蚯蚓糞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

劉大偉 陳井生 王芳

摘要：在國(guó)家大力倡導(dǎo)化學(xué)肥料和農(nóng)藥減施增效即減肥減藥的背景下，施用蚯蚓糞這種含有大量營(yíng)養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)的新型生物有機(jī)肥已經(jīng)成為綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。蚯蚓糞不僅能夠改良土壤，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高作物產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，還能夠緩解作物連作障礙，控制土傳病害發(fā)生。綜述了蚯蚓糞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：蚯蚓糞;土壤改良;連作障礙;土傳病害

中圖分類號(hào)：Q959.9;S154.1? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）14-0008-04

Abstract： The application of vermicompost， a new bio-organic fertilizer containing a large amount of nutrient elements and organic matter， has become a trend in the development of green agriculture in the context of the national advocacy of reducing chemical fertilizers and pesticides. Vermicompost could not only improve the quality of soil， increase soil organic matter content， increase crop yield， improve the quality of agricultural products， but also alleviate continuous crop cropping barriers and control the occurrence of soil-borne diseases. The research advances of vermicompost in the field of agriculture were summarized.

Key words： vermicompost; soil improvement; continuous cropping obstacles; soil-borne disease

蚯蚓廣泛存在于土壤中，是人們熟悉的一類土壤動(dòng)物，在自然生態(tài)系統(tǒng)中具有非常重要的作用。它們能夠促進(jìn)植物殘枝落葉的降解、有機(jī)物質(zhì)的分解和礦化，還具有混合土壤，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤透氣、排水和深層持水的能力[1]。蚯蚓以土壤中的枯枝敗葉、生物殘?bào)w、排泄物和各類有機(jī)質(zhì)為食，攝入后經(jīng)消化系統(tǒng)以顆粒狀排出體外，即為蚯蚓糞。蚯蚓糞作為一種有機(jī)肥料，質(zhì)地均一細(xì)膩，表面積大，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)優(yōu)良，疏松無異味，具有良好的通氣性和保水性[2，3]，同時(shí)富含大量的有益微生物和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)[4-7]，具有改良土壤、緩解連作障礙、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)、防控土傳病害等方面的作用。

1? 蚯蚓糞的特性

蚯蚓糞是一種黑色、質(zhì)地均一、有自然泥土味的細(xì)碎類物質(zhì)，其物理性質(zhì)是由蚯蚓的性質(zhì)和蚯蚓消化有機(jī)物的程度決定的。蚯蚓糞具有很好的孔性、通氣性、排水性和較高的持水量，還具有很大的表面積，使得許多有益的微生物得以生存并具有良好的吸收和保持營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力[8]。蚯蚓糞與其他禽畜糞便相比，其可溶性鹽含量、陽(yáng)離子交換性能和腐植酸含量明顯增加。一般的有機(jī)廢棄物，尤其是禽畜糞便呈堿性，而大多數(shù)植物喜好偏酸性（pH為6.0～6.5）的生長(zhǎng)環(huán)境，通過蚯蚓的消化，在微生物新陳代謝的過程中分泌有機(jī)酸，從而使偏堿性的禽畜糞便經(jīng)過處理后而趨于中性。蚯蚓糞中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量由于原材料的不同而有差異，同時(shí)也與蚯蚓的活性有關(guān)[9]。蚯蚓在消化的過程中，隨著食物和微生物進(jìn)入體內(nèi)的真菌營(yíng)養(yǎng)體及大部分細(xì)菌被殺死，因此，蚯蚓糞中富含真菌、細(xì)菌和放線菌等微生物類群，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)十分豐富[8]。

