(商洛學(xué)院生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院，　陜西 商洛 726000)

桔梗(Platycodongrandiflorum(Jacq).A.DC.)屬于桔?？平酃伲瑸槎嗄晟荼倦p子葉植物[1]，其根部可入藥，具有鎮(zhèn)咳、抗炎、降血壓、降血糖、減肥、抗腫瘤、提高人體免疫力等廣泛的藥理活性[2]。桔梗的嫩苗、根還可食用，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[3]。由于桔梗具有抗衰老、抗蟲殺菌等功效，使社會(huì)對(duì)桔梗的需求以及對(duì)其品質(zhì)的要求不斷提高[4]。由于藥農(nóng)種植桔梗管理比較粗放，使桔梗的病蟲害常發(fā)生，造成桔梗種子較小，且發(fā)芽率較低，出苗不整齊[5]，嚴(yán)重影響了桔梗的用藥質(zhì)量和品質(zhì)。微生物菌劑能抗病、促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，且無(wú)污染。生活垃圾堆肥中有大量的有益微生物、豐富的有機(jī)物質(zhì)成分，在多種微生物群體的作用下，使有機(jī)廢棄物資源化、無(wú)害化[6]。鑒于此，本試驗(yàn)利用農(nóng)村的豬糞、牛糞以及農(nóng)田秸稈生活垃圾腐熟的堆肥中分離純化出的枯草芽孢桿菌、灰色鏈霉菌和酵母菌發(fā)酵液處理桔梗種子，研究生活垃圾菌劑對(duì)桔梗種子萌發(fā)的影響以及桔梗根、莖、葉干物質(zhì)的積累。為合理開(kāi)發(fā)利用生活垃圾堆肥中微生物資源提供理論依據(jù)。

1　材料和方法

1.1　材　料

桔梗種子：商洛學(xué)院生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室。

垃圾堆肥：陜西省商洛市農(nóng)村的豬糞、牛糞以及農(nóng)田秸稈生活垃圾腐熟的堆肥。

枯草芽孢桿菌、灰色鏈霉菌和酵母菌：從腐熟的堆肥樣品中分離純化，將初篩得到的枯草芽孢桿菌、灰色鏈霉菌和酵母菌培養(yǎng)發(fā)酵液，并分別以波長(zhǎng)600 nm和560 nm下的OD值大于0.5。

1.2　方　法

1.2.1桔梗種子的預(yù)處理

將桔梗種子用1%NaClO3消毒10 min，用無(wú)菌水沖洗2～3次。挑選大小一致、籽粒飽滿的種子，放在鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿50粒，生活垃圾堆肥復(fù)合菌發(fā)酵液，保持濾紙濕潤(rùn)。

1.2.2生活垃圾堆菌劑處理桔梗種子的單因素試驗(yàn)

1) 用枯草芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋濃度為1、5、10、20、30倍的5個(gè)梯度處理過(guò)的桔梗種子放入25 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，以10 d為規(guī)定發(fā)芽日期，記錄每天的發(fā)芽數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率(10 d)、發(fā)芽勢(shì)(以第4天的發(fā)芽數(shù)計(jì)算)、發(fā)芽指數(shù)。蒸餾水作為對(duì)照(ck)，重復(fù)3次。

2) 用灰色鏈霉菌發(fā)酵液稀釋濃度為1、5、10、20、30倍的5個(gè)梯度處理過(guò)的桔梗種子放入25 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，以10 d為規(guī)定發(fā)芽日期，記錄每天的發(fā)芽數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率(10 d)、發(fā)芽勢(shì)(以第4天的發(fā)芽數(shù)計(jì)算)、發(fā)芽指數(shù)，蒸餾水作為對(duì)照(ck)，重復(fù)3次。

