蚯蚓粪在环境工程和农业生产中应用的研究

2021-08-20姚晓华刘斌黄福鹰

广西农学报 2021年5期

姚晓华刘斌黄福鹰

摘要：在推动有机农业发展背景下，有机肥与化肥合理搭配使用越来越重要。蚯蚓粪是一种集生物肥、有机肥、微生物菌肥等为一体的有机物，不仅可以修复污染土壤、脱臭，而且可以改良土壤、抑制土传病害，提高作物产量与品质，还可以在食用菌栽培中使用，因此作为新兴生物有机肥料受到越来越多的关注与应用。

关键词）蚯蚓粪;环境工程;农业生产;应用

中图分类号：s141.9文献标识号：A文章编号：1003-4374（2021）05-0084-03

study on the Application of Vermicompost in Environmental Engineering and Agricultural Production

Yao xiao-hua1， Iiu Bin1， Huang Fu-ying2

（1.College of Agriculture / Institute of Edible Fungi， Guangxi University， Nanning， Guangxi 530004，China;

2. Guangxi Yanhe Agriculture Co.，Itd.，Nanning，Guangxi 530004，China）

Abstract： Under the background of promoting the development of organic agriculture，the rational application of organic fertilizer and chemical fertilizer is more and more important. Vermicompost，a collection of biological fertilizer，organic fertilizer and microbial fertilizer and others for the integration of organic matter，was not only used to remediate contaminated soil and deodorize，but also to improve the quality of soil，control soil -borne diseases，increase crop yield and quality and cultivate mushroom. Therefore，as an emerging bio-organic fertilizer，it has attracted more and more attention and application. Key words： vermicompost，environmental engineering，agricultural production，application

隨着有机农业和乡村振兴的实施，有机肥与化肥合理搭配使用已经非常重要。蚯蚓粪作为一种集生物肥、有机肥、微生物菌肥等一体的有机物，已经在环境工程、农业生产上发挥越来越大的作用。蚯蚓粪是蚯蚓吞食有机废弃物经过消化道及微生物的分解作用后排出的粪便，是一种高效有机肥，富含腐殖质、蛋白质、氨基酸、多肽、多糖、矿物质等多种营养成分及大量的有益微生物[1]，同时还含有蛋白酶、脱氢酶、过氧化物酶等活性酶类[2]，可改良因长期使用化学农药后的土壤板结、养分失衡和作物品质下降等。

1蚯蚓粪的性质

蚯蚓粪是蚯蚓消化降解有机废弃物后产生的颗粒，质地均一、表面积大，无臭无毒、稳定性好，具有良好的排水性、通气性和保水性[3]，有机物含量超过30%、氮2.15%、磷1.76%、钾0.27%，同时含有多种微量元素、细菌、放线菌和真菌等微生物，这些微生物不仅可以分解有机物，同时合成糖类、氨基酸等活性物质。除此之外还含生长素、赤霉素、细胞分裂素等植物激素[4]。

