利用蚯蚓对不同配比牛粪和玉米秸秆堆肥效果的影响

刘鹏

(辽宁省锦州市科学技术研究院 121000)

通过堆肥的方法生产有机肥，并用于农业生产，是处理农业废弃物和土壤改良的重要方法。好氧堆肥和蚯蚓堆肥都能得到优质的有机肥料。但好氧堆肥过程中经常会出现由于温度、含水量、翻堆时间、配比等原因造成堆肥的物料不能完全腐熟；在蚯蚓堆肥过程中，由于前期腐熟度差，物料分解过程中会产生热量、氨气和硫化氢等气体[1]，蚯蚓生长缓慢，造成堆肥时间过长，并且肥堆营养成分降低。好氧堆肥与蚯蚓堆肥相结合，不仅能利用好氧堆肥高温发酵使物料快速腐熟，还能利用蚯蚓辅助发酵使物料充分腐熟。

条垛堆肥-蚯蚓堆肥联合处理可以大幅增加堆肥产品养分价值，有机质进一步分解，种子发芽指数进一步提高，肥料更趋于稳定化[2]。先对物料进行自然堆置，15d 后再接种蚯蚓，会发现各个物料组合中的有机碳含量和C/N 均随时间的增加而降低[3]。用蚯蚓堆肥-堆肥与堆肥-蚯蚓堆肥两种堆肥方式处理产品，后者更加稳定并对环境影响较小[4]。总有机碳的降解主要发生在堆肥的前15d，且堆体的最初C/N 越高，总有机碳降解率越高，碳素的损失就会越严重[5]。本试验以牛粪和玉米秸秆为原料，通过不同C/N 物料进行好氧堆肥和蚯蚓辅助堆肥，研究有机质、TN、TP、TK、大肠杆菌、重金属和发芽率等指标的变化，为蚯蚓辅助堆肥在有机肥生产中的应用提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

本试验2019 年在锦州市科学技术研究院分支机构农科院试验园区进行。

1.1 试验材料

牛粪来源于许屯村肉食牛养殖场；玉米秸秆来源于松山新区大围子；发酵剂为堆肥发酵剂来源于淘宝商店；蚯蚓是锦州科学院园区内养殖的蚯蚓所生，品种是大平二号。堆肥原料的主要指标见表1。

表1 堆肥原料指标

1.2 试验方法

将新鲜的牛粪放置6d 与自然风干7 个月的玉米秸秆按不同C/N 混合成4 个处理，见表2。

表2 不同处理的原料配比

本试验采用桶装好氧发酵，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，准备好12 个50cm×30cm×20cm 的镂空塑料箱，箱内铺好防虫网，将F0、F1、F2、F3 各取20kg 分别装入箱中，3 次重复。提前将840 颗蚯蚓卵茧，放在同一基质中培养，培养30d 后，取可见蚯蚓分12 等份，进行蚯蚓辅助堆肥。浇水后加覆盖物保湿，3d 浇水一次，蚯蚓堆肥45d 后取出所有可见蚯蚓。

1.3 取样

在堆肥的第0、15（好氧）、30、45、60 天取样，将同一处理的3 次重复混合均匀、风干、粉碎、待测。

1.4 测定

按照有机肥检测标准进行检测，根据发芽指数公式进行计算。

1.5 数据处理

采用Excel 2010 和Word 2010，进行图表绘制和数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同配比牛粪和玉米秸秆利用蚯蚓辅助堆肥温度的变化

在好氧堆肥阶段，超过50℃的时间F1＞F2＞F0＞F3；蚯蚓辅助堆肥阶段，温度都低于30℃，温度随气温变化，差异不明显。

2.2 不同配比牛粪和玉米秸秆利用蚯蚓辅助堆肥有机质的变化

由图1 可知，在蚯蚓辅助发酵阶段，有机质含量不断下降，其中下降幅度最大的是F0，下降幅度最小的是F2，分别是37%和26%。在整个发酵过程中，下降幅度最大的是F1，下降幅度最小的是F3，分别是53%和46%。F1、F2 蚯蚓辅助堆肥30d 后有机质含量变化不明显，发酵完有机质含量F3＞F2＞F1＞F0。

图1 不同处理有机质含量的变化

2.3 不同配比牛粪和玉米秸秆利用蚯蚓辅助堆肥TN、TP、TK 的变化

由表3 可知，在蚯蚓辅助发酵阶段，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。整个发酵过程中，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。氮磷钾总含量F0＞F2＞F1＞F3。

表3 不同处理TN、TP、TK 变化

2.4 不同配比牛粪和玉米秸秆利用蚯蚓辅助堆肥对重金属的影响

由表4 可知，蚯蚓辅助堆肥能减少物料中砷和铬的含量，F1 砷减少48%，减少最多，F3 减少最少，是24%；F1 铬减少34%，减少最多，F3 减少最少，是8%。

表4 不同处理对砷、铬的影响

2.5 不同配比牛粪和玉米秸秆利用蚯蚓辅助堆肥对大肠杆菌的影响

由表5 可知，蚯蚓辅助堆肥能有效消灭大肠杆菌，全部达到合格标准，F1、F2 的大肠杆菌被全部消灭。

表5 不同处理对大肠杆菌的影响

2.6 不同配比牛粪和玉米秸秆利用蚯蚓辅助堆肥对发芽指数的影响

由图2 可知，蚯蚓辅助堆肥，不同处理的GI 值均呈上升趋势，堆肥结束时，GI 值F1＞F2＞F0＞F3。

图2 不同处理对发芽指数的影响

3 讨论

本试验利用好氧堆肥为主，蚯蚓辅助的方式进行堆肥。充分发挥了好氧堆肥能产生高温的优势，对物料进行第一次堆肥，并且产生的“精料”能使蚯蚓快熟取食和生长，这样蚯蚓就能充分快速地对物料进行二次堆肥，堆肥产物兼具两种方法的优点。

本试验研究表明，牛粪与玉米秸秆的C/N 为20 和32 时，好氧堆肥阶段高温处理不理想，在蚯蚓堆肥阶段，虽然需要更多的时间去处理，但都达到了标准。牛粪与玉米秸秆的C/N为24 和28 时，前期高温处理比较充分，物料腐熟度较高，在蚯蚓辅助堆肥阶段，起到良好的效果，在有机质和氮磷钾上C/N 为28 高于24，在大肠杆菌处理、重金属处理和发芽指数上，C/N 为24 优于28。

好氧堆肥物料各个指标浮动性大，当配比不恰当时，会产生发酵不完全的现象，蚯蚓辅助堆肥正好弥补了这一缺点。

由于蚯蚓生长受温度影响，如果冬季进行蚯蚓辅助堆肥，需要在温室或适合蚯蚓生长的室内环境中进行堆肥，增加了堆肥成本。