菌渣-豬糞發酵床墊料對玉米種子發芽及酶活性的影響*

萬魯長，韓 紅，韓建東，宮志遠，任鵬飛，盛清凱**

（1.山東省農業科學院農業資源與環境研究所，山東 濟南 250100；2.山東省農業科學院畜牧獸醫研究所山東省畜禽疫病防治與繁育重點試驗室，山東 濟南 250100）

菌渣-豬糞發酵床墊料對玉米種子發芽及酶活性的影響*

萬魯長1，韓 紅2，韓建東1，宮志遠1，任鵬飛1，盛清凱2**

（1.山東省農業科學院農業資源與環境研究所，山東 濟南 250100；2.山東省農業科學院畜牧獸醫研究所山東省畜禽疫病防治與繁育重點試驗室，山東 濟南 250100）

為了促進發酵床廢棄墊料的循環利用，研究不同菌渣發酵床養豬后的菌渣墊料對玉米種子發芽及酶活的影響。分別設置添加金針菇菌渣和杏鮑菇菌渣發酵床各2種，金針菇菌渣在發酵床中的添加比例分別為15%、45%，以常規發酵床（60%木屑和40%稻殼）為對照。杏鮑菇菌渣的添加比例為15%和45%。在發酵床飼養生豬后測定其墊料零倍、50倍、100倍稀釋液對玉米種子發芽率、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。結果為這5種發酵床墊料零倍稀釋液在第2天、第3天及第4天玉米種子的發芽率皆極顯著高于100倍的稀釋液（P＜0.01），相同時間5種墊料同一稀釋倍數的種子發芽率之間無顯著差異。發芽第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）。結果表明這5種發酵床墊料皆可用于玉米種子發芽，適當的稀釋墊料有助于種子發芽。

食用菌菌渣；發酵床；豬糞；玉米；發芽

發酵床養豬技術，即豬在添加外源微生物的發酵床墊料上生長，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肥使用。該技術不同于我國目前常見的水泥地面養豬技術，將養殖生產與糞污處理兩環節有機結合，改善了環境，實現了廢棄資源的循環利用。2006年山東省引進發酵床養豬技術，目前已經在全省17個市地推廣，全國20多個省份推廣。發酵床技術促進了養豬生產，但廢棄墊料資源如何利用一直沒有很好解決。

發酵床養豬技術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酵床養豬技術的進一步推廣。食用菌為近年來快速發展的產業之一，利用食用菌的下腳料—菌渣替代鋸末和稻殼等墊料原料，可以促進菌渣資源的利用，同時降低墊料的成本[1]。食用菌種類繁多，應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]等曾報道金針菇菌渣發酵床墊料可飼養雛雞，對雛雞生產性能無不良影響且降低墊料成本，但其它菌渣發酵床墊料的再次循環利用問題尚未見報道。菌渣發酵床養殖后的墊料是否可以用于還田、種植蔬菜，也未見報道。本試驗檢測金針菇菌渣發酵床、杏鮑菇菌渣發酵床養豬后廢棄墊料的理化指標，及研究不同濃度的廢棄墊料提取液對玉米種子發芽率的影響，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科院資環所提供。生豬為（20±0.5） kg歐德萊品種。鋸末、稻殼、玉米面市場購買。發酵床菌種為山東省農科院畜牧獸醫研究所提供，納豆芽孢桿菌含量為1.0× 109cfu·g-1。玉米種子為農大108，北京金色農華種業科技有限公司提供。

1.2試驗設計

根據表1按濕法制作5種發酵床，墊料厚度為80 cm，5種發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），每種發酵床重復1次。每種發酵床中飼養生豬8頭。生豬自由采食，墊料定期翻耙。飼養100 d后每種發酵床中選取代表性位點4處，取其深10 cm處墊料200 g。將每種發酵床中4處位點的墊料混勻后，分別進行理化指標分析及種子發芽試驗。

表1 菌渣發酵床配方Tab.1 Formulae of mushroom residues litters

1.3種子發芽試驗

挑選籽粒完整無損、大小均勻的種子,進行發芽率試驗。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皿內，每皿50粒，并向培養皿內加入5 mL稀釋液，3次重復，在25℃恒溫箱中培養96 h。每日記錄種子的發芽個數。

