蚯蚓生物處理技術(shù)在工業(yè)廢棄茶渣肥料化利用中的應(yīng)用研究

周波，唐顥，黎健龍，陳義勇，唐勁馳

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蚯蚓生物處理技術(shù)在工業(yè)廢棄茶渣肥料化利用中的應(yīng)用研究

周波，唐顥，黎健龍，陳義勇，唐勁馳*

廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所/廣東省茶樹資源創(chuàng)新利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640

為探索工業(yè)廢棄茶渣在茶園培肥中的有效利用技術(shù)，采用工程生物蚯蚓處理廢棄茶渣與牛糞和稻稈的復(fù)混物料，研究了蚯蚓在茶渣復(fù)混物料中的生長(zhǎng)繁殖情況，以及處理前后物料肥力屬性的變化。結(jié)果表明：蚯蚓在茶渣含量20%的復(fù)混物料中可以正常生長(zhǎng)繁殖，并完成對(duì)復(fù)混物料的肥料化處理。20%茶渣復(fù)混80%牛糞的物料對(duì)蚯蚓的繁殖更有利，而20%茶渣復(fù)混80%稻稈對(duì)蚯蚓的生長(zhǎng)更有利。蚯蚓處理廢棄茶渣復(fù)混物料會(huì)消耗一定有機(jī)碳，同時(shí)提升氮磷鉀等礦質(zhì)養(yǎng)分的有效性，氮素有效性較無蚯蚓對(duì)照組提高23.24%~46.96%，磷素有效性提高16.26%~25.63%，鉀素有效性提高14.08%~33.84%。綜上所述，蚯蚓生物處理技術(shù)可應(yīng)用于廢棄茶渣肥料化利用中，加快物料降解速度，但要復(fù)混牛糞、稻稈等其他物料，廢棄茶渣含量20%是一個(gè)可行的復(fù)混比例。

蚯蚓；茶渣；牛糞；稻稈

2016年底我國(guó)茶葉種植面積約為290.2萬hm2，是世界上最大的茶葉生產(chǎn)國(guó)[1]。但近年來我國(guó)茶園土壤培肥管理中卻出現(xiàn)了化肥施用過量、養(yǎng)分種類不平衡等問題，特別是氮磷鉀化肥被過量施用，同時(shí)卻忽視了因茶葉長(zhǎng)期采摘從土壤中帶走的其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的補(bǔ)充[2-4]，進(jìn)一步限制了茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的提升[5-6]。

伴隨著茶產(chǎn)業(yè)，尤其是精深加工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)每年都有大量廢棄茶渣產(chǎn)生，造成了巨大的環(huán)境壓力和資源浪費(fèi)[7]。廢棄茶渣來源于茶樹，含有茶葉采摘從土壤中帶走的多數(shù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是優(yōu)異的茶園培肥材料。目前，對(duì)茶渣資源化利用的研究仍處于起步階段。Shen等[8]研究了利用堿性溶液和酶共同作用來提取茶渣中茶蛋白的技術(shù)。Dizadji等[9]研究了茶渣對(duì)溶液中鉻和銅的吸附效果，用于治理水體重金屬污染。Uzun等[10]利用茶渣進(jìn)行新型燃料研究，并成功生產(chǎn)出了液體燃料。Kondo等[11]利用茶渣作為青貯飼料添加劑，用于提升飼料的品質(zhì)。但是，現(xiàn)有茶渣利用方式多存在技術(shù)要求高、投資大、處理量低等問題。Ozdemir等[12]研究發(fā)現(xiàn)土壤中施用茶渣可以顯著提升土壤肥力質(zhì)量，國(guó)內(nèi)也有研究者采用自然發(fā)酵或接種菌種發(fā)酵的方式利用茶渣進(jìn)行堆肥[13-14]。將茶渣作為肥料進(jìn)行土地利用無疑是一種技術(shù)簡(jiǎn)單、投資較少、處理量較大的有效利用方式。然而，茶渣直接施用于茶園卻容易造成燒根等問題，將茶渣與常規(guī)有機(jī)物料混合，利用工程生物蚯蚓快速處理，可在短時(shí)間內(nèi)形成理化和生物性狀均較優(yōu)的蚓糞有機(jī)肥[15]，提高生物活性和培肥效率，避免燒根等問題。蚯蚓處理有機(jī)廢棄物是將傳統(tǒng)的堆肥法與生物處理法相結(jié)合，通過蚯蚓的新陳代謝作用，將廢棄有機(jī)物料轉(zhuǎn)化為具有較佳理化和生物學(xué)性狀的蚯蚓糞[16]。通過蚯蚓堆肥，有機(jī)物料中的病原體被破壞，低品位有機(jī)物料被轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)和小分子有機(jī)碳，氮磷鉀有效化程度提升，原物料體積大大減小，產(chǎn)物的理化和微生物學(xué)性狀顯著改善[17]。蚯蚓處理比傳統(tǒng)堆肥的效率高，并且不產(chǎn)生惡臭，同時(shí)還可以收獲蚓體，具有環(huán)保與經(jīng)濟(jì)的雙重效益[18]。但是，茶渣氮素含量較高、碳氮比較低，并且含有較多茶多酚等對(duì)蚯蚓生長(zhǎng)不利的物質(zhì)，蚯蚓在茶渣物料中能否正常生長(zhǎng)繁殖并完成對(duì)茶渣的轉(zhuǎn)化，同時(shí)經(jīng)蚯蚓處理后茶渣混合物料的肥力屬性又發(fā)生了哪些改變，目前都不清晰，這限制了蚯蚓處理技術(shù)在茶渣資源化利用中的應(yīng)用。

