餐厨垃圾与菌渣混合发酵养殖蚯蚓的试验研究

武佳韵， 赵智远， 刘　明， 温安祥

(四川农业大学 生命科学学院, 四川 雅安 625014)



餐厨垃圾与菌渣混合发酵养殖蚯蚓的试验研究

武佳韵， 赵智远， 刘明， 温安祥

(四川农业大学 生命科学学院, 四川 雅安 625014)

摘要通过检测蚯蚓生长、繁殖、体蛋白质含量和蚓粪肥效等指标，探讨餐厨垃圾和菌渣混合发酵后养殖蚯蚓的效果。结果表明，餐厨垃圾和菌渣按1∶1混合发酵后饲养蚯蚓，蚯蚓的增重效率和体蛋白质含量明显高于牛粪组，繁殖效率低于牛粪组，蚓粪肥效高于牛粪组，可作优质有机肥。

关键词餐厨垃圾；菌渣；蚯蚓；蚓粪

Study on culturing earthworms by fermentation of food-waste and mushroom-residue

WU Jia-yun， ZHAO Zhi-yuan， LIU Ming， WEN An-xiang

(College of Life Sciences, Sichuan Agricultural University, Ya＇an 625014, China)

AbstractBased on analysis of growth index, the reproduction rate, the protein content of the body and the utility of the earthworm casts, the breeding effects of earthworms culturing by fermentation of food-waste and mushroom-residue were evaluated in this study. Compared with groups feeding on cow dung, the efficiency of weight gain, the protein content of the body and the utility of earthworm casts were higher than those in the group feeding on fermentations mixed with equal proportions of food-waste and mushroom-residue. However, the reproduction rate of earthworms was lower in the latter group than in the former. The results indicated that the fermentation of food-waste and mushroom-residue can be used as an organic fertilizer.

Keywordsfood-waste; mushroom-residue; earthworm; earthworm casts

餐厨垃圾的有机物含量高，易腐烂变质，是典型的“放错了地方的资源”。处置不当会造成环境污染，已成为影响食品安全和生态安全的潜在危险源[1]。菌渣是栽培食用菌后的废料，营养成分全面，部分指标高于玉米和稻谷[2]。我国是食用菌生产大国，菌渣数量庞大，但对菌渣的再利用却一直没能很好地解决[3]。蚯蚓除能改土肥田、修复净化环境外，还具有很高的药用和饲用价值[4, 5]。蚯蚓粪富含多种养分和有益微生物，是一种优质有机肥。合理施用蚓粪将会对土壤肥力及作物生长产生显著的促进作用[6]。研究表明，养殖蚯蚓是将餐厨垃圾和菌渣变废为宝的有效途径之一。Scott等[7]利用蚯蚓处理餐厨垃圾与牛粪的混合物，检测了蚓粪中有机C、N、P和K的变化；刘顺会等[8]在污泥中掺入餐厨和绿化垃圾，显著提高了蚯蚓的生长繁殖速率和对污泥的降解速率。王慧敏等[9]利用蚯蚓处理菌渣等废弃物，明显提高其肥效。卓少明[10]发现用菌渣所饲养蚯蚓的繁殖率高于纯牛粪组。然而，迄今未见将餐厨垃圾和菌渣混合发酵养殖蚯蚓的研究报道。本试验以蚯蚓生长繁殖速率、体蛋白质含量和蚓粪肥效等为测试指标，探索餐厨垃圾和菌渣混合发酵物饲养蚯蚓的可行性及适宜比例，为高效利用餐厨垃圾与菌渣提供参考资料。

1材料与方法

1.1试验材料

餐厨垃圾(四川农业大学杏苑餐厅)，菌渣(雅安市大兴镇食用菌厂)，牛粪(四川农业大学奶牛场)，“大平二号”蚯蚓(四川农业大学动物科技学院养殖服务部)，EM原液(郑州百益宝生物技术有限公司)，西瓜种子(雅安市农贸市场)。

1.2试验方法

1.2.1基料的配制

分拣餐厨垃圾，除去难以降解或粉碎的杂质，然后用开水浇淋法脱盐、脱脂，沥干水分。剔除菌渣中霉变部分，粉碎成细末。从处理好的餐厨垃圾和菌渣中随机取样，测定其理化性质。

1.2.2试验设计

试验共设6组。A、B、C、D、E组依次按照1∶0、2∶1、1∶1、1∶2、0∶1的质量比将餐厨垃圾和菌渣混合，F组为牛粪。向各试验组添加2%的生石灰，混合均匀后制作堆肥。每堆高约1 m，直径约1.5 m，7 d翻堆一次并泼洒质量分数为0.4%EM液，持续发酵35 d。

取各堆基料1 000 g分放于不同塑料桶中(直径12 cm，高18 cm的深色塑料桶，桶的四周和底部打有小孔)，做好标记，调节基料含水率为70%左右。各桶投放100条反应灵敏、状态一致的成蚓。24 h后计数各组蚯蚓数量，以蚯蚓的存活率为指标筛选合适的堆肥比例。

