蚯蚓堆肥性質的變化及其對土壤性質與作物生長的影響.pdf

1、農業(yè)廢棄物的積累和不當利用造成的資源浪費和環(huán)境問題正逐步被社會所關注。將農業(yè)廢棄物進行堆肥化處理進而還田利用是當前廢棄物有效處置的主要手段。但是傳統(tǒng)堆肥在養(yǎng)分、有益菌群、堆制時間、外觀和運輸?shù)确矫娴膯栴}限制了其廣泛推廣。利用取食有機碎屑的蚯蚓進行廢棄物的再循環(huán)利用過程被稱為“蚯蚓堆制過程”，其堆肥終產物即為“蚯蚓堆肥”。相比傳統(tǒng)堆肥，蚯蚓堆肥在改善土壤質量、提高農產品產量和品質的方面的優(yōu)勢也更加受到重視。
　　通過比較典型農業(yè)廢棄

2、物（牛糞、豬糞和食用菌殘渣）在蚯蚓堆制過程中物料的生物和非生物性質的動態(tài)變化，并基于蚯蚓堆肥的重金屬形態(tài)和病原生物進行環(huán)境風險評價。在了解蚯蚓堆肥過程的基礎上，進一步探討了蚯蚓堆肥還田對土壤理化和生物學性質及作物產量品質的影響，以期系統(tǒng)評價堆肥對土壤和作物的綜合影響。此外，在田間條件下進行了蚯蚓堆肥與根際促生菌協(xié)同效應的研究，以期發(fā)揮蚯蚓堆肥的資源豐富與根際促生菌的促生優(yōu)勢，探討蚯蚓堆肥與根際促生菌的協(xié)同積極效應。具體研究結果如下:

3、r>　　1、基于蚯蚓堆制試驗，從化學性質分析，蚯蚓可以強化堆肥的礦化和腐殖化過程，強化有機質的分解作用，降低有機碳，提高全氮、全磷和全鉀的含量，從而降低C/N比;蚯蚓對可溶性有機物（DOC和DON）的影響分為兩個階段，堆肥初期能夠促進小分子有機化合物的產生，提高其含量，隨著堆肥過程的進行，可溶性有機物不斷被微生物利用，礦化作用產生可供植物直接吸收的無機養(yǎng)分，DOC和DON含量逐漸降低，DOC/DON比也隨之降低。
　　2、基于蚯蚓

4、堆制試驗，從生物學性質分析，蚯蚓對微生物的作用也可為兩個階段，初期蚯蚓活動可以促進微生物生長，微生物生物量碳氮含量(MBC，MBN)和基礎呼吸強度(BR)升高。隨著堆制過程進行，由于微生物的可利用資源枯竭，BR下降，但由于蚯蚓分泌的粘液及排泄物等的存在可以在一定時期內仍然維持微生物生物量在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。而蚯蚓對真菌生物量的影響與之相反，在堆肥前期有一定的抑制作用，但到后期反而能夠促進真菌的增長。整個堆肥過程中，蚯蚓是始終抑制線蟲數(shù)

5、量的增長，尤其能抑制食真菌線蟲在堆肥后期的爆發(fā)。
　　3、分析蚯蚓堆肥中重金屬形態(tài)與病原生物發(fā)現(xiàn)，在蚯蚓堆肥系統(tǒng)中，蚯蚓活動可以強化有機質的降解，這對重金屬有一定的生物放大作用，導致重金屬的濃度顯著升高。但是，腐殖化過程中腐殖酸組分尤其是胡敏酸組分含量也顯著升高，相應的，其對有效態(tài)重金屬就會產生強烈的絡合作用，加上蚯蚓體對重金屬的富集作用，導致重金屬的有效態(tài)組分在總量中所占的比例是顯著降低的。蚯蚓活動對病原生物有一定的抑制作用，堆

6、肥中糞大腸菌群數(shù)和蛔蟲卵死亡率均達到國家標準。
　　4、基于蚯蚓堆肥還田野外試驗發(fā)現(xiàn)，較之常規(guī)堆肥，蚯蚓堆肥能夠獲得更高的蔬菜產量，更佳的品質（提高磷素、維生素C、蛋白和葡萄糖含量）;提高土壤速效養(yǎng)分含量，改善土壤生物學性質則主要體現(xiàn)在土壤微生物生物量，對土壤的基礎呼吸強度影響不大。研究發(fā)現(xiàn)，施肥后，短期內土壤微生物的代謝功能在蚯蚓堆肥與常規(guī)堆肥之間的差異不大，反而堆肥物料的種類對其影響更加明顯。分析土壤細菌和真菌群落結構發(fā)現(xiàn)，短

7、期內，施肥對土壤細菌群落的影響較大，尤其是在第二季番茄中，蚯蚓堆肥與常規(guī)堆肥間已經可以被主成分分開;但對真菌群落的影響相對較弱，整體區(qū)分度不高，僅在第二季中將四個施肥處理與不施肥對照區(qū)分開。
　　5、基于蚯蚓堆肥與根際促生菌(PGPR)的交互試驗發(fā)現(xiàn)，不施蚯蚓堆肥的情況下，PGPR對土壤和作物生長幾乎沒有任何作用，這暗示了外接PGPR沒有能夠在土壤中定殖成功。蚯蚓堆肥與PGPR混施的情況下，蚯蚓堆肥能夠強化PGPR對土壤養(yǎng)分（NO

8、3--N，速效磷和速效鉀）蔬菜產量、品質（維生素C和可溶性蛋白）的促進作用。MBC和MBN的增加，DOC和DON的降低以及MBC/MBN的下降，則暗示在蚯蚓堆肥的作用下，PGPR可以在土壤中定殖成功并發(fā)揮相應促生功能。此外，我們發(fā)現(xiàn)，蚯蚓堆肥與PGPR的協(xié)同作用，依賴于蔬菜品種以及蚯蚓堆肥的施用量。比如，在施用高量和低量蚯蚓堆肥時，PGPR都可以促進番茄的產量，但是只有在施用低量蚯蚓堆肥時，PGPR對菠菜產量才有顯著的積極效果。