主根長度測定：培養第3天后每個培養皿內隨機取5株幼苗測定最上部側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]。培養第3天后，從培養皿內隨機取5株幼苗，稱重，加入預冷的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）采用氮藍四唑，過氧化物酶（POD）采用改良聯苯胺法，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菌渣墊料理化指標檢測方法

氮、磷、鉀、有機質含量依據NY525-2002測定[5]，銅、鐵、鋅、錳含量依據GB/T13885-2003測定[6]。

1.5數據分析

試驗數據采用Excel 2003和SAS統計，進行方差分析和Duncan′s多重比較。

2 結果與分析

2.1菌渣墊料的理化指標

發酵床菌渣墊料理化指標見表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芽的影響

菌渣墊料提取液對玉米種子發芽率及主根長度的影響見表3。

表2 發酵床菌渣墊料理化指標Tab.2 Physicochemical indexes of mushroom residues litters

表3 菌渣墊料提取液對玉米種子發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中在發芽第2天CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ的零倍稀釋液發芽率與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）；相同稀釋倍數的CL、FL-Ⅰ、FL-Ⅱ、PL-Ⅰ、PL-Ⅱ玉米種子發芽率無顯著差異。在發芽第3天、第4天不同稀釋倍數的稀釋液對玉米種子發芽率的影響等同第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

發酵床廢棄墊料中的化學成分主要來源于兩個方面：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基料并不相同。基料種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重要原因。飼料中的碳、氮、磷及銅、鋅等物質被生豬采食，營養成分被生豬消化吸收后，其排泄物糞尿中的有機質及銅等重金屬物質含量也是影響墊料中化學成分的一個重要原因。墊料原料種類、原料配比及生豬排泄物三個因素中究竟哪一個因素是影響墊料化學成分最主要因素有待今后探討。

菌渣墊料中的化學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個省、市、自治區的典型規模化養殖場畜禽糞便的主要化學組成，豬糞中有機物平均含量為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，本試驗測定結果中氮、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準[8]，表明本試驗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肥使用。

本試驗中4種菌渣墊料稀釋液稀釋倍數對玉米種子發芽率有顯著影響。該結論與盛清凱等報道的結果一致[9]。本試驗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物質濃度較高時可以促進發芽種子的生長，該結論與劉自成等[10]、魯璐等[11]研究結果相似。種子發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玉米種子發芽[10]。魯璐等[11]報道用鋅肥拌種效果優于用鐵肥拌種，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、穗粒數、千粒重及產量均較對照有所增加。本試驗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、鉀等化學成分共同作用的結果。

SOD、POD和CAT等酶系統的作用是清除動植物體內的活性氧和抗氧化物質[13]。正常條件下，植物體內活性氧的產生和清除處于相對動態平衡中。但在逆境條件下，體內活性氧自由基產生的速度超出了植物清除自由基的能力，就會引起傷害。SOD、POD和CAT的共同作用能有效地阻止O-2和H2O2在體內積累[14]。本試驗中零倍、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。該結論與蔣永濤等[15]、付世景等[16]報道的逆境條件下SOD、POD和CAT活性下降、種子發芽率降低的結論相似。張子學等報道在適宜的濃度范圍內，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芽率、主根長度和側根數量，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：

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

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[11]魯璐，吳瑜.3種微量元素對小麥生長發育及產量和品質的影響研究進展[J].應用與環境生物學報，2010，16（3）：435-439.

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

書訊

《食用菌營養與烹飪》由湖南省食用菌研究所與中國食用菌協會、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別方法、食用菌的選購與貯藏、食用菌的營養與保健作用、食用菌經典菜式等內容，重點介紹39種常見食用菌141個菜品的烹飪方法。烹飪方法結合了多地菜肴的特色，兼顧營養、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。內容詳實、圖片精美，實用性強。

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《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

國家自然科學基金面上項目（31172245）；“十二五”國家科技支撐計劃（2012BAD14B07）；山東省食用菌產業技術體系創新團隊建設項目（SDAIT-11-011-01）。

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

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

2015-04-10