劉耀源+鄒長(zhǎng)武+張達(dá)鑫+喬玉紅１，殷蔚雯１，王小葉+李鳳琳

摘要：為探究稻稈調(diào)理劑對(duì)泔腳蚯蚓堆肥的影響，分別設(shè)置A、B、C、D、E、F 6種蚯蚓堆肥處理進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)堆肥過程中各組分變化進(jìn)行研究。結(jié)果表明，在泔腳蚯蚓堆肥中加入稻稈調(diào)理劑可降低堆肥的全鹽含量，混合物腐熟后不會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生鹽分毒害作用，且堆肥原料全部為泔腳時(shí)可顯著提高堆肥TP；泔腳與稻稈體積比為9∶1時(shí)可顯著降低堆肥毒性，但TK易損失；泔腳與稻稈體積比為8∶2時(shí)可顯著促進(jìn)堆肥中氮素的增長(zhǎng)；泔腳與稻稈體積比為7∶3時(shí)微生物和蚯蚓對(duì)有機(jī)質(zhì)的降解效果最佳；泔腳與稻稈體積比為5∶5時(shí)TP易流失。綜合考慮，泔腳與稻稈體積比為8∶2或7∶3時(shí)蚯蚓堆肥效果較佳。

關(guān)鍵詞：稻稈調(diào)理劑；泔腳；稻稈；蚯蚓堆肥

中圖分類號(hào)：S141.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）17-4032-04

Effects of Rice Straws on Vermicomposting of Hogwash Waste

LIU Yao-yuan1，2，ZOU Chang-wu1，2， ZHANG Da-xin1，QIAO Yu-hong1， YIN Wei-wen1， XU Jin-long1， LI Feng-lin1

（1.College of Resource and Environment， Chengdu University of Information Technology， Chengdu 610225， China；

2.Air Environmental Modeling and Pollution Controlling Key Laboratory of Sichuan Higher Education Institutes， Chengdu 610225， China）

Abstract：Six experiments were carried out to study the effects of rice straws on vermicomposting of hogwash waste. Each experiment contained hogwash waste mixed with different volume ratio of rice straws. Several indexes were determined on the process of vermicomposting. Compared with the pure hogwash waste， rice straws as additive could effectively dilute the salinity during vermicomposting. When decomposition， the composts did not produce salt toxic action. During vermicomposting， the treatment mixed with 0% of rice straws effectively increased TP. The treatment mixed with 10% of rice straws effectively decreased the phytotoxicity of composting， but lost TK easily； The treatment mixed with 20% of rice straws effectively increased TN. The treatment mixed with 30% of rice straws decreased TOC best. The treatment mixed with 50% of rice straws lost TP easily. The treatment mixed with 20% or 30% of rice straws was the best on the treatment capacity and the quality of vermicomposting.

