中药渣饲喂对蚯蚓生长性能及消化酶活性的影响

李 杨，康俊港，马占飞，王亚博，赵博伟，姜国均

（1.河北农业大学 动物医学院，河北 保定 071000；2.河北省畜牧总站，河北 石家庄 050033）

蚯蚓在医药、鱼饵和饲料等方面具有较高价值，又因其养殖方法简单，饲养原料低廉，促使蚯蚓养殖成为农民致富增收的重要途径[1]。蚯蚓在有机残体转化和土壤养分循环中起着重要的作用[2]。蚯蚓作为生态系统中的一环，不仅通过自身强大的免疫功能适应环境，分泌免疫因子直接作用于环境中的污染物及致病微生物，更是通过吞食排泄等生理行为整合调节环境中的微生物群落结构，提高生态环境功能的多样性，从而增强环境自身抗污染风险的能力[3]。

根据《2022 年中国牛奶行业的产业链分析及未来发展趋势预测报告》[4]，我国奶牛存栏达到1 233.5万头。1 头牛的排泄物大概有20 kg/d 之多，牛粪日排泄量高达约25万t，大量牛粪堆积造成环境污染。中药渣是中药产业化过程中产生的固体废弃物[5]，中药加工过程产生药渣固体废弃物每年可高达5 500 余万t[5]，但是目前对中药渣的利用还很不充分，大多数被作为垃圾处理，不仅污染环境，还造成了资源的浪费[6‐7]。实现中药渣变废为宝，在保护环境、节约资源和农业的可持续发展等方面具有重要意义，将中药渣开发成动物饲料，不仅可以增强动物的免疫功能、减少抗生素的使用，而且可以促进动物生长[8]。五味健脾颗粒（由白术、党参、山药、神曲和甘草五味中药组成）具有预防仔猪断奶腹泻、提高仔猪日平均增质量等作用[9]。赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）采食性非常广泛、繁殖率较高、适应性极强，在禽畜粪便处理中脱颖而出[10]。鉴于此，为解决畜禽粪污和药渣对环境污染的问题，探索中药渣和牛粪资源化利用的新途径，以发酵牛粪和五味健脾颗粒药渣饲喂蚯蚓，研究其对蚯蚓生长性能、蛋白酶、纤维素酶和磷酸酶活性的影响，旨在为生产中利用蚯蚓处理中药渣和牛粪提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试动物 体质健康的赤子爱胜蚓后期幼蚓（若蚓），体质量150～250 mg，购自河北省石家庄市鑫伊达蚯蚓养殖场，普通泥中暂养10 d，待其适应环境后，进行堆肥处理试验。

1.1.2 供试药渣、发酵牛粪及主要试剂 五味健脾颗粒药渣由保定冀中药业有限公司提供；发酵牛粪由河北农业大学动物医学院内科实验室提供；蛋白酶活性、纤维素酶活性和磷酸酶活性检测试剂盒由江苏酶免实业有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 试验分组及处理 将试验随机分成A、B、C和D 组，在发酵牛粪的基础上，每组分别添加0（对照）、10%、20%、30%的五味健脾颗粒药渣，每组3个重复，每盆饲料总质量均为3 000 g，在盆内铺成长48 cm、宽32 cm、厚度4～5 cm的蚯蚓养殖床，将蚯蚓种投放至蚯蚓床时，需将蚯蚓分散投放，若蚓密度为1 kg/m2，室外养殖28 d。每2 d 检查1 次，定期洒水以保证养殖床湿度在60%～70%。每隔7 d将盆内物料和蚯蚓全部倒出，使养殖床透气，同时进行取样和生长性能指标的测定。

1.2.2 生长性能指标测定 取样时将盆中的物料和蚯蚓全部倒出，平铺并均分为三部分，每部分取蚯蚓1 条，每组共取9 条蚯蚓，将取出蚯蚓置于塑料布上10～20 min，除去蚯蚓身上的泥土，称体质量，并计算蚯蚓试验前平均体质量、体长，试验末平均体质量、体长、增重率和死亡率。