2? 蚯蚓糞的應(yīng)用

2.1? 蚯蚓糞可作為土壤改良劑

土壤作為作物生長(zhǎng)的載體，是保證產(chǎn)量和品質(zhì)的根本要素。大量的研究結(jié)果和生產(chǎn)實(shí)踐表明，土壤中施用蚯蚓糞后，其理化性質(zhì)、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量等均有改善。邱江平[10]認(rèn)為，由于蚯蚓糞的相互堆疊形成了許多特殊的網(wǎng)狀孔道和孔隙，它們大大提高了土壤的透水性和通氣性。陳小錦[11]研究表明，適量添加蚯蚓糞可以改善紅壤的理化性質(zhì)，調(diào)節(jié)紅壤的養(yǎng)分狀況，增加紅壤中的微生物種群數(shù)量和種類，當(dāng)蚯蚓糞的添加比例為5%～10%時(shí)，對(duì)紅壤的改良效果最佳。杭瓊等[12]探討了添加蚯蚓糞對(duì)果園底土（30～60 cm）的改良效果，研究結(jié)果表明蚯蚓糞可以有效地改善果園底土的pH、有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、速效磷含量等理化性質(zhì)，為作物的生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境條件。張榮濤等[13]研究結(jié)果表明，施用蚯蚓糞可以明顯提高鹽堿土壤速效氮、磷、鉀養(yǎng)分的含量，降低土壤的pH，增加土壤陽(yáng)離子交換量，降低土壤的堿化度、總堿度和鈉吸附比，從而減輕了鹽堿土壤對(duì)作物的危害。在生產(chǎn)實(shí)踐中施用蚯蚓糞改良土壤，已經(jīng)在中國(guó)東北、華北、東南、西南等地區(qū)初具規(guī)模。

2.2? 蚯蚓糞可緩解作物連作障礙

連作是現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一種常見但并不合理的栽培方式。連作可導(dǎo)致土壤含鹽量及酸堿度失衡，土壤微生物活性降低，病原菌積累，作物病蟲害加重。大量的研究結(jié)果和生產(chǎn)實(shí)踐表明，蚯蚓糞具有緩解連作障礙的作用。張俊英等[14]研究表明，大棚連作土壤中施用蚯蚓糞可以提高土壤的肥力，改善連作黃瓜根際土壤微生物環(huán)境，可以有效緩解黃瓜連作障礙的問題。趙鳳艷等[15]探索蚯蚓糞對(duì)番茄連作土壤中真菌群落結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明番茄連作土壤中添加蚯蚓糞后，不僅可以提高土壤養(yǎng)分的含量，還能降低優(yōu)勢(shì)真菌的相對(duì)豐度，解決了番茄的連作障礙問題。尹恩等[16]認(rèn)為，蚯蚓糞不僅可以提高作物自身對(duì)土傳病害的免疫能力，還可以幫助連作土壤逐漸恢復(fù)其微生物多樣性，可以有效地解除安徽省生姜的連作障礙。張永平等[17]研究認(rèn)為，蚯蚓糞作為基肥在一定程度上可以緩解花生的連作障礙問題，在生產(chǎn)中以6%的體積濃度最為適合。生產(chǎn)上利用包括蚯蚓糞在內(nèi)的多種有機(jī)肥料來緩解連作障礙的應(yīng)用屢見不鮮，在草莓、生姜、煙草、甘藍(lán)等作物種植上均表現(xiàn)出較好的效果。

2.3? 蚯蚓糞可提高作物產(chǎn)量和改良品質(zhì)

