西北干旱区污泥堆肥过程中的蚯蚓和微(型)生物相互作用机理研究

以适合当地环境条件的不同生态位蚓种进行单独与混和培养污泥堆肥实验，从蚯蚓肠道通过过程入手，围绕蚓触圈，在堆肥过程不同阶段、蚯蚓肠道不同部位，分别采集污泥、堆肥、蚯蚓肠容物和排泄物样品。以酶标仪Microplate Reader测定堆肥过程主要酶的活性，以确定起作用的关键酶并探讨其与蚯蚓的关联；依据样品的直接细菌计数和真菌计数、综合运用Biolog法、磷脂脂肪酸(PLFA)图谱分析法和稳定碳氮同位素技术，确定起作用的主要微(型)生物类群并探讨其与蚯蚓的协同及互作。依据酶活性和微(型)生物群落组成结构，探究蚯蚓与其它微(型)生物的食物链网关系、营养结构和相对营养位置，确定适合西北干旱区环境条件的优势蚓种，阐明堆肥过程中蚯蚓与其它微型生物的相互作用关系及其对堆肥过程的影响，揭示蚯蚓堆肥过程的动态作用机理，以提高堆肥效率，为针对性地进行蚯蚓堆肥设计和促进西北干旱区蚯蚓堆肥产业化提供科学依据。

剩余污泥的无害化、资源化和减量化已成为当今世界关注的热点问题，其安全处理、处置和回收技术的研究具有显著的社会、环境和经济效益。污泥蚯蚓堆肥是一种高效的、环保的城市污泥生物处理处置的方式之一，是蚯蚓和众多共存微型生物在适宜条件下互动、联合氧化污泥有机质的结果。然而，目前的研究侧重于污泥中有机质分解、营养元素循环和终端产物特征分析技术，对堆肥过程中生理、生化和细菌群落变化的研究还很有限。. 本研究筛选了适合西北干旱区的蚯蚓蚓种赤子爱胜蚓，从生活习性和生理特性入手，以未驯化和已驯化蚯蚓进行不同种类、不同配比填料的污泥堆肥研究，通过长时间摸索发现了蚯蚓能够很好地适应新鲜污泥环境，因此提出了在新鲜污泥中直接投加驯化蚯蚓、无需外加填料的简单污泥蚯蚓堆肥方法，以节省污泥蚯蚓堆肥成本。. 在露天试验条件下，对不同阶段、不同剖面堆肥中污泥以及蚯蚓排泄物的理化性质、微生物和酶活性动态变化分析发现，蚯蚓活动使堆肥前后污泥中纤维素酶、脲酶、磷酸酶和蛋白酶活性发生不同程度的的变化，pH值渐趋中性，细菌、真菌和放线菌数量不同程度地增加，终产物中TN、TP和TK含量均大幅度增加，有效地提高了堆肥产物的肥效。. 此外，我们运用PLFA法分析了堆肥过程不同阶段、不同部位的堆肥、蚯蚓肠容物和排泄物的磷脂脂肪酸组成，有关研究成果还在整理中。另外，我们还研究了校园餐厨垃圾堆肥过程中蚯蚓生长、繁殖的最佳条件。. 上述工作对污泥蚯蚓堆肥过程中哪些酶类起关键作用，与蚯蚓有何关联、哪些微(型)生物类群有重要作用，与蚯蚓如何协同、互作等机理问题有了初步的认识。