為探索茶渣在茶園培肥中的有效利用技術(shù)，本研究采用蚯蚓處理茶渣與牛糞和稻稈的復(fù)混物料，研究了蚯蚓在茶渣等復(fù)混物料中的生長(zhǎng)繁殖情況，以及處理前后物料屬性的變化，以期為蚯蚓技術(shù)在茶渣肥料化處理中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

茶渣：本研究所指茶渣主要是工業(yè)生產(chǎn)茶飲料后的廢棄下腳料。本文所用茶渣取自深圳市深寶華城科技有限公司生產(chǎn)濃縮綠茶飲料的廢棄茶渣，取回后自然風(fēng)干，粉碎過2?mm篩，用于后續(xù)試驗(yàn)。

牛糞和稻稈：牛糞取自周邊養(yǎng)牛場(chǎng)，稻稈取自附近水稻田，均自然風(fēng)干后過2?mm篩，用于后續(xù)試驗(yàn)。

原始物料的基本肥力屬性見表1。

供試蚯蚓：赤子愛勝蚓（），挑選活潑健壯并且體重相近的成熟蚯蚓，預(yù)培養(yǎng)1周，用于試驗(yàn)。

表1 原始物料基本肥力屬性

1.2 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)共設(shè)置6個(gè)處理（表2），每個(gè)處理布置12盆，共計(jì)72盆。將茶渣、牛糞、稻稈3種物料按照設(shè)計(jì)用量和比例混勻，裝入直徑15?cm、高20?cm的圓形塑料花盆中，每盆裝干重400?g的混合物料，盆底部和上口均用35目塑料紗網(wǎng)密封。裝盆后采用稱重法調(diào)節(jié)含水量至60%，置于室內(nèi)暗處，室溫維持在(25±1)℃，穩(wěn)定1周后接種蚯蚓。選擇預(yù)培養(yǎng)后活性較高、大小相近的蚯蚓，用蒸餾水輕輕沖洗干凈并擦干、稱重，接種。ET1、ET2、ET3 3個(gè)處理中每盆接種20條蚯蚓，單條重量(0.35±0.03)?g，總重量在7?g左右，并保證所有處理和重復(fù)間蚯蚓的總重量無顯著差異；T1、T2、T3為3種物料的無蚯蚓對(duì)照組，除不接種蚯蚓外，其余操作均一致。試驗(yàn)共進(jìn)行60?d，試驗(yàn)期間維持室溫和物料含水量不變。分別于試驗(yàn)第0（即試驗(yàn)開始當(dāng)天）、20、40、60天進(jìn)行1次破壞性取樣，每處理破壞性取樣3盆，即重復(fù)3次。終止對(duì)應(yīng)時(shí)間段的處理，檢查蚯蚓的生長(zhǎng)狀況，成蚓和幼蚓分別計(jì)數(shù)并稱重，同時(shí)檢查記錄蚓繭數(shù)量，物料自然風(fēng)干、磨細(xì)、過篩，以備后續(xù)測(cè)試使用。

