牛糞預(yù)處理對蚯蚓堆肥生物學(xué)特性和養(yǎng)分含量的影響

魯耀雄，崔新衛(wèi)，陳 山，龔慧玲，唐 柳，彭福元*，龍世平，張 浩

(1.湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)研究所，湖南 長沙 410125；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，湖南 長沙 410125；3.長沙浩博生物科技有限公司，湖南 長沙 410606)

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)集約化、規(guī)?；?、工廠化的快速發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便的產(chǎn)生量也急劇增加，每年的遞增速度超過10%[1]，2016年我國產(chǎn)生畜禽糞便38億t，目前已成為我國農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物的主要來源。堆肥化處理是實現(xiàn)畜禽糞便等有機(jī)廢棄物無害化和資源化利用的一種較好途徑[2]。高溫堆肥處理法雖然實現(xiàn)畜禽糞便廢棄物的回收和利用，但是由于畜禽糞便含水量高，單位質(zhì)量的干物質(zhì)含量少，運(yùn)輸和裝卸等成本較高，并且在高溫堆肥中需要大量的干輔料以調(diào)節(jié)水分[3]，導(dǎo)致大多數(shù)的有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)都不愿意采用。利用蚯蚓堆肥處理畜禽糞便廢棄物是一種新型的、極具前景的可持續(xù)的環(huán)保技術(shù)[4-5]，蚯蚓能夠適應(yīng)原料的含水量在55%～80%，其堆肥過程中受畜禽糞便等有機(jī)廢棄物含水量的影響較小，是實行畜禽糞便等有機(jī)廢棄物資源化的有效途徑，也是當(dāng)前環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究的一個新熱點[6]。與高溫堆肥相比，蚯蚓堆肥具有工藝簡單易行、操作方便，投資和維護(hù)費(fèi)用低，不會對大氣、水產(chǎn)生二次污染，同時產(chǎn)生蚯蚓和蚓糞有機(jī)肥[7]。蚯蚓是很好的蛋白飼料，可以作為畜禽養(yǎng)殖的蛋白添加劑，蚯蚓糞具有很好的孔性、通氣性、排水性和持水量，并含有大量的有益微生物以及赤霉素、生長素、細(xì)胞分裂素等激素，做有機(jī)肥和育苗基質(zhì)時可以增加土壤的微生物碳和氮的含量[8]，提高作物系統(tǒng)抗性和促進(jìn)根系生長[9]，減少作物的病害發(fā)生[10]。

蚯蚓堆肥處理畜禽糞便廢棄物是20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來的一項新生物處理技術(shù)，自從日本學(xué)者前田古顏育成了繁殖倍數(shù)極高、適合于人工養(yǎng)殖的蚯蚓品種叫“大平2號”，一種用于處理有機(jī)廢棄物的赤子愛勝蚓(Eiseniafetida)，使這項生物處理技術(shù)得到革命性進(jìn)步，迅速在美國、英國、德國、法國、日本、中國、印度、南非及其他國家得到了廣泛的研究。我國于20世紀(jì)70年代末從日本引入“大平2號”、“北星2號”等蚯蚓品種，90年代才開始研究利用蚯蚓堆肥處理畜禽糞便、垃圾等廢棄物，劉子英等[11]利用經(jīng)過腐熟的牛糞和玉米秸稈進(jìn)行蚯蚓堆肥，劉亞納等[12]利用赤子愛勝蚓處理豬糞。蚯蚓堆肥處理畜禽糞便廢棄物是利用蚯蚓腐食、食性廣、食量大的特點，通過蚯蚓的活動、生理生化作用(蚯蚓的消化、代謝以及腸道擠壓作用)以及與環(huán)境中微生物協(xié)同作用而加速畜禽糞便廢棄物轉(zhuǎn)化為蚯蚓糞有機(jī)肥[9,13-14]，消除了畜禽糞便對環(huán)境的污染。蚯蚓堆肥處理畜禽糞便已擴(kuò)展到規(guī)?；a(chǎn)，并在全世界范圍內(nèi)得以推廣和應(yīng)用，實行了畜禽糞便廢棄物的無害化、減量化與資源化的目的[15]。由于畜禽糞便在自然分解過程中產(chǎn)生熱量以及硫化氫、氨氣等氣體，pH過高或過低，都可能使蚯蚓逃逸、不產(chǎn)繭甚至死亡[16]，目前相關(guān)研究主要集中在將畜禽糞便風(fēng)干[17-18]、單獨發(fā)酵腐熟或混合其他原料發(fā)酵腐熟降低硫化氫、氨氣等有害氣體的產(chǎn)生后再進(jìn)行蚯蚓堆肥[19-20]，這樣的畜禽糞便前處理費(fèi)時費(fèi)工，而有關(guān)畜禽糞便簡單預(yù)處理后進(jìn)行蚯蚓堆肥的研究較少。

