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促腐剂对农村垃圾蚯蚓处理的影响研究

杨平  
【摘要】:在我国,农村每年产生7亿吨秸秆,其中约有70%的秸秆作为生活能源就地焚烧或直接还田,造成了严重的资源浪费和大气污染,与此同时全国畜禽养殖粪便的产生量也逐年增加,粪便作为有机肥在农业上的直接使用会导致大量的有害气体释放到大气中,并且也存在病原菌污染土壤的可能性。堆肥是一种有效而安全的方法,能减少这些有机废弃物的量和体积,破坏其中的营养物质和有机物。有机废弃物的蚯蚓处理(vermicomposting)技术则是将传统堆肥法与生物处理技术相结合,利用蚯蚓特殊的生态学功能,与环境中微生物协同作用而加速有机物质分解和转化的处理技术,是有机废弃物资源化的重要途径之一。 本研究选用“大平二号”赤子爱蚯蚓,以EM(Effective microorganism)原液和有机物料腐熟剂为促腐剂,小麦、玉米秸秆,牛粪等农村垃圾为试验材料,采用添加促腐剂的预堆腐+蚯蚓处理的模式进行试验。分别研究了在相同EM原液添加量的条件下适合蚯蚓生存的最佳物料配比;不同促腐剂添加量对预堆腐的影响;不同预堆腐产品对蚯蚓处理及蚯蚓生长繁殖的影响。对预堆腐和蚯蚓处理过程中的物化指标和微生物酶指标也进行了测定,得到的试验过程参数为指导现场实践提供了一定的理论依据。主要研究结果如下: (1)在相同EM原液添加量的条件下,研究了含玉米秸秆(牛粪:玉米秸秆:垃圾1:2:1,1:3:1,2:3:1和0:2:3)及含小麦秸秆(牛粪:小麦秸秆:垃圾2:1:2,3:1:2,4:1:3,0:1:10)的不同堆体预堆腐产品对蚯蚓生存的影响。研究表明,在预堆腐初始和结束时,含玉米秸秆的堆体C/N值要高于含小麦秸秆的堆体。预堆腐结束时,八组堆体的C/N值在17-26之间,氨氮浓度基本在200mg/Kg左右,其中,牛粪:玉米秸秆:垃圾(菜叶:纸干重比4:1)1:3:1的预堆腐产品饲养蚯蚓的成活率最高,为87.50%。 (2)在不同促腐剂EM原液(按湿重比)和有机物料腐熟剂(FU)(按干重比)添加量的条件下,采用牛粪:玉米秸秆:垃圾(菜叶:纸干重比4:1)1:3:1的比例进行预堆腐,研究不同促腐剂添加量(3‰EM、4‰EM、5‰EM;3‰FU、4‰FU、5‰FU;对照CK)对预堆腐的影响。结果表明:至预堆腐结束时,各堆体pH值为7.60-7.90,C/N比为28-35,氨氮浓度为270mg/Kg-440mg/Kg,纤维素酶、蔗糖酶和脲酶的活性均稳定在相对较低的水平上,符合蚯蚓生长繁殖pH值6.00-8.50,C/N比25-35的要求。同时,5‰EM的堆体C/N比值最低,为28.02,NO_3~--N/NH_4~+-N比值最高,为10.25,说明5‰EM原液的添加量更有利于物料中有机质的矿化。 (3)以不同预堆腐产品为原料,进行蚯蚓处理试验,研究不同促腐剂添加量得到的预堆腐产品对蚯蚓处理及蚯蚓生长和繁殖的影响。结果表明:添加EM原液的堆体蚯蚓处理过程中有机碳含量要低于添加有机物料腐熟剂的,且5‰EM组蚯蚓处理后的C/N比值最低。各组堆体蚯蚓处理后的氨氮含量在350mg/Kg左右。5‰EM组中蚯蚓处理后的氨氮含量最低,为314.52mg/Kg;硝态氮的含量最高,为10857.36mg/Kg;NO_3~--N/NH_4~+-N最大;脲酶活性及纤维物酶活性最低;5‰EM组中蚯蚓的生长稳定,日繁殖率最高,为1.55。说明5‰EM原液的添加量不仅能得到适合蚯蚓处理的预堆腐产品,而且该组中微生物与蚯蚓的联合作用更有利于促进有机质的腐熟、矿化和稳定化。 (4)通过对4‰FU、5‰EM和对照CK组蚯蚓处理初始和结束时样品进行细菌和真菌的PCR-DGGE和系统发育分析表明:在4‰FU和5‰EM组的样品细菌群落中占有优势的种群属于滕黄单胞菌属和梭状芽孢杆属。在5‰EM组和CK组中出现的起主要作用的真菌种群分别是轮枝孢属和曲霉属。


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