1.3 樣品測(cè)定方法

蚯蚓的數(shù)量和重量均直接計(jì)數(shù)和稱重。物料測(cè)試的指標(biāo)主要包括：pH值、有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀。pH值采用5︰1的水土比浸提，用pH計(jì)測(cè)定；有機(jī)碳含量采用重鉻酸鉀外加熱氧化法測(cè)定；全量氮、磷、鉀采用H2SO4-H2O2一次消煮全部測(cè)定的方法；硝態(tài)氮和銨態(tài)氮按照10︰1的土水比用0.01?mol·L-1氯化鈣浸提，浸提液采用流動(dòng)注射分析儀（Proxima AMS ALLIANCE）測(cè)定；有效磷采用Olsen法測(cè)定；速效鉀采用NH4AC浸提，火焰光度計(jì)（FP640成都華衡）測(cè)試。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

蚯蚓和物料肥力屬性在各處理間和不同時(shí)間段的差異均采用方差和多重比較進(jìn)行分析。物料屬性的變化和蚯蚓數(shù)量及重量的內(nèi)在關(guān)聯(lián)采用相關(guān)分析及擬合方程進(jìn)行分析。所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用SAS 9.0和Excel 2010進(jìn)行。

表2 試驗(yàn)方案

2 結(jié)果與分析

2.1 蚯蚓在茶渣復(fù)混物料中的生長(zhǎng)繁殖情況

在蚯蚓處理茶渣復(fù)混物料過程中，蚯蚓能正常存活、生長(zhǎng)、繁殖，說明在該物料中可以完成整個(gè)生命周期。而對(duì)物料轉(zhuǎn)化貢獻(xiàn)最大的是成蚓，成蚓的數(shù)量和重量對(duì)整個(gè)處理效率具有至關(guān)重要的作用。幼蚓數(shù)和蚓繭數(shù)則可以反映蚯蚓的繁殖情況，直接關(guān)系到蚯蚓的數(shù)量，而蚯蚓數(shù)量的增殖是收獲蚓體的基礎(chǔ)，也是最終經(jīng)濟(jì)效益的重要組成部分。因此，本文將整個(gè)蚯蚓的數(shù)量和重量分為成蚓和幼蚓兩部分來進(jìn)行論述（圖1）。

成蚓數(shù)量與重量：除物料1（ET1）中成蚓數(shù)在60?d有下降外，蚯蚓在3種物料中都能正常存活和生長(zhǎng)，并且總蚓重和平均蚓重都明顯增加。在0~20?d成蚓的生長(zhǎng)速度（平均每天增加的蚓重）最快，達(dá)到12.75~15.69?mg·d-1，物料3（ET3）生長(zhǎng)速度最快，到第60天時(shí)成蚓生長(zhǎng)速度仍為5.98?mg·d-1，是物料1的7.12倍。

注：同一組內(nèi)有相同小寫字母者表示差異不顯著（P<0.05）。

幼蚓數(shù)量與重量：物料1的繁殖高峰出現(xiàn)在第20天，平均幼蚓數(shù)量有161.67條，是物料2的7.02倍，物料3的5.71倍。而物料2、3的繁殖高峰均出現(xiàn)在第60天，但與該時(shí)間段的物料1的幼蚓數(shù)差異不顯著。但是，第20天時(shí)3種物料的平均每條幼蚓重分別為4.72、4.06、6.12 mg。物料1蚯蚓繁殖數(shù)量最多，物料3幼蚓生長(zhǎng)最快。

蚓繭數(shù)：物料1的蚓繭數(shù)低于物料2、3，但幼蚓數(shù)卻最高，說明物料1中蚓繭的孵化率最高。

2.2 蚯蚓對(duì)茶渣復(fù)混物料肥力屬性的影響

表3為不同茶渣復(fù)混物料在連續(xù)60?d處理后主要肥力屬性的變化情況。

pH值：由于原始茶渣、牛糞和稻稈的pH值存在較大差異，3種不同比例的茶渣復(fù)混物料混合完成后（0?d）的pH值仍然存在顯著差異（<0.05），隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，3種物料的蚯蚓處理組及相應(yīng)對(duì)照組的pH值都出現(xiàn)下降趨勢(shì)，并且下降的幅度都達(dá)到顯著水平。但是蚯蚓組（ET）與相應(yīng)對(duì)照組（T）之間則多數(shù)未表現(xiàn)出顯著差異。

