蚯蚓堆肥中5%生物炭的添加促进了蚯蚓活性

  • 在蚯蚓堆肥过程中,生物炭的添加同时对蚯蚓产生正效应和负效应。
  • 5%生物炭的添加促进了蚯蚓活性,轻微增加了N2O排放,但显著改善了蚯蚓堆肥产品质量。
  • 高量生物炭的添加抑制了蚯蚓活性,降低了蚯蚓堆肥质量,并不适宜在蚯蚓堆肥中使用。

 

施用生物炭已被广泛用来降低大田土壤N2O排放,也逐渐成为抑制蚯蚓堆肥过程中N2O产生的潜在方法之一。然而,过量生物炭的加入可能会抑制蚯蚓的活性。

 

 

因此,明确最佳添加量,是生物炭在蚯蚓堆肥中利用的关键。本研究比较了不同量生物炭添加(0、5、10、15、20和25%)对蚯蚓堆肥过程中N2O排放、蚯蚓(Eisenia fetida)活性及蚯蚓堆肥质量的影响。结果显示,相比未添加生物炭的处理,5%生物炭添加显著增加了蚯蚓总生物量(由177.5 g/盆增加至202.2 g/盆),刺激了蚯蚓挖掘活性(掘穴像素点占比由47.0%增加至52.2%)。

蚯蚓活性的提高加速了蚯蚓堆肥过程,获得了更好的堆肥产品质量,包括最高的总养分含量(5.38 %)和显著高于其它处理的种子发芽率(88 %)。虽然5%生物炭的添加也在一定程度上增加了N2O排放,但与未添加生物炭的处理相比并无显著差异。相反,20和25%的生物炭添加虽然降低了N2O排放,但同时也显著降低了堆肥质量。因此,5%是蚯蚓堆肥中较为适宜的生物炭添加量。

结论:

相比未添加生物炭的处理,低剂量(5、10和15%)生物炭添加的处理增加了蚯蚓生物量,促进了蚯蚓挖掘活性;高剂量(20和25%)生物炭的添加抑制了蚯蚓活性。

无论生物炭添加量多少,均显著改变了新鲜蚯蚓粪中的硝化反硝化功能基因数量。

5%生物炭添加产生了更多的N2O排放,但并未与未添加生物炭的处理产生显著差异。

5%是蚯蚓堆肥中较为适宜的生物炭添加量,能够显著提升堆肥产品总养分含量及种子发芽率。

 

华中农业大学 伍玉鹏

华中农业大学副教授,主要从事蚯蚓生态学相关研究,关注蚯蚓活动下的土壤C、N循环、蚯蚓堆肥技术及蚯蚓堆肥相产品深加工研究。近年来承担国家自然科学基金、国家重点研发项目子课题十余项,在Biochar、Journal of Cleaner Production、Environmental Pollution等期刊来发表学术论文70余篇,授权专利6项。

论文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s42773-022-00203-9

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