Key words： rice stalk conditioner；hogwash waste；rice straws；vermicomposting

隨著“生態(tài)文明建設(shè)”概念的提出，居民對(duì)周圍環(huán)境的生態(tài)要求越來越高，而泔腳垃圾作為常見有機(jī)固體廢棄物由于管理不當(dāng)而被隨意堆放，孳生了大量病菌和蛆蠅，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此如何對(duì)大量堆置的泔腳進(jìn)行處理已迫在眉睫。蚯蚓作為一種特殊的生物，具有特殊的生態(tài)學(xué)功能[1]，可對(duì)有機(jī)物進(jìn)行吞食分解，形成優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。大量研究表明[2]蚯蚓可使堆肥中的微生物活性增強(qiáng)，加速堆肥的腐熟過程。因此在堆置泔腳中加入蚯蚓進(jìn)行堆肥處理是解決泔腳對(duì)環(huán)境污染問題的一種生態(tài)可持續(xù)的方法。但堆置泔腳的C/N低、通風(fēng)性差、易產(chǎn)生臭氣等不利于蚯蚓的生長(zhǎng)[3]，因此實(shí)際處理過程中需要加入調(diào)理劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。稻稈在我國南方隨處可見，但由于處置不當(dāng)而被大量焚燒，污染環(huán)境。研究[4，5]表明，稻稈C/N高、結(jié)構(gòu)疏松、透氣性佳且可吸附臭氣，將其作為調(diào)理劑可適當(dāng)增強(qiáng)蚯蚓處理堆置泔腳的效果，但目前關(guān)于此研究在國內(nèi)卻鮮見報(bào)道。因此研究擬采用接近小區(qū)或餐飲部門實(shí)際堆置狀態(tài)的方法將泔腳堆置并分別在堆置泔腳中加入不同比例的稻稈并引入蚯蚓進(jìn)行堆肥，探究稻稈對(duì)蚯蚓堆肥處理堆置泔腳的影響，以期為泔腳的優(yōu)化處理提供新方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用泔腳取自學(xué)校食堂，經(jīng)剔除塑料袋、紙杯等非生物質(zhì)垃圾后備用；試驗(yàn)選用蚓種為太平二號(hào)赤子愛勝蚓（Eisenia foetida），購買于成都菊樂生態(tài)養(yǎng)殖公司，選取大小相近的成年蚯蚓進(jìn)行試驗(yàn)；水稻秸稈收集于成都市雙流縣文星鎮(zhèn)農(nóng)村，試驗(yàn)前將其粉碎成1～2 cm的碎塊。

1.2 試驗(yàn)方法

在面積為376 mm×376 mm的正方形空地上將泔腳進(jìn)行堆置，堆置高度為318 mm。堆置泔腳外圍由紅磚和紗網(wǎng)圍繞，防止蚯蚓逃逸。設(shè)置A（全部泔腳）、B（泔腳與水稻秸稈體積比9∶1）、C（泔腳與水稻秸稈體積比8∶2）、D（泔腳與水稻秸稈體積比7∶3）、E（泔腳與水稻秸稈體積比6∶4）、F（泔腳與水稻秸稈體積比5∶5）6組堆肥處理。堆置完成后用攪拌棒將各組堆置物混合均勻。為保障蚯蚓正常生存，在蚯蚓與基質(zhì)之間構(gòu)造緩沖帶[6]，本試驗(yàn)采用原生質(zhì)土壤作為緩沖基質(zhì)。試驗(yàn)過程中將緩沖基質(zhì)與原堆置物視為一體，每隔1 d對(duì)其使用五點(diǎn)采樣法[7]進(jìn)行采樣分析，并隨著堆置物的腐熟逐漸減少采樣分析頻率。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 測(cè)定指標(biāo) pH、電導(dǎo)率（EC）、總有機(jī)碳（TOC）、總氮（TN）、總磷（TP）、總鉀（TK）、發(fā)芽指數(shù)（GI）。

1.3.2 測(cè)定方法

所采鮮樣以固液比1∶5（m/V）浸提，濾液用來測(cè)定pH、EC[8]，pH用pH S-3C型pH計(jì)測(cè)定，EC用DDS-11A型電導(dǎo)率儀測(cè)定；鮮樣烘干所得干樣用來測(cè)定TOC，TOC測(cè)定采用重鉻酸鉀氧化-分光光度法（HJ 615-2011）；干樣經(jīng)硫酸-過氧化氫消煮所得消煮液用來測(cè)定TN、TP、TK[9]，TN測(cè)定采用堿性過硫酸鉀消解—紫外分光光度法（HJ 636-2012），TP測(cè)定采用鉬酸銨分光光度法（GB/T 11893-1989），TK測(cè)定采用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料的測(cè)定方法（GB/T 17767.3-2010）。GI的測(cè)定是取上述浸提液8 mL于墊有濾紙的培養(yǎng)皿中，同時(shí)設(shè)對(duì)照（去離子水），再在培養(yǎng)皿中各置10粒飽滿小白菜種子，將其在黑暗中培養(yǎng)，并在培養(yǎng)96 h后測(cè)定發(fā)芽率及根長(zhǎng)，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)GI[10]，