有機(jī)碳：有機(jī)碳的含量隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)都略有下降，但多數(shù)處理的下降幅度未達(dá)到顯著程度。同時(shí)間段的蚯蚓組和相應(yīng)對(duì)照組也均未表現(xiàn)出顯著差異。蚯蚓在自身代謝過程中，會(huì)消耗一定的有機(jī)碳，但與對(duì)照相比并未對(duì)有機(jī)碳含量造成顯著影響。

全氮、全磷、全鉀：全量氮、磷、鉀的含量由于物料配比不同，在3種復(fù)混物料之間存在一定差異。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)氮磷鉀的含量都表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。但蚯蚓處理與相應(yīng)對(duì)照之間未表現(xiàn)出顯著差異。

有效養(yǎng)分：有效態(tài)礦質(zhì)養(yǎng)分關(guān)注最多的包括銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀等，本試驗(yàn)中這4種有效養(yǎng)分隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)都表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)，并且多數(shù)增加幅度達(dá)到顯著水平。蚯蚓組銨態(tài)氮的增加幅度比相應(yīng)對(duì)照組低13.90%~48.42%，其中物料1和2蚯蚓組比對(duì)照組降低的程度達(dá)到顯著水平（<0.05）。蚯蚓組硝態(tài)氮含量的增加幅度比對(duì)照組高出23.24%~46.96%，3種物料蚯蚓組均顯著高于對(duì)照組。有效磷含量蚯蚓組比對(duì)照組高出16.26%~25.63%，其中物料1和物料2增加幅度達(dá)到顯著水平。速效鉀的含量蚯蚓組比對(duì)照組高出14.08%~33.84%，物料1和物料2的增幅達(dá)到顯著水平。

表3 不同茶渣復(fù)配物料在蚯蚓作用下主要肥力屬性變化情況

注：均值±標(biāo)準(zhǔn)差（n=3）。表中同一指標(biāo)數(shù)據(jù)組內(nèi)，同一行的數(shù)據(jù)中相同小寫字母的表示該物料在不同時(shí)間的差異不顯著（<0.05），同一列數(shù)據(jù)中有相同大寫字母的表示物料間差異不顯著（<0.05）。下同。

Note: Mean± standard deviation (n=3). In the same index data group, the same lowercase letters in the same line indicate that the materials were not significantly different at different times (<0.05). The same capital letters in the same column, indicate that the difference between the materials is was not significant (<0.05). The same below.

續(xù)表3

指標(biāo)Index處理Treatment0?d20?d40?d60?d 全磷/g·kg-1TotalphosphorusET143.15±8.33bA66.31±3.60aA75.13±5.50aA76.17±6.42aA ET230.74±2.06aB39.46±0.92aB43.72±0.36aB40.62±11.96aB ET319.80±3.91abC17.97±1.46bC22.20±0.80abC24.45±2.44aB T142.35±7.31bA62.21±6.43aA82.80±13.90aA68.35±11.89aA T230.12±3.23aB37.34±2.82aB40.76±3.05aB42.16±7.25aB T320.10±4.02abC16.66±0.50aC18.72±6.01aC33.95±11.51aB 全鉀/g·kg-1Total potassiumET15.45±0.41cB6.19±0.17bCD6.47±0.19abBC6.92±0.18aAB ET26.32±0.09bA7.13±0.14aA7.18±0.20aA7.14±0.21aA ET36.61±0.02aA6.83±0.29aAB6.93±0.29aAB7.27±0.37aA T15.12±0.24cB5.99±0.12aD6.34±0.20aC6.42±0.19aB T26.41±0.10bA6.76±0.22aAB6.93±0.13aAB6.77±0.26aAB T36.75±0.05aA6.47±0.32aBC6.60±0.20aBC6.68±0.35aAB 銨態(tài)氮/mg·kg-1ET178.86±8.21bB67.30±11.35bB72.80±8.80bD105.25±9.35aD ET273.68±4.73bB136.49±40.96aA160.56±28.86aB177.46±21.68aC ET3104.64±6.02dA134.08±4.17cA178.34±15.31bAB204.77±12.51aBC T176.54±7.55bB76.97±9.46bB113.12±28.07bC202.60±22.54aBC T272.75±5.22bB144.69±37.54cA212.96±17.05bA344.04±33.11aA T3103.54±6.44dA158.02±8.90cA199.59±9.23bAB237.82±17.20aB 硝態(tài)氮/mg·kg-1ET11431.37±215.20dA4216.49±45.45cA5164.87±590.84bA7933.97±576.61aA ET21467.39±211.48dA2791.88±346.79cC3473.39±470.99bBC6265.31±146.04aB ET31870.62±74.44dA2155.66±72.36cB3521.01±153.70bBC5359.74±141.21aC T11442.67±199.54dA3092.04±115.35cD4348.54±72.36bB6409.36±700.92aB T21470.25±184.63dA1926.25±86.26bD2624.25±622.17bC4263.31±369.21aD T31799.58±102.24dA2035.61±79.93cD2576.63±337.88bC4348.94±149.14aD 有效磷/g·kg-1Available phosphorusET1956.66±30.70cA1578.66±66.47bA1598.92±29.01bA1740.14±87.66aA ET2647.31±17.17cB747.45±45.83bC822.72±27.20abC857.02±58.36aC ET3255.80±25.55cC284.04±18.20cD346.39±4.15bE410.47±5.09aE T1967.54±28.57cA1276.23±104.92bB1411.85±65.28abB1485.21±46.87aB T2639.47±16.68cB651.39±24.24bC693.25±14.56abD737.14±30.58aD T3261.55±20.13cC229.43±8.50bD212.34±9.61cF326.72±4.63aE 速效鉀/g·kg-1Available potassiumET13011.70±111.84cC3368.83±63.45cD4451.71±264.58bC6535.07±300.11aAB ET23587.87±60.32dB4134.91±103.59cB4894.33±167.37bB6801.52±156.65aAB ET34067.69±109.97cA4403.90±147.15cA5491.90±439.54bA6984.82±129.54aAB T13056.48±96.44cC3136.68±136.73cE3618.37±58.17bD4882.61±159.67aD T23527.45±68.54dB3839.61±148.18bC4046.74±104.10bCD5568.13±399.77aC T34021.22±87.54cA4124.94±99.44cB5027.56±244.50bB6122.97±601.04aBC

