牛粪在蚯蚓对其加工过程中的生理生化的改变以及对幼苗生长的影响.doc

外 文 翻 译题 目： 牛粪在蚯蚓对其加工过程中的生理生化的改变以及对幼苗生长的影响 牛粪在蚯蚓对其加工过程中的生理生化的改变以及对幼苗生长的影响Rola M，Atiyeh，Jorge Dominguez,Scott Subler和Clive A.Edwards摘要：在受控实验室条件下，新鲜牛粪经爱胜蚓属蚯蚓生化作用的生化变化被测量了四个月时间。蚯蚓被引入到四个塑料容器（0.4×0.27×0.15米）中，其中有新鲜牛粪（2500克）。有四个集装箱的粪便，没有蚯蚓作为对照。蚯蚓对牛粪加工过程中使牛粪减少了pH值，并减少粪便中的水分含量。粪便中的C;N比在有蚯蚓和没蚯蚓的情况下从36逐步下降到21。在蚯蚓引入的几个星期后碳和氮总含量大大增加了，这反映了在蚯蚓的作用下，碳化物和氮化物发生了强烈作用。在蚯蚓引进的一周后二氧化碳产生急聚的下降（44%）,并以较低的速度持续了17周（和无蚯蚓的比较，自51减少至22），这表明土壤有机质稳定，在这个过程当中蚯蚓的的生化作用使牛粪减少了微生物的含量。但是这增强了氮素的矿化和铵态氮转化为硝态氮的转化率。蚯蚓对有机废物的主要影响是有机废物的腐熟，这在生菜和番茄的生长上有所体现。关键词：蚯蚓，蚯蚓安德烈，堆肥，牛粪，分解;蚯蚓这一物种的功能就是消耗大量的如污水污泥，动物粪便，作物秸秆和已经确认的工业垃圾等有机残留物（米切尔等人。 1980年，爱德华兹等人。1985年陈和格里菲思1988; HartensteinBisesi1989）。最常被利用分解有机废物的蚯蚓物种是爱胜蚓属蚯蚓和与他有关的安德爱胜蚓。他们的主要生物学和对环境的要求已被广泛研究（Hartenstein等。 1979年，卡普兰等人。1980年，赖内克及文特尔1987年;文特尔与赖内克1988;赖内克和维尔乔恩1990;海米1990; vanGestel等。 1992年与爱德华兹1997年多明格斯）。这两个物种是多产的，有广泛的耐温性，并能生长和繁殖在含有大量水分的有机废弃物中。在过去的几年中，作为野外使用的条例，动物粪便的处理已经变得更加严谨，从生态学的角度看大家对以蚯蚓作为粪便的管理系统产生了很大的兴趣。各类研究人员研究了蚯蚓处理废物的利用前景，在园艺和农业产业通常被称为蚯蚓粪。无论是作为土壤添加剂或作为园艺媒介部分使用时，蚯蚓粪通常都会增强幼苗生长和发展，并增加了各种各样的农作物产量（爱德华兹和伯罗斯1988;威尔逊卡莱利1989; Mba1996; Buckerfield韦伯斯特1998年爱德华兹1998年Subler等。1998年; Atiyeh等al.1999）。植物生长和生产量的增加已被归因于经处理的材料的物理和化学特性。蚯蚓粪是精细分割，高孔隙度，通风，排水和保水能力泥炭类材料（爱德华兹和伯罗斯1988）。他们有一个大的表面积，提供了强有力的吸收能力和养分保留（施伟及富祯1991）。他们包含有很容易被植物吸收的养分例如硝酸盐，可交换磷，可溶性钾，钙，镁（Orozcoet等。 1996年）。关于蚯蚓在废弃物上的利用的大多数研究集中在最终产品，即蚯蚓粪。只有少数有关观察蚯蚓的过程并探索他们的生化变化的文献，这些生化变化改变能使得蚯蚓分解有机质从而产生带有理化和生化特性的蚯蚓粪，这似乎是植物优越生长的母料。据报道，有机废物在一段时间内的存储可能会改变有机质具有生物活性和最终可能导致的有机废物的稳定（列维Minzi等。1986年）。不过，我们推测，根据有机质的分解和狂化，加入蚯蚓的有机废物会加速分解和有机质狂化这些废物方面的稳定，将产生一种更加适合植物生长的媒介。 本实验的主要目的是，在控制环境条件下，观察蚯蚓处理的牛粪的生物化学性质的主要变化。要与农业用途有关避免对植物生长可能产生的不利影响，有机废物应转变为腐殖质类物质，对植物生长有足够的稳定（Saviozzi等。1988）。因此，作为植物生长媒介，我们在蚯蚓粪中种植生菜和番茄去评估产量。材料与方法：最近堆积的牛粪收集于俄亥俄州的俄亥俄州立大学的西部的乳牛场。大约2500g粪便（77水分含量）克置入8个塑料容器中（0.4×0.27×0.15米）。正常蚯蚓，蚯蚓安德烈，分别装在四个塑料容器中，而其他每四个没有蚯蚓的容器作为对照。蚯蚓最初放入的数量是每瓶250（约65克），包括幼年的和成年的。所有容器上布满了曝气盖穿孔，并使实验室维持在24 ±2 °C在四个月期间。每隔1, 2, 4, 6, 8,10, 14和17周，100g的粪便被移除容器。