1.银杏简介
银杏(Ginkgo biloba L.)是裸子植物,属银杏科(Ginkgoaceae)银杏属(Ginkgo),为单科属植物,是世界上最古老的孑遗的树种,被誉为“植物界的活化石”。本种已被列为国家Ⅰ级重点保护野生植物,集食用、材用、绿化和观赏等于一体[1]。银杏属于单轴分枝树种,顶端优势较强,具有发达而通直的主干;树皮灰褐色,深纵列;幼年及壮年的树冠呈圆锥形,老年树冠呈广卵形。银杏叶多为扇形,也有如意形、截形、三角形等形状。银杏叶在长枝上为单叶互生,短枝上为3~5片叶簇生,叶片多呈二裂状,裂口深度不完全相同。球花雌雄异株,单性,簇生在短枝顶端的鳞片状叶腋;银杏种子具长梗,下垂,常为椭圆形、长倒卵形或卵圆形,外种皮富含白果酸,有强烈的腐蚀作用。银杏的叶片和果实中含有许多有益的成分,常被应用开发于医疗、保健、饲料等方面[2]。
1.1.银杏叶的化学成分
银杏叶中的化学成分非常丰富和复杂,主要化学成分为黄酮类、萜素、银杏醇、莽草酸、植物甾醇、生物碱、聚异戊二烯、多糖、原花青素、鞣质、银杏酚酸、蜡等。其中用于畜禽养殖业中的生理活性物质和有效成分主要为黄酮类化合物、萜类化合物、聚戊烯醇和活性碱。黄酮类化合物包括黄酮、二氢黄酮、黄酮醇、儿茶素、前翠雀素和双黄酮。双黄酮主要包括属于双黄酮类的成分有穗花杉双黄酮、银杏双黄酮、白果双黄酮、山奈酚等46种化合物萜类即银杏苦内酯,其包括白果苦内酯A、B、C、J、M及杏内酯A等6个萜内酯化合物[3]。还含有生物碱、白果酸、白果亚酸、氢化白果酸、腰果酸、莽草酸、奎宁酸等物质。银杏叶中含有蛋白质、17种氨基酸、25种微量元素、多种维生素、叶绿素、胡萝卜素、亚麻酸等营养物质[3]。银杏叶中的有益成分在医疗、食品防腐、植物保护、畜禽及水产养殖等领域已被广泛应用。
1.2银杏叶的药理作用及开发利用现状
我国的银杏资源十分丰富,且银杏叶的药理作用十分优秀。银杏叶提取物中的类黄酮和白果内酯A、B、C、M是极强的自由基清除剂[4],因此银杏叶提取物在抗衰老方面得到了广泛的应用。银杏叶中的酯类化合物也被发现可以抑制血小板活化因子,被用作活血化瘀的药物。银杏叶提取物通过提升血管内皮细胞钙离子浓度,增加一氧化氮合酶活性、促进一氧化氮生成释放,进而提高环磷酸鸟苷水平,起到舒张血管的作用[5]。高血压患者在服用降压药的同时联合使用银杏叶制剂,临床疗效显著,尤其是老年原发性高血压患者。银杏叶提取物中含有增强神经细胞活力的物质,试验证明,银杏叶提取物能增加海马部位的M胆碱受体,抑制线粒体氧化应激,改善记忆功能,从而被应用到阿尔兹海默症的治疗[6]。银杏叶提取物还具有改善微循环、降血糖、抗菌、抗病毒、抗炎抗癌的效果。此外,银杏叶制成的食品不仅别具风味,还具有一定的食疗作用。人们用银杏叶制作面包、挂面等,还有银杏叶复合饮料、银杏叶保健茶、银杏叶酒和银杏叶酸奶。但银杏叶在其有用的养分元素被提取药用后便被丢弃,不仅造成资源浪费,还可能造成环境污染。近年来针对于银杏产业化发展过程中的副产物如银杏残叶等的资源化利用引起了一定关注[7]。
2堆肥技术
