摘 要:綜合論述了用科學方法證實的環(huán)保酵素6個方面的應用對空氣質量的影響,在污水處理、凈化水體方面的應用,在土壤改良修復方面的應用,對植物生長的影響,在農藥降解、植物蟲害方面的應用,醫(yī)藥應用。
關鍵詞:環(huán)保酵素;應用;研究進展
中圖分類號:S-1 文獻標識碼:A DOI:10.19754/j.nyyjs.20201130010
國外對酵素的研究始于20世紀初期。查“酵素”一詞源于日本,據(jù)日本山內慎一所著《保健食品袖珍寶典》記述:“酵素”在日本的原名譯成中文是“植物之酶的提取物”或“植物酶提取之精華”之意,是用小麥、米胚芽和大豆等植物原料,用乳酸菌或酵母菌發(fā)酵所制成的發(fā)酵食品。如今,酵素在日本、泰國、馬來西亞等多個國家盛行。因其有多種功效,酵素已經從最初的食用酵素衍生出飼用酵素、農用酵素、環(huán)保酵素等多種不同用處的酵素。環(huán)保酵素是酵素的一種,其配方和技術由泰國有機農耕協(xié)會創(chuàng)始人樂素昆·普潘翁博士(Dr.Rosukon Poompanvong)經過30a多努力研發(fā)而成,是一種果皮蔬菜廚余酵素,是對混合了糖和水的廚房鮮垃圾經過厭氧發(fā)酵后產生的棕色液體的俗稱。在國內外,人們越來越多地在實踐應用中探索發(fā)現(xiàn),環(huán)保酵素在家居清潔、凈化空氣、污水處理、洗發(fā)潔膚護膚和農業(yè)花卉培植等方面都有一定的使用效果。
在中國,環(huán)保酵素是近幾年才新興起來的,大多是民間團體及個人在制作、使用及推廣。環(huán)保酵素制作原料簡單、來源廣泛,成本低廉,制作簡易,人人都可以自行制作,且能為國家環(huán)保事業(yè)做貢獻,因而越來越多地被普通大眾所接受,逐漸走進家庭、辦公室、工廠和田間地頭,滲透進國民大眾的日常生活中。但家庭自制的環(huán)保酵素,在發(fā)酵材料、發(fā)酵用具、發(fā)酵條件、發(fā)酵工藝和后期處理等方面都較為隨意、簡易;菌群未完全鑒定清楚,成分未完全檢測清楚,也未作毒理分析;是否在某方面有實際效用也未完全得到科學研究證實,所以在使用范圍應當有所控制,特別是在食用、藥用方面。
迄今為止,應用樂素昆·普潘翁博士以紅糖、廚余果皮蔬菜等、水以1∶3∶10的比例配方發(fā)酵3個月自制的環(huán)保酵素,用科學實驗技術加以驗證,在以下幾方面效用上取得了一定的研究進展。
1 環(huán)保酵素對空氣質量的影響
余金良等[1]利用園林廢棄物自制環(huán)保酵素,使用CW-HAT200 PM2.5速測儀和ITC-201A負離子測試器,分別測定未噴施環(huán)保酵素前和噴施了稀釋100倍的環(huán)保酵素150mL(室內)或250mL(室外)后,室內封閉5.2m左右房間和室外開闊草坪的PM 2.5、PM 10和負氧離子含量,以此來研究環(huán)保酵素對室內和室外空氣的凈化效果。結果表明,室內噴灑環(huán)保酵素可略微提高濕度和降低溫度,而對于其它參數(shù)無影響,且在短期內反而降低了負氧離子的含量;而對于室外噴灑環(huán)保酵素,改善空氣質量的效果更加不明顯。
[BT(1+1]2 環(huán)保酵素在污水處理,凈化水體方面的應用
荊秀艷等[2]用黑糖、廚房鮮垃圾(包括樹葉、水果皮、丟棄的蔬菜等)和水制作環(huán)保酵素,處理生活廢水,效果明顯。體積分數(shù)10%的環(huán)保酵素對COD、NH4+-N和TP的去除率分別為80%、85%和50%。研究得出結論,環(huán)保酵素自身高的COD和較低pH不利于污染物的去除作用,降低COD和提升pH是環(huán)保酵素凈化水質的關鍵。
倪兆林[3]將不同原料制作的環(huán)保酵素與微囊藻共培養(yǎng),結果表明環(huán)保酵素具有很好的溶藻效果。其中選用2%蘋果酵素用來控制云南洱海野生藍藻能產生最強的除藻效率。得出環(huán)保酵素對藻類具有去除作用,是治理河流、湖泊富營養(yǎng)化的新型環(huán)保制劑。
3 環(huán)保酵素在土壤改良修復方面的應用
