蚯蚓处理添加不同硒源牛粪的比较研究

刘 念,刘永佳△,石 研,刘玉兰,卢 媛,苏布登格日勒,张 玉*

(1.内蒙古农业大学,内蒙古 呼和浩特 010018;2.内蒙古自治区农牧业技术推广中心,内蒙古 呼和浩特 010010;3.内蒙古扎木沁农牧科技有限公司,内蒙古 科尔沁 029400;4.内蒙古自治区农产品质量安全中心,内蒙古 呼和浩特 010010)

硒(Se)是人和动物生长发育必需的微量元素,对维持机体健康如降低死亡率、抗氧化、抗癌等有着重要作用。缺硒会引起家禽患白肌病,人类患克山病、大骨节病。1881年,科学家达尔文首次发现蚯蚓可以分解死去的植物,释放营养物质,但是这并没有引起人们的重视,直到过了一个世纪后人们才开始重视蚯蚓堆肥。我国蚯蚓规模化养殖虽然起步晚,但是由于畜禽养殖业近几年的飞速发展,规模化蚯蚓养殖的发展前景十分广阔。根据《中国畜牧业年鉴》报道,2017年我国畜禽粪污排放总量约38×108t,只有不到60%的粪污能被利用,畜禽粪污已经对生态环境造成了严重污染。畜禽粪便含有大量未消化的蛋白质和粗脂肪,但同时在饲喂畜禽动物中添加的抗生素、微量元素、药物等都会有残留在畜禽粪便中。蚯蚓具有食性复杂、食谱广泛等特点,可以快速高效处理畜禽粪污降低环境污染的同时蚯蚓自身也具有极高的开发价值。母志平等[1]研究发现,在国内利用牛粪养殖蚯蚓属于一种低成本、低风险、高收益的养殖模式,利用蚯蚓堆肥技术可以快速发酵分解畜禽废弃物,产生有机质,实现废弃物资源化、产业化利用。近几年研究表明,蚯蚓堆肥时在牛粪基料中添加糖蜜,可以提升基料中的有机质、全磷、全钾及粗蛋白含量[2]。陆钰等[3]研究发现,与自然堆制牛粪相比,牛粪蚯蚓堆制加速牛粪矿化速率,提升牛粪养分含量。

本试验以半发酵牛粪为基料,赤子爱胜蚓为富硒模型生物,通过在基料中添加亚硒酸钠、富硒酵母,探究低浓度不同硒源对蚯蚓生长、繁殖、硒富集程度的影响,找到富硒蚯蚓的最适富硒浓度及硒源。降低富硒蚯蚓饲养成本,降低牛粪对环境的污染也实现富硒蚯蚓低成本、高效益的规模化养殖。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用亚硒酸钠(Sodium Selenite,SS)为分析纯,硒含量为45.65 %;富硒酵母(Selenium-Enriched Yeast,SY),硒含量2000 mg·kg-1。试验动物为“太平二号”蚯蚓,取自内蒙古正时蚯蚓养殖基地。蚯蚓养殖基料为奶牛粪,奶牛粪便经半发酵后做蚯蚓养殖基料。牛粪基料的营养成分见下表1。

表1 养殖基料养分含量

1.2 养殖密度、温度、湿度及基料pH的控制

本试验蚯蚓养殖密度参照文献[4]所示,控制在50 条/0.006 m3;蚯蚓养殖室内温度参照文献[5]所示,控制在23～25 ℃;牛粪基料的湿度参照文献[6]所示,控制在65%左右;基料pH按文献[6]所示,pH 为8左右。

1.3 试验设计

试验共分为7组,分别为对照组(硒元素添加量为0 mg·kg-1)、SS组(硒元素添加量为5、10、15 mg·kg-1)、SY组(硒元素添加量为5、10、15 mg·kg-1),每组设置6个重复,每个重复接种50条蚯蚓。预试期7 d,正试期30 d。SS、SY硒元素添加量均为5、10、15 mg·kg-1,准确称量后分别混入50 g玉米粉中。称取3 kg牛粪基料再与混有硒的玉米粉混合均匀。蚯蚓养殖期间,保持养殖环境温湿度恒定。试验中硒含量与浓度均按试剂中的实际硒元素含量计算。

1.4 数据处理

数据经过Excel整理,用SPSS17.0进行方差分析,分析得出亚硒酸钠与富硒酵母培育富硒蚯蚓在牛粪中最适添加浓度。

2 结果与分析

2.1 不同硒源对蚯蚓生长的影响

由表2可见,在半发酵牛粪中添加不同浓度的SS,蚯蚓的日增重倍数差异不显著(P>0.05)。牛粪中添加不同浓度的SY,蚯蚓日增重倍数差异极显著(P<0.01),随着SY添加浓度的升高,蚯蚓日增重倍数降低,SY添加量为15 mg·kg-1时,蚯蚓的日增重倍数呈现负值,与其他各组间差异极显著。说明硒元素对蚯蚓生长存在一定的影响,SY添加量在15 mg·kg-1时,蚯蚓蚓体变小,颜色变深,有明显的中毒迹象。从整体来看,蚯蚓日增重倍数随着硒元素添加量升高而降低。

