农业环境科学学报!##.&!*/*0：%11-%$*!"#$%&’"()*$"+,%-.$"%/0%123.0%30
蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响
李辉信，胡
锋，仓
龙，陈庆青，何
锋
（南京农业大学资源与环境科学学院，江苏南京!"##$%）
摘要：在最适的湿度和接种密度条件下，室内接种赤子爱胜蚓处理未腐熟牛粪，同时以不接种蚯蚓的未腐熟牛粪和自
然堆制的腐熟牛粪为对照，研究了蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响。结果表明，赤子爱胜蚓处理显著增加了未腐熟牛粪中矿质氮和速效磷的含量，提高了碱性磷酸酶的活性，降低了微生物量碳、氮的含量和脲酶的活性&对蔗糖酶活性无显著影响。赤子爱胜蚓处理的牛粪中细菌在短期内（"%’内）数量显著增加，真菌和放线菌的数量变化不明显。蚯蚓处理产物与自然堆制的腐熟牛粪对照相比较，矿质氮和速效钾要高于腐熟牛粪，但速效磷无显著差异；微生物量碳氮和酶活性均显著高于自然腐熟牛粪；细菌、真菌和放线菌的数量也高于自然腐熟牛粪，但波动较大。关键词：蚯蚓堆制处理；赤子爱胜蚓；牛粪中图分类号：()"*
文献标识码：+
文章编号：",)!-!#.*/!##.0#*-#%11-#,
!""#$%&"’#()*$&)+&,%*-.&-/01(1$%#(*,%*$,&"/1%%2#31-4(#
234567869，4:;+?@2A9=，>4B?C69=7D69=，4B;
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56,%(1$%STRKIKJNAMUKIK9’?K9’NR
随着农业集约化生产的快速推进，农业废弃物尤其是畜禽粪越来越多。对于这些农业废弃物的处理方法也在不断发展。有机废弃物的蚯蚓堆制处理
（L
收稿日期S!##*-"#-!#
（a2!####*"）；江苏省农业厅三基金项目：江苏省科技厅农业开发计划
（O/#"0..）项工程项目
（"$,.—）作者简介S李辉信，男，江西吉安人，博士，副教授，主要研究方向为土壤生态和农业生态。B-MK6ESR56869E6b9PK5X
选择和处理条件的探索上，而且研究比较粗放。对于蚯蚓处理后有机废弃物理化性质的变化缺乏系统和有效的研究，而这些研究对于蚯蚓处理后有机物料的农肥化有着重要的意义。
第$%卷第%期
农业环境科学学报
!"#
&材料与方法
&’&供试材料
（)*+,-*./0,1*2.）供试蚯蚓(赤子爱胜蚓3由南京江宁区秣陵镇农村生态实验站提供。（用45表示）供试物料(未腐熟牛粪取自南京农
业大学的牧场，将新鲜牛粪从牧场取回风干，挑除杂备用。腐熟牛质，将大块捻碎并过!66孔径的筛子，
（用4&表示）粪是利用上述新鲜牛粪进行自然堆制$个月，腐熟后取回风干，碾碎过!66孔径的筛子，备用。供试牛粪的基本化学性质见表&。&’$试验设计及采样
表&供试牛粪的基本化学性质
7.89,&:.+*;;0=,>1*,+0/1,+1?2*,2
物料454&
=R"’%"#’5B
有机碳OD・KDG&
$&!’F5%%5’!J
全氮OD・KDG&
&5’F!&F’#J
全磷OD・KDG&
!’#F&$’B&
全钾OD・KDG&
$’!#!’$F
碳O氮$5’$&#’!
以未腐熟牛粪（45）为培养基质，接种赤子爱胜蚓。以不接种蚯蚓的未腐熟牛粪和腐熟牛粪为对照，对照处理为%个重复，分别用45@A，接种4&@A表示；蚯蚓处理为B个重复，用45C)表示。
试验采用上口直径为&";6、下底直径为&5;6、高&!;6、底部有透水孔的塑料钵，底部放有纱网防
止蚯蚓逃逸。每钵放物料&55（，接种蚓重D风干重）为$B5E$F56D・条G&，每钵接种"条H&$I，总生物量在接种后在钵口蒙上细纱布防逃。试验期间每$D左右，
隔%2浇&次水，未腐熟牛粪水分含量控制为J55D・
腐熟牛粪水分含量控制为F!5D・KDG&，温度控KDG&，制在$5LH&$I。
分别在接种蚯蚓&!、采样分B次，%5、B!和F52后进行。取样时将钵中的样品缓慢倒出，仔细挑出其中的成蚓、蚓茧和幼蚓，对成蚓进行计数和称重，对蚓茧和幼蚓进行计数，并对蚯蚓的生长和繁殖等指标进行计算和统计分析。将处理后的物料混匀，装入透气的聚乙烯袋中密封，放入BL的冰箱中保存。鲜样测定项目包括硝态氮、铵态氮，脲酶、蔗糖酶、磷酸酶，微生物量碳、氮，细菌、真菌、放线菌数量，干样测定项目包括速效磷、速效钾。
繁殖的测试方法H"I&’%蚯蚓生长、
日增重倍数(M处理一定天数后蚯蚓总重量G初始蚓重NOM初始蚓重P处理天数N
日增殖倍数(M处理一定天数后蚯蚓总条数G初始蚯蚓条数NOM初始蚯蚓条数P处理天数N
式中蚯蚓总条数包括成蚓数、幼蚓数和蚓茧数，每个蚓茧按&条蚯蚓计算，处理时间以2计，蚓重以D计。
&’B样品分析方法
H&%I
（固体稀释法）&’B’&有机碳的测定
称取 万5’方数据!55D过$5目的风干样和灼烧土B’!55
