蚯蚓堆肥性質(zhì)的變化及其對(duì)土壤性質(zhì)與作物生長(zhǎng)的影響.pdf

1、農(nóng)業(yè)廢棄物的積累和不當(dāng)利用造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境問(wèn)題正逐步被社會(huì)所關(guān)注。將農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行堆肥化處理進(jìn)而還田利用是當(dāng)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(shí)間、外觀和運(yùn)輸?shù)确矫娴膯?wèn)題限制了其廣泛推廣。利用取食有機(jī)碎屑的蚯蚓進(jìn)行廢棄物的再循環(huán)利用過(guò)程被稱為“蚯蚓堆制過(guò)程”，其堆肥終產(chǎn)物即為“蚯蚓堆肥”。相比傳統(tǒng)堆肥，蚯蚓堆肥在改善土壤質(zhì)量、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的方面的優(yōu)勢(shì)也更加受到重視。
　　通過(guò)比較典型農(nóng)業(yè)廢棄

2、物（牛糞、豬糞和食用菌殘?jiān)┰隍球径阎七^(guò)程中物料的生物和非生物性質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化，并基于蚯蚓堆肥的重金屬形態(tài)和病原生物進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。在了解蚯蚓堆肥過(guò)程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了蚯蚓堆肥還田對(duì)土壤理化和生物學(xué)性質(zhì)及作物產(chǎn)量品質(zhì)的影響，以期系統(tǒng)評(píng)價(jià)堆肥對(duì)土壤和作物的綜合影響。此外，在田間條件下進(jìn)行了蚯蚓堆肥與根際促生菌協(xié)同效應(yīng)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(shì)，探討蚯蚓堆肥與根際促生菌的協(xié)同積極效應(yīng)。具體研究結(jié)果如下:

3、r>　　1、基于蚯蚓堆制試驗(yàn)，從化學(xué)性質(zhì)分析，蚯蚓可以強(qiáng)化堆肥的礦化和腐殖化過(guò)程，強(qiáng)化有機(jī)質(zhì)的分解作用，降低有機(jī)碳，提高全氮、全磷和全鉀的含量，從而降低C/N比;蚯蚓對(duì)可溶性有機(jī)物（DOC和DON）的影響分為兩個(gè)階段，堆肥初期能夠促進(jìn)小分子有機(jī)化合物的產(chǎn)生，提高其含量，隨著堆肥過(guò)程的進(jìn)行，可溶性有機(jī)物不斷被微生物利用，礦化作用產(chǎn)生可供植物直接吸收的無(wú)機(jī)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(yàn)，從生物學(xué)性質(zhì)分析，蚯蚓對(duì)微生物的作用也可為兩個(gè)階段，初期蚯蚓活動(dòng)可以促進(jìn)微生物生長(zhǎng)，微生物生物量碳氮含量(MBC，MBN)和基礎(chǔ)呼吸強(qiáng)度(BR)升高。隨著堆制過(guò)程進(jìn)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(shí)期內(nèi)仍然維持微生物生物量在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。而蚯蚓對(duì)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(jìn)真菌的增長(zhǎng)。整個(gè)堆肥過(guò)程中，蚯蚓是始終抑制線蟲數(shù)

5、量的增長(zhǎng)，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(dòng)可以強(qiáng)化有機(jī)質(zhì)的降解，這對(duì)重金屬有一定的生物放大作用，導(dǎo)致重金屬的濃度顯著升高。但是，腐殖化過(guò)程中腐殖酸組分尤其是胡敏酸組分含量也顯著升高，相應(yīng)的，其對(duì)有效態(tài)重金屬就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的絡(luò)合作用，加上蚯蚓體對(duì)重金屬的富集作用，導(dǎo)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(dòng)對(duì)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(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
　　4、基于蚯蚓堆肥還田野外試驗(yàn)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(chǎn)量，更佳的品質(zhì)（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(xué)性質(zhì)則主要體現(xiàn)在土壤微生物生物量，對(duì)土壤的基礎(chǔ)呼吸強(qiáng)度影響不大。研究發(fā)現(xiàn)，施肥后，短期內(nèi)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(duì)其影響更加明顯。分析土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，短

7、期內(nèi)，施肥對(duì)土壤細(xì)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(jīng)可以被主成分分開;但對(duì)真菌群落的影響相對(duì)較弱，整體區(qū)分度不高，僅在第二季中將四個(gè)施肥處理與不施肥對(duì)照區(qū)分開。
　　5、基于蚯蚓堆肥與根際促生菌(PGPR)的交互試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不施蚯蚓堆肥的情況下，PGPR對(duì)土壤和作物生長(zhǎng)幾乎沒(méi)有任何作用，這暗示了外接PGPR沒(méi)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(qiáng)化PGPR對(duì)土壤養(yǎng)分（NO

8、3--N，速效磷和速效鉀）蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)（維生素C和可溶性蛋白）的促進(jìn)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(yīng)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(shí)，PGPR都可以促進(jìn)番茄的產(chǎn)量，但是只有在施用低量蚯蚓堆肥時(shí)，PGPR對(duì)菠菜產(chǎn)量才有顯著的積極效果。