李方志等[4-6]用水果皮、菜葉等鮮廚余制成環(huán)保酵素,以與水體積比為0、1∶250、1∶500、1∶750、1∶1000的濃度每周固定3d各施澆堿性(pH8.2~8.5)農田土。從第5周開始每周一次采用NY/T 1121.6-2006土壤有機質的檢測、LY/T 1228-1999森林土壤水解性氮的測定、NY/T53-1987土壤全氮測定法(半微量開氏法)、NYT 88-1988土壤全磷測定法、NY/T 1121.7-2006 pH>7.0:LY/T1233-1999堿性土壤有效磷測定法、NY/T 889-2004土壤速效鉀和緩效鉀含量測定法和NYT 87-1988土壤全鉀測定法分別測定農田土的有機質、水解性氮、全氮、全磷、有效磷、速效鉀和全鉀含量。結果表明:持續(xù)施澆環(huán)保酵素達到7周時,其對土壤的改良效果較為突出,且在濃度為1∶500和1∶750時,土壤的改良效果最佳,有機質含量的增幅分別為5.11%和5.79%;水解性氮含量的增幅分別為17.56%和11.25%;全氮含量的增幅分別為0.50%和2.45%;全磷含量的增幅為11.11%和4.48%;1∶500濃度有效磷含量的增幅為13.41%;1∶750濃度在第6周、第7周時速效鉀含量增幅分別為6.06%和5.80%;1∶750濃度在第5周時全鉀含量增幅最大,達到5.39%。
陶津等[7]、普燕爽[8]用水果自制環(huán)保酵素,配制1∶250、1∶500、1∶750、1∶1000的不同濃度的環(huán)保酵素液。以不同濃度的環(huán)保酵素澆施辣椒幼苗栽培土,每周澆施3次。不定期測定土壤的物理指標——土壤容重、比重、pH和孔隙度;土壤的化學指標——有效磷、水解性氮和有機質。結果表明,不同濃度的環(huán)保酵素澆施土壤,均可使土壤孔隙度增加,改善土壤的通氣狀況,使土質疏松,消除板結,提高植物的吸肥能力;用1∶500~1∶1000濃度的環(huán)保酵素來澆施土地能增加土壤的有效磷含量和水解性氮含量,使土壤得到有效的磷源和氮源,且用1∶750濃度時增加效果最好;不同濃度的環(huán)保酵素能增加土壤的有機質含量,其中以1∶750濃度的澆施效果最明顯。
佟玉潔[9]用新鮮的茄子皮制成環(huán)保酵素,以與水體積比為0、1∶100、1∶200、1∶400、1∶800的濃度每2d各澆灌校園的花圃土20mL,共澆灌28d,每周一次采用《土壤質量 全氮的測定 凱氏法》(HJ 717-2014)和標準《土壤有機質測定》(NY/T 85-1988)重鉻酸鉀容量法分別測定全氮和有機質含量。結果表明:隨著澆灌時間的延長,環(huán)保酵素可以逐漸提高土壤全氮和有機質含量。其中1∶800的濃度最為明顯,可使土壤的全氮含量從原來10.59g·kg-1提高到27.46g·kg-1;有機質含量從原來的24.32g·kg-1提高到49.33g·kg-1,土壤養(yǎng)分達到一級水平。
張立超[10]用新鮮廚余垃圾(黃瓜皮、茄子皮)制成環(huán)保酵素,與水配制成體積比為0、1∶200、1∶400、1∶600、1∶800的稀釋環(huán)保酵素液,對濱海鹽堿性土壤進行澆灌處理。結果表明,合理使用環(huán)保酵素,能有效改良鹽堿性土的性質。使用1∶800環(huán)保酵素液,澆灌時間35~42d,土壤中有機質含量增幅率較高,28~35d全氮增幅較高;使用1∶600的環(huán)保酵素液,澆灌時間35~42d,全磷含量增幅率最高。
韓劍宏等[11]用丟棄腐爛的水果皮、菜葉等鮮廚余制成環(huán)保酵素,與水配制成體積比為0、1∶200、1∶500、1∶800的稀釋環(huán)保酵素液,通過室內土培試驗研究其對土壤關鍵化學性質的影響。結果表明,施加合適濃度環(huán)保酵素可以降低土壤鹽堿性,提高土壤部分養(yǎng)分含量。使用1∶800的環(huán)保酵素液,土壤pH值和堿化度(ESP)分別降低17.51%和38.42%;電導率(EC)顯著降低42.50%;土壤有機質、速效鉀含量分別顯著提高56.54%,79.76%,而土壤水解性氮和有效磷含量分別降低6.52%,8.48%;土壤水解性有機碳(DOC)增加達34.28%。
4 環(huán)保酵素對植物生長的影響