混合均匀。从混合样中称取5’&555E5’&&55D放D，
入到硬质玻璃管中，硫A$@>QBGR$SQB外加热氧化法，酸亚铁回滴，邻啡罗啉作指示剂。&’B’$=R值的测定H&%E&BI
水与样品质量比为&5T&。=R计测定，全磷、全钾的测定&’B’%全氮、
采用常规方法H&!I。
&’B’B速效养分的测定
硝态氮、铵态氮取鲜样测定，用5’5!609・UG&硫酸提取，速效磷用干样测V-GW,SQB还原蒸馏法H&BI；定，钒钼黄比色法；速效5’!609・UG&碳酸氢钠浸提，钾用&609・UG&乙酸铵浸提原子吸收法测定H&%I。&’B’!微生物量碳氮的测定
取鲜样测定，氯仿熏蒸—5’!609・UG&A$SQB浸提法。其中，微生物量碳用氧化滴定法，即提取液在酸化条件下，用重铬酸钾氧化，硫酸亚铁回滴，邻啡罗啉作为指示剂；微生物量氮采用提取液全氮消化，凯氏蒸馏法。
&’B’F酶活性的测定H&#I
用鲜样测定，脲酶G氧化镁蒸馏法；碱性磷酸酶G磷酸苯二钠比色法；蔗糖酶G%，!G二硝基水杨酸比色法。
$结果与讨论
$’&蚯蚓堆制处理中赤子爱胜蚓的生长和繁殖特性分析
由于在利用蚯蚓处理有机废弃物时，蚯蚓的生长和繁殖直接影响到处理效果，因而有必要对蚯蚓的生长和繁殖进行统计，表$即为统计结果。
表$的数据表明，随着培养时间的延长，赤子爱胜蚓在培养%52后其日增重倍数和平均个体重就达到最大，即从刚投放时的平均个体重5’$!D达到
!"#李辉信等：蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响
表$未腐熟牛粪中赤子爱胜蚓的生长和繁殖情况
’()*+$,-./01(23-+4-.35607.2.897:+27(8.+073(72526.;4.:0+36(00*+;(25-+
处理时间Q3
D!?#%!&#
日增重倍数#
平均个体重QA#
$##%年&月
日增殖倍数#
（!!#:法，下同。
#
降并逐渐平稳。蚯蚓的繁殖在培养D!3后即已开始，在第%!3达到最强，此时日增殖倍数达到最大（#
$
从表?的数据可以看出，赤子爱胜蚓对未腐熟牛粪中氮素的矿化作用非常明显。在处理D!3后，赤子爱胜蚓通过对未腐熟牛粪的吞噬和消化，将未腐熟牛粪中的有机氮迅速转化为铵态氮，铵态氮的数值远高于未腐熟牛粪对照（I#JK），这说明蚯蚓处理加快了未腐熟牛粪中的氮素转化。在随后的%!3时间内，铵态氮的值迅速降低，与I#JK基本持平，说明蚯蚓处理所产生的铵态氮在好氧的条件下转化成了硝态氮。表?中硝态氮的含量迅速增加证实了蚯蚓处理产生的铵态氮向硝态氮方向转化。在蚯蚓处理D!3时硝态氮的值比I#JK还低，但在随后的时间内，硝态氮的值迅速上升，达到了I#JK的DL$倍，在处理
随后有所下降并趋于稳%!3后硝态氮的值达到高峰，
（I#M9）定。以上的分析显示蚯蚓处理显著提高了未腐熟牛粪中氮素的矿化，并且可能还增强了氨化细菌和硝化细菌的活性N$#L$DO。蚯蚓处理D!3时，物料的硝态氮值比I#JK还低，可能的原因尚不清楚。是否是
蚯蚓对硝态氮的利用导致了硝态氮的减少，还有待于进一步的研究。
蚯蚓处理后的物料与自然腐熟牛粪对照（IDJK）相比，铵态氮在蚯蚓处理初期显著高于IDJK，到处理后期开始逐渐与IDJK接近，时各处理铵态氮的值为I#JKPI#M9PIDJK。蚯蚓处理后硝态氮的
值迅速升高，从?#3开始就显著高于IDJK，到%!3、达到了IDJK的?L!倍。从矿质氮的总量来看，蚯蚓处理后的物料矿质氮含量在处理D!3时与IDJK持平，到%!3、?#3时显著高于IDJK，则达到了
这表明蚯蚓堆制处理产物氮素的有IDJK的$L?倍，
效性要显著优于传统堆制产品。
蚯蚓处理未腐熟牛粪的结果分析表明，蚯蚓处理可以明显加快未腐熟牛粪中有机氮的矿化，显著提高矿质氮的含量。未腐熟牛粪经蚯蚓处理后的物料中矿质氮含量显著高于自然腐熟牛粪中的矿质氮含量，这主要是由于传统的高温堆制会损失一定量的氮素，而蚯蚓堆制处理会显著减少氮素的损失。以上分析表明蚯蚓堆制处理不仅能提高氮素的矿化效率，同时也能减少氮素的损失，说明蚯蚓堆制处理对氮素的矿化和保持具有一定的优越性。
$
从表%的数据可以看出，蚯蚓处理未腐熟牛粪后，物料中的速效磷含量均比I#JK要高，且有显著性差异。这是因为磷素和氮素一样，它们的很大一部分处于有机化合状态，在蚯蚓处理过程中，蚯蚓和微
表?赤子爱胜蚓处理对牛粪矿质氮的影响@;A・BACDE
’()*+?988+60.8F+-;76.;4.:072A.2;72+-(*270-.A+2.86(00*+;(25-+@;A・BACDE
处理I#JKI#M9IDJK
铵态氮
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硝态氮
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矿质氮
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第$%卷第%期
