蚯蚓淋洗液作为土壤微生物接种剂的潜力评估:基于理化与微生物学特性的研究

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Bioresource Technology Reports CS7.2

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  针对蚯蚓淋洗液(vermiwash)作为土壤生物活性资源利用率低的问题,研究人员通过对比奶牛粪便与水葫芦混合基质的蚯蚓堆肥系统,首次揭示了水葫芦基质vermiwash富含腐殖酸、营养元素及解磷解钾菌、N2固定菌等有益微生物,其高酶活性(如FDA水解酶、脱氢酶)表明其作为多物种生物接种剂改良土壤生物健康的潜力。

  

论文解读

在追求可持续农业的今天,土壤生物健康的重要性日益凸显。蚯蚓堆肥(vermicomposting)作为环境友好的废弃物处理方式已被广泛认可,但其副产品蚯蚓淋洗液(vermiwash)却长期被视为"冗余废水"而遭废弃。事实上,这种富含地球虫体腔分泌液(coelomic fluid)的液体含有大量可溶性养分(NPK、微量元素)、植物生长促进物质(IAA、赤霉素)及功能微生物,但现有研究多集中于其叶面施用效果,对其作为土壤微生物接种剂(bio-inoculum)的潜力缺乏系统评估。更令人担忧的是,农户为补充有机质而大量使用的奶牛场冲洗液(dairy wash)可能因盐分过高破坏土壤微生物平衡。与此同时,泛滥的水葫芦(water hyacinth, WH)作为入侵物种每年产生38-408吨/公顷的生物量,其堆肥化利用既可解决环境问题,又能替代部分牛粪需求。

针对这一系列问题,来自SSKVK和罗摩克里希纳使命修道院(RKMVERI)的研究团队在《Bioresource Technology Reports》发表研究,首次通过理化与微生物学表征,系统评估了不同基质vermiwash作为土壤生物接种剂的潜力。研究人员采用冷休克法(cold shock method)从尤金真蚓(Eudrilus eugeniae)提取体腔分泌物(ECE),对比分析了奶牛粪便(CD)、CD+WH混合基质vermiwash(VW)及dairy wash(DW)的理化性质;通过选择性培养基检测功能微生物(解磷菌、固氮菌等);采用荧光素二乙酸酯(FDA)水解等酶活性分析法评估生物肥力指数。

主要研究结果

  1. 理化特性:WH掺入显著提升vermiwash质量,其pH中性偏碱(7.42-7.94),电导率(EC)低于DW,含高量腐殖酸(humic acid)及NPK营养。
  2. 微生物组:WH-VW富含解磷/解钾菌、氨/亚硝酸盐氧化菌及根瘤菌(Rhizobium),而DW真菌比例过高且微生物活性低。
  3. 酶谱特征:WH-VW检测到β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase)、芳基硫酸酯酶(aryl-sulphatase)等6类土壤关键酶,生物肥力指数显著优于DW。

结论与意义
该研究首次证实水葫芦基质vermiwash可作为"全谱系"生物接种剂:其丰富的功能微生物群落能强化土壤CNPKS养分循环,多种胞外酶(exo-enzyme)可加速有机质矿化,而高腐殖酸含量有助于改善土壤结构。这一发现为WH废弃物资源化提供了新思路——每年数百吨的入侵植物可转化为高价值农业投入品。更重要的是,vermiwash作为蚯蚓堆肥的"免费副产品",无需额外生产成本即可替代20升/吨的商业微生物制剂,对降低小农户的有机转型成本具有现实意义。研究者特别指出,当前被随意排放的vermiwash若科学施用,可同步实现三重效益:修复退化土壤微生物组、减少化肥依赖、控制外来物种污染,这正是"One Health"理念在农业领域的生动实践。

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