堆肥是在人工控制条件下通过微生物的作用,降解畜禽粪便中的有机物,使其无害化、腐殖化的过程[8]。在人类社会的生产生活中,有机废弃物是一项不可避免的污染物。畜禽粪便的乱排乱放以及秸秆的就地焚烧堆积,不仅造成资源浪费和环境污染,而且这种农业有机废弃物未经任何处理便直接用于肥料、燃料和饲料的传统应用模式,制约了农业有机废弃物利用率、转化率和经济效益的进一步提高。我国是农业大国,随着农业生产、农产品加工、畜禽养殖业和农村居民生活等方面的改造升级,如何处理好农业废弃物污染以及畜禽粪便资源化利用等工作成为我国亟需解决的重要问题之一[9,10]。
2.1猪粪堆肥
近年来,我国养猪行业发展迅速,养殖规模不断扩大,但相应的发酵床还未大面积推广,因此产生的猪粪量也迅速增加[11]。猪粪中含有大量氮、磷、钾和有机质,对于堆制有机肥是一种好原料。猪粪含水量较高而碳氮比较低,不适宜单独堆肥,在猪粪发酵前可以加入适量木屑、稻草、粉煤灰等来调节碳氮比。以猪粪为原料发酵制成堆肥,不仅成本低廉,还将废弃猪粪资源化,变废为宝,也达到了保护环境的目的。猪粪堆肥中的主要物质是有机质,使用猪粪堆制成的肥料可以改良土壤,提高土壤肥力。猪粪堆肥中所含的氨基酸、氮、磷、钾等养分和糖类,不仅可以为作物提供丰富的营养,还可以促进土壤微生物的活动。除此之外,猪粪堆肥中还含有多种微量元素,其与化肥配合施用,能够改善产品的品质,使蔬菜中的硝酸盐、亚硝酸盐含量降低,维生素C含量提高。畜禽粪便的无害化与资源化成为了世界共同关注的问题,目前,有机固体废弃物的资源化利用途径包括肥料化、饲料化、能源化等[12,13],其中,通过好氧堆肥方式将有机废弃物转化为有机肥是实现废弃物资源化利用的主要途径之一[14]。好氧堆肥因其具有成本较低、有机物降解较快、无害化程度高等优势[15,16],在国内外得到广泛应用。
2.2好氧堆肥方式
(1)被动通风条垛式堆肥
被动通风条垛式堆肥是指将物料简单的堆积起来,使堆体物料通过“烟囱效应”进行被动通风,经长时间自然分解的过程[17]。采用这种方式可以大大减少投资成本和生产费用,但这种堆肥方式也有明显的缺点,即供氧量不能满足需要,堆体内部便可能处于少氧或厌氧的环境,另外,堆体内氧气量不足抑制会微生物的活性,从而导致堆体内升温较慢,有机物质降解缓慢,完成堆肥腐熟所需的时间更长,在堆肥过程中还会产生臭味,污染环境。
(2)条垛式堆肥
条垛式堆肥是将堆肥辅料和粪便按照一定的比例混合均匀后的一种典型的开放式堆肥,其特征是将混合物料放在地面上堆积成窄长条垛,在好氧条件下进行,并通过机械周期性地翻拋进行发酵[8]。翻堆频率为2d一次,整个发酵过程需要约50d。条垛式堆肥的优点是:设备投资少,仅翻斗小车便可满足要求;工艺简单,操作方便;翻堆可以加速水分散失,堆肥更易干燥;堆肥时间较长,堆肥产品腐熟度高、稳定性好[18]。缺点是:堆垛高度通常为1~1.2米,因此堆肥过程中占地面积相对较大;条垛式堆肥每隔几天便要进行翻堆处理,需要耗费更多的人力和机械;堆垛发酵和腐熟较慢,堆肥周期长;如果在露天环境下进行条垛堆肥,不仅会排放臭气,还容易受不良天气的影响。因此建议条垛式堆肥尽量在简易大棚中进行,以便于收集和集中处理臭气。
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