农业环境科学学报
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表>赤子爱胜蚓处理对牛粪速效磷和速效钾的影响K2(・L(M#N
O768+>,--+./0-1+*2’.02304/’5(05717’8768+3D043D7/+75?30/744’)20-.7//8+275)*+K2(・L(M#N
处理:@9;:#9;
速效磷
#!?$AG#B#H"IB%6
%@?$%G"B@H!GB>.$A#AB$H$"BI6
>!?$!#GBGH!AB$6$G$%BGH!"B!7
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速效钾
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生物的联合作用加快了有机物质的分解，从而促进了未腐熟牛粪中磷的矿化。但与:#9;相比，蚯蚓处理后的速效磷含量虽有增加的趋势，但无显著性差异，没有提高未腐熟牛粪的微生物量碳、氮，反而降低了
（#""!）其中的微生物量碳、氮，这与C+18’+(D+*E的研究相似。
这表明蚯蚓处理对磷的矿化仅达到了传统堆制的效果。
一般来讲，在植物残茬中，钾并不像氮和磷一样紧密地结合于有机化合物中，因而对钾的释放来说，比起那些被结合的氮和磷的矿质化过程来，微生物的分解并不起主要作用，但在植物残茬的分解过程中仍然会有一部分钾在微生物的作用下释放出来的数据表明，接种蚯蚓处理#!?时牛粪中速效钾含量显著高于:@9;，%@?处理持平，到>!?、A@?时其含量低于:@9;。这个现象表明在蚯蚓处理初期蚯蚓和微生物的联合作用使植物残茬的一部分钾释放出来，从而使其值高于:@9;；到处理中后期速效钾的值逐渐减少，直至比:@9;要低，这可能是释放出的一部分钾重新被微生物固定利用。蚯蚓处理的速效钾含量在各个时期均高于:#9;，且差异显著，这可能是由于传统的堆制过程导致了钾素的损失。胡秀仁等
$B>接种蚯蚓对牛粪微生物量碳、
氮的影响蚯蚓与微生物的相互作用是一个非常复杂的过程，关于蚯蚓活动究竟是促进还是抑制微生物的活性一直没有定论
=
。蚯蚓处理有机废弃物时会影响有
机物料中微生物的数量和活性，进而影响有机物质的分解和有效养分的释放，而微生物量既是土壤有效养分的供应源又是储存库，因此明确蚯蚓对微生物量的影响对于确定蚯蚓堆制处理的效果，明确其机制具有重要意义。
从图#可以看出，未腐熟牛粪经蚯蚓处理后，其微生物量碳的值比:@9;低，且除了#!?的处理没有显著性差异外，其余均有显著性差异。图$微生物量氮的数值也有同样的趋势，经过蚯蚓处理的未腐熟牛粪的微生物量氮也比万
方数据:@9;低。这说明蚯蚓处理不仅从图#、图$还可以看出，自然腐熟牛粪对照处理的微生物量碳、氮均比未腐熟牛粪和蚯蚓处理后的牛粪要低。这表明随着堆制过程的进行，微生物量碳、氮总是呈下降趋势，无论是蚯蚓堆制还是传统堆制都呈现这一趋势。微生物量碳、氮的变化可能是因为蚯蚓处理促进了被微生物固持的养分的释放和牛粪中微生物群体的年轻化，增强了微生物的代谢商和活性
，也就是说蚯蚓处理虽然降低了总微生物量碳、
氮，但却可能提高了活性的微生物量碳、氮。
图#赤子爱胜蚓处理对牛粪微生物量碳的影响&’()*+#,--+./0-1+*2’.02304/’5(052’.*06’786’027449
0-.7//8+275)*+
图$赤子爱胜蚓处理对牛粪微生物量氮的影响&’()*+$,--+./0-1+*2’.02304/’5(052’.*06’786’02744:
0-.7//8+275)*+
$B!接种蚯蚓对牛粪中微生物数量的影响
从表!的数据可以看出，未腐熟牛粪经蚯蚓处理后与:@9;比较，细菌的数量有一个先快速增加，再围绕对照上下波动，最后与对照持平的过程。有关研究表明
（
!"#李辉信等：蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响表!赤子爱胜蚓处理对牛粪中三大类菌的影响
:;!2??>@AB?C>D4E@B4FBGAEH5BHA8>HK4DGB?DE;/?KH5E;H’;@AEHB4J@>GB?@;AA=>4;HKD>
#$$%年&月
处理+$,-+$12+),-
细菌OP)$0・57)
)!’LM)..M$#M#
L$’!M))ML&M)
%!’"M")#M$%M#
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真菌OP)$#・57)L$’)M.)ML!M0
%!’0&ML!$M!#$M0
&$’#$M%0M0"M#
)!’"M."M&LM)
放线菌OP)$&・57)
L$’#M!)M")M0
%!’#M))$M#!M#
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蚯蚓处理后牛粪中的细菌数量会增加更多，而且增加持续的时间也更长。结果显示接种蚯蚓处理)!’时，细菌数量是对照的#$倍。但随着时间的延长，最终恢复到对照的水平。蚯蚓处理后牛粪中的真菌数量比对