2蚯蚓粪在环境工程中的应用

2.1蚯蚓粪修复污染土壤

由于化学农药长期不科学使用、化工冶炼矿业等工厂肆意排放未经处理的污水，使得土壤重金属、多环芳烃等有机物严重超标，轻则降低农作物产量与品质，重则作物无法生长。土壤污染过程具有长期性、富集性，所以治理一直是国内外研究的热点。植物修复是土壤重金属修复的主要技术之一，而蚯蚓粪可以促进植物根系生长，影响污染物的生物有效性，对植物修复具有一定的强化作用。林淑芬等[5]在模拟不同Cu污染的土壤中栽培黑麦草，发现蚯蚓粪显著增加了黑麦草的生物量、根系长度和根尖数量，提高Cu的生物有效性，促进Cu从根系向地上部的运移及在地上部的富集，进而增加了黑麦草对Cu的吸收。刘伟等[6]研究了在田间蚯蚓粪对重金属Cu、Cd、Zn、As污染土壤的理化性质、酶活性的影响，探究蚯蚓粪对紫花首蓿生长、体内抗氧化酶活性及其富集重金属能力的影响，结果显示施用蚯蚓粪后，土壤全P、全N、有机质均显著提高，土壤pH值从8.29下降到8.09，提高了土壤肥力，调节了土壤pH值，土壤阳离子交换能力增强显著，较之对照组，试验组的紫花首蓿株高、生物量均显著提高，说明了蚯蚓粪的施人有利于紫花首蓿的生长;同时试验组的紫花首蓿地上、地下部分的Cu、Cd、Zn、As、超氧化物歧化酶及过氧化物酶活性含量也显著高于对照组，这说明蚯蚓粪的施人改善了紫花首蓿修复重金属污染土壤的效果。室内盆栽试验证明了蚯蚓粪对油葵修复菲污染土壤具有强化作用[7]，在试验浓度范围内（菲0～200mg/kg），蚯蚓粪提高了油葵株高、生物量;土壤中菲的残留浓度较对照组减少，去除率较对照组增大;当菲浓度为50mg/kg时，试验组菲的去除率比对照组显著提高，说明蚯蚓粪促进油葵生长、改善土壤根际酶活性及促进油葵吸收降解菲的作用，可以作为油葵吸收降解多环芳烃菲的强化剂。

2.2蚯蚓粪脱臭

集约化养殖产生的畜禽臭气如果得不到有效处理，不但影响养殖业自身发展，也会影响环境、危害人类健康。目前除臭的主要方法是日粮中添加有益微生物、改善动物肠道微生物菌群组成，从而减少臭气化合物产生，或者在畜禽粪便中添加有机物质降低挥发性臭气化合物的浓度。蚯蚓粪具有较高的孔隙和比表面积，且含有大量微生物，因此蚯蚓粪可高效吸附臭气，分解有机物，具有吸收净化功能。韩立军等[8]研究发现，在鸡粪中添加蚯蚓粪即可有效降低氨气、硫化氢的释放量，效果与添加量成正比。以蚯蚓粪作为鸡舍垫料显著降低了鸡舍内臭气主要成分一氨气和硫化氢气体浓度[9]。有研究表明蚯蚓粪添加到猪粪中降低了排泄物中臭气化合物如对甲酚、3-甲基叫噪、铵氮和总氮的浓度[10]。

有机肥在堆制发酵工程中也会产生恶臭气体，影响环境和人身体健康，也影响到有机肥的商品性，制约有机肥的使用。宋忠俭等[11]利用蚯蚓粪覆盖有机肥发酵表面对氨气和硫化氢有良好的吸收效果，在试验模拟覆盖厚度0～25cm范围内，蚯蚓粪对氨气和硫化氢的去除率与蚯蚓粪覆盖厚度成正比，当覆盖厚度达到25cm时，对两种气体的去除率接近100%。

3蚯蚓粪在农业生产中的应用

3.1改善土壤环境，抑制作物土传病害

土传病害是指病原菌生活在土壤中，遇到适宜条件从作物根茎部侵染而引起的病害，常见的土传病害有软腐病、立枯病、镰刀菌枯萎病等。随着农业生产上单一作物复种指数增加，导致土传病害越来越严重。蚯蚓粪能提高土壤中有益微生物数量和微生物活性，有效改善土壤微生物区系，间接抑制了病原菌的生长繁殖，在一定程度上减轻了植物土传病害的发生率。胡艳霞等[12]研究发现盆栽时，蚯蚓粪对黄瓜苗期枯萎病、立枯病有抑制作用，抑制效果与蚯蚓粪添加的量有一定关系，当蚯蚓粪与土壤体积比达到20%时，既能防治病害到最大程度（96.1%），又能促进黄瓜植株生长。在盆栽黄瓜基质中加人蚯蚓粪，可显著提高黄瓜体内的多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶等防御酶系，诱导黄瓜产生系统抗性，提高其对炭疽病的抵御能力，控制炭疽病的发生。[13]刘丽等人[14]、胡艳霞等人[15]均从蚯蚓粪中分离出对黄瓜枯萎病菌有拮抗作用的生防菌。

