劉金燕,柯景詩(shī),周泳
(泉州師范學(xué)院,資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,福建 泉州 362000)
通常蚯蚓和微生物的協(xié)同作用會(huì)對(duì)有機(jī)質(zhì)的肥效產(chǎn)生影響,所以深入探究蚯蚓和微生物的協(xié)同作用對(duì)有機(jī)質(zhì)降解和肥效的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,有利于保證有機(jī)質(zhì)在降解過程中的肥效。
查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn):經(jīng)過15天發(fā)酵和蚯蚓處理后的廢棄物,其有機(jī)碳的總含量為11.3%,C與N分別下降了21.7%和14.7%,由上述兩大指標(biāo)得知,以發(fā)酵方式來分解有機(jī)質(zhì),其效率要比蚯蚓高很多。這說明在短期培養(yǎng)方式中,微生物菌群分解有機(jī)質(zhì)的能力強(qiáng)于蚯蚓。導(dǎo)致差異產(chǎn)生的原因則可能是接種合適菌群的緣故,但蚯蚓處理亦有其巨大優(yōu)勢(shì),那便是在產(chǎn)物與全氮的含量方面均有了明顯增加,雖該指標(biāo)仍有所下降,但與原始值之間的差異仍不明顯。
因蚯蚓的存在,使得氨態(tài)氮的含量下降了20.92%,而產(chǎn)物中的硝態(tài)氮含量則有了顯著提升,這也在此印證了蚯蚓對(duì)有機(jī)質(zhì)的礦化能可起到極大的促進(jìn)作用。除此之外,在諸多學(xué)者的研究結(jié)果中還檢測(cè)到發(fā)酵處理的氨態(tài)氮含量總體呈上升趨勢(shì),但并未從中檢測(cè)到硝態(tài)氮,但在堆肥初期,不僅可觀察到氨態(tài)氮的含量極高而硝態(tài)氮的含量極低,且在此過程中,氨態(tài)氮的含量還有了進(jìn)一步的上升,導(dǎo)致如此原因的必定是因?yàn)樨i糞中的有機(jī)氮含量較高,故在發(fā)酵初期,微生物將豬糞中的基質(zhì)快速分解掉,使得我們?cè)跈z測(cè)基本產(chǎn)物時(shí)并沒有檢測(cè)到硝態(tài)氮,這也從側(cè)面反映出此條件下,硝化作用非常弱的事實(shí)。
諸如水溶性的碳、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素均可被微生物直接運(yùn)用。也便是說,廢棄有機(jī)物之所以會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害,是因這些有機(jī)物中含有的營(yíng)養(yǎng)元素在雨水的淋溶作用下將跟隨地表流入水體,繼而導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,發(fā)酵處理和蚯蚓處理均能在短時(shí)間內(nèi)使得產(chǎn)物中的水溶性碳及水溶性氮含量極速降低,說明廢棄物中的水溶性物質(zhì)是對(duì)蚯蚓有著潛在威脅的。
有關(guān)發(fā)酵處理中水溶性氮與磷的變化,此次研究與其他學(xué)者的研究結(jié)果呈現(xiàn)出一致性特征,即在處理初級(jí)均是保持著持續(xù)下降的趨勢(shì),而在堆肥的10天之內(nèi),水溶性碳的含量則始終呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì),而導(dǎo)致以上情況的原因則可能是不同微生物對(duì)碳的利用率不同所致,而據(jù)已有的研究結(jié)果表明,在廢水處理過程中,微生物的作用是能降低水體中的BOD5。基于此我們可以得出這樣的結(jié)論,即水溶性碳含量在短時(shí)間內(nèi)降低,說明菌群具有快速的繁殖與代謝能力,但在普通堆肥中時(shí)間會(huì)稍微的延長(zhǎng),可能是因?yàn)槎洋w中水溶性碳含量已趨近于穩(wěn)定。
蚯蚓處理由其含碳量這一指標(biāo)方面來看,含量基本保持不變,說明蚯蚓處理的可溶性較低。而部分研究則發(fā)現(xiàn),蚯蚓處理產(chǎn)物中可溶性鹽的濃度也是十分低,故可側(cè)面反映出蚯蚓能降低產(chǎn)物中水溶性碳、硫以及磷的具體含量。
蚯蚓處理的產(chǎn)物中總磷含量得到了提高,而提高的量分別為3.81%和0.42%,而總鉀的含量則無顯著差異。這說明發(fā)酵處理能使產(chǎn)物中氮的含量出現(xiàn)明顯提升,而蚯蚓處理引起的變化則不甚明顯,甚至可能出現(xiàn)下降的情況,則可能是因試驗(yàn)初期便損失了大量的氨態(tài)氮所導(dǎo)致。
蚯蚓處理能讓有機(jī)質(zhì)中所含有的碳與氮的含量明顯提升,但碳氮的比例卻明顯下降,這說明蚯蚓處理的效率與產(chǎn)物的腐熟度之間實(shí)則并無多大關(guān)聯(lián);而其總氮未表現(xiàn)出明顯的差異,說明蚯蚓處理使得接種肥料菌有了較為明顯的提升,這便說明肥料菌發(fā)揮了一定的作用。
肥料菌的接種是否會(huì)對(duì)態(tài)氮的含量造成明顯的影響,可由產(chǎn)物中硝態(tài)氮的含量方面來進(jìn)行觀察,如果產(chǎn)物中硝態(tài)氮的含量有了明顯提升,說明蚯蚓處理對(duì)硝化作用起到了良好的促進(jìn)效果。
發(fā)酵與蚯蚓處理會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物中水溶性碳與氮的含量明顯降低,至于水溶性磷的含量雖比初期有所下降,但總體而言并不顯著。另外,接種肥料菌對(duì)水溶性碳的影響則十分明顯,在接種肥料菌的作用下,使得產(chǎn)物中水溶性碳、氮的含量均有了顯著降低,這說明蚯蚓與微生物并不是利用了廢棄物中的氮與碳,而是在肥料菌加入后,提升了微生物對(duì)水溶性氮的利用率,這對(duì)環(huán)境而言無疑是具有重大意義。
雖然蚯蚓處理能提高有機(jī)質(zhì)產(chǎn)物中的磷、鉀含量,但微生物還能對(duì)速效鉀的含量造成一定程度的影響,且因微生物數(shù)量不斷地增加,故可在加速促進(jìn)不溶性鉀的溶解同時(shí)提高產(chǎn)物中鉀的含量。
總之,基于上述實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn),蚯蚓具有強(qiáng)大的分解與穩(wěn)定有機(jī)質(zhì)能力的。在蚯蚓的促進(jìn)作用下,會(huì)大幅提升有機(jī)物降解效果。在有機(jī)質(zhì)腐熟速度加快同時(shí),廢棄物的穩(wěn)定性亦會(huì)得到明顯提升。