤板結(jié)，破壞了土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致地力減弱，農(nóng)作物產(chǎn)量較低，應(yīng)增加有機(jī)肥的使用，秸稈還田也是增加有機(jī)肥的途徑之一。徐金強(qiáng)等人[7]研究表明，大蒜秸稈還田可改善溫室番茄連作土壤理化性質(zhì)（提高溫室番茄連作土壤溫度、降低土層容重、增加孔隙度、提高土壤pH值、降低土壤的電導(dǎo)度，減輕溫室土壤酸化和遏制土壤次生鹽漬化）和提高番茄生長(zhǎng)前期的根系活力、延緩了后期根系衰老。韓旭[8]研究發(fā)現(xiàn)大蒜秸稈腐解后能顯著提高土壤pH值和EC值，能夠顯著抑制小麥和萵苣的生長(zhǎng)，增加小麥和萵苣的地上部和根系的鮮重、葉片中葉綠素和蛋白質(zhì)含量，并提高超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化物酶（POD）活性。

2.5 用作原料培養(yǎng)食用菌

食用菌在栽培過(guò)程中容易受到細(xì)菌、真菌感染，由于大蒜秸稈具有較好的抑菌作用，有研究用大蒜秸稈代替部分培養(yǎng)料栽培食用菌。趙秀芳等人[9]進(jìn)行了大蒜秸稈栽培香菇的試驗(yàn)，另加麩皮10%，過(guò)磷酸鈣、石膏、石灰各為2%，尿素0.5%來(lái)栽培香菇，生物學(xué)轉(zhuǎn)化率可達(dá)98%，在栽培香菇前用水浸泡24 h效果最好，可減少雜菌污染，大大提高了產(chǎn)量。牛貞福等人[10]研究加入10%的大蒜秸稈代替部分棉籽殼為栽培原料，可提高菌絲生長(zhǎng)速度，平菇產(chǎn)量增加33.43%，采菇間隔縮短7.2 d，并可提升平菇的外觀品質(zhì)。

2.6 化感作用

化感作用是植物或微生物的代謝分泌物對(duì)環(huán)境中其他植物或微生物有利或不利的作用，主要是通過(guò)產(chǎn)生植物次生代謝物質(zhì)，能影響其他植物生長(zhǎng)[11]。佟飛等人[12]研究表明，質(zhì)量濃度為0.005 g/mL大蒜秸稈水浸液對(duì)番茄發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、苗高、鮮質(zhì)量、根長(zhǎng)、根鮮質(zhì)量表現(xiàn)化感促進(jìn)作用；從質(zhì)量濃度為0.02 g/mL開(kāi)始表現(xiàn)化感抑制作用。番茄幼苗CAT、SOD、POD活性隨著大蒜濃度的增加呈現(xiàn)先降低后升高再急劇降低的趨勢(shì)；大蒜濃度在0.005 g/mL時(shí)MDA含量最低及PAL和PPO活性呈現(xiàn)最低，根系活力最高。劉素慧等人[13]研究了大蒜秸稈水浸液對(duì)番茄、辣椒、黃瓜、萵苣、大蔥和洋蔥的發(fā)芽率、胚芽和胚根長(zhǎng)及鮮質(zhì)量的影響，結(jié)果表明不同質(zhì)量濃度的大蒜秸稈水浸液對(duì)番茄和辣椒種子發(fā)芽率均有抑制作用，但對(duì)黃瓜種子的發(fā)芽率無(wú)明顯影響，水浸液對(duì)番茄、黃瓜、辣椒胚芽和胚根的影響均為低質(zhì)量濃度促進(jìn)、高質(zhì)量濃度抑制的雙重質(zhì)量濃度效應(yīng)，但對(duì)同屬作物洋蔥和大蔥的萌芽指標(biāo)均表現(xiàn)為抑制作用。魏玲等人[14]研究表明，質(zhì)量濃度為0.005 g/mL的大蒜水浸提液可顯著促進(jìn)番茄胚根質(zhì)量、苗高、鮮質(zhì)量增加，與對(duì)照差異顯著，同時(shí)可顯著抑制番茄胚根生長(zhǎng)。質(zhì)量濃度為0.01 g/mL的大蒜浸提液處理番茄的SOD和POD活性及MDA含量均與對(duì)照差異顯著。