2.3 蚯蚓作用效果綜合分析

對(duì)試驗(yàn)60?d的3種物料蚯蚓組和對(duì)照組主要肥力屬性進(jìn)行主成分分析（圖2），左側(cè)為主成分空間載荷圖，矢量箭頭表示各肥力指標(biāo)變量，變量在主成分軸上的投影長(zhǎng)短代表其對(duì)主成分的貢獻(xiàn)，矢量箭頭的余弦角度代表其相關(guān)關(guān)系；右側(cè)為3種物料的蚯蚓組和對(duì)照組在主要肥力指標(biāo)中的主成分得分圖，其位置與左側(cè)空間載荷圖上的肥力指標(biāo)矢量位置相對(duì)應(yīng)。第一（Axis1）和第二（Axis2）主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為82.67%，包含了肥力指標(biāo)的主要信息。由圖2可見，第一主成分的方差貢獻(xiàn)率為44.04%，對(duì)第一主成分貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)主要有pH值、有機(jī)碳、全磷、有效磷、全氮等。第二主成分的方差貢獻(xiàn)率為38.63%，對(duì)第二主成分貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)主要有速效鉀、全鉀、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮等。通過判別分析發(fā)現(xiàn)，3種物料蚯蚓組和對(duì)照組的肥力屬性值分布符合正態(tài)分布，不同處理組的物料綜合肥力屬性差異極顯著（<0.0001）。由右側(cè)主成分得分圖可見，蚯蚓處理組全部位于第二主成分的正方向，即第一、四象限；而對(duì)照組則全部位于第二主成分的負(fù)方向，即第二、三象限，蚯蚓作用促進(jìn)了茶渣物料的肥力屬性向著第二主成分正方向轉(zhuǎn)變，主要是促進(jìn)了速效鉀、硝態(tài)氮、有效磷礦質(zhì)養(yǎng)分的有效化，同時(shí)抑制了銨態(tài)氮的積累。