小心的混合分析，以确定水分，灰分，pH值，C：N比值，生物活性（基本呼吸），氮浓度率（全氮，微生物量氮，铵氮，硝态氮）。从每一个样本中手工移走的蚯蚓被放入同一个容器中，对粪便样品的水分含量在60 °C中干燥3天，灰含量在550中4小时。PH从蒸馏水中的悬浮材料中记录。经过一个小时的潜伏期后，（W：V）比处于1:10. 总氮和C：N比值分在烘箱中测定（60 ° C） 对照样本用卡罗尔巴分析仪。在24小时后，通过测定来自样本的二氧化碳生产率来评估微生物活性。产生的二氧化碳放入0.05m的氢氧化钠中随后用HCl酚酞滴定来测定，之后加入过量的氯化钡（安德森1982年）。微生物的生物氮含量被氯仿熏蒸提取法来评估。（布鲁克斯等。1985年）。在0.5M的硫酸钾提取物和粪肥（w:v）=1:10条件下无机氮浓度（氨氮和硝态氮）用比色法来测定，用改良后的淀粉蓝技术（慎昌等人1995）。四个月后，蚯蚓处理后的粪便被用在植物生长生物测定，为有机废物提供一个成熟完备的指标。用蚯蚓改良后的肥料种植的生菜和番茄的生长率同那些没有经过蚯蚓处理的或者园艺作物通常使用的商业盆栽媒介中进行比较(Pro-Mix®, by Premier Co.)。在美国俄亥俄州立大学的生物科学温室中进行了植物生长的生物测定。在第一次生物测定中，生菜种子分别生长在三个穴盘中（30插头/盘），其中分别包括蚯蚓处理过的粪肥，对照粪肥，两者混合肥，这些托盘每天用清水进行冲洗。植物生长九个月后，其平均株高，最长根长，根和地上部分的干重，根部和地上部分的比重将被测定。在第二个生长试验，番茄种子（大红樱桃'）分别播种在20个小盆中（直径5.6厘米），其中分别包括蚯蚓处理过的粪肥，对照肥，和混合肥。一半盆中将施用饱和的肥料溶液（霍格兰溶液）（霍格兰德和阿尔1947）来排除养分的干扰。另一半只施用不含肥料的水。所有的盆中都施水到饱和程度（直到水分从盆中浸出）。吸收养分的植株比仅仅吸收水分的植株长的快。所以施肥的植株比没施肥的植株更早取样（发芽后的五周）。在每周的间隔中，幼苗生长的高峰期，叶片数，茎直径将要被记录。在生长期的最后，番茄植株的叶面积，根部和地上部分的干重，根部和地上部分的比值将要被测定。利用SAS（SAS公司1990年）采用一个，两个因素的一般线性模型（方差）来对数据进行统计分析。每一个样本数据的生物化学参数的方法将被校正为了多重比较，这些方法还将进行统计学的分离用Dunnett的双重范围检验法来检测有蚯蚓的粪肥和对照粪肥。对于植物生长的生物测定，Tukey的双重范围检测法被用于测定植物在不同介质的生长的显著差异。有意义的范围被定在P<0.05, 除非另有说明。结果：基板上的生化变化无论有无蚯蚓，随着时间的推移，粪便中的水分含量都将增加。（图1）然而，在有或者没有蚯蚓安德烈的情况下，牛粪的含水量和pH值的百分比将减少。（平均值±标准误差）,在同样的日期同样的方法，当P0.05, P0.01 和 P0.001时，*和*有着显著不同，分别如下有蚯蚓的粪便（从77%至81%）相比较于没有蚯蚓的粪便（从77至84%）尽管在统计学上毫无意义。在两种处理中只有很轻微的pH值变化（图1）。四周以后，在含有蚯蚓的容器内pH略有下降，然而在没有蚯蚓的容器中pH值升高至中性。在整个实验中，由于pH值的差异导致蚯蚓的增加是很有意义的。C:N的比率，被广泛的应用于有机废物腐熟的指标之一。在含有蚯蚓和没有蚯蚓的容器中C:N从36到21逐渐减少(图2)。17周后，在两个处理中C:N没有差异。四个月的研究期间C:N比率的整体跌幅和整体氮素的增加有关。然而，在第二周和第十周之间，在含有蚯蚓的粪便中C:N比率的减少和氮素的增加更加值得注意。十七周后，两个处理之间灰分含量没有任何差异（图3）。随着时间的推移，在这两个处理中，灰分含量有着显著的增加，从6.7% 到12%。然而早在这个过程中（每周一和周六），蚯蚓可以增加粪肥灰分含量，但只有5%（周一）和8%(周六)C:N的比率的改变和有蚯蚓的牛粪和无蚯蚓的牛粪的全部氮素含量（平均值±标准误差），在同样的日期同样的方法，当P0.05, P0.01 和 P0.001时，*和*有着显著不同，分别如下（图2）引进蚯蚓一周后，呼吸速率迅速下降了44%。带有蚯蚓的粪肥中二氧化碳含量的减少趋势维持了十七周（15%的减少相比较于不带蚯蚓的22%的减少），这表明含有蚯蚓的有机粪肥可以更长久的保持稳定。原文出处：Pedobiologia 44, 709724 (2000)© Urban & Fischer Verlaghttp:/www.urbanfischer.de/journals/pedo