GI=■×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)芽指數(shù)的變化與分析

利用堆肥水浸提液測(cè)定種子發(fā)芽指數(shù)是表征腐熟狀態(tài)的公認(rèn)指標(biāo)。Riffaldi等[10]認(rèn)為當(dāng)GI>50%時(shí)，就可認(rèn)為堆肥基本無毒性，當(dāng)GI達(dá)到80%～85%時(shí)，就可認(rèn)為堆肥對(duì)植物沒有毒性。堆肥過程中發(fā)芽指數(shù)隨堆肥時(shí)間變化如圖1所示。

由圖1可知，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)A、B、C、D、E、F組GI分別為87.99%、138.22%、84.28%、127.69%、80.22%、136.92%，均大于80%，其中B組毒性降低最為明顯。說明此時(shí)堆肥對(duì)植物均無毒性，基本達(dá)到腐熟，這主要由于物料中對(duì)植物有害的部分通過蚯蚓的吞食過腹后得到固定，且因蚯蚓和微生物活性的增強(qiáng)，有機(jī)酸也進(jìn)一步反應(yīng)完全，浸提液中對(duì)植物有害的物質(zhì)大大減少。

2.2 電導(dǎo)率（EC）的變化與分析

電導(dǎo)率反映的是堆肥浸提液中全鹽的含量，堆肥過程中電導(dǎo)率（EC）隨堆肥時(shí)間變化如圖2所示。由圖2可知，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)A、B、C、D、E、F組電導(dǎo)率分別為1 136、1 110、1 124、661、928、832 μS/cm，可知各處理泔腳與稻稈腐熟后均不會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生鹽分毒害作用[11]，加入稻稈調(diào)理劑可降低蚯蚓堆肥中的鹽分含量。

2.3 pH的變化與分析

一般認(rèn)為物料腐熟后pH會(huì)最終呈中性偏堿[12]。堆肥過程中pH隨堆肥時(shí)間變化如圖3所示。由圖3可知，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)A、B、C、D、E、F處理堆肥pH分別為7.99、8.20、7.99、6.82、7.12、7.23。A、B、C組呈弱堿性，D、E、F組呈中性。究其原因，可能與D、E、F組稻稈量較多，稻稈中的可溶性糖被還原成有機(jī)酸有關(guān)[13]。

2.4 總有機(jī)碳的變化

堆肥過程中總有機(jī)碳隨堆肥時(shí)間變化如圖4所示。由圖4可知，各處理組TOC含量總體呈下降趨勢(shì)，至試驗(yàn)后期各處理組均達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。此時(shí)有機(jī)碳趨于穩(wěn)定。這是由于在蚯蚓堆肥過程中，蚯蚓除起到吞食分解混合物的作用外，還起到協(xié)同刺激微生物活性的作用[14]，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)A、B、C、D、E、F組TOC下降幅度分別為54.0%、46.7%、50.7%、59.3%、21.2%、38.6%。D組TOC降幅最大，這說明當(dāng)泔腳與稻稈的體積比為7∶3時(shí)，堆置物的有機(jī)質(zhì)的降幅最大，此時(shí)微生物和蚯蚓的協(xié)同作用最好。在堆肥前期各處理組TOC存在波動(dòng)，這主要是蚯蚓活動(dòng)使得采樣不均勻造成的。

2.5 總氮含量的變化

堆肥過程中總氮隨堆肥時(shí)間變化如圖5所示。由圖5可知，堆肥過程中各處理組TN不穩(wěn)定，可能由于夏季外界溫度較高，試驗(yàn)過程中表層存在氨的揮發(fā)，造成TN波動(dòng)。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，A、C、E、F組分別比初始值增長(zhǎng)0.84%、55.5%、31.8%、4.31%，B、D組分別下降16.3%、1.9%。研究[12]表明，蚯蚓對(duì)氮素的提高和礦化都有促進(jìn)作用。A、C、E、F組稻稈與泔腳的配比更適宜蚯蚓促進(jìn)氮素的增長(zhǎng)，C組最為明顯。

