利用蚯蚓处理发酵烟秆及其产物研究初报

王竹青，曾 蕾，余凤敏，覃永生，师超，上官力

（湖北省烟草公司恩施州公司利川市烟草专卖局（营销部），湖北利川 445400）

0 引言

烤烟是我国重要的经济作物，其烟秆中含有大量的有机质。干物质、灰分、钾、氯和氮含量适中，是进行生物有机肥加工的良好原料。但是，开发烟秆生物有机肥并非易事，烟秆纤维素不易分解、耐（解）烟碱菌如何获取、烟草病虫源菌携带等问题均一直制约着烟秆生物有机肥开发。

蚯蚓消化道的微生物菌群具有潜在的活性，能够消化大量的有机物质和多糖，包括纤维素、糖、甲壳素、木质素、淀粉和聚乳酸。在通过蚯蚓肠道后，蚯蚓粪中细菌的数量或活性有增加的趋势。蚯蚓粪是经蚯蚓消解有机废弃物产生的代谢产物，富含氮、磷、镁、锌、钙等必需营养素，且微生物种类和数量丰富对减少土传病害起着广泛的抑制作用，其颗粒状的性质有助于降低土壤容重、增加土壤间的孔隙、防止板结、改善土壤结构、提高肥力、促进植物生长、抑制土壤传播的植物病原菌引起的疾病、增加作物产量，同时蚯蚓粪为许多有益微生物提供有利的生存条件[1-2]。此外，大量研究表明，蚯蚓粪可显著提高植物的抗逆性，增强植物的光合能力[3]，对植物叶片发育、根系生长状态及生物量的累积具有显著的促进作用[4]。

但迄今为止，关于利用蚯蚓处理发酵烟秆及其产物研究的报道甚少。为此，本研究通过对蚯蚓耐性驯化，处理不同配比发酵烟秆基料，并对其产物进行成分测定，力求为烟秆资源化利用，提升土壤有机质含量，改善植烟土壤状况及烟叶品质与产量，为促进烟叶高质量可持续发展，提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试烟秆为烤烟品种云烟87，由利川市烟叶分公司提供。供试蚯蚓为大平2号，由利川市润丰有机肥有限责任公司提供。

1.2 试验设计

将回收后的烟秆进行粉碎，粉碎后烟秆长度以0.5 mm为宜，以烟秆为基数，与牛粪进行混合，设置4个不同配比基料处理：T1（0：10）、T2（3：7）、T3（5：5）、T4（7：3）。

1.3 试验前期准备

1.3.1 不同烟秆含量基料发酵。将混合均匀的基料加入发酵菌剂在发酵床进行发酵。发酵时间为25天，发酵期间注意翻堆，一般翻堆时间以3天/次为宜，保证发酵均匀并保持60℃发酵温度7～10天（根据已实施的发酵情况，发酵最高温度可达到70.1℃）。

1.3.2 蚯蚓的接种、驯化与繁殖。将发酵好预备接种的基料按50 cm左右的高度进行平铺，并进行水分调整，调整后基料湿度以60%～65%为宜。

将水分调整后的基料，以蚯蚓苗均匀平撒其表面的方式进行接种。加强对接种后蚯蚓苗的日常管理，尤其是温湿度管理，对其活性及逃跑（由于蚯蚓喜食甜、酸，不喜苦味，而基料中烟秆含有烟碱味苦，接种初期蚯蚓会有逃跑情况发生）情况及时进行处理，逐步驯化其对烟碱的耐受能力，完成驯化后的蚯蚓可以在基料中正常生长繁殖。

2 结果与分析

2.1 不同烟秆含量基料对蚯蚓驯化时间的影响

通过对不同烟秆含量基料蚯蚓接种驯化情况来看，纯牛粪基料发酵后基本只需对水分进行调整，即可直接接种蚯蚓进行养殖，不需要对蚯蚓进行驯化。30%烟秆含量基料发酵后，在水分调整到位基础上，需要一段时期（约10天左右）的驯化养殖，接种初期蚯蚓表现为活力明显降低；50%烟秆含量基料发酵后在水分调整到位基础上，需要较长一段时期（约25天左右）的驯化养殖，接种初期蚯蚓表现为活力明显降低，较多出现外逃现象；70%烟秆含量基料发酵后在水分调整到位基础上，接种初期蚯蚓表现为失去活力，不久后开始大量死亡。

2.2 不同烟秆含量基料对蚯蚓处理后产物成分的影响

由表1可知，不同处理产物总含水量T1与其他处理间差距较大，以T1总含水量26%为最低，T2与T3之间无明显差距；有机质含量，处理间略有差异，且随着基料中烟秆含量的增加呈现下降趋势；不同处理pH值介于弱酸性至弱碱性之间；不同处理总氮含量以T1：2.27%为最高，T2：1.51%为最低，处理间极差值为0.76；不同处理磷含量差异不明显；钾含量T1明显高于其他处理，T2与T3间差异不明显；总养分含量以T1：7.01%为最高，T3：5.64%次之，T2：5.15%为最低。综合氮磷钾含量比例来看，T2接近1：1：2。

表1 不同烟秆含量基料蚯蚓处理后产物成分测定表（单位：%）

3 结论与讨论

3.1 蚯蚓喜好与烟秆特性

蚯蚓对光线十分惧怕，而且自身皮肤也比较敏感，所以阴暗、避光潮湿的环境比较有利于蚯蚓生存。蚯蚓在嘈杂的环境中是没有办法生存的，原因是蚯蚓对声音非常敏感，比较适宜在安静的环境中生长繁殖。蚯蚓也很喜欢酸味和甜味，具有非常灵敏的味觉，不喜苦的食物[5]。因为蚯蚓比较敏感，所以环境对于蚯蚓的影响也很显著。

烟秆一般木质化程度较高，富含烟碱而味苦，因此在发酵阶段一定要使其充分发酵，且基料中烟秆的含量不易过高，否则。在蚯蚓接种驯化阶段会导致大量种苗出现逃跑或死亡现象。本次试验在蚯蚓苗接种驯化阶段表现较为明显，100%发酵牛粪基料蚯蚓接种后生长与繁殖均较好；70%烟秆发酵基料接种后，蚯蚓活性较低，且出现大量死亡；50%秆发酵基料接种后，蚯蚓逃跑率较高；30%烟秆发酵基料接种后，蚯蚓活性与繁殖情况相对正常，短期内即能正常适应，因此建议基料中烟秆的比例不宜超过30%。此外，发酵时间与烟秆含量呈显著正相关，这与碳氮比密切相关。

3.2 蚯蚓粪与土传病害

土传病害是土壤中分病原体或病株病菌对植物侵害引发的病害，包括枯萎病、猝倒病、根结线虫病、疫病等，对作物危害很大。蚯蚓粪中含有益微生物，可以在一定程度上抑制病原菌的数量，提高蔬菜抗病性；或者有益菌群对植株产生了诱导抗性，控制并减少了病害的发生。

烟草秸秆为烟田收获后主要残留物，其富含有机质，自然降解所需时间较长，且对烟草同源病害有富集作用，无法直接还田，导致植烟田块土壤有机质含量逐年呈下降趋势，连作烟田病害趋势明显上升，且烟叶产质量下降明显，在一定程度上制约着烟叶产业可持续高质量发展步伐。通过烟秆回收与发酵处理，利用蚯蚓消化道特有功能，达到抑制土传病害，丰富微生物群落的效果，为烟秆间接还田、改善土壤微生物环境、提升有机质含量、促进土壤修复与保育，提供了发展方向和理论基础。