微生物菌劑對飼用馬鈴薯抗氧化酶活性、營養價值及產量指標的影響

任曉雪，曹彥輝，周銀芝

（1.商丘市農林科學院，河南商丘 476000；2.商丘市農業技術推廣站，河南商丘 476000；3.柘城縣農業農村局，河南柘城 476200）

馬鈴薯作為飼料可部分替代玉米、高粱等常規原料，其可提高動物生長性能，改善肉質，增強免疫力，降低病害發生率等。邵淑麗等（2002）研究表明，用馬鈴薯替代30% 的常規日糧，可使兔肉蛋白質含量較對照提高5.23%。張偉偉等（2011）研究發現，在日糧中添加馬鈴薯渣發酵蛋白飼料，可使肉雞肌肉的蛋白質含量較對照提高8.39%。王典等（2012）研究表明，用馬鈴薯淀粉渣與玉米秸稈配施可替代75% 的玉米青貯飼料，并提高肉牛生產性能，改善瘤胃內環境。另外，給仔豬飼喂馬鈴薯飼料可降低腹瀉率，縮短腹瀉時長（Quander 等，2021）。可見，馬鈴薯在動物飼料上具有較高的開發潛力，但如何獲得淀粉、蛋白質等營養指標高的優質飼用馬鈴薯是限制其在飼料中廣泛應用的重要因素。

微生物菌劑具有改良土壤結構、提高土壤礦質養分等功能，能有效增加作物產量，改善作物品質。飼用馬鈴薯即能用作動物飼料的一類馬鈴薯。當前有關微生物菌劑對馬鈴薯品質和產量指標影響效果的研究報道較少，為此，本試驗以飼用馬鈴薯“P12-3”為試材，研究微生物菌劑對飼用馬鈴薯抗氧化酶活性、營養價值與產量構成因素的影響，為馬鈴薯的優質高效生產提供技術指導，為馬鈴薯在動物飼料領域的開發利用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 菌種與品種 試驗用菌由山東農業大學微生物實驗室提供，包括枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、硅酸鹽細菌（Bacillus mucilaginosus）2 種。供試馬鈴薯品種為商丘市農林科學院提供的“P12-5”。

1.2 試驗設計 試驗采用兩因素多水平隨機區組設計，共6 個處理組，分別為A1B1、A1B2、A1B 3、A2B1、A2B2、A2B3 組。其中，枯草芽孢桿菌（A）為2 個水平：A1 ：1×104CFU/L、A2 ：1×108CFU/L ；硅酸鹽細菌（B）為3 個水平：B1 ：1×102CFU/L、B2 ：1×104CFU/L、B3 ：1×108CFU/L。每個處理3 個重復，每5 盆計1次重復，花盆高30 cm、寬30 cm，共計90 盆。按試驗處理濃度分別澆灌相應的微生物菌劑配制液，每盆500 mL。

1.3 測定項目與方法 超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化氫酶（CAT）活性、過氧化物酶（POD）、抗壞血酸過氧化酶（APX）活性分別采用NBT 還原法、高錳酸鉀滴定法、愈創木酚法、紫外分光光度法測定（趙世杰，1995）。干物質、淀粉、蛋白質、維生素C 和還原糖含量分別采用干重法、蒽酮法、凱氏定氮法、2，6- 二氯酚靛酚滴定法和3，5-二硝基水楊酸比色法測定（張永成，2007）。

1.4 數據統計與分析 試驗數據采用Excel 2003軟件處理，運用SPSS 23.0 軟件進行統計分析，采用Duncan’s 法進行多重比較，P＜0.05 表示組間差異顯著。

2 結果與分析

2.1 微生物菌劑對馬鈴薯抗氧化酶活性的影響由表1 可知，在枯草芽孢桿菌（A）濃度一定時，SOD、POD、CAT、APX 活性均隨硅酸鹽細菌（B）濃度的增加呈現先升高后降低的單峰變化規律，表明適宜濃度的菌劑能有效提高抗氧化酶活性，從而提高馬鈴薯的抗逆性。SOD、POD、CAT、APX 活性在A1B2 處理組最大，A1B1 處理組最小。與A1B1 處理組相比，A1B2 處理組SOD、POD、CAT、APX 活性分別顯著提高33.08%、41.14%、25.72%、12.92%（P＜0.05）。

表1 微生物菌劑對馬鈴薯抗氧化酶活性的影響

2.2 微生物菌劑對馬鈴薯品質的影響 由表2可知，干物質、淀粉、維生素C 含量以A1B2 組最大，A2B2 組次之，A1B1 組最小。其中，枯草芽孢桿菌× 硅酸鹽細菌互作對淀粉含量影響顯著（P＜0.05）。蛋白質含量以A1B3 組最大，同時枯草芽孢桿菌、硅酸鹽細菌對蛋白質含量的影響均極顯著（P＜0.01）。還原糖含量以A2B3 組最大，同時枯草芽孢桿菌、硅酸鹽細菌、枯草芽孢桿菌× 硅酸鹽細菌互作對還原糖含量的影響均極顯著（P＜0.01）。另外，在枯草芽孢桿菌濃度一定時，干物質、淀粉、維生素C 含量隨硅酸鹽細菌濃度的增加呈先升高后降低的單峰變化規律，而還原糖含量隨硅酸鹽細菌濃度的增加呈先降低后升高的變化規律。