圖2 蚯蚓消化對(duì)物料肥力屬性影響的主成分分析

2.4 茶渣與蚯蚓相互影響研究

利用蚯蚓處理茶渣復(fù)混物料的過程也是蚯蚓與茶渣相互影響的過程，對(duì)茶渣復(fù)混物料的肥力屬性與蚯蚓生長(zhǎng)繁殖指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果如表4所示。成蚓數(shù)量和成蚓重量與有機(jī)碳含量分別呈顯著和極顯著的正相關(guān)，這主要是因?yàn)轵球旧L(zhǎng)需要有機(jī)碳提供能量。成蚓數(shù)量和重量與銨態(tài)氮都呈負(fù)相關(guān)，并且與成蚓重量的負(fù)相關(guān)達(dá)到顯著水平。成蚓數(shù)量與有效磷、速效鉀都表現(xiàn)出顯著正相關(guān)。成蚓總重與硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀具有顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系。幼蚓數(shù)量與全磷和有效磷均呈正相關(guān)，與銨態(tài)氮呈顯著負(fù)相關(guān)；幼蚓重量與pH值、全鉀、硝態(tài)氮、速效鉀都呈顯著正相關(guān)，與銨態(tài)氮呈顯著負(fù)相關(guān)；蚓繭數(shù)與pH值呈顯著正相關(guān)。

3 討論

3.1 關(guān)于蚯蚓在茶渣中存活狀況及茶渣復(fù)混比例的討論

近十年來，蚯蚓在農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物處理中的應(yīng)用越來越受到研究者的重視[19-20]。蚯蚓生物處理技術(shù)比傳統(tǒng)堆肥效率高，蚯蚓處理可以將低品位有機(jī)物料轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)、將氮素轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的有機(jī)形態(tài)、破壞病原體，產(chǎn)物（蚓糞）理化和微生物學(xué)性狀顯著改善[21-22]。蚯蚓的存活、生長(zhǎng)和繁殖狀況直接影響其對(duì)有機(jī)廢棄物的處理效率，而茶渣中含有大量茶多酚、咖啡堿等物質(zhì)，不利于蚯蚓存活和生長(zhǎng)。本研究的前期試驗(yàn)也表明，100%的茶渣在處理第20天時(shí)，成蚓全部消失（逃逸或死亡），且無幼蚓產(chǎn)生。而本文的研究結(jié)果證實(shí)，20%的茶渣復(fù)混80%牛糞或稻稈，蚯蚓可以正常存活、生長(zhǎng)和繁殖（圖1），并且配合不同牛糞和稻稈比例都可以。

表4 茶渣復(fù)混物料肥力屬性與蚯蚓的相關(guān)性分析

注：相關(guān)系數(shù)，n=27，“*”表示兩個(gè)指標(biāo)間相關(guān)性顯著（<0.05），“**”表示兩指標(biāo)間相關(guān)性極顯著（<0.01）。

Note: The correlation coefficient, n=27, “*” indicates that the correlation between the two indexes was significantly correlated (<0.05), “**” indicated that the correlation between the two indexes was highly significantly correlated (<0.01).

3.2 不同茶渣復(fù)混物料對(duì)蚯蚓生長(zhǎng)繁殖影響的討論

蚯蚓的生長(zhǎng)繁殖情況直接影響其生物處理效率，同時(shí)也影響收獲蚯蚓體的數(shù)量。不同物料中蚯蚓生長(zhǎng)和繁殖速率存在較大差異。有研究者報(bào)道，食物的化學(xué)成分及其分解速率會(huì)影響蚯蚓數(shù)量及種群動(dòng)態(tài)[23]，也有研究者認(rèn)為，物料的C/N對(duì)蚯蚓的數(shù)量和生物量也有一定的影響[24]。在本研究中，物料3的平均成蚓重和平均幼蚓重都高于其他兩種物料，這表明，茶渣復(fù)混物料3的成分配比對(duì)蚯蚓的生長(zhǎng)有利。從幼蚓數(shù)量來看，茶渣復(fù)混牛糞更有利于蚯蚓繁殖，雖然茶渣復(fù)混牛糞處理的蚓繭數(shù)低于其他物料，但是其幼蚓數(shù)卻高于其他物料，說明茶渣復(fù)混牛糞更利于蚓繭的孵化，綜合來看，茶渣復(fù)混牛糞的成分配比更有利于蚯蚓的繁殖。不過，對(duì)于不同茶渣復(fù)混物料對(duì)蚯蚓生長(zhǎng)和繁殖造成不同影響的原因仍需要進(jìn)一步探索。

