菌種對紅景天藥渣發酵制有機肥的影響

劉雪蓮，劉士剛

(1.通化師范學院 生命科學學院，吉林 通化 134002；2.修正藥業集團股份有限公司)

紅景天為著名的中藥材，來源于景天科紅景天屬肉質的塊根及根莖，我國有紅景天屬植物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，黃酮類，鞣質等多種藥用成分[1-3]而得到各大制藥公司的認可.中藥資源是祖先留給我們的巨大寶庫，隨著中藥資源的開發和利用，尤其是現代工業科技的進步，中藥生產的工業化、規模化程度不斷加深，發展了中藥行業，產生了巨大的經濟效益.然而中藥材提取后產生的大量藥渣的處理問題是亟待解決的.填埋、焚燒、堆放的傳統處理方法將造成環境嚴重污染和資源巨大浪費.紅景天藥渣中含有大量的粗纖維、木質素及多種微量元素，利用環境生物技術原理將紅景天藥渣發酵轉化為有機肥，可解決廢棄藥渣的環境污染問題，最大化利用廢棄資源，為生產企業帶來新的利潤增長點，具有明顯的生態環境效應和經濟效益.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固態發酵過程中有機肥料中主要營養成分的變化，從而篩選出適宜發酵的菌種，為加速紅景天藥渣發酵，提高有機肥肥效，更好地開發利用紅景天藥渣提供科學參考.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

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

1.2 培養基

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

1.3 試驗處理及培養方法

本試驗研究單一菌種和復合菌種對葡萄皮渣發酵的影響，其處理設置如下：

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、白地霉復合；處理E：白腐真菌、黑曲霉復合；處理F：白腐真菌、白地霉、黑曲霉復合；不接種自然發酵的為對照(CK).

將種子液按0.5%的質量比接種到紅景天藥渣培養基中，攪拌混勻，30℃恒溫培養9d.重復5次，在發酵過程中，每4d加一次無菌水，每次加水15mL，以保證其濕度.發酵結束后，將藥渣于65℃烘干至恒重，備用.

1.4 測定指標

腐殖酸含量、有機肥料中全氮、全磷含量測定參照中國人民共和國農業行業標準(NY 525—2011).

1.5 實驗數據分析

利用Excel和DPS統計軟件進行實驗數據統計和方差分析.

2 結果與分析

2.1 菌種對紅景天藥渣有機肥腐植酸含量的影響

腐殖酸類物質在土壤和植物營養中具有重要作用，是土壤肥力的重要組成部分和影響因子，同時它對土壤結構和理化性質的穩定和改良、土壤微生物區系的活性等具有重要意義[4].有機物料在菌群作用下發酵過程中能產生大量的腐殖酸.對腐殖酸的測定數據如表1所示，7個處理中接種黑曲霉的處理，腐殖酸的含量最高為14.001%，與其他六個處理相比差異顯著.說明黑曲霉對紅景天藥渣的纖維素和木質素降解能力較強.由表1可以看出，復合菌種發酵的樣品中腐殖酸的含量普遍低于單一菌種發酵的樣品，原因可能是由于多種微生物復合后，相互之間產生拮抗作用，影響了對底物的降解[5].

表1 菌種對紅景天藥渣發酵制有機肥的影響

2.2 菌種對紅景天藥渣有機肥全氮含量的影響

氮是植物需要量較大的營養元素, 全氮含量是衡量肥料養分的一個重要指標.在農業生產上,施用有機肥料是提高土壤肥力,保證作物高產的重要措施之一[6].對紅景天藥渣有機肥全氮含量進行測定，結果如表1所示，接種黑曲霉的處理物料培養基經過發酵后有機肥全氮含量最高，達1.4989%，與對照相比差異顯著.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 菌種對紅景天藥渣有機肥全磷含量的影響

磷是植物必需的大量元素之一,對作物的生長發育、產量品質都有重要影響[7-8].本實驗參照有機肥國家標準的測定方法，對紅景天藥渣有機肥全磷含量進行測定，其結果如表1所示，接種白腐菌的處理紅景天藥渣有機肥全磷含量最高，達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到顯著水平.

3 結論

紅景天是種藥食兼用的植物，其有效成分及生物學活性已成為人們所關注的領域.開發利用紅景天在食品、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有機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，最大限度地提高產品的附加值.本研究通過篩選微生物對紅景天藥渣進行發酵，增強對紅景天藥渣的分解和利用，縮短堆肥時間，提高有機肥料利用率，為紅景天藥渣有機肥料的工業生產探索一條合理的道路.本實驗條件下，接種單一菌種的處理發酵效果要好于接種混合菌種的處理，其中黑曲霉對紅景天藥渣發酵的效果較好，有機肥的肥力最高.可作為紅景天藥渣發酵生產有機肥的菌種.對紅景天藥渣發酵生產有機肥的其他影響因素如發酵時間、接種量、水料比等對發酵效果的影響還有待于進一步研究.

參考文獻：

[1]王強,阮曉,李荷迪,等.珍稀藥用資源植物紅景天研究現狀、問題與對策[J].自然資源學報,2007,22(6):880-889.

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

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

[5]劉雪蓮,甘鵬.葡萄皮渣固態發酵生產有機肥料的菌種篩選[J].林業實用技術,2013(10):1-10.

[6]袁穎紅,黃欠如,黃榮珍,等.長期施肥對紅壤土有機碳和全氮含量的影響[J].南昌工程學院學報,2007,26(4):29-33.

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

[9]趙蕓君,桑段疾,賈海濤.番茄渣發酵生產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.有機肥料對土壤及作物作用的研究進展[J].南方農業,2010(2):83-86.