蚯蚓糞在環(huán)境工程和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用的研究

姚曉華 劉斌 黃福鷹

摘要：在推動有機農(nóng)業(yè)發(fā)展背景下，有機肥與化肥合理搭配使用越來越重要。蚯蚓糞是一種集生物肥、有機肥、微生物菌肥等為一體的有機物，不僅可以修復污染土壤、脫臭，而且可以改良土壤、抑制土傳病害，提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)，還可以在食用菌栽培中使用，因此作為新興生物有機肥料受到越來越多的關注與應用。

關鍵詞）蚯蚓糞;環(huán)境工程;農(nóng)業(yè)生產(chǎn);應用

中圖分類號：s141.9文獻標識號：A文章編號：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

隨著有機農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村振興的實施，有機肥與化肥合理搭配使用已經(jīng)非常重要。蚯蚓糞作為一種集生物肥、有機肥、微生物菌肥等一體的有機物，已經(jīng)在環(huán)境工程、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上發(fā)揮越來越大的作用。蚯蚓糞是蚯蚓吞食有機廢棄物經(jīng)過消化道及微生物的分解作用后排出的糞便，是一種高效有機肥，富含腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì)、氨基酸、多肽、多糖、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分及大量的有益微生物[1]，同時還含有蛋白酶、脫氫酶、過氧化物酶等活性酶類[2]，可改良因長期使用化學農(nóng)藥后的土壤板結(jié)、養(yǎng)分失衡和作物品質(zhì)下降等。

1蚯蚓糞的性質(zhì)

蚯蚓糞是蚯蚓消化降解有機廢棄物后產(chǎn)生的顆粒，質(zhì)地均一、表面積大，無臭無毒、穩(wěn)定性好，具有良好的排水性、通氣性和保水性[3]，有機物含量超過30%、氮2.15%、磷1.76%、鉀0.27%，同時含有多種微量元素、細菌、放線菌和真菌等微生物，這些微生物不僅可以分解有機物，同時合成糖類、氨基酸等活性物質(zhì)。除此之外還含生長素、赤霉素、細胞分裂素等植物激素[4]。

2蚯蚓糞在環(huán)境工程中的應用

2.1蚯蚓糞修復污染土壤

由于化學農(nóng)藥長期不科學使用、化工冶煉礦業(yè)等工廠肆意排放未經(jīng)處理的污水，使得土壤重金屬、多環(huán)芳烴等有機物嚴重超標，輕則降低農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)，重則作物無法生長。土壤污染過程具有長期性、富集性，所以治理一直是國內(nèi)外研究的熱點。植物修復是土壤重金屬修復的主要技術之一，而蚯蚓糞可以促進植物根系生長，影響污染物的生物有效性，對植物修復具有一定的強化作用。林淑芬等[5]在模擬不同Cu污染的土壤中栽培黑麥草，發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞顯著增加了黑麥草的生物量、根系長度和根尖數(shù)量，提高Cu的生物有效性，促進Cu從根系向地上部的運移及在地上部的富集，進而增加了黑麥草對Cu的吸收。劉偉等[6]研究了在田間蚯蚓糞對重金屬Cu、Cd、Zn、As污染土壤的理化性質(zhì)、酶活性的影響，探究蚯蚓糞對紫花首蓿生長、體內(nèi)抗氧化酶活性及其富集重金屬能力的影響，結(jié)果顯示施用蚯蚓糞后，土壤全P、全N、有機質(zhì)均顯著提高，土壤pH值從8.29下降到8.09，提高了土壤肥力，調(diào)節(jié)了土壤pH值，土壤陽離子交換能力增強顯著，較之對照組，試驗組的紫花首蓿株高、生物量均顯著提高，說明了蚯蚓糞的施人有利于紫花首蓿的生長;同時試驗組的紫花首蓿地上、地下部分的Cu、Cd、Zn、As、超氧化物歧化酶及過氧化物酶活性含量也顯著高于對照組，這說明蚯蚓糞的施人改善了紫花首蓿修復重金屬污染土壤的效果。室內(nèi)盆栽試驗證明了蚯蚓糞對油葵修復菲污染土壤具有強化作用[7]，在試驗濃度范圍內(nèi)（菲0～200mg/kg），蚯蚓糞提高了油葵株高、生物量;土壤中菲的殘留濃度較對照組減少，去除率較對照組增大;當菲濃度為50mg/kg時，試驗組菲的去除率比對照組顯著提高，說明蚯蚓糞促進油葵生長、改善土壤根際酶活性及促進油葵吸收降解菲的作用，可以作為油葵吸收降解多環(huán)芳烴菲的強化劑。