3.3 關(guān)于蚯蚓處理技術(shù)對(duì)茶渣復(fù)混物料肥力屬性影響的討論

蚯蚓自身的生命活動(dòng)以及微生物的代謝都會(huì)消耗部分有機(jī)碳[25]，在茶渣的肥料化處理過程中總有機(jī)碳的含量會(huì)有所下降（表3），但是，蚯蚓組與對(duì)照組的差異并不顯著，這說明蚯蚓對(duì)有機(jī)碳的消耗量相對(duì)微生物要低。此外，在處理過程中，物料礦質(zhì)養(yǎng)分總量除極少部分流失外也不會(huì)發(fā)生顯著變化，但是物料中的有機(jī)成分被大量分解，導(dǎo)致物料總重量降低，所以全量氮、磷、鉀的相對(duì)含量表現(xiàn)出逐漸上升。變化最顯著的是有效養(yǎng)分，在蚯蚓作用下，氮磷鉀的有效化程度顯著高于對(duì)照，特別是鉀的有效化程度都達(dá)到了95%左右，這與劉婷等[26]的研究結(jié)果一致。

3.4 本文不足之處與研究方向展望

眾所周知，蚯蚓腸道內(nèi)的消化過程有多種微生物參與，微生物本身也可能是蚯蚓食物來源之一[27]，因此，茶渣中特有的微生物種群可能會(huì)影響蚯蚓的生長(zhǎng)和繁殖，本文僅從化學(xué)方面進(jìn)行了部分探索，沒有對(duì)微生物的影響進(jìn)行研究。蚯蚓作用會(huì)改變物料中微生物的種類和活性[28]，茶渣復(fù)混物料在經(jīng)蚯蚓消化過后，其微生物種類和活性發(fā)生了怎樣的變化，這些微生物的變化對(duì)茶園土壤及茶樹營(yíng)養(yǎng)又有怎樣的影響，也都需要進(jìn)一步的研究探索。

4 結(jié)論

（1）蚯蚓在茶渣含量20%的牛糞稻稈復(fù)混物料中可以正常生長(zhǎng)繁殖，并完成對(duì)復(fù)混物料的肥料化處理。

（2）20%的茶渣復(fù)混80%牛糞的物料對(duì)蚯蚓的繁殖更有利，而20%茶渣復(fù)混80%稻稈對(duì)蚯蚓的生長(zhǎng)更有利。

（3）蚯蚓生物處理茶渣復(fù)混物料后，會(huì)消耗一定有機(jī)碳，同時(shí)氮磷鉀等礦質(zhì)養(yǎng)分的有效性會(huì)顯著提高，氮素有效性較無蚯蚓對(duì)照組提高23.24%~46.96%，磷素有效性提升16.26%~25.63%，鉀素有效性提高14.08%~33.84%。

（4）蚯蚓生物處理可以應(yīng)用于茶渣肥料化處理中，加快物料降解速率，但要復(fù)混牛糞、稻稈等其他物料，茶渣含量20%是一個(gè)較安全的復(fù)混比例。

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Application of Biological Treatment Technology of Earthworm in the Utilization as Fertilizer of Industrial Tea Residue

ZHOU Bo, TANG Hao, LI Jianlong, CHEN Yiyong, TANG Jinchi*

Tea Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangdong Provincial Key Laboratory of Tea Plant Resources Innovation and Utilization, Guangzhou 510640, China

To explore the effective use of industrial tea residue in tea garden,the engineering earthworms were used to treat tea residue mixed with cattle waste and rice straw in this experiment. The growth and reproduction of earthworms as well as changes of fertility properties in tea residue compounds were also studied. The results showed that earthworms could grow and breed normally in the compound materials with 20% tea residue and the vermicomposting of tea residue compound materials can be successfully completed. Compound materials with 20% tea residue and 80% cattle waste wereoptimal for breeding of earthworms.While materials with 20% tea residue and 80% rice straw were optimal for growth of earthworms. Some organic carbonswere consumed during the vermicomposting process. While the efficiency of nitrogen, availability of phosphorus and efficiency of potassium were increased by 23.24%-46.96%, 16.26%-25.63% and 14.08%-33.84% respectively. In summary, the earthworm biological treatment could be applied for the utilization of tea residue as fertilizer.However, a mixture of tea residue with cow dung, rice straw and other materials was needed, with an optimal tea residue content of 20%.

earthworm, tea residue, cattle waste, rice straw

S571.1；S147

A

1000-369X(2018)02-202-10

2017-09-15

2017-11-07

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFD0200900）、廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2016A030313773）、廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2016B020212005）、廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2016LM1092）

周波，男，博士，助理研究員，主要從事茶樹栽培營(yíng)養(yǎng)與茶園生態(tài)研究。

tangjinchi@126.com