表2 微生物菌劑對馬鈴薯品質的影響

2.3 微生物菌劑對馬鈴薯產量構成指標的影響由表3 可知，在單株結薯數、單株薯塊重和產量方面，A1B2 組結薯數最多，A2B2 組次之，A1B1 組最小。枯草芽孢桿菌× 硅酸鹽細菌互作效應對單株結薯數影響極顯著（P＜0.01），對單株薯塊重和產量的影響顯著（P＜0.05）。與A1B1 組相比，A1B2 組單株結薯數、單株薯塊重和產量分別顯著增加21.53%、21.55%、22.79%（P＜0.05），說明濃度均為1×104CFU/L 的枯草芽孢桿菌、硅酸鹽細菌復配有利于馬鈴薯產量指標的提高。

表3 微生物菌劑對馬鈴薯產量及其構成因素的影響

2.4 馬鈴薯品質指標與產量構成因素的相關性分析 由表4 可知，馬鈴薯薯塊干物質、淀粉含量與單株薯重、產量極顯著正相關（P＜0.01），淀粉含量與商品薯率顯著正相關（P＜0.05）；蛋白質含量與單株薯重、產量顯著正相關（P＜0.05）；維生素C 含量與商品薯率顯著正相關（P＜0.05）；還原糖含量與產量顯著負相關（P＜0.05），這表明單株薯重和產量的提高有利于薯塊干物質含量、淀粉含量和蛋白質含量的增加，而淀粉和維生素C 含量的提高有利于商品薯占比的增加，還原糖含量的降低有利于后期品質的提高。

表4 馬鈴薯品質指標與產量構成因素的相關性分析

3 討論

本試驗結果表明，枯草芽孢桿菌和硅酸鹽細菌能提高馬鈴薯抗氧化酶SOD、POD、CAT、APX活性，但枯草芽孢桿菌和硅酸鹽細對抗氧化酶活性并不隨其濃度的增加而提高，而是在枯草芽孢桿菌和硅酸鹽細菌濃度均為1×104CFU/L 的A1B2 組活性最高，表明微生物菌劑對馬鈴薯抗氧化酶的促進作用存在一定的閾值，在此閾值范圍內微生物菌劑的增加能有效促進抗氧化酶活性的提高，為馬鈴薯優質高產奠定基礎。

微生物菌劑能有效增強作物抗逆性，提高作物營養品質（常娜等，2018）。本試驗結果表明，微生物菌劑增加了干物質、淀粉、維生素C 含量，且以枯草芽孢桿菌和硅酸鹽細菌濃度均為1×104CFU/L 的A1B2 組含量最高，當繼續增加菌劑濃度時上述指標均降低，這是因為微生物參與礦質元素轉化，促進土壤中難溶性磷酸鹽、難溶性含鉀礦物向有效磷、有效鉀轉化，同時促進有機態氮的合成，可提高土壤氮磷鉀等有效養分含量，為植物生長提供充足的營養元素，從而改善作物品質（王夢稚等，2018）。而當微生物濃度過高時，過量的氮磷鉀會延遲干物質積累的平衡期，光合產物不能有效向薯塊轉運，庫源關系的失衡降低了薯塊營養含量的提高（田世龍等，2018）。還原糖過高會加速馬鈴薯褐變，降低馬鈴薯品質，縮短薯塊儲存期。A1B2 組有效降低了還原糖含量，進而降低褐變發生率，防止薯塊品質下降。另外，枯草芽孢桿菌× 硅酸鹽細菌互作效應表明，這兩種菌劑復配可以有效提高薯塊淀粉、蛋白質含量，降低還原糖含量，促進薯塊品質的提高。

本試驗結果表明，A1B2 組能顯著提高馬鈴薯產量、單株薯塊重，增加單株結薯數，試驗結果與劉來等（2020）在竹根姜上的研究結論一致，這應該是因為適宜濃度的枯草芽孢桿菌可通過誘導植株體內吲哚乙酸等生長素的分泌、抑制脫落酸的產生來促進植物生長（蔡學清，2005），而硅酸鹽細菌能溶解土壤中不易被植物吸收利用的鈣、鐵、硅等營養元素，并將其轉化成能被植物根系吸收利用的形態，二者共同作用可促進作物生長及產量提高。另外，研究表明，硅酸鹽細菌× 硅酸鹽細菌互作可顯著提高單株結薯數和產量，二者復配可有效提高馬鈴薯產量。

4 結論

枯草芽孢桿菌和硅酸鹽細菌濃度均為1×104CFU/L 的A1B2 組能有效提高馬鈴薯抗氧化酶活性，增強抗逆性，提高干物質、淀粉、蛋白質和微生物C 含量，降低與儲藏期負相關的還原糖含量，提高品質、產量并延長儲藏期，為動物生長提供更加優質穩定的馬鈴薯飼料來源。