表3垃圾堆肥復(fù)合菌劑配施對(duì)桔梗的極差分析

實(shí)驗(yàn)號(hào)ABC發(fā)芽指數(shù)根干物質(zhì)重量(g)莖干物質(zhì)重量(g)葉干物質(zhì)重量(g)1A1B1C127．690．0200．0340．0742A1B2C229．870．0300．0440．0543A1B3C329．180．0400．0360．0784A2B1C227．740．0360．0240．0825A2B2C325．530．0240．0320．0646A2B3C128．340．0220．0300．0727A3B1C327．580．0240．0360．0468A3B2C128．320．0200．0260．0819A3B3C225．450．0180．0360．050ck00013．440．0160．0240．040發(fā)芽指數(shù)k128．9127．6728．12k227．2027．9127．69k327．1227．6627．43R1．790．250．69根干物質(zhì)重量k10．0230．02670．021k20．0270．02470．028k30．0210．02730．029R0．0060．00260．008莖干物質(zhì)重量k10．0350．0310．030k20．0290．0170．035k30．0270．0340．035R0．0180．0170．005葉干物質(zhì)重量k10．0690．0680．075k20．0730．0660．062k30．0590．0670．063R0．0140．0010．013

3) 用酵母菌發(fā)酵液稀釋濃度為1、5、10、20、30倍的5個(gè)梯度處理過(guò)的桔梗種子放入25 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，以10 d為規(guī)定發(fā)芽日期，記錄每天的發(fā)芽數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率(10 d)、發(fā)芽勢(shì)(以第4天的發(fā)芽數(shù)計(jì)算)、發(fā)芽指數(shù)，蒸餾水作為對(duì)照(ck)，重復(fù)3次。

1.2.3垃圾堆肥菌劑配施處理桔梗種子

在單因素篩選試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，枯草芽孢桿菌∶灰色鏈霉菌∶酵母菌發(fā)酵液=1∶1∶1混合，進(jìn)行L9(33)正交試驗(yàn)，見(jiàn)表1。以發(fā)芽指數(shù)為參考指標(biāo)，在第30天抽取9組處理中的桔梗幼苗在105 ℃殺青10 min，60 ℃烘干，稱量根、莖、葉的干物質(zhì)重量，篩選出最佳的生活垃圾堆肥復(fù)合菌劑濃度配比值。

表1L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素及水平

因素水平123A/倍81012B/倍152025C/倍456

1.2.4形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定及方法

種子發(fā)芽率(%)=發(fā)芽終期全部正常發(fā)芽粒數(shù)/供檢種子總數(shù)×100%；

種子發(fā)芽勢(shì)(%)=發(fā)芽初期(規(guī)定日期內(nèi))正常發(fā)芽粒數(shù)/供檢種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)，式中：Gt為t時(shí)間的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)。

1.2.5數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用Excel 2010和SPSS 17.0軟件進(jìn)行方差分析。

2　結(jié)果與分析

2.1　不同濃度垃圾堆肥菌劑對(duì)桔梗種子萌發(fā)的影響

由表2可見(jiàn)，經(jīng)枯草芽孢桿菌、灰色鏈霉菌、酵母菌發(fā)酵液處理的桔梗發(fā)芽率均比ck高，在一定范圍內(nèi)，隨著枯草芽孢桿菌、灰色鏈霉菌、酵母菌發(fā)酵液濃度逐漸減小，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)逐漸上升。當(dāng)枯草芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋為10倍時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均達(dá)到最大值，比ck升高了34.62%、400%、80.43%，但濃度繼續(xù)稀釋到20倍時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均開(kāi)始下降?？梢?jiàn)，枯草芽孢桿菌發(fā)酵液最佳稀釋濃度為10倍。當(dāng)灰色鏈霉菌發(fā)酵液稀釋為20倍時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均達(dá)到最大值，比ck升高了46.15%、600%、95.98%，但濃度繼續(xù)稀釋到30倍時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均開(kāi)始下降，可見(jiàn)，灰色鏈霉菌發(fā)酵液最佳稀釋濃度為20倍。

表2生活垃圾復(fù)合菌劑發(fā)酵液濃度對(duì)桔梗種子萌發(fā)的影響

垃圾堆肥復(fù)合菌劑發(fā)酵液(A)(倍)發(fā)芽率(%)(第10天)發(fā)芽勢(shì)(%)(第4天)發(fā)芽指數(shù)164420．80568622．64枯草芽孢桿菌10701024．252066821．633062421．05168623．665721023．98灰色鏈霉菌10741224．0820761426．343070823．78164422．345781227．52酵母菌10681024．422068624．123066824．00ck52213．44

當(dāng)酵母菌發(fā)酵液稀釋為5倍時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均達(dá)到最大值，比ck升高了50%、500%、104.76%，但濃度繼續(xù)稀釋到10倍時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均開(kāi)始下降，可見(jiàn)，酵母菌發(fā)酵液最佳稀釋濃度為5倍。