2.2蚯蚓糞脫臭

集約化養(yǎng)殖產(chǎn)生的畜禽臭氣如果得不到有效處理，不但影響?zhàn)B殖業(yè)自身發(fā)展，也會影響環(huán)境、危害人類健康。目前除臭的主要方法是日糧中添加有益微生物、改善動物腸道微生物菌群組成，從而減少臭氣化合物產(chǎn)生，或者在畜禽糞便中添加有機物質(zhì)降低揮發(fā)性臭氣化合物的濃度。蚯蚓糞具有較高的孔隙和比表面積，且含有大量微生物，因此蚯蚓糞可高效吸附臭氣，分解有機物，具有吸收凈化功能。韓立軍等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在雞糞中添加蚯蚓糞即可有效降低氨氣、硫化氫的釋放量，效果與添加量成正比。以蚯蚓糞作為雞舍墊料顯著降低了雞舍內(nèi)臭氣主要成分一氨氣和硫化氫氣體濃度[9]。有研究表明蚯蚓糞添加到豬糞中降低了排泄物中臭氣化合物如對甲酚、3-甲基叫噪、銨氮和總氮的濃度[10]。

有機肥在堆制發(fā)酵工程中也會產(chǎn)生惡臭氣體，影響環(huán)境和人身體健康，也影響到有機肥的商品性，制約有機肥的使用。宋忠儉等[11]利用蚯蚓糞覆蓋有機肥發(fā)酵表面對氨氣和硫化氫有良好的吸收效果，在試驗模擬覆蓋厚度0～25cm范圍內(nèi)，蚯蚓糞對氨氣和硫化氫的去除率與蚯蚓糞覆蓋厚度成正比，當覆蓋厚度達到25cm時，對兩種氣體的去除率接近100%。

3蚯蚓糞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用

3.1改善土壤環(huán)境，抑制作物土傳病害

土傳病害是指病原菌生活在土壤中，遇到適宜條件從作物根莖部侵染而引起的病害，常見的土傳病害有軟腐病、立枯病、鐮刀菌枯萎病等。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上單一作物復種指數(shù)增加，導致土傳病害越來越嚴重。蚯蚓糞能提高土壤中有益微生物數(shù)量和微生物活性，有效改善土壤微生物區(qū)系，間接抑制了病原菌的生長繁殖，在一定程度上減輕了植物土傳病害的發(fā)生率。胡艷霞等[12]研究發(fā)現(xiàn)盆栽時，蚯蚓糞對黃瓜苗期枯萎病、立枯病有抑制作用，抑制效果與蚯蚓糞添加的量有一定關系，當蚯蚓糞與土壤體積比達到20%時，既能防治病害到最大程度（96.1%），又能促進黃瓜植株生長。在盆栽黃瓜基質(zhì)中加人蚯蚓糞，可顯著提高黃瓜體內(nèi)的多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶、過氧化物酶等防御酶系，誘導黃瓜產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，提高其對炭疽病的抵御能力，控制炭疽病的發(fā)生。[13]劉麗等人[14]、胡艷霞等人[15]均從蚯蚓糞中分離出對黃瓜枯萎病菌有拮抗作用的生防菌。

3.2提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)