陶津等[7]、普燕爽[8]用水果自制環(huán)保酵素,配制1∶250、1∶500、1∶750、1∶1000的不同濃度的環(huán)保酵素液。以不同濃度的環(huán)保酵素澆施辣椒幼苗,每周澆施3次,并設空白與化肥對照組。分別在第1、4、5、8、10、11、14、16、18、20周,用卷尺和游標卡尺測定辣椒植株株高、垂直投影面積,記錄花朵數(shù)目及結果后的果實數(shù),以衡量辣椒植株的生長與產量情況。結果表明,1∶750濃度比例的環(huán)保酵素能減少作物病蟲害的發(fā)生,使作物的生長勢得到增強,存活率達到95%,有利于提高壯苗,對辣椒生長有明顯的促進作用,平均株高最高,開花結實數(shù)最多,使作物增產。
孫雨濃等[12]用香蕉、柚子、橘子果皮自制環(huán)保酵素,配制1∶10、1∶50、1∶100、1∶200、1∶500、1∶1000的不同濃度的環(huán)保酵素液。利用土培法加不同濃度的環(huán)保酵素液用于培養(yǎng)菠菜幼苗。培養(yǎng)至7d,幼苗長約10cm左右時,測定幼苗體內的過氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化氫酶(CAT)活性、葉綠素(Chl)含量和可溶性蛋白含量。結果表明,菠菜幼苗體內POD、SOD、CAT活性以及葉綠素和可溶性蛋白含量均會對環(huán)保酵素產生一定的應激性反應。一定濃度的環(huán)保酵素可以使菠菜幼苗體內的POD、SOD、CAT活性顯著增強,以1∶200或1∶100為最佳濃度。但環(huán)保酵素對菠菜幼苗體內葉綠素含量并無顯著影響,會使可溶性蛋白含量有所降低但并不顯著。試驗表明環(huán)保酵素對植物體內與抗逆性有關的幾個關鍵生理生化指標都有促進作用,可有效提高植物的抗逆性。
李金枝等[13]用蘋果、西瓜皮、檸檬分別制成3種環(huán)保酵素,分別配制成1∶50、1∶100、1∶500、1∶1000的稀釋液,作為營養(yǎng)液水培銅錢草。結果表明,1∶1000蘋果酵素的效果最佳,銅錢草莖長和鮮重明顯增加,根長也略有增加,在第2周開始長出大量新的小銅錢草。
[BT(1+1]5 環(huán)保酵素在農藥降解和植物蟲害方面的作用
韋文芳等[14]用蔬菜、水果和農作物廢棄物為原料自制環(huán)保酵素,以與水體積比為0、1∶100、1∶200、1∶300、1∶400的濃度對噴施了40%氧化樂果乳油、480g·L-1毒死蜱乳油、75%百菌清可濕性粉劑,300mL高效氯氟氰菊酯乳油、4.5%高效氯氰菊酯乳油2d后的田間種植的薺菜進行處理,噴施量為300mL·m-2。后于24h、48h、72h、96h分別采樣,并使用NY/T 761-2008檢測5種農藥降解情況。結果表明:環(huán)保酵素噴施田間種植的薺菜,對氧化樂果、毒死蜱、百菌清、高效氯氟氰菊酯、高效氯氟菊酯等5種農藥的降解均有明顯效果,幾種濃度對農藥的降解效果均顯著優(yōu)于噴施清水;其中1∶300環(huán)保酵素對5種農藥的降解效果最佳,噴施96h后,氧化樂果、高效氯氟氰菊酯、高效氯氟菊酯均已降解完全,毒死蜱和百菌清的降解率分別達99.3%和91.3%。
朱麗梅等[15]自制水果果皮環(huán)保酵素和大蒜環(huán)保酵素,對田間黃瓜白粉病、黃瓜霜霉病和番茄葉霉病進行防治效果試驗。結果表明:大蒜環(huán)保酵素1∶10濃度對黃瓜白粉病和黃瓜霜霉病的防治效果分別達到86.15%和79.24%,1∶30濃度對番茄葉霉病的防治效果達到82.55%。而水果果皮環(huán)保酵素相對于大蒜環(huán)保酵素而言,防治效果較差。1∶10和1∶50濃度的水果果皮環(huán)保酵素對黃瓜白粉病和黃瓜霜霉病和番茄葉霉病的防治效果分別是15.88%和13.31%、10.65%和8.12%、18.30%和16.57%。
6 環(huán)保酵素的醫(yī)藥應用