本試驗以牛糞不處理和牛糞添加稻草和EM菌劑為對照，通過噴灑EM菌劑、84消毒液改變牛糞中微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)后，再接種“大平2號”赤子愛勝蚓進(jìn)行堆肥處理，記錄堆肥結(jié)束后的蚯蚓數(shù)量和重量，研究蚯蚓堆肥過程中的微生物總量、pH、全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和發(fā)芽指數(shù)等堆肥進(jìn)程與腐熟情況的指標(biāo)參數(shù)，探索出簡便經(jīng)濟(jì)有效預(yù)處理畜禽糞便有機(jī)廢棄物后加以利用，為減少環(huán)境污染、發(fā)展可持續(xù)經(jīng)濟(jì)和循環(huán)農(nóng)業(yè)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

堆肥原料包括牛糞、稻草，來源于中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所長沙農(nóng)業(yè)環(huán)境觀測研究站的牛場和水稻種植區(qū)。堆肥材料的主要性質(zhì)見表1。蚯蚓品種為赤子愛勝蚓(Eiseniafoetida)“大平2號”，來源于湖南岳陽君山區(qū)某蚯蚓養(yǎng)殖場。試驗應(yīng)用的EM菌液為鄭州某生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)，含有乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌、光合菌、放線菌等10屬80多種微生物，有效活菌總數(shù)≥1010CFU/mL。84消毒液來源于湖南某醫(yī)院生產(chǎn)的銷售產(chǎn)品，有效氯含量為4.0%～7.0%(w/w)。

1.2 試驗設(shè)計

試驗將牛糞不同預(yù)處理制成蚯蚓的飼養(yǎng)料，設(shè)置4個處理。對照(CK1)：新鮮牛糞不經(jīng)任何預(yù)處理，堆放室內(nèi)30 d；對照(CK2)：70%牛糞+30%稻草+EM菌液(將新鮮牛糞與稻草按干基重比混合，將2 L EM菌液均勻地噴灑在1 t牛糞和稻草中進(jìn)行堆肥處理30 d，其間翻堆2次)；處理1(T1)：牛糞+EM菌液(新鮮牛糞在室內(nèi)用2 L EM菌液均勻地噴灑在折算成干基1 t的牛糞中處理30 d)；處理2(T2)：牛糞+84消毒液(將2 L 84消毒液均勻地噴灑在折算成干基1 t的牛糞中處理30 d)。每個處理設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)排列，以上原料堆放和預(yù)處理均在四周通風(fēng)的鋼結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)進(jìn)行。采用塑料筐養(yǎng)殖蚯蚓，尺寸為0.4 m×0.3 m×0.16 m，底部有透水孔，先放上細(xì)紗網(wǎng)防止蚯蚓逃逸，放置2 kg基料在塑料筐的一角，蚯蚓投放密度為5000 條/m3，體重為0.4～0.5 g/條，標(biāo)記好基料放置，以便取樣時避免該位置的原料，然后再鋪飼養(yǎng)料在塑料筐，厚度為0.14 m。塑料筐放置在通風(fēng)的室內(nèi)，上面用遮陽網(wǎng)避光，下面用磚墊高保持通氣，每隔15 d噴灑適量水，保持飼養(yǎng)料濕潤，并防止螞蟻和老鼠等病蟲害，保持周圍環(huán)境安靜。蚯蚓堆肥全過程時間為60 d。

試驗于2014年6～8月在中國科學(xué)院長沙農(nóng)業(yè)環(huán)境觀測研究站的牛場室內(nèi)進(jìn)行，重復(fù)試驗于2015年6～8月在湖南省農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)研究所進(jìn)行。