照低，这可能是蚯蚓的活动（例如蚯蚓对真菌的吞食等）引起的(#&/#.*。放线菌的数量在蚯蚓处理前后没有
，明显的变化（除%!’处理时间有一个显著的提高）这说明蚯蚓处理对未腐熟牛粪中的放线菌数量没有显著影响。
+),-与+$,-和+$12处理的微生物数量相
比，三大微生物种群虽然时有波动，但总体来说其细这说菌、真菌、放线菌的数量均比+$,-和+$12低。
明传统堆制使得牛粪中的微生物数量呈下降趋势，而蚯蚓处理相比之下虽然对真菌和放线菌无显著的促
（)!’）进作用，但却对细菌数量有一个短期的显著促进作用，这对提高蚯蚓处理后物料的生物学活性很有意义。
#M&接种蚯蚓对牛粪中酶活性的影响
一般认为土壤中的酶大部分来自微生物，但土壤动物和植物对土壤酶活性也有非常大的贡献，这已为很多研究所证实()/)"/#$/#0*。本文着重考查参与碳、氮、磷循环的L种重要酶活性（蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶）在牛粪的蚯蚓堆制过程中的变化。
与+$,-相比，未腐熟牛从表&的数据可以看出，
表&赤子爱胜蚓处理对牛粪中酶活性的影响345・657)・87)9
:;&2??>@AB?C>D4E@B4FBGAEH5BHA8>>HIJ4>;@AECEAJB?@;AA=>4;HKD>345・657)・87)9
处理+$,-+$12+),-脲酶
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蔗糖酶L$’$ML!0N$M$$0;$ML!LN$M$$L;$M$0!N$M$$0
%!’$ML&.N$M$#$;$ML00N$M$$0;$M$0#N$M$$)
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磷酸酶L$’)"M0#N$M$.;#)M%0N$MLL;)LML)N$M#"
%!’)"M%)N$M&"
&$’)"M%&N$ML.
粪经过蚯蚓处理后脲酶显著降低，至第%!，&$’脲酶的值趋于稳定，说明蚯蚓处理降低了未腐熟牛粪中脲酶的活性。虽然蚯蚓处理后脲酶活性降低，但与土壤中的脲酶活性相比仍然较高，而脲酶是一种专性较强的酶，土壤中脲酶活性过高或过低均是尿素氮损失的原因之一，脲酶活性过高会加速尿素的分解，而当脲酶活性过低时对于渗透性强的土壤施用尿素会导致氮素的大量淋失
()"*
著高于对照，这可能是蚯蚓的分泌作用或蚯蚓与微生物的联合作用所造成的(#./#0*。碱性磷酸酶活性的提高显然有利于提高蚯蚓处理产物作为有机生物肥料的品质，这也是传统堆制所无法达到的效果。表&的数据还表明，+$,-和+$12中的碱性磷酸酶活性均比且差异显著，这说明传统的堆制方法会降+),-中高，
低物料中的碱性磷酸酶活性。
蔗糖酶活性能够反映土壤的呼吸强度，其酶促产物———葡萄糖是植物、微生物的营养源。从表&中蔗糖酶的数据来看，未腐熟牛粪经蚯蚓处理后蔗糖酶活性呈现先降低后升高的趋势，但与+$,-差异不显著。然而，+$,-和+$12处理中蔗糖酶活性要显著高于+),-中的蔗糖酶活性，这同样说明了传统堆制会显著降低蔗糖酶的活性，从而降低堆制后物料的生物活性。上述分析表明，蚯蚓处理降低了未腐熟牛粪中
，因此从这个角度来看蚯蚓处理
后未腐熟牛粪中脲酶活性的降低也可以看作是一种有利的变化。与+),-比较，未腐熟牛粪无论是否经过蚯蚓处理，其脲酶活性都要显著高于自然腐熟牛粪，这表明蚯蚓处理和传统堆肥方法均会降低物料的脲酶活性，但传统堆制的方法尤为明显。
未腐熟牛粪经蚯蚓处理后，碱性磷酸酶的值均比对照高，特别是%!，&$’处理的碱性磷酸酶活性要显万方数据
第$#卷第#期
农业环境科学学报
龙，李辉信，胡
!"#
锋，等1赤子爱胜蚓处理畜禽粪的最适湿度
脲酶的活性，提高了碱性磷酸酶的活性，对蔗糖酶活性无显著影响。蚯蚓处理虽然降低了未腐熟牛粪中脲酶的活性，但仍高于%&’(中的脲酶活性；蚯蚓处理的未腐熟牛粪中碱性磷酸酶活性为%&’(中磷酸酶
活性的&倍多，而蔗糖酶的活性则达到了#)*倍。这些结果都说明蚯蚓堆制处理后物料的酶活性要远优于传统的高温堆制处理，由此可见蚯蚓堆制处理是一种很有前途的有机废弃物的处理方法。
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37645,J-1%#"$"&’3618+/.#$#.’"8!"#$，&"GG，!W*X：*$H**1
蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
李辉信， 胡锋， 仓龙， 陈庆青， 何锋
南京农业大学资源与环境科学学院,江苏,南京,210095农业环境科学学报
JOURNAL OF AGRO-ENVIRONMENT SCIENCE2004,23(3)24次