蚯蚓糞作為一種新型、高效、優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料，在近幾年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用和研究中發(fā)現(xiàn)，其具有提高作物產(chǎn)量和改良作物品質(zhì)的功效。周東興等[18]研究表明，蚯蚓糞能很好地改善番茄農(nóng)藝性狀，提高番茄的坐果率、維生素C含量、可溶性糖含量和可溶性固形物含量。李曉娜等[19]研究了蚯蚓糞施用量及其方式對(duì)陜南烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的影響，認(rèn)為蚯蚓糞不僅能改善土壤結(jié)構(gòu)及煙葉鉀營(yíng)養(yǎng)，還能提高烤煙的產(chǎn)量，在陜南的煙田中，以1 500 kg/hm2穴施方式效果最佳。呂振宇等[20]研究表明，在甘藍(lán)種植中施用蚯蚓糞可改善甘藍(lán)的品質(zhì)，降低甘藍(lán)硝酸鹽含量，提高維生素C含量。張寧等[21]研究了不同配比的蚯蚓糞處理對(duì)西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，添加蚯蚓糞明顯提高了西瓜果實(shí)中的果糖、葡萄糖、蔗糖、維生素C、番茄紅素和可溶性蛋白質(zhì)的含量，使西瓜的品質(zhì)得到了顯著改善，同時(shí)增加了產(chǎn)量。于躍躍等[22]研究表明，施用蚯蚓糞可以提高草莓的產(chǎn)量，每公頃提高221.1～1 458.3 kg，同時(shí)還提高了果實(shí)固形物含量，降低了硝酸鹽含量，明顯改善了草莓的品質(zhì)。李歡等[23]的研究表明，施用蚯蚓糞和生物有機(jī)肥對(duì)夏玉米的產(chǎn)量提高有促進(jìn)作用，對(duì)夏玉米的增產(chǎn)意義重大，而且能夠提高氮肥的利用率，減少施氮量。朱艷麗等[24]研究認(rèn)為在大棚蔬菜種植過程中施用蚯蚓糞，可以改善番茄和黃瓜的品質(zhì)。趙浩等[25]以小油菜為試驗(yàn)對(duì)象，研究用蚯蚓糞代替草炭基質(zhì)對(duì)小油菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明蚯蚓糞處理的小油菜維生素C的含量遠(yuǎn)高于草炭處理，小油菜的品質(zhì)得到明顯改善。鄭世英等[26]研究表明，施用蚯蚓糞后能提高土壤的肥力，增加土壤中酶的活性，提高草莓凈光合速率和葉綠素含量，草莓的維生素C、糖分、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性固形物含量等均有所增加，酸含量減少，提高了草莓的品質(zhì)和產(chǎn)量。井大煒等[27]研究認(rèn)為，蚯蚓糞與尿素配施有利于改善豇豆的根系特性和根際土壤腐殖質(zhì)組成，增強(qiáng)土壤的供肥性能，有助于促進(jìn)豇豆生長(zhǎng)并提高其產(chǎn)量和品質(zhì)。將蚯蚓糞、沼渣、菌糠、芝麻渣、綠肥等有機(jī)廢棄物用于提高和改善蔬菜、水果產(chǎn)量和品質(zhì)的應(yīng)用逐步被生產(chǎn)者所重視和利用，適時(shí)、適量、適地應(yīng)用此類有機(jī)肥料已成為現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)推廣應(yīng)用研究的重點(diǎn)。

2.4? 蚯蚓糞可控制土傳病害

土傳病害是蔬菜生產(chǎn)過程中危害較為嚴(yán)重的一類病害，加之土傳病害防治成本高、防除工作繁重、藥劑毒性較高、菌量不斷積累等原因，使其防治難度不斷增加。利用多種方式合理有效地控制土傳病害，是蔬菜生產(chǎn)中必須重視的問題。大量的研究結(jié)果和生產(chǎn)實(shí)踐表明，蚯蚓糞具有防控土傳病害的作用。王勝等[28]研究表明，施用蚯蚓糞對(duì)油菜根腫病具有較好的控制效果，防效達(dá)56.3%～61.4%，并且能降低土壤酸度，提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量，增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)明顯，在油菜生產(chǎn)中值得重視和推廣。Edwards等[29]研究表明，在栽培基質(zhì)中添加適量的蚯蚓糞對(duì)一些常見土傳病害如立枯病、枯萎病、猝倒病等具有一定的防治作用。胡艷霞等[30]研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓糞對(duì)黃瓜苗期的立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）引起的立枯病、鐮刀菌（Fusarium oxysporum）引起的枯萎病有抑制作用，當(dāng)蚯蚓糞與土體積比為1∶5時(shí)，控害能力最好，防治效果可達(dá)96.1%。添加蚯蚓糞后能顯著提高土壤中的微生物含量和微生物活性，從而有效調(diào)節(jié)土壤中的微生物區(qū)系，間接抑制土壤中植物病原菌的生長(zhǎng)和繁殖。同時(shí)，蚯蚓糞還可以通過誘導(dǎo)植物自身產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，抵御病菌的侵襲。胡艷霞等[31]研究表明，盆栽基質(zhì)中加入蚯蚓糞可以啟動(dòng)黃瓜體內(nèi)的防御酶系，進(jìn)而誘導(dǎo)黃瓜產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，提高其對(duì)炭疽病的抵御能力，控制炭疽病的發(fā)生。劉麗等[32]采用稀釋平板法從新鮮的蚯蚓糞中篩選出對(duì)黃瓜枯萎病菌有拮抗作用的生防細(xì)菌菌株28株，其中對(duì)枯萎病菌抑制效果最好的菌株為洋蔥伯克霍爾德菌（Burkholderia cenocepacia）。