蚯蚓糞有機質(zhì)含量超過30%，且還有微量元素、生長素、赤霉素、細胞分裂素等植物激素，因此也是一種優(yōu)質(zhì)高效的有機肥料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應用實踐中發(fā)現(xiàn)，施用蚯蚓糞可以提高作物產(chǎn)量，改善作物品種。葛立傲等[16]比較了施用蚯蚓糞、蘑菇渣和常規(guī)肥對青菜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，結(jié)果表明：與施用常規(guī)肥相比，施用蚯蚓糞的青菜產(chǎn)量、總糖、維生素C含量均有顯著提高，硝酸鹽含量顯著下降，青菜品質(zhì)得以提高。董衛(wèi)華等[17]發(fā)現(xiàn)在試驗大棚內(nèi)，施用蚯蚓糞 （30t/hm2）能較好提高番茄抗病性和產(chǎn)量，增加經(jīng)濟效益。程亞倩等[18]研究了蚯蚓糞肥對陜西煙區(qū)烤煙生長及品質(zhì)的影響，認為配施30%蚯蚓糞肥可顯著提高烤煙圓頂期根、葉生物量，顯著提高成熟期中部煙葉的全N、全P、全K、葉綠素及類胡蘿卜素含量，改善煙草的感官質(zhì)量和評吸效果。

總之，越來越多的研究表明單獨施用蚯蚓糞或與化肥、菌渣等配合施用，對提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)均有顯著的促進作用。

3.3在食用菌栽培中的應用

已有研究利用了蚯蚓糞替代食用菌栽培過程中的常用氮源-麥耕，韋珂等[19]采用不同比例的蚯蚓糞添加到桑枝桿中栽培鮑魚菇，結(jié)果表明與傳統(tǒng)麥耕培養(yǎng)基相比，含有蚯蚓糞的培養(yǎng)基更利于鮑魚菇生長，且添加量在10%時生物學效率最高。李曉明等[20]利用蚯蚓糞與其他原料混合發(fā)酵栽培平菇，菌絲生長速度、出菇時間均比對照快，且出菇整齊，菌蓋厚實，可連續(xù)出4～5茬菇，產(chǎn)量比對照高30%以上。

由于有機物含量高，通氣性、持水性超過一般土壤，因此蚯蚓糞也是一種良好的覆土材料。王玉等[21]研究發(fā)現(xiàn)栽培棕色蘑菇時覆土材料中添加蚯蚓糞在鮮菇產(chǎn)量、生物學效率上都顯著優(yōu)于未添加組，且先覆蓋2cm沙壤土再覆蓋1cm蚯蚓糞的處理是較適宜方案，鮮菇產(chǎn)量、單菇重量及生物學效率都是最高的。在竹蓀袋栽過程中，利用蚯蚓糞作為覆土材料促進菌絲生長，對竹蓀的產(chǎn)量、單個子實體重量、生物學轉(zhuǎn)化率均有顯著的促進作用，綜合來看以蚯蚓糞含量為50%為最佳。[22]在不同規(guī)格箱式栽培竹蓀模式下，以蚯蚓糞為覆土材料，竹蓀的產(chǎn)量、子實體單重及生物學轉(zhuǎn)化率均優(yōu)于對照，在30cmX30cmX100cm規(guī)格栽培箱模式下以蚯蚓糞作為覆土材料，竹蓀的產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀最好，品質(zhì)較好。[23]

4小結(jié)

蚯蚓糞是一種富含有腐殖質(zhì)、微量元素及大量微生物的有機物，通氣性、保水性好，有益微生物的存在促進了土壤或基質(zhì)中有機物的進一步分解，可以為作物補充生長發(fā)育所需要的氮素、碳素及礦質(zhì)營養(yǎng)，因此作為新興生物有機肥料受到越來越多的關注與應用，可減輕作物土傳病害，提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)，替代食用菌栽培生產(chǎn)中的傳統(tǒng)氮源（麥耕）及覆土材料，同時在土壤修復、除臭等環(huán)保方面有巨大作用。

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