1.3 測定項目和方法

取樣方法：每15 d取樣一次，在各處理的塑料筐中任意選取5點位置(避免投放基料的位置)，取其體表面深5～10 cm處的樣品共計1 kg左右，混合均勻，然后平均分成2份，一份鮮樣用于測定試驗不同時期的微生物(細(xì)菌、放線菌和真菌)的數(shù)量、pH；一份鮮樣經(jīng)風(fēng)干后，粉碎過篩，用于統(tǒng)一測定試驗不同時期的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、全氮和種子發(fā)芽指數(shù)(GI)，以及堆肥前后的全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)和含水量，60 d后從塑料筐倒出，統(tǒng)計成蚯蚓、幼蚯蚓數(shù)量及重量。

pH值測定：取保存于冰箱中的新鮮堆肥樣品10 g(換算成干基)放入200 mL廣口塑料瓶中,按1∶10(w/v)加入去離子水，25 ℃振蕩30 min，靜止1 h后，用pH計測定。

堆肥細(xì)菌、放線菌和真菌的數(shù)量測定方法：采用平板稀釋培養(yǎng)計數(shù)法[21]。

銨態(tài)氮、硝態(tài)氮測定采用農(nóng)業(yè)部的肥料硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、酰胺態(tài)氮含量的測定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T 1116—2014)，全氮、P2O5、K2O和有機(jī)質(zhì)測定采用農(nóng)業(yè)部的有機(jī)肥料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY 525—2012)的方法。

1.4 種子發(fā)芽指數(shù)試驗

稱取試驗不同堆肥時期的風(fēng)干樣品25 g于500 mL的三角瓶中，加入250 mL去離子水，150 r/min振蕩30 min，過濾后，吸取濾液20 mL，加入放有2張濾紙的直徑為9 cm培養(yǎng)皿中，均勻放置20粒飽滿的蘿卜種子，再置入到25 ℃培養(yǎng)箱48 h后，測定種子發(fā)芽率和根長[22]。對照為去離子水。每個處理重復(fù)3次。

1.5 計算與統(tǒng)計分析

發(fā)芽指數(shù)計算方法為：

式中：GI、GT、LT、GCK和LCK分別代表種子發(fā)芽指數(shù)(%)、處理發(fā)芽率(%)、處理根長(cm)、對照發(fā)芽率(%)和對照根長(cm)。

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SAS 8.1軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用最小顯著差異法(least significant difference，LSD)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛糞預(yù)處理后的差異和蚯蚓堆肥對蚯蚓生長、繁殖的影響

牛糞經(jīng)過不同預(yù)處理后，通過觀察其物料、臭味和質(zhì)感，發(fā)現(xiàn)不同處理的原料具有一定的差異。相比未處理的新鮮牛糞，T2處理的表面物料顯得更加膨松，沒有牛糞原料黏稠，氨臭味明顯減少。CK2處理的物料變黑，秸稈變軟，部分腐爛，臭味減少。T1處理除臭味減少外，沒有觀察到其他明顯變化。

牛糞不同預(yù)處理對蚯蚓數(shù)量和重量具有明顯的差別(表2)。蚯蚓堆肥60 d后，相比其他處理，T2處理的成蚓數(shù)量、成蚓重量、幼蚓數(shù)量、幼蚓重量、蚯蚓總數(shù)量、蚯蚓總重量都為最多，并且幼蚓數(shù)量、幼蚓重量、蚯蚓總數(shù)量、蚯蚓總重量都顯著高于其他處理，其中蚯蚓總數(shù)量為4.4萬條/m3，總產(chǎn)量為10.73 kg/m3，比CK1分別增加了161.91%和70.86%，比CK2分別增加了82.57%和44.41%。試驗說明84消毒液預(yù)處理牛糞進(jìn)行蚯蚓堆肥過程中有利于蚯蚓的生長和繁殖，對蚯蚓養(yǎng)殖具有較好的效益。

2.2 蚯蚓堆肥微生物數(shù)量的變化

牛糞不同預(yù)處理蚯蚓堆肥的微生物數(shù)量變化見表3，其中細(xì)菌數(shù)量，CK1是“低—高”走勢，而CK2、T1和T2是“低—高—低”走勢，同一處理中蚯蚓堆肥60 d的細(xì)菌數(shù)量比堆肥初期增加最多的是T2，增加了2倍，增加最少的是CK2，只增加了57.64%。真菌數(shù)量，除了CK2是“高—低”走勢，其他處理都是“低—高—低”走勢，同一處理中蚯蚓堆肥60 d的真菌數(shù)量比堆肥初期減少最多的是CK1，減少了39.09%，減少最少的是T2，只減少了12.5%。放線菌數(shù)量，4個處理都是“低—高”走勢，同一處理中蚯蚓堆肥60 d的放線菌數(shù)量比堆肥初期增加最多的是T2，增加了34.37倍，增加最少的是CK2，增加了8.6倍。試驗說明在牛糞蚯蚓堆肥過程中，蚯蚓的活動有利于細(xì)菌和放線菌繁殖，尤其是放線菌的生長和繁殖。