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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_nyhjbh200403039.aspx
农业环境科学学报!##.&!*/*0：%11-%$*!"#$%&’"()*$"+,%-.$"%/0%123.0%30
蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响
李辉信，胡
锋，仓
龙，陈庆青，何
锋
（南京农业大学资源与环境科学学院，江苏南京!"##$%）
摘要：在最适的湿度和接种密度条件下，室内接种赤子爱胜蚓处理未腐熟牛粪，同时以不接种蚯蚓的未腐熟牛粪和自
然堆制的腐熟牛粪为对照，研究了蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响。结果表明，赤子爱胜蚓处理显著增加了未腐熟牛粪中矿质氮和速效磷的含量，提高了碱性磷酸酶的活性，降低了微生物量碳、氮的含量和脲酶的活性&对蔗糖酶活性无显著影响。赤子爱胜蚓处理的牛粪中细菌在短期内（"%’内）数量显著增加，真菌和放线菌的数量变化不明显。蚯蚓处理产物与自然堆制的腐熟牛粪对照相比较，矿质氮和速效钾要高于腐熟牛粪，但速效磷无显著差异；微生物量碳氮和酶活性均显著高于自然腐熟牛粪；细菌、真菌和放线菌的数量也高于自然腐熟牛粪，但波动较大。关键词：蚯蚓堆制处理；赤子爱胜蚓；牛粪中图分类号：()"*
文献标识码：+
文章编号：",)!-!#.*/!##.0#*-#%11-#,
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56,%(1$%STRKIKJNAMUKIK9’?K9’NR
随着农业集约化生产的快速推进，农业废弃物尤其是畜禽粪越来越多。对于这些农业废弃物的处理方法也在不断发展。有机废弃物的蚯蚓堆制处理
（L
收稿日期S!##*-"#-!#
（a2!####*"）；江苏省农业厅三基金项目：江苏省科技厅农业开发计划
（O/#"0..）项工程项目
（"$,.—）作者简介S李辉信，男，江西吉安人，博士，副教授，主要研究方向为土壤生态和农业生态。B-MK6ESR56869E6b9PK5X
选择和处理条件的探索上，而且研究比较粗放。对于蚯蚓处理后有机废弃物理化性质的变化缺乏系统和有效的研究，而这些研究对于蚯蚓处理后有机物料的农肥化有着重要的意义。
第$%卷第%期
农业环境科学学报
!"#
&材料与方法
&’&供试材料
（)*+,-*./0,1*2.）供试蚯蚓(赤子爱胜蚓3由南京江宁区秣陵镇农村生态实验站提供。（用45表示）供试物料(未腐熟牛粪取自南京农
业大学的牧场，将新鲜牛粪从牧场取回风干，挑除杂备用。腐熟牛质，将大块捻碎并过!66孔径的筛子，
（用4&表示）粪是利用上述新鲜牛粪进行自然堆制$个月，腐熟后取回风干，碾碎过!66孔径的筛子，备用。供试牛粪的基本化学性质见表&。&’$试验设计及采样
表&供试牛粪的基本化学性质
7.89,&:.+*;;0=,>1*,+0/1,+1?2*,2
物料454&
=R"’%"#’5B
有机碳OD・KDG&
$&!’F5%%5’!J
全氮OD・KDG&
&5’F!&F’#J
全磷OD・KDG&
!’#F&$’B&
全钾OD・KDG&
$’!#!’$F
碳O氮$5’$&#’!
以未腐熟牛粪（45）为培养基质，接种赤子爱胜蚓。以不接种蚯蚓的未腐熟牛粪和腐熟牛粪为对照，对照处理为%个重复，分别用45@A，接种4&@A表示；蚯蚓处理为B个重复，用45C)表示。
试验采用上口直径为&";6、下底直径为&5;6、高&!;6、底部有透水孔的塑料钵，底部放有纱网防
止蚯蚓逃逸。每钵放物料&55（，接种蚓重D风干重）为$B5E$F56D・条G&，每钵接种"条H&$I，总生物量在接种后在钵口蒙上细纱布防逃。试验期间每$D左右，
隔%2浇&次水，未腐熟牛粪水分含量控制为J55D・
腐熟牛粪水分含量控制为F!5D・KDG&，温度控KDG&，制在$5LH&$I。
分别在接种蚯蚓&!、采样分B次，%5、B!和F52后进行。取样时将钵中的样品缓慢倒出，仔细挑出其中的成蚓、蚓茧和幼蚓，对成蚓进行计数和称重，对蚓茧和幼蚓进行计数，并对蚯蚓的生长和繁殖等指标进行计算和统计分析。将处理后的物料混匀，装入透气的聚乙烯袋中密封，放入BL的冰箱中保存。鲜样测定项目包括硝态氮、铵态氮，脲酶、蔗糖酶、磷酸酶，微生物量碳、氮，细菌、真菌、放线菌数量，干样测定项目包括速效磷、速效钾。
繁殖的测试方法H"I&’%蚯蚓生长、
日增重倍数(M处理一定天数后蚯蚓总重量G初始蚓重NOM初始蚓重P处理天数N
日增殖倍数(M处理一定天数后蚯蚓总条数G初始蚯蚓条数NOM初始蚯蚓条数P处理天数N
式中蚯蚓总条数包括成蚓数、幼蚓数和蚓茧数，每个蚓茧按&条蚯蚓计算，处理时间以2计，蚓重以D计。
&’B样品分析方法
H&%I
（固体稀释法）&’B’&有机碳的测定
称取 万5’方数据!55D过$5目的风干样和灼烧土B’!55