2.2　垃圾堆肥復(fù)合菌劑配施對(duì)桔梗的影響

2.2.1垃圾堆肥復(fù)合菌劑配施對(duì)桔梗的極差分析

以30 d為規(guī)定日期記錄每天各處理的發(fā)芽率，計(jì)算其發(fā)芽指數(shù)；在培養(yǎng)的第30天，抽取9組試驗(yàn)組中的幼苗將根、莖、葉分開(kāi)，進(jìn)行殺青和80 ℃烘干后分別稱根、莖、葉干物質(zhì)的重量，見(jiàn)表3。

由表3可見(jiàn)，當(dāng)桔梗種子發(fā)芽指數(shù)最大時(shí)，施用生活垃圾堆肥復(fù)合菌枯草芽孢桿菌、灰色鏈霉菌、酵母菌發(fā)酵液最佳在組合為A1B2C2，達(dá)29.87，桔梗種子發(fā)芽指數(shù)最小的堆肥復(fù)合菌發(fā)酵液組合為A3B3C2，達(dá)25.45，而ck桔梗種子發(fā)芽指數(shù)為13.44，可見(jiàn)施用生活垃圾堆肥復(fù)合菌有利于桔梗種子萌發(fā)。生活垃圾堆肥復(fù)合菌對(duì)桔梗種子發(fā)芽指數(shù)影響為A>C>B，最優(yōu)組合是A1B2C2。即桔梗種子施枯草芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋8倍+灰色鏈霉菌發(fā)酵液稀釋20倍、酵母菌發(fā)酵液稀釋5倍桔梗發(fā)芽指數(shù)最高。同樣可見(jiàn)，生活垃圾堆肥復(fù)合菌對(duì)桔梗根干物質(zhì)重量影響順序?yàn)锽>C>A，最優(yōu)組合是A1B3C3(0.040 g)比對(duì)照提高了150%；對(duì)桔梗莖干物質(zhì)重量影響順序?yàn)锳>B>C，最優(yōu)組合是A1B2C2(0.044 g)比對(duì)照提高了83.33%；對(duì)桔梗葉干物質(zhì)重量影響順序?yàn)锳>C>B，最優(yōu)組合是A2B1C2(0.082 g)比對(duì)照提高了105%。

表4垃圾堆肥復(fù)合菌劑配施對(duì)桔梗發(fā)芽指數(shù)的方差分析

變異來(lái)源平方和df均方Fsig．A6．16023．0800．5890．629B0．11920．0590．0110．989C0．72220．3600．0690．935誤差10．46225．231總計(jì)6945．2519

2.2.2垃圾堆肥復(fù)合菌劑配施對(duì)桔梗的極差分析

由表4～表7可見(jiàn)，不同 A、B、C水平之間桔梗發(fā)芽指數(shù)、根干物質(zhì)重量、莖干物質(zhì)重量、葉干物質(zhì)重量差異不顯著。表4～表6可見(jiàn)，從不同 A水平之間、B水平之間和C水平之間桔梗發(fā)芽指數(shù)、根干物質(zhì)重量、莖干物質(zhì)重量顯著性發(fā)現(xiàn)，生活垃圾堆肥復(fù)合菌對(duì)桔梗發(fā)芽指數(shù)、根干物質(zhì)重量、莖干物質(zhì)重量的影響均為枯草芽孢桿菌>灰色鏈霉菌>酵母菌。由表7可見(jiàn)，從不同 A水平之間、B水平之間和C水平之間桔梗葉干物質(zhì)重量顯著性發(fā)現(xiàn)，生活垃圾堆肥復(fù)合菌對(duì)桔梗葉干物質(zhì)重量的影響為酵母菌>枯草芽孢桿菌>灰色鏈霉菌。

表5垃圾堆肥復(fù)合菌劑配施對(duì)桔梗根干物質(zhì)重量的方差分析

變異來(lái)源平方和df均方Fsig．A1．387×10-426．933×10-50．7120．584B8．000×10-624．000×10-60．0410．961C1．307×10-426．533×10-50．6710．598誤差1．947×10-429．733×10-5總計(jì)0．0079

表6垃圾堆肥復(fù)合菌劑配施對(duì)桔梗莖干物質(zhì)重量的方差分析

變異來(lái)源平方和df均方Fsig．A1．316×10-426．578×10-51．3210．431B1．422×10-527．111×10-60．1430．875C4．356×10-522．178×10-50．4370．696誤差9．956×10-529．733×10-5總計(jì)0．0109

