(商洛學院生物醫(yī)藥與食品工程學院，　陜西 商洛 726000)

桔梗(Platycodongrandiflorum(Jacq).A.DC.)屬于桔?？平酃?，為多年生草本雙子葉植物[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，具有較高的營養(yǎng)價值[3]。由于桔梗具有抗衰老、抗蟲殺菌等功效，使社會對桔梗的需求以及對其品質的要求不斷提高[4]。由于藥農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]，嚴重影響了桔梗的用藥質量和品質。微生物菌劑能抗病、促進植物生長發(fā)育，且無污染。生活垃圾堆肥中有大量的有益微生物、豐富的有機物質成分，在多種微生物群體的作用下，使有機廢棄物資源化、無害化[6]。鑒于此，本試驗利用農村的豬糞、牛糞以及農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桔梗種子萌發(fā)的影響以及桔梗根、莖、葉干物質的積累。為合理開發(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：商洛學院生物醫(yī)藥與食品工程學院實驗室。

垃圾堆肥：陜西省商洛市農村的豬糞、牛糞以及農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桔梗種子的預處理

將桔梗種子用1%NaClO3消毒10 min，用無菌水沖洗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，生活垃圾堆肥復合菌發(fā)酵液，保持濾紙濕潤。

1.2.2生活垃圾堆菌劑處理桔梗種子的單因素試驗

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個梯度處理過的桔梗種子放入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)，計算發(fā)芽率(10 d)、發(fā)芽勢(以第4天的發(fā)芽數(shù)計算)、發(fā)芽指數(shù)。蒸餾水作為對照(ck)，重復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個梯度處理過的桔梗種子放入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)，計算發(fā)芽率(10 d)、發(fā)芽勢(以第4天的發(fā)芽數(shù)計算)、發(fā)芽指數(shù)，蒸餾水作為對照(ck)，重復3次。

表3垃圾堆肥復合菌劑配施對桔梗的極差分析

實驗號ABC發(fā)芽指數(shù)根干物質重量(g)莖干物質重量(g)葉干物質重量(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根干物質重量k10．0230．02670．021k20．0270．02470．028k30．0210．02730．029R0．0060．00260．008莖干物質重量k10．0350．0310．030k20．0290．0170．035k30．0270．0340．035R0．0180．0170．005葉干物質重量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個梯度處理過的桔梗種子放入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)，計算發(fā)芽率(10 d)、發(fā)芽勢(以第4天的發(fā)芽數(shù)計算)、發(fā)芽指數(shù)，蒸餾水作為對照(ck)，重復3次。

1.2.3垃圾堆肥菌劑配施處理桔梗種子

在單因素篩選試驗的基礎上，枯草芽孢桿菌∶灰色鏈霉菌∶酵母菌發(fā)酵液=1∶1∶1混合，進行L9(33)正交試驗，見表1。以發(fā)芽指數(shù)為參考指標，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、葉的干物質重量，篩選出最佳的生活垃圾堆肥復合菌劑濃度配比值。

表1L9(33)正交試驗設計因素及水平

因素水平123A/倍81012B/倍152025C/倍456

1.2.4形態(tài)指標的測定及方法

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(%)=發(fā)芽初期(規(guī)定日期內)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時間的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應的發(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軟件進行方差分析。

2　結果與分析

2.1　不同濃度垃圾堆肥菌劑對桔梗種子萌發(fā)的影響

由表2可見，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，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、發(fā)芽指數(shù)逐漸上升。當枯草芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋為10倍時，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均達到最大值，比ck升高了34.62%、400%、80.43%，但濃度繼續(xù)稀釋到20倍時，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均開始下降。可見，枯草芽孢桿菌發(fā)酵液最佳稀釋濃度為10倍。當灰色鏈霉菌發(fā)酵液稀釋為20倍時，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均達到最大值，比ck升高了46.15%、600%、95.98%，但濃度繼續(xù)稀釋到30倍時，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均開始下降，可見，灰色鏈霉菌發(fā)酵液最佳稀釋濃度為20倍。