混合均匀。从混合样中称取5’&555E5’&&55D放D，
入到硬质玻璃管中，硫A$@>QBGR$SQB外加热氧化法，酸亚铁回滴，邻啡罗啉作指示剂。&’B’$=R值的测定H&%E&BI
水与样品质量比为&5T&。=R计测定，全磷、全钾的测定&’B’%全氮、
采用常规方法H&!I。
&’B’B速效养分的测定
硝态氮、铵态氮取鲜样测定，用5’5!609・UG&硫酸提取，速效磷用干样测V-GW,SQB还原蒸馏法H&BI；定，钒钼黄比色法；速效5’!609・UG&碳酸氢钠浸提，钾用&609・UG&乙酸铵浸提原子吸收法测定H&%I。&’B’!微生物量碳氮的测定
取鲜样测定，氯仿熏蒸—5’!609・UG&A$SQB浸提法。其中，微生物量碳用氧化滴定法，即提取液在酸化条件下，用重铬酸钾氧化，硫酸亚铁回滴，邻啡罗啉作为指示剂；微生物量氮采用提取液全氮消化，凯氏蒸馏法。
&’B’F酶活性的测定H&#I
用鲜样测定，脲酶G氧化镁蒸馏法；碱性磷酸酶G磷酸苯二钠比色法；蔗糖酶G%，!G二硝基水杨酸比色法。
$结果与讨论
$’&蚯蚓堆制处理中赤子爱胜蚓的生长和繁殖特性分析
由于在利用蚯蚓处理有机废弃物时，蚯蚓的生长和繁殖直接影响到处理效果，因而有必要对蚯蚓的生长和繁殖进行统计，表$即为统计结果。
表$的数据表明，随着培养时间的延长，赤子爱胜蚓在培养%52后其日增重倍数和平均个体重就达到最大，即从刚投放时的平均个体重5’$!D达到
!"#李辉信等：蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响
表$未腐熟牛粪中赤子爱胜蚓的生长和繁殖情况
’()*+$,-./01(23-+4-.35607.2.897:+27(8.+073(72526.;4.:0+36(00*+;(25-+
处理时间Q3
D!?#%!&#
日增重倍数#
平均个体重QA#
$##%年&月
日增殖倍数#
（!!#:法，下同。
#
降并逐渐平稳。蚯蚓的繁殖在培养D!3后即已开始，在第%!3达到最强，此时日增殖倍数达到最大（#
$
从表?的数据可以看出，赤子爱胜蚓对未腐熟牛粪中氮素的矿化作用非常明显。在处理D!3后，赤子爱胜蚓通过对未腐熟牛粪的吞噬和消化，将未腐熟牛粪中的有机氮迅速转化为铵态氮，铵态氮的数值远高于未腐熟牛粪对照（I#JK），这说明蚯蚓处理加快了未腐熟牛粪中的氮素转化。在随后的%!3时间内，铵态氮的值迅速降低，与I#JK基本持平，说明蚯蚓处理所产生的铵态氮在好氧的条件下转化成了硝态氮。表?中硝态氮的含量迅速增加证实了蚯蚓处理产生的铵态氮向硝态氮方向转化。在蚯蚓处理D!3时硝态氮的值比I#JK还低，但在随后的时间内，硝态氮的值迅速上升，达到了I#JK的DL$倍，在处理
随后有所下降并趋于稳%!3后硝态氮的值达到高峰，
（I#M9）定。以上的分析显示蚯蚓处理显著提高了未腐熟牛粪中氮素的矿化，并且可能还增强了氨化细菌和硝化细菌的活性N$#L$DO。蚯蚓处理D!3时，物料的硝态氮值比I#JK还低，可能的原因尚不清楚。是否是
蚯蚓对硝态氮的利用导致了硝态氮的减少，还有待于进一步的研究。
蚯蚓处理后的物料与自然腐熟牛粪对照（IDJK）相比，铵态氮在蚯蚓处理初期显著高于IDJK，到处理后期开始逐渐与IDJK接近，时各处理铵态氮的值为I#JKPI#M9PIDJK。蚯蚓处理后硝态氮的
值迅速升高，从?#3开始就显著高于IDJK，到%!3、达到了IDJK的?L!倍。从矿质氮的总量来看，蚯蚓处理后的物料矿质氮含量在处理D!3时与IDJK持平，到%!3、?#3时显著高于IDJK，则达到了
这表明蚯蚓堆制处理产物氮素的有IDJK的$L?倍，
效性要显著优于传统堆制产品。
蚯蚓处理未腐熟牛粪的结果分析表明，蚯蚓处理可以明显加快未腐熟牛粪中有机氮的矿化，显著提高矿质氮的含量。未腐熟牛粪经蚯蚓处理后的物料中矿质氮含量显著高于自然腐熟牛粪中的矿质氮含量，这主要是由于传统的高温堆制会损失一定量的氮素，而蚯蚓堆制处理会显著减少氮素的损失。以上分析表明蚯蚓堆制处理不仅能提高氮素的矿化效率，同时也能减少氮素的损失，说明蚯蚓堆制处理对氮素的矿化和保持具有一定的优越性。
$
从表%的数据可以看出，蚯蚓处理未腐熟牛粪后，物料中的速效磷含量均比I#JK要高，且有显著性差异。这是因为磷素和氮素一样，它们的很大一部分处于有机化合状态，在蚯蚓处理过程中，蚯蚓和微
表?赤子爱胜蚓处理对牛粪矿质氮的影响@;A・BACDE
’()*+?988+60.8F+-;76.;4.:072A.2;72+-(*270-.A+2.86(00*+;(25-+@;A・BACDE
处理I#JKI#M9IDJK
铵态氮
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硝态氮
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D!3?D$
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矿质氮
%!3&D?
