利用蚯蚓對不同配比牛糞和玉米秸稈堆肥效果的影響

劉鵬

(遼寧省錦州市科學(xué)技術(shù)研究院 121000)

通過堆肥的方法生產(chǎn)有機(jī)肥，并用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，是處理農(nóng)業(yè)廢棄物和土壤改良的重要方法。好氧堆肥和蚯蚓堆肥都能得到優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料。但好氧堆肥過程中經(jīng)常會出現(xiàn)由于溫度、含水量、翻堆時(shí)間、配比等原因造成堆肥的物料不能完全腐熟；在蚯蚓堆肥過程中，由于前期腐熟度差，物料分解過程中會產(chǎn)生熱量、氨氣和硫化氫等氣體[1]，蚯蚓生長緩慢，造成堆肥時(shí)間過長，并且肥堆營養(yǎng)成分降低。好氧堆肥與蚯蚓堆肥相結(jié)合，不僅能利用好氧堆肥高溫發(fā)酵使物料快速腐熟，還能利用蚯蚓輔助發(fā)酵使物料充分腐熟。

條垛堆肥-蚯蚓堆肥聯(lián)合處理可以大幅增加堆肥產(chǎn)品養(yǎng)分價(jià)值，有機(jī)質(zhì)進(jìn)一步分解，種子發(fā)芽指數(shù)進(jìn)一步提高，肥料更趨于穩(wěn)定化[2]。先對物料進(jìn)行自然堆置，15d 后再接種蚯蚓，會發(fā)現(xiàn)各個(gè)物料組合中的有機(jī)碳含量和C/N 均隨時(shí)間的增加而降低[3]。用蚯蚓堆肥-堆肥與堆肥-蚯蚓堆肥兩種堆肥方式處理產(chǎn)品，后者更加穩(wěn)定并對環(huán)境影響較小[4]。總有機(jī)碳的降解主要發(fā)生在堆肥的前15d，且堆體的最初C/N 越高，總有機(jī)碳降解率越高，碳素的損失就會越嚴(yán)重[5]。本試驗(yàn)以牛糞和玉米秸稈為原料，通過不同C/N 物料進(jìn)行好氧堆肥和蚯蚓輔助堆肥，研究有機(jī)質(zhì)、TN、TP、TK、大腸桿菌、重金屬和發(fā)芽率等指標(biāo)的變化，為蚯蚓輔助堆肥在有機(jī)肥生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

本試驗(yàn)2019 年在錦州市科學(xué)技術(shù)研究院分支機(jī)構(gòu)農(nóng)科院試驗(yàn)園區(qū)進(jìn)行。

1.1 試驗(yàn)材料

牛糞來源于許屯村肉食牛養(yǎng)殖場；玉米秸稈來源于松山新區(qū)大圍子；發(fā)酵劑為堆肥發(fā)酵劑來源于淘寶商店；蚯蚓是錦州科學(xué)院園區(qū)內(nèi)養(yǎng)殖的蚯蚓所生，品種是大平二號。堆肥原料的主要指標(biāo)見表1。

表1 堆肥原料指標(biāo)

1.2 試驗(yàn)方法

將新鮮的牛糞放置6d 與自然風(fēng)干7 個(gè)月的玉米秸稈按不同C/N 混合成4 個(gè)處理，見表2。

表2 不同處理的原料配比

本試驗(yàn)采用桶裝好氧發(fā)酵，含水量控制在60%～65%，第4天翻堆，每隔3d 翻堆一次，好氧堆肥15d 后，準(zhǔn)備好12 個(gè)50cm×30cm×20cm 的鏤空塑料箱，箱內(nèi)鋪好防蟲網(wǎng)，將F0、F1、F2、F3 各取20kg 分別裝入箱中，3 次重復(fù)。提前將840 顆蚯蚓卵繭，放在同一基質(zhì)中培養(yǎng)，培養(yǎng)30d 后，取可見蚯蚓分12 等份，進(jìn)行蚯蚓輔助堆肥。澆水后加覆蓋物保濕，3d 澆水一次，蚯蚓堆肥45d 后取出所有可見蚯蚓。

1.3 取樣

在堆肥的第0、15（好氧）、30、45、60 天取樣，將同一處理的3 次重復(fù)混合均勻、風(fēng)干、粉碎、待測。

1.4 測定

按照有機(jī)肥檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，根據(jù)發(fā)芽指數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 和Word 2010，進(jìn)行圖表繪制和數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比牛糞和玉米秸稈利用蚯蚓輔助堆肥溫度的變化