表2生活垃圾復合菌劑發(fā)酵液濃度對桔梗種子萌發(fā)的影響

垃圾堆肥復合菌劑發(fā)酵液(A)(倍)發(fā)芽率(%)(第10天)發(fā)芽勢(%)(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

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

2.2　垃圾堆肥復合菌劑配施對桔梗的影響

2.2.1垃圾堆肥復合菌劑配施對桔梗的極差分析

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

由表3可見，當桔梗種子發(fā)芽指數(shù)最大時，施用生活垃圾堆肥復合菌枯草芽孢桿菌、灰色鏈霉菌、酵母菌發(fā)酵液最佳在組合為A1B2C2，達29.87，桔梗種子發(fā)芽指數(shù)最小的堆肥復合菌發(fā)酵液組合為A3B3C2，達25.45，而ck桔梗種子發(fā)芽指數(shù)為13.44，可見施用生活垃圾堆肥復合菌有利于桔梗種子萌發(fā)。生活垃圾堆肥復合菌對桔梗種子發(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，生活垃圾堆肥復合菌對桔梗根干物質重量影響順序為B>C>A，最優(yōu)組合是A1B3C3(0.040 g)比對照提高了150%；對桔梗莖干物質重量影響順序為A>B>C，最優(yōu)組合是A1B2C2(0.044 g)比對照提高了83.33%；對桔梗葉干物質重量影響順序為A>C>B，最優(yōu)組合是A2B1C2(0.082 g)比對照提高了105%。

表4垃圾堆肥復合菌劑配施對桔梗發(fā)芽指數(shù)的方差分析

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

2.2.2垃圾堆肥復合菌劑配施對桔梗的極差分析

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

表5垃圾堆肥復合菌劑配施對桔梗根干物質重量的方差分析

變異來源平方和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0．0079

表6垃圾堆肥復合菌劑配施對桔梗莖干物質重量的方差分析

變異來源平方和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0．0109

表7垃圾堆肥復合菌劑配施對桔梗葉干物質重量的方差分析

變異來源平方和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0．0429

3　結論與討論

細菌是生活垃圾堆肥過程中數(shù)量最多的微生物，堆肥中真菌能促進有機質降解，并且能穩(wěn)定堆肥品質，主要是真菌分泌的胞外酶起作用[7]，放線菌能促進纖維素降解，并加快木質素溶解[8-12]。本研究用生活垃圾堆肥復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、發(fā)芽指數(shù)均顯著高于ck。在單因素實驗中，以桔梗種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)為參考指標，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、發(fā)芽指數(shù)均顯著地高于其他處理。

各類文獻規(guī)范數(shù)據(jù)選項表

注：“√”為必備項，“0”為任選項，“*”為有則加項，“-”為不要求項。

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%。對桔梗根干物質重量影響的生活垃圾堆肥復合菌最優(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)比對照提高了150%；對桔梗莖干物質重量影響的生活垃圾堆肥復合菌最優(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)，比對照提高了83.33%；對桔梗葉干物質重量影響的生活垃圾堆肥復合菌最優(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)，比對照提高了105%。生活垃圾堆肥復合菌劑配施對桔梗的極差分析發(fā)現(xiàn)，不同 A、B、C水平之間桔梗發(fā)芽指數(shù)、根干物質重量、莖干物質重量、葉干物質重量差異不顯著，但生活垃圾堆肥復合菌對桔梗發(fā)芽指數(shù)、根干物質重量、莖干物質重量的影響均為枯草芽孢桿菌>灰色鏈霉菌>酵母菌，對桔梗葉干物質重量的影響為酵母菌>枯草芽孢桿菌>灰色鏈霉菌?？梢?，生活垃圾堆肥復合菌發(fā)酵液配施有利于桔梗的生長發(fā)育和干物質積累，調節(jié)復合菌的配施比例，對于獲得桔梗根莖葉的不同用途具有重要意義。

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