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第$%卷第%期
农业环境科学学报
!"#
表>赤子爱胜蚓处理对牛粪速效磷和速效钾的影响K2(・L(M#N
O768+>,--+./0-1+*2’.02304/’5(05717’8768+3D043D7/+75?30/744’)20-.7//8+275)*+K2(・L(M#N
处理:@9;:#9;
速效磷
#!?$AG#B#H"IB%6
%@?$%G"B@H!GB>.$A#AB$H$"BI6
>!?$!#GBGH!AB$6$G$%BGH!"B!7
A@?$!G%BIH"IB%6$"@GB$H#>GBI7
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速效钾
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:@J,%@G%B>H#I!BA7
$"""B@H#!#B$7$G%ABGH##GB>76$G$>BGH#GIB%7$G!AB%H#!>B!76
生物的联合作用加快了有机物质的分解，从而促进了未腐熟牛粪中磷的矿化。但与:#9;相比，蚯蚓处理后的速效磷含量虽有增加的趋势，但无显著性差异，没有提高未腐熟牛粪的微生物量碳、氮，反而降低了
（#""!）其中的微生物量碳、氮，这与C+18’+(D+*E的研究相似。
这表明蚯蚓处理对磷的矿化仅达到了传统堆制的效果。
一般来讲，在植物残茬中，钾并不像氮和磷一样紧密地结合于有机化合物中，因而对钾的释放来说，比起那些被结合的氮和磷的矿质化过程来，微生物的分解并不起主要作用，但在植物残茬的分解过程中仍然会有一部分钾在微生物的作用下释放出来的数据表明，接种蚯蚓处理#!?时牛粪中速效钾含量显著高于:@9;，%@?处理持平，到>!?、A@?时其含量低于:@9;。这个现象表明在蚯蚓处理初期蚯蚓和微生物的联合作用使植物残茬的一部分钾释放出来，从而使其值高于:@9;；到处理中后期速效钾的值逐渐减少，直至比:@9;要低，这可能是释放出的一部分钾重新被微生物固定利用。蚯蚓处理的速效钾含量在各个时期均高于:#9;，且差异显著，这可能是由于传统的堆制过程导致了钾素的损失。胡秀仁等
$B>接种蚯蚓对牛粪微生物量碳、
氮的影响蚯蚓与微生物的相互作用是一个非常复杂的过程，关于蚯蚓活动究竟是促进还是抑制微生物的活性一直没有定论
=
。蚯蚓处理有机废弃物时会影响有
机物料中微生物的数量和活性，进而影响有机物质的分解和有效养分的释放，而微生物量既是土壤有效养分的供应源又是储存库，因此明确蚯蚓对微生物量的影响对于确定蚯蚓堆制处理的效果，明确其机制具有重要意义。
从图#可以看出，未腐熟牛粪经蚯蚓处理后，其微生物量碳的值比:@9;低，且除了#!?的处理没有显著性差异外，其余均有显著性差异。图$微生物量氮的数值也有同样的趋势，经过蚯蚓处理的未腐熟牛粪的微生物量氮也比万
方数据:@9;低。这说明蚯蚓处理不仅从图#、图$还可以看出，自然腐熟牛粪对照处理的微生物量碳、氮均比未腐熟牛粪和蚯蚓处理后的牛粪要低。这表明随着堆制过程的进行，微生物量碳、氮总是呈下降趋势，无论是蚯蚓堆制还是传统堆制都呈现这一趋势。微生物量碳、氮的变化可能是因为蚯蚓处理促进了被微生物固持的养分的释放和牛粪中微生物群体的年轻化，增强了微生物的代谢商和活性
，也就是说蚯蚓处理虽然降低了总微生物量碳、
氮，但却可能提高了活性的微生物量碳、氮。
图#赤子爱胜蚓处理对牛粪微生物量碳的影响&’()*+#,--+./0-1+*2’.02304/’5(052’.*06’786’027449
0-.7//8+275)*+
图$赤子爱胜蚓处理对牛粪微生物量氮的影响&’()*+$,--+./0-1+*2’.02304/’5(052’.*06’786’02744:
0-.7//8+275)*+
$B!接种蚯蚓对牛粪中微生物数量的影响
从表!的数据可以看出，未腐熟牛粪经蚯蚓处理后与:@9;比较，细菌的数量有一个先快速增加，再围绕对照上下波动，最后与对照持平的过程。有关研究表明
（
!"#李辉信等：蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响表!赤子爱胜蚓处理对牛粪中三大类菌的影响
:;!2??>@AB?C>D4E@B4FBGAEH5BHA8>HK4DGB?DE;/?KH5E;H’;@AEHB4J@>GB?@;AA=>4;HKD>
#$$%年&月
处理+$,-+$12+),-
细菌OP)$0・57)
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真菌OP)$#・57)L$’)M.)ML!M0
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放线菌OP)$&・57)
L$’#M!)M")M0
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&$’0M!0M&&M$