2.7 大蒜秸稈水浸液的抑菌

由于大蒜秸稈含有殺菌成分，一些研究者將秸稈水浸液用來(lái)殺菌、抑菌。程智慧等人[15]研究發(fā)現(xiàn)，不同質(zhì)量濃度的大蒜秸稈水浸液對(duì)西瓜枯萎病菌、黃瓜枯萎病菌、辣椒疫霉病菌均有抑菌活性，50 g/L質(zhì)量濃度下對(duì)辣椒疫霉菌抑菌率達(dá)100%，在100 g/L質(zhì)量濃度下對(duì)西瓜枯萎病菌和黃瓜枯萎病菌的抑菌率也達(dá)100%。鞏彪等人[16]研究土壤添加大蒜秸稈對(duì)番茄根結(jié)線蟲(chóng)病及根際微生態(tài)的影響，防治效果隨著大蒜秸稈施用量的增加呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，顯著降低了根結(jié)線蟲(chóng)二齡幼蟲(chóng)向雌蟲(chóng)分化的比例，并降低其卵塊數(shù)、卵粒指數(shù)和繁殖系數(shù)，同時(shí)可以降低根際土壤尿酶和磷酸酶活性，可顯著增加根際土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量。劉順湖等人[17]研究苗期和抽薹前及抽薹后的金鄉(xiāng)大蒜秸稈浸提液對(duì)黃瓜灰霉病菌生長(zhǎng)都有極顯著的抑制作用。

2.8 大蒜秸稈生物質(zhì)熱解研究

生物質(zhì)熱解制油技術(shù)作為生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化利用領(lǐng)域中的前沿技術(shù)，能降低品位的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為高品位的液體燃料和高附加值產(chǎn)品。大蒜秸稈也可以是一種生物質(zhì)能源，開(kāi)展大蒜生物質(zhì)熱解不僅可以解決大蒜秸稈污染問(wèn)題，還提供了新型能源。李江納等人[18]研究表明，大蒜秸稈在550℃時(shí)產(chǎn)油率最高，添加25%的KOH作為催化劑產(chǎn)油率明顯提高，尤其是在300℃時(shí)無(wú)催化劑作用時(shí)幾乎不產(chǎn)油，當(dāng)加入KOH后產(chǎn)油率為19%[18]。

3 結(jié)語(yǔ)

目前的大蒜秸稈還是以晾干后作為粗料直接喂羊和還田為主，對(duì)大蒜秸稈的纖維組成、秸稈殘?bào)w腐解成肥料、產(chǎn)生的次生代謝物質(zhì)、殺菌抑菌等方面缺乏相應(yīng)的基礎(chǔ)性研究，使之在大蒜秸稈青貯、發(fā)酵堆肥、化感作用、抑菌和生物質(zhì)熱解等方面研究相對(duì)較少。大蒜秸稈營(yíng)養(yǎng)豐富，尤其是其含有的大蒜素、硫醚化合物等，具有較高的利用價(jià)值。為了高效推動(dòng)我國(guó)大蒜秸稈的綜合利用，需進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)大蒜秸稈的組成成分分析、飼料添加、生物堆肥、化感作用、殺菌抑菌、生物質(zhì)熱解等方面的研究，開(kāi)發(fā)大蒜秸稈綜合利用技術(shù)，不僅可以促進(jìn)增產(chǎn)增收，還具有積極的環(huán)境效益和社會(huì)效益，對(duì)于我國(guó)的大蒜產(chǎn)業(yè)健康高效發(fā)展有重要意義。

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