3.2提高作物产量，改善作物品质

蚯蚓粪有机质含量超过30%，且还有微量元素、生长素、赤霉素、细胞分裂素等植物激素，因此也是一种优质高效的有机肥料，在农业生产的应用实践中发现，施用蚯蚓粪可以提高作物产量，改善作物品种。葛立傲等[16]比较了施用蚯蚓粪、蘑菇渣和常规肥对青菜产量及品质的影响，结果表明：与施用常规肥相比，施用蚯蚓粪的青菜产量、总糖、维生素C含量均有显著提高，硝酸盐含量显著下降，青菜品质得以提高。董卫华等[17]发现在试验大棚内，施用蚯蚓粪（30t/hm2）能较好提高番茄抗病性和产量，增加经济效益。程亚倩等[18]研究了蚯蚓粪肥对陕西烟区烤烟生长及品质的影响，认为配施30%蚯蚓粪肥可显著提高烤烟圆顶期根、叶生物量，显著提高成熟期中部烟叶的全N、全P、全K、叶绿素及类胡萝卜素含量，改善烟草的感官质量和评吸效果。

总之，越来越多的研究表明单独施用蚯蚓粪或与化肥、菌渣等配合施用，对提高作物产量和品質均有显著的促进作用。

3.3在食用菌栽培中的应用

已有研究利用了蚯蚓粪替代食用菌栽培过程中的常用氮源-麦耕，韦珂等[19]采用不同比例的蚯蚓粪添加到桑枝杆中栽培鲍鱼菇，结果表明与传统麦耕培养基相比，含有蚯蚓粪的培养基更利于鲍鱼菇生长，且添加量在10%时生物学效率最高。李晓明等[20]利用蚯蚓粪与其他原料混合发酵栽培平菇，菌丝生长速度、出菇时间均比对照快，且出菇整齐，菌盖厚实，可连续出4～5茬菇，产量比对照高30%以上。

由于有机物含量高，通气性、持水性超过一般土壤，因此蚯蚓粪也是一种良好的覆土材料。王玉等[21]研究发现栽培棕色蘑菇时覆土材料中添加蚯蚓粪在鲜菇产量、生物学效率上都显著优于未添加组，且先覆盖2cm沙壤土再覆盖1cm蚯蚓粪的处理是较适宜方案，鲜菇产量、单菇重量及生物学效率都是最高的。在竹荪袋栽过程中，利用蚯蚓粪作为覆土材料促进菌丝生长，对竹荪的产量、单个子实体重量、生物学转化率均有显著的促进作用，综合来看以蚯蚓粪含量为50%为最佳。[22]在不同规格箱式栽培竹荪模式下，以蚯蚓粪为覆土材料，竹荪的产量、子实体单重及生物学转化率均优于对照，在30cmX30cmX100cm规格栽培箱模式下以蚯蚓粪作为覆土材料，竹荪的产量和农艺性状最好，品质较好。[23]

4小结

蚯蚓粪是一种富含有腐殖质、微量元素及大量微生物的有机物，通气性、保水性好，有益微生物的存在促进了土壤或基质中有机物的进一步分解，可以为作物补充生长发育所需要的氮素、碳素及矿质营养，因此作为新兴生物有机肥料受到越来越多的关注与应用，可减轻作物土传病害，提高作物产量与品质，替代食用菌栽培生产中的传统氮源（麦耕）及覆土材料，同时在土壤修复、除臭等环保方面有巨大作用。

参考文献：

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[5]林淑芬，李辉信，胡锋.蚓粪对黑麦草吸收污染土壤重金属铜的影响[J].土壤学报，2006，43（6）：911-918.

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