蚯蚓处理后牛粪中的细菌数量会增加更多，而且增加持续的时间也更长。结果显示接种蚯蚓处理)!’时，细菌数量是对照的#$倍。但随着时间的延长，最终恢复到对照的水平。蚯蚓处理后牛粪中的真菌数量比对
照低，这可能是蚯蚓的活动（例如蚯蚓对真菌的吞食等）引起的(#&/#.*。放线菌的数量在蚯蚓处理前后没有
，明显的变化（除%!’处理时间有一个显著的提高）这说明蚯蚓处理对未腐熟牛粪中的放线菌数量没有显著影响。
+),-与+$,-和+$12处理的微生物数量相
比，三大微生物种群虽然时有波动，但总体来说其细这说菌、真菌、放线菌的数量均比+$,-和+$12低。
明传统堆制使得牛粪中的微生物数量呈下降趋势，而蚯蚓处理相比之下虽然对真菌和放线菌无显著的促
（)!’）进作用，但却对细菌数量有一个短期的显著促进作用，这对提高蚯蚓处理后物料的生物学活性很有意义。
#M&接种蚯蚓对牛粪中酶活性的影响
一般认为土壤中的酶大部分来自微生物，但土壤动物和植物对土壤酶活性也有非常大的贡献，这已为很多研究所证实()/)"/#$/#0*。本文着重考查参与碳、氮、磷循环的L种重要酶活性（蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶）在牛粪的蚯蚓堆制过程中的变化。
与+$,-相比，未腐熟牛从表&的数据可以看出，
表&赤子爱胜蚓处理对牛粪中酶活性的影响345・657)・87)9
:;&2??>@AB?C>D4E@B4FBGAEH5BHA8>>HIJ4>;@AECEAJB?@;AA=>4;HKD>345・657)・87)9
处理+$,-+$12+),-脲酶
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蔗糖酶L$’$ML!0N$M$$0;$ML!LN$M$$L;$M$0!N$M$$0
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粪经过蚯蚓处理后脲酶显著降低，至第%!，&$’脲酶的值趋于稳定，说明蚯蚓处理降低了未腐熟牛粪中脲酶的活性。虽然蚯蚓处理后脲酶活性降低，但与土壤中的脲酶活性相比仍然较高，而脲酶是一种专性较强的酶，土壤中脲酶活性过高或过低均是尿素氮损失的原因之一，脲酶活性过高会加速尿素的分解，而当脲酶活性过低时对于渗透性强的土壤施用尿素会导致氮素的大量淋失
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著高于对照，这可能是蚯蚓的分泌作用或蚯蚓与微生物的联合作用所造成的(#./#0*。碱性磷酸酶活性的提高显然有利于提高蚯蚓处理产物作为有机生物肥料的品质，这也是传统堆制所无法达到的效果。表&的数据还表明，+$,-和+$12中的碱性磷酸酶活性均比且差异显著，这说明传统的堆制方法会降+),-中高，
低物料中的碱性磷酸酶活性。
蔗糖酶活性能够反映土壤的呼吸强度，其酶促产物———葡萄糖是植物、微生物的营养源。从表&中蔗糖酶的数据来看，未腐熟牛粪经蚯蚓处理后蔗糖酶活性呈现先降低后升高的趋势，但与+$,-差异不显著。然而，+$,-和+$12处理中蔗糖酶活性要显著高于+),-中的蔗糖酶活性，这同样说明了传统堆制会显著降低蔗糖酶的活性，从而降低堆制后物料的生物活性。上述分析表明，蚯蚓处理降低了未腐熟牛粪中
，因此从这个角度来看蚯蚓处理
后未腐熟牛粪中脲酶活性的降低也可以看作是一种有利的变化。与+),-比较，未腐熟牛粪无论是否经过蚯蚓处理，其脲酶活性都要显著高于自然腐熟牛粪，这表明蚯蚓处理和传统堆肥方法均会降低物料的脲酶活性，但传统堆制的方法尤为明显。
未腐熟牛粪经蚯蚓处理后，碱性磷酸酶的值均比对照高，特别是%!，&$’处理的碱性磷酸酶活性要显万方数据
第$#卷第#期
农业环境科学学报
龙，李辉信，胡
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脲酶的活性，提高了碱性磷酸酶的活性，对蔗糖酶活性无显著影响。蚯蚓处理虽然降低了未腐熟牛粪中脲酶的活性，但仍高于%&’(中的脲酶活性；蚯蚓处理的未腐熟牛粪中碱性磷酸酶活性为%&’(中磷酸酶
活性的&倍多，而蔗糖酶的活性则达到了#)*倍。这些结果都说明蚯蚓堆制处理后物料的酶活性要远优于传统的高温堆制处理，由此可见蚯蚓堆制处理是一种很有前途的有机废弃物的处理方法。
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蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
李辉信， 胡锋， 仓龙， 陈庆青， 何锋
南京农业大学资源与环境科学学院,江苏,南京,210095农业环境科学学报
JOURNAL OF AGRO-ENVIRONMENT SCIENCE2004,23(3)24次
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