在好氧堆肥階段，超過50℃的時(shí)間F1＞F2＞F0＞F3；蚯蚓輔助堆肥階段，溫度都低于30℃，溫度隨氣溫變化，差異不明顯。

2.2 不同配比牛糞和玉米秸稈利用蚯蚓輔助堆肥有機(jī)質(zhì)的變化

由圖1 可知，在蚯蚓輔助發(fā)酵階段，有機(jī)質(zhì)含量不斷下降，其中下降幅度最大的是F0，下降幅度最小的是F2，分別是37%和26%。在整個(gè)發(fā)酵過程中，下降幅度最大的是F1，下降幅度最小的是F3，分別是53%和46%。F1、F2 蚯蚓輔助堆肥30d 后有機(jī)質(zhì)含量變化不明顯，發(fā)酵完有機(jī)質(zhì)含量F3＞F2＞F1＞F0。

圖1 不同處理有機(jī)質(zhì)含量的變化

2.3 不同配比牛糞和玉米秸稈利用蚯蚓輔助堆肥TN、TP、TK 的變化

由表3 可知，在蚯蚓輔助發(fā)酵階段，TN 含量下降，其中F2 下降最少；TP 含量增加，其中F0 增加最多；TK 含量下降，其中F0 下降最少。整個(gè)發(fā)酵過程中，TN 含量下降，其中F3下降最少；TP 含量增加，其中增加F3 最多；TK 含量有升有降，其中只有F2 略有升高。氮磷鉀總含量F0＞F2＞F1＞F3。

表3 不同處理TN、TP、TK 變化

2.4 不同配比牛糞和玉米秸稈利用蚯蚓輔助堆肥對重金屬的影響

由表4 可知，蚯蚓輔助堆肥能減少物料中砷和鉻的含量，F(xiàn)1 砷減少48%，減少最多，F(xiàn)3 減少最少，是24%；F1 鉻減少34%，減少最多，F(xiàn)3 減少最少，是8%。

表4 不同處理對砷、鉻的影響

2.5 不同配比牛糞和玉米秸稈利用蚯蚓輔助堆肥對大腸桿菌的影響

由表5 可知，蚯蚓輔助堆肥能有效消滅大腸桿菌，全部達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)1、F2 的大腸桿菌被全部消滅。

表5 不同處理對大腸桿菌的影響

2.6 不同配比牛糞和玉米秸稈利用蚯蚓輔助堆肥對發(fā)芽指數(shù)的影響

由圖2 可知，蚯蚓輔助堆肥，不同處理的GI 值均呈上升趨勢，堆肥結(jié)束時(shí)，GI 值F1＞F2＞F0＞F3。

圖2 不同處理對發(fā)芽指數(shù)的影響

3 討論

本試驗(yàn)利用好氧堆肥為主，蚯蚓輔助的方式進(jìn)行堆肥。充分發(fā)揮了好氧堆肥能產(chǎn)生高溫的優(yōu)勢，對物料進(jìn)行第一次堆肥，并且產(chǎn)生的“精料”能使蚯蚓快熟取食和生長，這樣蚯蚓就能充分快速地對物料進(jìn)行二次堆肥，堆肥產(chǎn)物兼具兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。

本試驗(yàn)研究表明，牛糞與玉米秸稈的C/N 為20 和32 時(shí)，好氧堆肥階段高溫處理不理想，在蚯蚓堆肥階段，雖然需要更多的時(shí)間去處理，但都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)。牛糞與玉米秸稈的C/N為24 和28 時(shí)，前期高溫處理比較充分，物料腐熟度較高，在蚯蚓輔助堆肥階段，起到良好的效果，在有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀上C/N 為28 高于24，在大腸桿菌處理、重金屬處理和發(fā)芽指數(shù)上，C/N 為24 優(yōu)于28。

好氧堆肥物料各個(gè)指標(biāo)浮動(dòng)性大，當(dāng)配比不恰當(dāng)時(shí)，會產(chǎn)生發(fā)酵不完全的現(xiàn)象，蚯蚓輔助堆肥正好彌補(bǔ)了這一缺點(diǎn)。

由于蚯蚓生長受溫度影響，如果冬季進(jìn)行蚯蚓輔助堆肥，需要在溫室或適合蚯蚓生長的室內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行堆肥，增加了堆肥成本。