周玉平,喬宏萍，蘇瑞軍，武曉英

(太原師范學院生物系，山西 晉中 030619)

我國是中草藥的發(fā)源地，資源分布廣泛，種類繁多，產(chǎn)量可觀，在生產(chǎn)加工過程中會產(chǎn)生大量的廢棄物藥渣.這些藥渣主要來源于中藥材的加工與炮制、原料藥的生產(chǎn)、中成藥的生產(chǎn)以及含中藥成分的輕化工產(chǎn)品生產(chǎn)等，其中以中成藥產(chǎn)生的藥渣量最大，約占藥渣總量的70%[1].傳統(tǒng)的中藥渣的處理方法通常將其作為垃圾進行填埋、焚燒、固定區(qū)域堆放等.這種處理方法不僅會嚴重污染自然環(huán)境，而且會耗費大量人力物力，增加企業(yè)生產(chǎn)成本，造成自然資源的浪費.因此，在提倡低碳環(huán)保、節(jié)能減排的當代社會，我們在開發(fā)利用中藥資源的同時，合理處理和利用中藥藥渣顯得尤為重要.如何有效地對中藥藥渣進行處理，減少或消除其帶來的環(huán)境污染和安全隱患，同時對其進行合理的資源化利用、變廢為寶，節(jié)約中藥生產(chǎn)成本，為制藥企業(yè)帶來經(jīng)濟效益，加強藥渣安全監(jiān)控，已成為中藥制藥企業(yè)亟不可待需要解決的問題.近年來出現(xiàn)了許多學者對中藥渣變廢為寶的研究,如飼料添加劑、生產(chǎn)綠色無污染有機肥、處理廢水、開發(fā)利用生物質(zhì)能源、用于栽培食用菌等[2-4].中藥渣中含有大量的纖維素和木質(zhì)素等成分，直接作為生物肥料很難很快被植物所吸收利用，因此本試驗將中藥渣通過微生物發(fā)酵后作為生物肥料，研究其對農(nóng)作物的作用效果.

本實驗室與山西瑞象生物藥業(yè)有限公司合作，將其生產(chǎn)的清瘟解毒口服液殘余的藥渣，通過發(fā)酵后，小麥作為供試作物，以幼苗生長性能和抗氧化酶活性為指標測定其作用效果，為進一步研究在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和中藥藥渣變廢為寶提供了重要的理論依據(jù)和實際意義.

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

中藥藥渣：清瘟解毒口服液中藥藥渣,由山西瑞象生物藥業(yè)有限公司提供.

某品牌小麥種子和某品牌生物有機肥：市場購買.

菌株：里氏木霉CZ-F、乳酸菌XXW菌和DYR菌，由太原師范學院微生物實驗室分離獲得.PDA和MRS培養(yǎng)基，北京索萊寶科技有限公司購買.

1.2 試驗方法

將藥廠取回來的藥渣曬干、粉碎，取200 g加入2%的葡萄糖，1.5倍蒸餾水混勻，裝入發(fā)酵袋中，121 ℃、滅菌40 min.將滅好菌的藥渣中加入5%PDA活化的里氏木霉CZ-F、5%MRS活化的乳酸菌XXW和DYR混合菌液，放入30 ℃恒溫培養(yǎng)箱發(fā)酵7 d.發(fā)酵好的藥渣加入在土壤中,使其濃度分別為1%、5%、10%，攪拌混勻，作為三個不同處理A、B、C，土壤中加入1%市售生物肥料為對照組D，土壤中不加任何肥料的為空白組E.分別取50顆飽滿圓潤的小麥種子均勻放入花盆中，室溫培養(yǎng)，每個處理設(shè)3個重復(fù).每天觀察出苗數(shù)并記錄，出苗14天測量幼苗的干濕重與株高，取幼苗地上部分測定各項抗氧化指標.

1.3 測定指標及方法

通過每天統(tǒng)計的出苗數(shù)最后計算出苗率.14 d后測量株高、干重和鮮重，計算每個處理平均值.每個處理取1 g組織，冷凍勻漿，4 ℃下4 000 r/min離心10 min，取上清液進行抗氧化指標的測定，包括總蛋白含量、丙二醛MDA、過氧化氫酶CAT、過氧化物酶POD和總超氧化歧化酶T-SOD，均采用南京建成生物工程研究所試劑盒測定.

1.4 統(tǒng)計方法

用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及單因素方差分析.

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 不同處理條件對小麥幼苗生長性能的影響

土壤中加入不同濃度的藥渣對小麥出苗率、株高、鮮重和干重都有不同程度的增加，見表1.從出苗率結(jié)果可以看出高濃度的發(fā)酵藥渣(5%和10%)顯著(P<0.05)高于其他處理，二者沒有明顯的差異.對小麥幼苗株高的影響5%藥渣、10%藥渣與空白對照相比，差異顯著(P<0.05)，加入5%的藥渣后與空白比較株高增加了6.2%，與肥料組差異不明顯(P>0.05)，表明添加一定濃度的發(fā)酵藥渣后可以明顯促進小麥植株的生長.土壤中加入5%與10%的藥渣后對小麥幼苗鮮重和干重與空白比較，都有所增加，尤其是干重分別增加了20%和22.1%，而施1%生物肥料土壤中幼苗干重僅僅增加了10.4%.