表2 不同硒浓度对蚯蚓日增重倍数的影响

2.2 不同硒浓度下蚯蚓的繁殖情况

由表3可见,SS组蚯蚓日增殖倍数差异显著(0.01

表3 不同硒浓度对蚯蚓日增殖倍数的影响

2.3 不同硒浓度对蚯蚓蚓体硒元素富集的影响

养殖30 d,各组蚯蚓硒含量差异极显著(P<0.001),硒添加量为0时,蚯蚓蚓体硒含量最低;从表4看出,各组蚯蚓硒含量均随着硒浓度的升高而升高,SS组、SY组,两组蚯蚓硒含量均为0<5<10<15 mg·kg-1,且在相同硒添加水平时,有机硒组蚯蚓蚓体硒含量均高于无机硒。

表4 不同硒浓度蚯蚓硒含量的影响

3 讨 论

3.1 蚯蚓生长繁殖变化

硒是一种生物生长必需的微量元素,有学者研究富硒蚯蚓,但因试验方法、硒源选择不同等差异,得出的结果也不尽相同。研究发现,在添加了亚硒酸钠的基料中养殖蚯蚓,蚯蚓的繁殖随着养殖时间与浓度升高而降低,蚯蚓体重变化与养殖时间差异不显著,但与基料中亚硒酸钠浓度差异极显著[7]。易四凤[8]研究发现在鸡日粮中添加5 mg·kg-1亚硒酸钠与10 mg·kg-1富硒酵母会引起鸡生长减慢、食欲变差、活动异常。本试验在牛粪基料中添加富硒酵母,蚯蚓的生长、繁殖也会降低,甚至SY硒添加量在15 mg·kg-1时,蚯蚓的日增重倍数呈现负数,说明蚯蚓的生长被抑制。研究发现,在牛粪基料中添加亚硒酸钠会对蚯蚓的生物量产生影响,有一定的抑制作用;基料中添加Se会抑制幼蚓的存活,原因可能是由于蚓茧和幼蚓暴露在Se中,导致幼蚓和蚓茧中毒[9]。王泽明等[10]研究发现,在蛋鸡日粮中添加亚硒酸钠与富硒酵母,结果表明,蛋鸡的各项指标有机硒均优于无机硒。本次试验中蚯蚓的繁殖也随着硒添加量升高而降低,分析发现,无机硒对蚯蚓生长繁殖的影响较小,原因可能是由于蚯蚓对有机硒利用率、转化率比无机硒更高。李雷等[11]在鲫鱼基础日粮中添加同一水平的亚硒酸钠及硒代蛋氨酸,结果表明,日粮中添加不同的硒元素对鲫鱼生长、饲料转化率及成活率无显著影响。在牛粪中添加不同浓度的亚硒酸钠,对蚯蚓的生长、繁殖无显著影响。熊华伟等[12]研究在斑点叉尾鮰的饲料中添加不同浓度的富硒酵母,结果表明,高浓度的富硒酵母对斑点叉尾鮰有明显的毒性作用。Hicks等[13]将硒作为饲料添加剂饲喂虹鳟鱼,发现加硒剂量为11.4 mg·kg-1时,16周后,虹鳟体重减轻,死亡率增加。本试验牛粪基料中SY-Se添加量为15 mg·kg-1时,蚯蚓体重减轻明显,与HICKS研究结果一致,即当硒添加过量时,对动物有毒性作用。

3.2 蚯蚓蚓体硒含量变化

易四凤[8]研究发现,在鸡日粮中添加亚硒酸钠与富硒酵母,鸡的组织与粪便中的硒含量随着硒浓度的升高而升高,呈正相关;并对比亚硒酸钠与富硒酵母在鸡组织中的硒含量,富硒酵母在组织中的硒含量要高于亚硒酸钠。在相同硒浓度下,在蚯蚓蚓体中SY组比SS组硒含量更高。朱春峰[14]研究发现,在银鲫鱼的饲粮中添加不同水平的无机硒与有机硒,鱼肉、胰腺、肝脏中的硒含量随着浓度的升高而升高,有机硒的富硒效果优于无机硒。当硒浓度过高时虽然蚯蚓蚓体的硒浓度也在升高,但是也会影响蚯蚓的增重与繁殖。因此,在牛粪中添加不同硒源与不同水平的硒均会对蚯蚓造成影响,选取两种硒源中对蚯蚓生长、繁殖影响较小且硒富集程度较高的浓度进行后续试验。张培恩[15]在罗曼褐蛋鸡日粮中添加不同浓度的亚硒酸钠与富硒酵母,结果表明,日粮中添硒显著提升鸡蛋中的硒含量,且添加富硒酵母组硒含量比亚硒酸钠组提高更为显著。石雕[16]在蛋鸡日粮中添加同一水平的亚硒酸钠与富硒酵母,结果表明,日粮中加硒显著提高了蛋鸡各组织和器官中的硒含量,且有机硒优于无机硒。

4 结 论

蚯蚓日增重随着硒浓度的升高而降低,硒元素添加量为15 mg·kg-1时,都会对蚯蚓繁殖产生影响,有一定的抑制作用。蚯蚓蚓体硒含量随着硒元素添加量升高而升高,最适硒元素添加量均为10 mg·kg-1。