试验初均体质量=9条蚯蚓总质量/9；

试验末均体质量=盆内剩余蚯蚓总条数质量/蚯蚓总条数；

试验初体长=9条蚯蚓总长度/9；

试验末体长=盆内剩余蚯蚓总条数长度/蚯蚓总条数；

增重率=[（末均体质量-初均体质量）/初均体质量]×100%。

1.2.3 消化酶活性测定 分别在培养0、7、14、21、28 d，从每个重复中随机取出3 条蚯蚓，蒸馏水洗去污渍，滤纸吸干水分后于试管中剪碎，用0.9%氯化钠溶液冲洗，按1∶9 加入50 mL 0.01 mol/L Tris-HCl缓冲溶液，组织匀浆机匀浆，匀浆液放入离心机中，设置条件为4 ℃、1 000×g离心20 min，取上清液即为蚯蚓粗酶液。酶联免疫吸附法（ELISA）测定蛋白酶、纤维素酶和磷酸酶活性，操作方法参照试剂盒说明书。

1.3 数据处理

试验数据采用SPSS 26.0 软件中单因素方差分析（One-way ANOVA）程序进行分析，使用Origin 7.5作图软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对蚯蚓生长性能的影响

饲养28 d时，与A 组相比，B、C 和D 组末均体质量和末体长均有增长，其中C 组末均体质量显著高于A 组（P<0.05），C 组末体长显著大于A 组（P<0.05）。C组的末均体质量达415.94 mg，其增重率为75.49%，较A 组提高55.50 个百分点；C 组末体长8.06 cm，较A 组末体长增加1.83 cm（表1）。可见，五味健脾颗粒药渣对蚯蚓生长发育有一定的促进作用，药渣添加比例为20%时生长性能达到最佳。

表1 不同处理对蚯蚓生长性能的影响Tab.1 Effect of different treatments on the growth performance of earthworms

2.2 不同处理对蚯蚓蛋白酶活性的影响

从图1可以看出，随着饲养时间的增长，不同处理组蛋白酶活性均呈上升趋势。饲养28 d 时，C 组显著高于A、D 组（P<0.05），B、C 组相近（P>0.05），C组的活性为10.34 U/g，是A 组活性8.03 U/g 的1.29倍。可见，五味健脾颗粒药渣提高了蚯蚓蛋白酶活性，饲养28 d时C组蛋白酶活性达到最高。

图1 不同处理对蚯蚓蛋白酶活性的影响Fig.1 Effect of different treatments on protease activity of earthworms

2.3 不同处理对蚯蚓纤维素酶活性的影响

从图2可以看出，随着饲养时间的增长，各处理组纤维素酶活性均呈上升趋势。饲养28 d 时，C 组纤维素酶活性显著高于A、B 组（P<0.05），C 组活性为2.76 IU/g，而A 组活性为2.27 IU/g，C 组是A 组的1.22 倍。五味健脾颗粒药渣增加了蚯蚓纤维素酶活性，前7 d，D 组蛋白酶活性最高；之后14～28 d，C组纤维素酶活性最高。

图2 不同处理对蚯蚓纤维素酶活性的影响Fig.2 Effect of different treatments on cellulase activity of earthworms

2.4 不同处理对蚯蚓磷酸酶活性的影响

从图3可以看出，随着饲养时间的增长，磷酸酶活性呈现小幅度增长。饲养7、14 d 时，C 组磷酸酶活性显著高于对照组及其他处理组（P<0.05）；饲养21 d 时，B、C 组磷酸酶活性显著高于A、D 两组（P<0.05）；饲养28 d 时，C、D 组磷酸酶活性显著高于A组（P<0.05）。五味健脾颗粒药渣增加了蚯蚓的磷酸酶活性，且C 组磷酸酶活性在各个时期均高于其他处理组，饲养28 d时其活性达到最大值。

图3 不同处理对蚯蚓磷酸酶活性的影响Fig.3 Effect of different treatments on phosphatase activity of earthworms