表1 不同處理條件對小麥出苗率、株高、鮮重和干重的影響

表1中數(shù)值為平均值±標準誤差(n=3)，同列數(shù)據(jù)不同大寫字母表示P<0.05水平，下圖同此.

2.2 不同處理條件對小麥幼苗丙二醛(MDA)含量的影響

丙二醛MDA是脂質(zhì)過氧化的最終產(chǎn)物,能間接反映植物細胞過氧化的程度，其產(chǎn)生能加劇膜的損傷，因此在植物抗性生理研究中是常用的一個指標[5].本研究測定了不同濃度發(fā)酵中藥渣栽培小麥后，是否對幼苗產(chǎn)生損傷，由圖1結(jié)果可以看出，只有加了肥料種植的小麥幼苗的MDA含量明顯高于藥渣組和空白組，對細胞有一定的毒性，可達1.941 9 nmol/g，可能與實驗肥料施加濃度高有關(guān)系.不同濃度的藥渣組MDA含量與空白組沒有顯著差異(P>0.05)，從而可以說明土壤中加入藥渣后對小麥幼苗沒有損傷.

圖1 不同培養(yǎng)條件下對小麥幼苗MDA含量的影響

2.3 不同處理條件對小麥幼苗過氧化氫酶(CAT)含量的影響

過氧化氫酶CAT是植物體內(nèi)含量比較高的一種酶，存在于過氧化物酶體中，對細胞起保護作用[6].本研究測定的CAT結(jié)果由圖2可以看出，三個不同濃度的藥渣組與空白組有顯著的差異(P<0.05)，CAT酶的活性都高于對照，10%藥渣組與對照相比增加了2.8%.D肥料組CAT活力顯著高于其他四組，可達4.06 U/mgprot.

圖2 不同培養(yǎng)條件下對小麥幼苗CAT含量的影響

2.4 不同處理條件對小麥幼苗過氧化物酶(POD)含量的影響

過氧化物酶POD植物體內(nèi)的一類氧化還原酶，具有消除過氧化氫和解毒的雙重作用.由圖3測定結(jié)果可看出，D組(肥料組)POD活力與其他組對比有顯著性差異(P<0.05)，最高可達6.642 U/mgpro.E組(空白組)POD活力顯著低于其他組(P<0.05)，藥渣組POD活力雖然略低于D組，但明顯高于空白組，10%藥渣組最高可比空白組高4.1 U/mgprot.

圖3 不同培養(yǎng)條件下對小麥幼苗POD含量的影響

2.5 不同處理條件對小麥幼苗總超氧化物歧化酶(T-SOD)含量的影響

超氧化物歧化酶(SOD)植物體產(chǎn)生的能消除生物體在新陳代謝過程中產(chǎn)生有害物質(zhì)的一種保護酶[7].由圖4可以看出，處理C(10%藥渣)與D(1%肥料)顯著高于其他處理(P<0.05)，1%和5%藥渣組SOD的含量也顯著高于空白對照(P<0.05)、土壤中添加10%的藥渣組的酶活性可以達到175 U/g，比空白對照59.3 U/g高2.95倍,與肥料組沒有顯著性差異(P<0.05).

圖4 不同培養(yǎng)條件下對小麥幼苗T-SOD含量的影響

3 討論

國家發(fā)改委印發(fā)的《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》要求，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和廢舊物資循環(huán)利用體系.中藥渣作為中藥加工業(yè)的廢棄物，其中富含纖維素、蛋白和多糖等有機物質(zhì)，含有氮磷鉀等礦物質(zhì)營養(yǎng)，直接廢棄造成資源的絕對浪費，因此近些年出現(xiàn)了一些將藥渣直接作為肥料的研究.如常義軍等[8]以不同配比的中藥渣施于土壤種植春、秋兩季玉米，發(fā)現(xiàn)按 1∶1、1∶2、1∶3 的比例添加可使土壤有機質(zhì)含量顯著增加，春、秋玉米產(chǎn)量分別提高 81.2%和 28.9%.江蘇省南京市蔬菜研究所利用中藥渣原料，成功研制適合蔬菜有機栽培的藥渣有機肥，此肥料與適量無機肥相配合的使用，大大減少了肥料的用量，降低了經(jīng)濟成本，在一般的土地可增產(chǎn)20%～30%[9].而本研究是將藥渣進行微生物發(fā)酵降解來促進植物的吸收，在通過對小麥幼苗生長效果的測定中發(fā)現(xiàn)對幼苗的出苗率、幼苗生物量都有明顯的促進作用.SOD、CAT和POD組成的活性氧化酶可以清除系統(tǒng)在作物生長過程產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)，對細胞起保護作用，通過發(fā)酵藥渣栽培小麥后，三種酶的活性與空白對照比較有明顯的提高，與市售生物肥料比較效果相當，因此可以看出發(fā)酵藥渣可以作為生物肥料種植小麥，這樣不僅可以解決藥渣資源再利用的問題，同時還可以為生物肥料代替化學肥料提供更好的思路，但是此研究僅僅集中在小麥幼苗期進行試驗，后續(xù)對產(chǎn)量的影響、作用機理等還有待于進一步完善.

4 結(jié)論

通過微生物乳酸菌和木霉菌混合對中藥渣發(fā)酵后,將其作為生物肥料，對小麥幼苗生長量具有明顯的促進作用，還可以提高SOD、CAT和POD三種酶的活性，此研究結(jié)果可以為中藥渣的回收再利用提供理論參考.