将合适比例的堆肥基料和发酵牛粪设为两个试验组，每组设3个重复。每桶添加1 000 g基料，分别挑选100条0.3 g左右、反应灵敏的幼蚓，称重后投入桶中(先将2/5基料铺于桶底，投入蚯蚓后再将余下的3/5基料铺在上部)，用细纱网封口防逃。试验期为21 d，期间每天适当补充水分，保持基质含水量在70%左右。试验结束后将各桶中成蚓、幼蚓和蚓茧挑出计数，分别称成蚓和幼蚓质量。从各组蚯蚓中随机取10条成蚓，测定蛋白质含量。收集各桶上层蚓粪，用于理化指标测定和种子发芽率试验。

1.2.3指标测定

1)蚯蚓生长繁殖率和体蛋白质含量的测定。

个体平均重=试验结束时成蚓总重/成蚓条数

日增重倍数=(试验结束时蚯蚓质量-初始蚯蚓质量) / (初始蚯蚓质量×养殖天数)

日增殖倍数=(试验结束时蚯蚓总条数-初始蚯蚓条数) / (初始蚯蚓条数×养殖天数)

蛋白质含量：Folin-酚法测定。

试验结束时蚯蚓质量包括成蚓和幼蚓的总质量；蚯蚓总条数包括成蚓条数、幼蚓条数和蚓茧数，每个蚓茧按5条蚯蚓计算。

2)蚓粪指标测定。

pH值：pHS-25型酸度计测定；含水率：烘干法测定；有机碳：重铬酸钾氧化法测定；全氮：半微量凯氏定氮法测定；全磷：钒钼黄比色法测定；全钾：火焰光度法测定； 速效氮：蒸馏法测定；速效磷、速效钾：ASI法测定。

西瓜种子发芽率测定：将两组蚓粪与蛭石分别按2∶1比例混合，装入72孔塑料穴盘中，厚1.5 cm，每组3盘。播种后次日起统计出苗数，持续7 d。

2结果与分析

2.1餐厨垃圾和菌渣的理化性质

餐厨垃圾和菌渣的有机质含量均较高(表1)。餐厨垃圾呈酸性，碳氮比略低，菌渣的碳氮比较高。餐厨垃圾或菌渣都不宜单独用作养殖蚯蚓的基料。

表1 餐厨垃圾和菌渣的基本理化性质

2.2餐厨垃圾和菌渣的适宜比例

发酵结束后，A组基料有刺激性气味。B、C、D、E、F组基料呈黑褐色，基本腐熟。据表2可知，C、D、E 3组蚯蚓反应正常，没有出现聚集或逃跑现象。为充分利用餐厨垃圾和菌渣，认为餐厨垃圾与菌渣1∶1混合作为养殖蚯蚓的基料是比较合适的。从图2也可得知，餐厨垃圾与菌渣1∶1混合发酵后基料的碳氮比为21.41，适合养殖蚯蚓。

表2 投入发酵基料后蚯蚓存活状况

2.3两类基料对蚯蚓生长繁殖和体蛋白质含量的影响

餐厨垃圾与菌渣组蚯蚓的日增殖倍数低于牛粪组，但其成蚓个体平均重和日增重倍数比牛粪组高，体蛋白含量也高于牛粪组(图1)。

图1 两类基料对蚯蚓生长繁殖和体蛋白质含量的影响

2.4养殖蚯蚓后基料的肥效变化

两类基料经蚯蚓处理后，pH值、有机碳和全氮均有所下降，而速效氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾均有所上升，说明养殖蚯蚓后基料的肥效明显提高。无论养殖蚯蚓前的基料还是养殖蚯蚓后的蚓粪，餐厨垃圾组的氮、磷、钾含量都高于牛粪组(图2)。

图2 养殖蚯蚓前后基料肥效的变化

用两种来源的蚓粪萌发西瓜种子，各时间段种子发芽率基本接近，最终(第7天)都超过了97%，说明两类蚓粪的肥效均较好(图3)。与尚庆茂等[11]用进农6号蚯蚓消化玉米秸秆所产蚓粪萌发西瓜种子的效果相当。

图3 两种来源蚯蚓粪复合基质对西瓜种子发芽率的影响

3讨论

EM菌已广泛应用于养殖、种植和环保等领域，取得了明显的经济效益和生态效益。研究表明，用EM液处理基料可提高蚯蚓的增重与繁殖[12， 13]。据此，本次试验在处理发酵基料时同时给两种基料添加了EM液。