3 结论与讨论

3.1 五味健脾颗粒药渣的添加对蚯蚓生长性能的影响

中草药含有多种天然营养成分，其中有能促进动物机体代谢、增加营养物质吸收的成分存在，起到促进动物生长等作用[11‐14]。五味健脾颗粒由白术、党参、山药、神曲和甘草组成。方中白术为君药，健脾益气，燥湿利水；党参补中益气，生津和胃；山药为臣药，补中益气，固肾益肺；神曲健脾和胃，提高消化能力；甘草补脾益气，调和诸药[9]。忻富宁[15]研究发现，五味健脾颗粒可以有效促进脾虚仔猪和健康仔猪的生长发育，提高饲料利用率，降低料重比。本研究中，与未添加五味健脾颗粒药渣组相比，添加比例为20%时，蚯蚓体质量和体长显著增加，其增重率提高55.50 个百分点、体长增加1.83 cm。可见，五味健脾颗粒药渣具有促进蚯蚓生长性能的作用。

3.2 五味健脾颗粒药渣的添加对蚯蚓消化酶活性的影响

蚯蚓体内的消化酶主要包括蛋白酶、纤维素酶和磷酸酶等[16‐18]，它是反映其消化机能的重要指标，直接关系到蚯蚓对营养物质的吸收和利用。本研究中，随着养殖时间的增加，在饲养28 d 时，蚯蚓的蛋白酶、纤维素酶和磷酸酶活性较高，成体的蚯蚓蛋白酶、纤维素酶和磷酸酶活性均高于幼体，说明养殖时间长的蚯蚓对蛋白质类和纤维类食物消化能力比幼体强。这与苏志星等[19]、张正荣等[20]研究中消化酶活性随着仔稚鱼的生长发育发生显著变化的结果一致。中药渣经发酵后得到富含多糖和蛋白质的功能性饲料[20]。五味健脾颗粒药渣能提高蚯蚓体内的蛋白酶活性，也可能与五味健脾颗粒药渣能促进消化道蠕动、促进消化道胃蛋白酶的分泌等作用有关。试验结果表明，饲养28 d 时，添加20%五味健脾颗粒药渣组蚯蚓的蛋白酶活性达到最高，对于延长养殖饲养时间，是否能继续升高蛋白酶活性，提高养殖效果，有待进一步探讨。

蚯蚓对纤维素的消化能力直接反映蚯蚓的消化能力[21]。中药渣中含有丰富的纤维素[22]，赤子爱胜蚓是表居型蚯蚓，生活和取食于地表的枯枝落叶层，主要以植物残落物为食，其肠道内较高的纤维素酶活性，能使其有效地利用主要构成成分为纤维素的植物残体[3]。中药渣中也含有大量的粗纤维，其粗纤维含量在11.82%～44.86%，可以作为饲料添加剂来适当提高日粮中的纤维水平，从而来刺激蚯蚓胃肠道蠕动、分泌消化液[23]。本研究中，28 d 时，添加20%五味健脾颗粒药渣组蚯蚓的纤维素酶活性达到最高值。这可能是因为五味健脾颗粒药渣可以调节肠道菌群，随着养殖时间的增加，影响蚯蚓肠道微生物的代谢产物短链脂肪酸的产量，进而影响肠道pH 值，使蚯蚓形成适宜的肠道环境，消化酶活性升高。这与马丽娜[24]在基质中接种蚯蚓能使纤维素酶活性大幅提高的研究结果相似。五味健脾颗粒具有健脾益气、开胃消食之功效[25]。在已发酵牛粪的基础上加入五味健脾颗粒药渣后，促进了蚯蚓的进食。推测蚯蚓消化组织器官的消化功能不断发育完善，饲喂五味健脾颗粒药渣加强了蚯蚓对饲料的消化吸收[26]。

综上所述，在发酵牛粪中添加20%的五味健脾颗粒药渣对蚯蚓生长发育有促进作用，能够提高蚯蚓消化酶的活性。