2.6 總磷含量的變化

堆肥過程中總磷含量隨堆肥時(shí)間變化如圖6所示。由圖6可知，試驗(yàn)前后A、B、C、D、E、F組TP分別增長(zhǎng)18.2%、1.6%、10.2%、17.0%、17.5%，F(xiàn)組下降16.2%。蚯蚓堆肥過程中，TP隨著總有機(jī)碳的礦化會(huì)稍有增長(zhǎng)，但蚯蚓的代謝和微生物的繁殖也會(huì)造成養(yǎng)分的流失[15]。此外，在微域中蚯蚓對(duì)磷也會(huì)有富集作用[16]，造成堆肥TP波動(dòng)。

2.7 總鉀含量的變化

堆肥過程中總鉀含量隨堆肥時(shí)間變化如圖7所示。由圖7可知，試驗(yàn)過程中各處理組TK波動(dòng)較大。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，A、B、C、D、E、F組TK分別下降22.8%、61.6%、48.2%、40.8%、35.4%、37.7%。這說明稻稈與泔腳混合物經(jīng)蚯蚓堆肥后總鉀會(huì)存在不同程度的損失，泔腳與稻稈體積比為9∶1時(shí)，總鉀損失最嚴(yán)重。

3 結(jié)論

1）在泔腳蚯蚓堆肥中加入稻稈調(diào)理劑混合腐熟后不會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生鹽分毒害作用。

2）堆肥原料全部為泔腳時(shí)可顯著提高堆肥TP；泔腳與稻稈體積比為9∶1時(shí)可顯著降低堆肥毒性，但總鉀易損失；泔腳與稻稈體積比為8∶2時(shí)可顯著促進(jìn)堆肥中氮素的增長(zhǎng)；泔腳與稻稈體積比為7∶3時(shí)微生物和蚯蚓對(duì)有機(jī)質(zhì)的降解效果最佳；泔腳與稻稈體積比為5∶5時(shí)總磷易流失。

3）從蚯蚓堆肥效果和泔腳與稻稈處理量綜合考慮，在泔腳與稻稈調(diào)理劑體積比為8∶2或7∶3時(shí)效果最佳。

參考文獻(xiàn)：

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[16] 張 威.蚯蚓處理不同畜禽糞和秸稈組合試驗(yàn)研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2008.

1）在泔腳蚯蚓堆肥中加入稻稈調(diào)理劑混合腐熟后不會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生鹽分毒害作用。

2）堆肥原料全部為泔腳時(shí)可顯著提高堆肥TP；泔腳與稻稈體積比為9∶1時(shí)可顯著降低堆肥毒性，但總鉀易損失；泔腳與稻稈體積比為8∶2時(shí)可顯著促進(jìn)堆肥中氮素的增長(zhǎng)；泔腳與稻稈體積比為7∶3時(shí)微生物和蚯蚓對(duì)有機(jī)質(zhì)的降解效果最佳；泔腳與稻稈體積比為5∶5時(shí)總磷易流失。

3）從蚯蚓堆肥效果和泔腳與稻稈處理量綜合考慮，在泔腳與稻稈調(diào)理劑體積比為8∶2或7∶3時(shí)效果最佳。

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1）在泔腳蚯蚓堆肥中加入稻稈調(diào)理劑混合腐熟后不會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生鹽分毒害作用。

2）堆肥原料全部為泔腳時(shí)可顯著提高堆肥TP；泔腳與稻稈體積比為9∶1時(shí)可顯著降低堆肥毒性，但總鉀易損失；泔腳與稻稈體積比為8∶2時(shí)可顯著促進(jìn)堆肥中氮素的增長(zhǎng)；泔腳與稻稈體積比為7∶3時(shí)微生物和蚯蚓對(duì)有機(jī)質(zhì)的降解效果最佳；泔腳與稻稈體積比為5∶5時(shí)總磷易流失。

3）從蚯蚓堆肥效果和泔腳與稻稈處理量綜合考慮，在泔腳與稻稈調(diào)理劑體積比為8∶2或7∶3時(shí)效果最佳。

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