青壹蓮[16]用新鮮蔬菜、瓜類、水果、果皮等至少20種食材制作環(huán)保酵素,再以5份0.9%氯化鈉和2份環(huán)保酵素原液配制環(huán)保酵素稀釋液,聯(lián)合紫花燒傷軟膏治療Ⅱ期、Ⅲ期壓瘡。具體做法:患者壓瘡傷口用0.5%碘伏消毒,環(huán)保酵素稀釋液清洗創(chuàng)面后予紫花燒傷膏外涂,涂藥厚度3~4mm,再用環(huán)保酵素稀釋液紗布濕敷包扎,每天換藥2次。紗布每4h噴環(huán)保酵素稀釋液1次,使之保持濕敷狀態(tài)。以僅用0.9%氯化鈉溶液和紫花燒傷軟膏作為對照。結果表明,環(huán)保酵素稀釋液聯(lián)合紫花燒傷軟膏治療Ⅱ期、Ⅲ期壓瘡療效顯著,創(chuàng)面完全愈合時間分別為(9.95±1.29)d、(21.56±2.79)d,均短于對照組的(21.36±2.69)d、(37.63±5.98)d。
自制的環(huán)保酵素在大眾百姓家庭的應用,一切均以簡便易施行材料技術為主,與工廠的規(guī)模化、正規(guī)化、科學化是有所不同的。部分文獻資料,由于其酵素產品制作與樂素昆·普潘翁博士的配方技術有一定差距,在發(fā)酵材料、發(fā)酵用具、發(fā)酵條件、發(fā)酵工藝和后期處理等方面有所不同,所以未列入范圍內進展情況。有些文獻記載的環(huán)保酵素用途,缺乏科學證實,無實驗數(shù)據(jù)支撐,也未列入范圍內進展情況。
環(huán)保酵素的用途正日益被挖掘開發(fā),其科學嚴謹?shù)难芯糠椒ê褪侄我舱诓粩嗤晟?。環(huán)保酵素的效用經科學實驗驗證證實后,會在普通老百姓中得到更放心、更廣泛地應用。
參考文獻
[1]余金良,郭帥,盛元梁,等.環(huán)保酵素對空氣凈化效果的研究[J].現(xiàn)代園藝,2017(06):21-22.
[2]荊秀艷,李吉祥,王娜,等.環(huán)保酵素處理生活廢水可行性探討[J].水處理技術,2019,45(01):98-101.
[3]倪兆林.環(huán)保酵素對洱海微囊藻的降解作用及初步應用研究[D].大理:大理學院,2014.
[4]李方志,楊琴,楊汝蘭,等.環(huán)保酵素對土壤中有效氮、全氮及有機質改良效果的研究[J].玉溪師范學院學報,2016,32(04):42-47.
[5]李方志,王殷,李絲絲,等.環(huán)保酵素對土壤鉀素的改良效果[J].安徽農業(yè)科學,2016,44(17):168-169.
[6]李方志,李絲絲,王殷,等.環(huán)保酵素改良土壤中有機質與磷素的探索性研究[J].環(huán)境科學導刊,2016,35(05):65-69.
[7]陶津,李云龍,周根國,等.環(huán)保酵素對土壤理化性質及辣椒生長的影響[J].玉溪師范學院學報,2017,33(04):35-40.
[8]普燕爽,陶津,林森,等.環(huán)保酵素對朝天椒生長勢及土壤有效磷、水解氮的影響研究[J].環(huán)境科學導刊,2019,38(03):5-11.
[9]佟玉潔.自制環(huán)保酵素改善土壤肥力試驗研究[J].安徽農業(yè)科學,2017,45(26):119-121.
[10]張立超.環(huán)保酵素改良濱海鹽堿性土壤的應用研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2019(03):8.
[11]韓劍宏,劉澤霞,張連科,等.環(huán)保酵素對鹽堿土關鍵化學性質的影響[J].水土保持通報,2019,39(03):126-132.
[12]孫雨濃,李光耀,張欣雨,等.環(huán)保酵素對菠菜幼苗生理生化指標影響的研究[J].園藝與種苗,2017(05):4-7.
[13]李金枝,帥翠珍,泮凱鋒,等.環(huán)保酵素對銅錢草生長的影響[J].麗水學院學報,2019,41(02):75-79.
[14]韋文芳,梁春紅,唐千淄,等.環(huán)保酵素對田間種植蔬菜殘留農藥的降解作用[J].廣西農學報,2016,31(03):24-26,30.
[15]朱麗梅,劉艷芝,王淑霞,等.環(huán)保酵素防治3種蔬菜病害的初步研究[J].中國園藝文摘,2017(05):40-41.
[16]青壹蓮.環(huán)保酵素稀釋液配合紫花燒傷軟膏治療壓瘡的護理研究[J].微創(chuàng)醫(yī)學,2018,13(02):268-270.
(責任編輯 周康)
收稿日期:2020-10-28
基金項目:汕頭職業(yè)技術學院2018年科研課題(項目編號:SZK2018Y01)
作者簡介:饒毅萍(1974-),女,碩士,副教授。研究方向:環(huán)境微生物學。