蚯蚓堆肥处理园林废弃物及其与牛粪的比较研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liujunqiang6455314
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着中国城市绿化的快速发展,园林废弃物的处置成为亟待解决的问题。蚯蚓堆肥是利用蚯蚓与微生物的协同作用,将有机废弃物进行快速有效的分解,并将其转化为优质肥料的一种方法。与其他有机废弃物的处理方法相比,蚯蚓堆肥具有简单易行,价格低廉,产物肥效高等特点。然而,在过去关于园林废弃物处理的研究中,更多是采用常规堆肥或将其作为添加剂与其他物料混合进行蚯蚓堆肥,而仅使用园林废弃物作为单一物料进行蚯蚓堆肥的研究鲜有报道。牛粪被认为是优秀的蚯蚓堆肥物料,已经进行了较为广泛的研究。本文通过蚯蚓堆肥技术处理园林废弃物,并与牛粪处理进行比较研究,探讨60天蚯蚓堆肥过程中园林废弃物及牛粪中理化性质的变化情况以及两种物料对蚯蚓生长与繁殖的影响;然后对蚯蚓堆肥产物的物理学性质进行表征,并探究其细菌群落结构的变化情况。最终明确了采用园林废弃物作为单一物料进行蚯蚓堆肥的可行性,并初步阐明了园林废弃物蚯蚓堆肥的机理及其与牛粪处理的异同,以期为蚯蚓堆肥处理园林废弃物以及蚯蚓堆肥产物的农业利用提供理论基础和技术支持。主要研究结果如下:(1)蚯蚓堆肥处理能够提高园林废弃物中p H和电导率(EC),加速有机质的矿化,使不溶性微粒转变为可溶性形态。60天堆肥处理后,园林废弃物的pH和EC分别是8.48和2.00 mS·cm-1。于此同时,蚯蚓堆肥过程能够增加园林废弃物中总氮、总磷、总钾以及有效磷、钾的百分含量,但园林废弃物中以上指标含量均低于牛粪。此外,蚯蚓的掘穴行为能够改善物料中的有氧条件,促进硝化作用,堆肥60天后的无机氮均有显著提高。以上结果表明,蚯蚓堆肥过程能够改善园林废弃物的理化性质、提高其营养价值,且堆肥产物的营养价值取决于原料的特性。虽然园林废弃物的堆肥产物在总养分和有效养分等方面均低于牛粪,但同样具备较高的土地利用价值。(2)园林废弃物堆肥过程中,未发现蚯蚓出现死亡或逃逸现象,蚯蚓的平均体质量在前40天维持在0.4 g左右,第60天时降至0.277 g。牛粪处理组中,蚯蚓存活率表现出缓慢下降的趋势,最终维持在56.7%左右,平均体质量则呈现先上升后下降的规律。两种物料中蚯蚓的产茧量均随处理时间先增加后下降,第30天达到峰值。其中,第30天时园林废弃物中产茧量在200个左右,而牛粪中产茧量更高为265个,呈显著差异。蚯蚓的生物学参数表明园林废弃物同样适宜蚯蚓生长繁殖,蚯蚓堆肥技术处理园林废弃物具有可行性。理化性质中影响蚯蚓生长繁殖的主要因素是有机质、碳氮比、EC等指标。因此,对于物料中养分含量以及碳氮比、EC和pH适宜范围的控制对高效的堆肥过程有重要意义。(3)扫描电镜图像显示,原始物料中含有较大的片状和棒状结构,而堆肥产物中以上结构被剧烈破坏并降解成蓬松、颗粒状碎片物质。园林废弃物与牛粪一样,蚯蚓堆肥能有效地将紧密的物理结构降解成碎片化的多孔颗粒,提高其农业应用价值。比表面积分析表明,所有样品中的吸附-脱附等温线均属于Ⅲ型,是由松散的聚合物片状颗粒组成的狭缝状孔。虽然园林废弃物的表面积、孔体积和孔大小均小于牛粪,但蚯蚓堆肥过程同样能提高其表面积和孔隙度,使蚯蚓堆肥产物具有更好的持水能力。由热重分析可知,园林废弃物中由于芳香族化合物的增加,较牛粪存在更多耐热成分。此外,蚯蚓堆肥产物经热降解后的残留质量分数较原料更高,同时其质量损失速率的峰值强度降低,表明蚯蚓堆肥产物中易降解的化合物转变为更复杂的化合物,具有更高的稳定性。(4)蚯蚓堆肥能够增加细菌群落的丰富度和多样性。园林废弃物经过堆肥过程后具有更高的细菌群落丰富度,而牛粪具有更高的细菌群落多样性。在门水平上,占优势的类群主要是变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)。其中,变形菌门是相对丰度最高的门,且在园林废弃物中的占比远高于牛粪。堆肥结束后,在园林废弃物及牛粪中均观察到变形菌门的显著减少,酸杆菌门(Acidobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)相对丰度的增加。在属水平,两种物料以及堆肥前后的类群组成均差异较大,占优势的类群主要是异根瘤菌属(Allorhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、新鞘脂菌属(Novosphingobium)、黄杆菌属(Flavobacterium)、链霉菌属(Streptomyces)等为主。聚类分析表明,物料来源是影响细菌群落相似程度的主要影响因素,不同物料的蚯蚓堆肥产物在细菌群落结构上具有一定的相似性。此外,蚯蚓堆肥过程中物料理化性质显著影响着细菌群落结构的动态变化。