表2 牛糞不同預(yù)處理對蚯蚓生長和繁殖的影響

注：表中以蚯蚓頭上是否有很明顯的生殖環(huán)來區(qū)別成蚯蚓和幼蚯蚓。同列中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

表3 蚯蚓堆肥過程中微生物數(shù)量的變化

注：表中同行不同大寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 蚯蚓堆肥pH的變化

牛糞不同預(yù)處理蚯蚓堆肥能夠?qū)⒃系膒H呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，即由堿性向中性變化(圖1)。蚯蚓堆肥60 d時，T2的pH最小，為7.19，其次是T1，為7.42，CK1的pH最大，為7.86。試驗說明84消毒液預(yù)處理牛糞蚯蚓堆肥過程中，更有利于蚯蚓堆肥的有機(jī)物料pH向中性變化的趨勢。

圖1 蚯蚓堆肥過程中的pH變化

2.4 蚯蚓堆肥過程中氮素的變化

牛糞不同預(yù)處理蚯蚓堆肥的全氮含量都呈現(xiàn)緩慢降低的趨勢(圖2)，4個處理蚯蚓堆肥60 d后，其中以CK1的全氮含量最高，為12.64 g/kg，其次是T1，為11.17g/kg，最低是CK2，為9.45 g/kg。銨態(tài)氮含量變化跟全氮的變化趨勢一致，4個處理蚯蚓堆肥60 d后，其中以CK1的銨態(tài)氮含量最高，為0.29 g/kg，其次是CK2，為0.22 g/kg，最低是T2，為0.1 g/kg。而硝態(tài)氮含量的變化趨勢與全氮和銨態(tài)氮正好相反，呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，4個處理蚯蚓堆肥60 d后，其中以T2的硝態(tài)氮含量最高，為3.19 g/kg，其次是CK2，為2.66 g/kg，最低是CK1，為2.03 g/kg。

2.5 蚯蚓堆肥前后氮磷鉀養(yǎng)分含量的變化

堆肥結(jié)束后的氮素含量相比堆肥前都有所減少，其中T2的氮素?fù)p失率最大，為32.83%，其次是T1，為24.07%，而損失率最小的是CK1，為14.13%(表4)；堆肥結(jié)束后的P2O5和K2O含量相比堆肥前都有所增加，其中T2的P2O5含量增長率最大，為18.42%，其次是CK2，為16.21%，增加率最小的是CK1，為10.92%；K2O增加率最大的是T2處理，為8.1%，其次是T1處理，為6.6%，增加率最小的是CK1處理，為3.65%。

圖2 蚯蚓堆肥過程堆體氮含量的變化

處理堆肥前/(g/kg)NP2O5K2O堆肥后/(g/kg)NP2O5K2O養(yǎng)分變化/%NP2O5K2OCK114.72±0.24 a 6.72±0.50 a 10.42±0.78 a 12.64±0.49 a 7.45±0.39 b 10.80±0.42 b -14.13+10.92+3.65CK211.78±0.15 a 7.11±0.27 a 11.49±0.70 a 9.45±0.46 c 8.27±0.26 a 12.17±0.34 a -19.80+16.21+5.89T114.71±0.17 b 6.73±0.32 a 10.40±0.95 a 11.17±0.41 b7.80±0.28 ab 11.09±0.33 b -24.07+15.84+6.6T214.93±0.22 a 6.77±0.87 a 10.37±0.24 a 10.03±0.44 c8.01±0.43 ab 11.21±0.24 b -32.83+18.42+8.10

2.6 蚯蚓堆肥過程中種子發(fā)芽指數(shù)的變化

種子發(fā)芽指數(shù)(GI)是檢驗堆肥腐熟度的一種最直接和有效的方法[22]。未腐熟的堆肥含有植物毒性物質(zhì)，對植物的生長產(chǎn)生抑制作用，因此可用種子發(fā)芽指數(shù)來評價堆肥腐熟度。當(dāng)GI>50%時，表明這種堆肥已達(dá)到可接受的腐熟度，可認(rèn)為堆肥基本無毒性；若GI>80%則表明堆肥已達(dá)到完全腐熟[23]，對植物完全沒有毒性。