表7垃圾堆肥復(fù)合菌劑配施對(duì)桔梗葉干物質(zhì)重量的方差分析

變異來(lái)源平方和df均方Fsig．A6．083×10-423．042×10-40．3410．746B1．556×10-627．778×10-70．0020．998C5．458×10-422．729×10-40．4100．709誤差0．00125×10-4總計(jì)0．0429

3　結(jié)論與討論

細(xì)菌是生活垃圾堆肥過(guò)程中數(shù)量最多的微生物，堆肥中真菌能促進(jìn)有機(jī)質(zhì)降解，并且能穩(wěn)定堆肥品質(zhì)，主要是真菌分泌的胞外酶起作用[7]，放線菌能促進(jìn)纖維素降解，并加快木質(zhì)素溶解[8-12]。本研究用生活垃圾堆肥復(fù)合菌中不同濃度枯草芽孢桿菌、灰色鏈霉菌、酵母菌發(fā)酵液分別處理桔梗種子，發(fā)現(xiàn)各處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均顯著高于ck。在單因素實(shí)驗(yàn)中，以桔梗種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)為參考指標(biāo)，枯草芽孢桿菌發(fā)酵液最佳稀釋倍數(shù)為10倍，灰色鏈霉菌發(fā)酵液最佳稀釋倍數(shù)為20倍，酵母菌發(fā)酵液最佳稀釋倍數(shù)為5倍，并且酵母菌發(fā)酵液稀釋5倍處理桔梗種子，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均顯著地高于其他處理。

各類文獻(xiàn)規(guī)范數(shù)據(jù)選項(xiàng)表

注：“√”為必備項(xiàng)，“0”為任選項(xiàng)，“*”為有則加項(xiàng)，“-”為不要求項(xiàng)。

本研究發(fā)現(xiàn)，桔梗種子發(fā)芽指數(shù)最大的生活垃圾堆肥復(fù)合菌發(fā)酵液配施的最佳組合為A1B2C2(枯草芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋8倍+灰色鏈霉菌發(fā)酵液稀釋20倍、酵母菌發(fā)酵液稀釋5倍)，比ck高提122.24%。對(duì)桔梗根干物質(zhì)重量影響的生活垃圾堆肥復(fù)合菌最優(yōu)組合是A1B3C3(枯草芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋8倍+灰色鏈霉菌發(fā)酵液液稀釋25倍、酵母菌發(fā)酵液液稀釋6倍)比對(duì)照提高了150%；對(duì)桔梗莖干物質(zhì)重量影響的生活垃圾堆肥復(fù)合菌最優(yōu)組合是A1B2C2(枯草芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋8倍+灰色鏈霉菌發(fā)酵液液稀釋20倍、酵母菌發(fā)酵液液稀釋5倍)，比對(duì)照提高了83.33%；對(duì)桔梗葉干物質(zhì)重量影響的生活垃圾堆肥復(fù)合菌最優(yōu)組合是A2B1C2(枯草芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋10倍+灰色鏈霉菌發(fā)酵液液稀釋15倍、酵母菌發(fā)酵液液稀釋5倍)，比對(duì)照提高了105%。生活垃圾堆肥復(fù)合菌劑配施對(duì)桔梗的極差分析發(fā)現(xiàn)，不同 A、B、C水平之間桔梗發(fā)芽指數(shù)、根干物質(zhì)重量、莖干物質(zhì)重量、葉干物質(zhì)重量差異不顯著，但生活垃圾堆肥復(fù)合菌對(duì)桔梗發(fā)芽指數(shù)、根干物質(zhì)重量、莖干物質(zhì)重量的影響均為枯草芽孢桿菌>灰色鏈霉菌>酵母菌，對(duì)桔梗葉干物質(zhì)重量的影響為酵母菌>枯草芽孢桿菌>灰色鏈霉菌。可見(jiàn)，生活垃圾堆肥復(fù)合菌發(fā)酵液配施有利于桔梗的生長(zhǎng)發(fā)育和干物質(zhì)積累，調(diào)節(jié)復(fù)合菌的配施比例，對(duì)于獲得桔梗根莖葉的不同用途具有重要意義。

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