其他文献
大麦(Hordeum vulgare L.)是一种重要的谷类作物,许多国家都有种植,主要用来作为人类的食物、牲畜和酿造啤酒。大麦花序由三朵小花组成,包括一个中间小花和两个侧小花。根据侧小穗的育性大麦可分为三种常见的棱型花序。然而,大麦花序发育的分子机制还不清楚。为了更好地理解棱型决定机制,本研究采用了不同的方法对一个假定的大麦花序调节转录因子家族进行正向遗传学、反向遗传学和全基因组分析,来更好地了
目的探究乳铁蛋白(lactoferrin,LF)通过抑制肠上皮间质转化(epithelialmesenchymal transition,EMT)对新生大鼠坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis,NEC)模型的干预作用及其分子机制。方法1.评估LF通过抑制EMT对新生大鼠NEC模型的干预作用采用人工喂养联合缺氧及冷刺激方法构建新生Sprague-Dawley大鼠NEC
小苍兰(Freesia hybrida)是世界著名的球根花卉之一,花色丰富,花香袭人,是花卉市场上重要的切花,深受人们喜爱。花色作为小苍兰的重要表型性状,丰富的花色一直是小苍兰育种的重要目标。本文选择4个色系11个常见小苍兰品种为研究对象,首先测定所选品种花瓣表型数据,进而通过构建数字基因表达谱的和关键差异基因表达特征的研究,探讨小苍兰花色苷合成的生理分子机理,为后续揭示小苍兰花色形成的机制奠定基
丁香假单胞菌猕猴桃致病变种(Pseudomonas syringae pv.actinidiae,Psa)是猕猴桃细菌性溃疡病的致病菌,主要流行株为三型Psa(biovar 3),由于缺乏有效的防治措施,猕猴桃细菌性溃疡病已成为世界性难题。试验取样过程中发现部分猕猴桃细菌性溃疡病的猕猴桃抗性栽培品种疑似出现溃疡病症状,其原因是否与Psa出现新的变异有关尚不清楚。因此,明确Psa的群体结构,探究其致
水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)侵染水稻,引起水稻白叶枯病(bacterial leaf blight,BLB)。Xoo主要依赖于III型分泌系统(Type III secretion system,T3SS)将效应蛋白(T3SS effectors,T3SEs)分泌到寄主细胞中,引起水稻的抗(感)病。T3SS由成簇的hrp基因编码,Hrp G和H
作为学习型政党,中国共产党依靠学习走到今天,也必然依靠学习走向未来。党委(党组)中心组学习是党内一项重要的学习制度,为确保各级党委(党组)中心组认真学习掌握习近平新时代中国特色社会主义思想,切实提高理论水平,学得深入、学得透彻,更好指导实践工作,扎赉特旗积极探索中心组学习方法,不断丰富各级党委(党组)中心组学习形式,在提高学习积极性、提升学习效率、拓宽学习知识广度等方面起到了良好的促进作用。
期刊
农业机械装备是《中国制造2025》中所提出重点发展的十大领域之一,现代农业建设进程的提速以及农产品市场竞争力的提高,都依托于农业机械装备的发展。而丘陵山地拖拉机姿态主动调整技术是农机装备智能化研究的重要内容。本文以传统的轮式丘陵山地扭腰拖拉机为基础实验平台,实现姿态主动调整系统,并对控制系统、姿态主动调整控制算法和车载管理系统等方面进行了深入研究。主要研究内容如下:(1)实现了丘陵山地拖拉机姿态主
我国云南的喀斯特区域地处南亚热带高原季风气候区,植物生长季内气候温度波动范围小,但降水分布存在显著时空差异,干旱是影响该地区植物生长的重要限制因子。未来该地区的气候变化将包含更大的降水变异性,显著影响该地区的降水量和分布格局,因而研究该地区土壤和植物的特点以及对未来水分变异的响应具有重要意义。本次实验样地位于云南省红河州建水县的典型喀斯特区域内,该地区植被群落结构以灌-草为主。自2017年4月开始
目的:先天性主动脉瓣狭窄(aortic valve stenosis,AS)是较为常见的先天性心脏病,治疗包括外科瓣叶成形术(Surgical aortic valvuloplasty,SAV),还有内科的导管介入球囊扩张术(balloon aortic valvuloplasty,BAV)。非重度的AS患儿预后较好,对于严重的主动脉瓣狭窄患儿,治疗可能是伴随终生的。一部分瓣膜发育严重不良的患儿避
目的软骨发育不全(Achondroplasia,ACH)患儿并发脑积水的处理方法目前尚无统一标准,结合我们的病例探讨来阐明软骨发育不全患儿神经系统形态学特点及软骨发育不全患儿并发脑积水的治疗策略。方法回顾性分析2015年5月至2019年9月采用不同手术方式治疗的ACH并发脑积水的患儿共6名,其中男童2名,女童4名,年龄7个月至6岁,平均年龄2岁11月。其中5名患儿采用脑室腹腔分流术,1名患儿采用后