圖3 蚯蚓堆肥過程中種子發(fā)芽指數(shù)的變化

從圖3可以看出，在蚯蚓堆肥過程中，不同處理的種子發(fā)芽指數(shù)趨勢基本相同，都是隨蚯蚓堆肥的進(jìn)行逐漸升高。CK1和CK2蚯蚓堆肥0～45 d時，種子發(fā)芽指數(shù)緩慢上升，而45～60 d種子發(fā)芽指數(shù)上升較快；T1和T2蚯蚓堆肥0～15 d時，種子發(fā)芽指數(shù)緩慢上升，15～60 d種子發(fā)芽指數(shù)上升較快。CK2在堆肥進(jìn)行30 d后發(fā)芽指數(shù)大于50%，T2在堆肥進(jìn)行45 d后發(fā)芽指數(shù)大于50%，而CK1和T1在堆肥進(jìn)行60 d后發(fā)芽指數(shù)才大于50%。堆肥60 d結(jié)束后，T2的發(fā)芽指數(shù)最大，為83.07%，其次是T1，為75.71%，而CK1最小，為62.54%。說明牛糞84消毒液預(yù)處理蚯蚓堆肥45 d后堆肥基本腐熟，60 d后達(dá)到完全腐熟，而未經(jīng)任何處理的牛糞蚯蚓堆肥60 d后才基本腐熟。

3 討論

畜禽糞便在自然分解過程中產(chǎn)生熱量以及硫化氫、氨氣等氣體，pH過高或過低，都可能使蚯蚓逃逸、不產(chǎn)繭甚至死亡，因此在利用蚯蚓處理畜禽糞便廢棄物時，要么將他們在空氣中充分暴露一段時間從而讓硫化氫、氨氣等有害氣體揮發(fā)，要么預(yù)先堆肥幾周從而減少其中有毒有害物質(zhì)的含量[16]。試驗中牛糞不同預(yù)處理后進(jìn)行蚯蚓堆肥，以84消毒液處理的T2為最好，主要是84消毒液噴灑牛糞上，其含有容易分解的次氯酸殺死了牛糞中的細(xì)菌和真菌，1個月后，相比未處理的牛糞，其中的細(xì)菌和真菌數(shù)量呈現(xiàn)顯著降低，改變了牛糞中的微生物群落結(jié)構(gòu)，影響了硫化氫、氨氣等臭氣的產(chǎn)生，更加有利于蚯蚓堆肥的條件，所以蚯蚓總數(shù)量、蚯蚓總重量都顯著高于其他處理。因此，在相對數(shù)量多的蚯蚓堆肥處理下，T2的pH向著中性變化的趨勢也快于其余處理。而利用EM菌劑對牛糞進(jìn)行預(yù)處理的T1，主要是通過添加外源微生物改變了牛糞原有的微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)，控制了牛糞中硫化氫、氨氣等臭氣的產(chǎn)生，有利于蚯蚓生長和繁殖，蚯蚓與EM菌的聯(lián)合作用則進(jìn)一步促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的腐熟。同時，在預(yù)處理牛糞的時候，還要考慮環(huán)境因素的影響，如日光直射或室內(nèi)通風(fēng)差，可能導(dǎo)致牛糞堆體的溫度升高，改變牛糞中微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致硫化氫、氨氣等臭氣的產(chǎn)生，進(jìn)而影響后期的蚯蚓堆肥效果。