有机碳和氮对蚯蚓的新陈代谢和生长起着至关重要的作用，适宜的碳氮比可以提高基料的适口性，增加蚯蚓的降解量。碳氮比过高，会因氮含量较低而延缓蚯蚓生长；碳氮比过低，会因氮含量过高而造成氨中毒[14]。Aira等从不同碳氮比基料中蚯蚓的生长繁殖试验中发现，碳氮比可显著地影响蚯蚓的生长繁殖速率和种群结构[15]。Ndegwa等的研究认为，基料碳氮比为25时，蚯蚓具有最高的摄食能力和生殖率，而且堆制后的产物中有机质含量下降最多[16]。陈泽光的研究表明，不同碳氮比的基料中，均以碳氮比为20时蚯蚓的平均重和日增重较高，然后是碳氮比为 25和30 的组合[17]。可见，养殖蚯蚓基料的碳氮比应在20～25之间，碳氮比低利于生长而碳氮比高利于繁殖。本试验餐厨垃圾菌渣组基料碳氮比为21.41，牛粪组的碳氮比为32.71，餐厨垃圾菌渣组蚯蚓的生长速率高于牛粪组，而日增值倍数低于牛粪组，与上述研究结论相符。值得关注的是，碳氮比低、全氮含量高的餐厨垃圾菌渣组蚯蚓体蛋白质含量明显高于牛粪组，这对于目前养殖“大平二号”蚯蚓主要作为饲用蛋白源是极为有利的。

4结论

餐厨垃圾和菌渣按1∶1混合发酵后养殖蚯蚓，蚯蚓的生长速率和体蛋白质含量较高，蚓粪可作优质有机肥。

参考文献：

[1]陈建平，王文华. 我国餐厨垃圾管理现状、问题及对策研究[C]. 中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)，北京:中国环境科学学会，2011， 1466-1468.

[2]张建华，乌 云，张忠兵，等. 蘑菇菌糠营养成分分析[J]. 内蒙古农业科技，2000(6)：14-16.

[3]韦东旭. 食用菌菌渣利用研究现状分析[J]. 生物技术世界，2013(1)：159.

[4]向 前, 李得全. 蚯蚓的应用价值与饲养技术要点 [J]. 河南农业科学，2002(1)：35.

[5]王海英，郭祀远，李 琳. 蚯蚓的研究与应用[J]. 氨基酸和生物资源，2002(4)：17-19.

[6]张聪俐，戴 军，周 波，等. 不同比例蚓粪对玉米生长以及土壤肥力特性的影响[J]. 华南农业大学学报，2013，34(2)：137-143.

[7]Kaufman S M, Goldstein N, Millrath K, et al. The state of garbace in America[J]. Biocycie， 2004， 45(1):31-33.

[8]刘顺会，陈大志，林秋奇, 等. 利用餐厨和绿化垃圾提高蚯蚓堆肥效率处理剩余污泥的研究[J]. 生态环境学报，2012，2l(1)：140-145.

[9]王慧敏，周艳红，赵加蔷，等. 鲜菌糠等生物质废弃物组合利用蚯蚓处理试验比较[J]. 食用菌，2011(6)：63-64.

[10]卓少明. 3种农业废弃物及其不同组合饲养蚯蚓试验[J]. 热带农业科学，2003，23(6)：26-28.

[11]尚庆茂，张志刚. 蚯蚓粪基质在西瓜穴盘育苗中的应用研究[J]. 中国瓜菜，2006(1)：14-16.

[12]黄廷钰. 用有效微生物群EM饲养蚯蚓的试验研究初报[J]. 微生物学杂志，1997，17(1)：30-31.

[13]成杰民，王晓凤，王志凤. 添加EM菌对蚯蚓处理鲜牛粪的影响[J]. 环境科学与技术，2009，32(6)：140-143.

[14]Kaplan D, Hartenstein R, Neuhauser E, et al. Physicochemical requirements in the environment of the earthwormEiseniafoetida[J]. Soil Biology and Biochemistry， 1980, 12(4)：347-352.

[15]Aira M, Monroy F, Dominguez J. C to N ratio strongly affects population structure ofEiseniafetidain vermicomposting systems[J]. European Journal of Soil Biology， 2006， 42(1)：127 -131.

[16]Ndegwa P M, Thompson S A, Das K C. Effects of stocking density and feeding rate on vermicomposting of bilsolds[J]. Biores Technol，2000, 71：5-12.

[17]陈泽光，周 颖，马 雄，等. 赤子爱胜蚓堆制处理秸秆和牛粪混合废弃物的研究[J]. 中国农学通报，2009, 25(16)：231-236.

中图分类号S899.8；X703.1

文献标识码B

文章编号2095-1736(2016)02-0110-03

作者简介：武佳韵，讲师，主要从事特种水产动物养殖等研究，E-mail：abc2004wjy@163.com；通信作者：温安祥，教授，博士生导师，主要从事水产动物营养免疫学研究，E-mail：waxwbw@aliyun.com。

基金项目：四川省教育厅资助项目 (11ZA292)

收稿日期：2015-05-19；修回日期：2015-05-27

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2016.02.110