2.5? 蚯蚓糞在其他方面的應(yīng)用

蚯蚓糞不僅在保護(hù)地蔬菜種植和大田作物生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，而且在蔬菜育苗、食用菌生產(chǎn)、除臭處理、吸附重金屬等方面也有應(yīng)用。王中旭等[33]研究了蚯蚓糞基質(zhì)在茄子育苗中的應(yīng)用效果，結(jié)果表明利用蚯蚓糞作為穴盤育苗基質(zhì)，茄子幼苗質(zhì)量好，生長(zhǎng)健壯。崔文靜等[34]的研究表明，蚯蚓糞可以代替不可再生的草炭，作為櫻桃蘿卜和茼蒿等陽(yáng)臺(tái)蔬菜的栽培基質(zhì)。韋珂等[35]采用桑枝稈為秸稈培養(yǎng)基，并按適當(dāng)比例添加蚯蚓糞替代麥麩，分成3組配方進(jìn)行鮑魚菇栽培試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)含蚯蚓糞的培養(yǎng)基較傳統(tǒng)的麥麩培養(yǎng)基更有利于鮑魚菇的生長(zhǎng)，并且添加10%蚯蚓糞配方的效果最好。張玥含等[36]研究表明，蚯蚓糞浸提液可以促進(jìn)黑麥草（Lolium perenne）、高羊茅（Festuca arundinacea）種子萌發(fā)和生長(zhǎng)，以更好地滿足種植需要。宋忠儉等[37]通過室內(nèi)的模擬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蚯蚓糞對(duì)以氨氣和硫化氫為代表的臭氣的吸收效果良好，并且隨著蚯蚓糞添加量的增加去除效果不斷提高，在生產(chǎn)條件下，覆蓋5 cm左右的蚯蚓糞對(duì)臭氣的去除效果最顯著。羅根華等[38]研究結(jié)果表明，蚯蚓糞吸附劑在常溫條件下對(duì)溶液中的重金屬Cu2+具有較強(qiáng)的吸附能力。劉艷娟等[39]研究表明，利用5 mol/L硝酸和5 mol/L氯化鋅按1∶1復(fù)配作為活化劑來制備蚯蚓糞吸附劑，對(duì)低濃度含鉛廢水的處理效果最佳。蚯蚓糞不僅在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域表現(xiàn)出較高的應(yīng)用價(jià)值，而且在其他領(lǐng)域也具有很大的應(yīng)用潛力。

3? 小結(jié)與建議

綜上所述，蚯蚓糞作為一種新型的生物有機(jī)肥料，既可以緩解作物的連作障礙，減輕土傳病原物對(duì)作物的危害，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以作為吸附劑、除臭劑和解毒劑等。隨著中國(guó)“雙減”項(xiàng)目的正式實(shí)施，應(yīng)該對(duì)蚯蚓糞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的綜合利用進(jìn)行深入地研究，探究蚯蚓糞對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育影響的作用機(jī)理。生物防治是減少化學(xué)農(nóng)藥使用、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的一種重要的植物病害防治措施。因此，要充分利用蚯蚓糞含有大量有益微生物的特性，分離出具有生防潛力的活性菌株，應(yīng)用于植物病害的防治。今后，可以直接在土壤中養(yǎng)殖蚯蚓或者添加一定量的蚯蚓糞，可起到防病、增肥、改良土壤、促進(jìn)作物生長(zhǎng)的作用，這也是符合中國(guó)“持續(xù)植保”“綠色植?！钡囊环N有效措施。

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