蚯蚓堆肥實現(xiàn)了畜禽糞便的資源化利用，其穩(wěn)定化過程大致可分為3個階段，即有機(jī)質(zhì)降解階段、氨化階段和硝化階段[23]。有機(jī)氮-氨氮-硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化是堆肥系統(tǒng)中氮素轉(zhuǎn)化的主要途徑，這其中的相關(guān)微生物群落結(jié)構(gòu)、數(shù)量和活性起到了關(guān)鍵性的作用[24]。蚯蚓堆肥好氧條件對硝化影響大于對氨化的影響，好氧條件優(yōu)劣不但影響硝化進(jìn)程還影響硝化速率[25]。牛糞不同預(yù)處理，影響了蚯蚓堆肥過程中的蚯蚓生長和繁殖，進(jìn)而改變了堆肥過程中微生物的群落結(jié)構(gòu)、數(shù)量以及活性，控制著全氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量的變化。牛糞不同預(yù)處理的蚯蚓堆肥過程中堆肥物料的細(xì)菌、真菌數(shù)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，而放線菌數(shù)量呈現(xiàn)逐步上升的趨勢。蚯蚓的引入增加物料的通氣性，導(dǎo)致好氧細(xì)菌、真菌和放線菌的生長繁殖，因此在蚯蚓堆肥初期細(xì)菌、真菌和放線菌都是呈現(xiàn)上升的趨勢。隨著食物進(jìn)入蚯蚓消化道的真菌營養(yǎng)體及大部分細(xì)菌被殺死，只有真菌的孢子和部分細(xì)菌仍保持生活力，生長較快的細(xì)菌進(jìn)入有機(jī)質(zhì)更高的蚯蚓糞中迅速生長繁殖[26]，而生長緩慢的細(xì)菌通過蚯蚓消化道后群體下降，同時，蚯蚓通過取食和破碎蚯蚓堆肥中有機(jī)殘體改變細(xì)菌和真菌食物資源的質(zhì)量，導(dǎo)致了細(xì)菌和真菌下降。而放線菌數(shù)量的大量增加，一方面是蚯蚓的活動改變堆肥物料的性質(zhì)，有利于放線菌的生長，如通氣、營養(yǎng)等因素；另一方面可能是蚯蚓與微生物的互作，微生物中發(fā)現(xiàn)的具有抑菌活性的物質(zhì)中，近70%是由放線菌產(chǎn)生的，因此，放線菌的存在對蚯蚓自身生長和繁殖抵抗病原微生物是有益作用，從而在進(jìn)化過程中而在蚯蚓體內(nèi)保存下來，影響放線菌數(shù)量的變化。正是細(xì)菌數(shù)量和放線菌數(shù)量增加，其中可能含有大量的拮抗微生物。因此，蚯蚓糞具有緩解作物連作障礙的作用。由于T2的前期84消毒液預(yù)處理改變微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有利條件，導(dǎo)致蚯蚓數(shù)量的顯著增加，堆肥物料的通風(fēng)狀況更好，為硝化細(xì)菌等好氧微生物的生長和繁殖創(chuàng)造出良好的好氧微環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)硝化作用中NO3--N的產(chǎn)生[27]，有利于加速氮的礦化和硝化作用，導(dǎo)致T2的全氮、硝態(tài)氮含量變化相比更為明顯。蚯蚓的大量生長和繁殖會吸收堆肥料中更多的氮素，同時相對多的蚯蚓數(shù)量更加有利于其通風(fēng)而導(dǎo)致銨態(tài)氮揮發(fā)損失增大，導(dǎo)致了T2單位質(zhì)量的全氮損失率最大。

在4個不同預(yù)處理中使用的要么是牛糞，要么是牛糞和稻草秸稈進(jìn)行蚯蚓堆肥，由于牛糞和稻草秸稈原料本身的氮、磷和鉀的含量相對較低，并且在堆肥過程中伴隨銨態(tài)氮的揮發(fā)損失[2,28]，以及蚯蚓的生長和繁殖會吸收部分養(yǎng)分，所以單位質(zhì)量的全氮含量較堆肥初期是降低的，雖然隨著微生物消耗碳水化合物及物料干重的下降[2]，單位質(zhì)量的P2O5和K2O含量較堆肥初期有所增加，但是蚯蚓堆肥結(jié)束后總養(yǎng)分的含量都均未達(dá)到國標(biāo)的要求(總養(yǎng)分含量≥5%)，因此，在利用牛糞和秸稈進(jìn)行蚯蚓堆肥時產(chǎn)生的蚯蚓糞，需要添加高養(yǎng)分含量的有機(jī)肥進(jìn)行補(bǔ)充部分養(yǎng)分才能夠作為商品有機(jī)肥進(jìn)入市場銷售。由于條件限制，試驗未研究84消毒等預(yù)處理改變了哪些種類的微生物數(shù)量和活性，進(jìn)而影響硫化氫、氨氣等臭氣產(chǎn)生的相關(guān)關(guān)系，有待于進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

84消毒液預(yù)處理牛糞，改變了牛糞中的微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)，減少硫化氫、氨氣等臭氣物質(zhì)的產(chǎn)生，有利于蚯蚓的生長和繁殖，從而加速氮的礦化、硝化作用以及堆肥腐熟效果，并且操作簡單、方便、經(jīng)濟(jì)，便于在利用牛糞廢棄物進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖堆肥生產(chǎn)過程中進(jìn)行推廣和應(yīng)用。