蚯蚓糞的研究及應(yīng)用

周美榮，孫振江，申曉強(qiáng)

（遼寧工程技術(shù)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧阜新123000）

隨著無公害農(nóng)業(yè)和綠色食品市場的日益擴(kuò)大，蚯蚓糞有機(jī)肥成了生產(chǎn)無公害農(nóng)業(yè)和綠色食品不可替代的肥料，具有生物肥、生物有機(jī)肥、有機(jī)肥、氨基酸肥、腐植酸肥、菌肥、微肥的特點，但又不是這些肥料的簡單組合，而是蚯蚓億萬年進(jìn)化過程中逐漸形成的最適合植物生長的組合。

蚯蚓糞作為一種高效的有機(jī)肥料，它的最大特點是將有機(jī)物—微生物—生長因子合理結(jié)合起來改善土壤環(huán)境，最終達(dá)到增肥、抗病、養(yǎng)土的目的。

蚯蚓糞有機(jī)肥中含有大量的微生物，更可貴的是至少含有2 種以上拮抗微生物。這些大量有益微生物施入土壤后，可迅速抑制有害菌的繁殖，有益菌得以繁殖擴(kuò)大，減少土傳病害的發(fā)生，使農(nóng)作物不易生病，改善作物品質(zhì)。

1 蚯蚓的生理特性

蚯蚓又叫地龍、曲蟮，屬環(huán)節(jié)動物門寡毛綱動物。蚯蚓沒有內(nèi)骨骼，支撐身體的是外壁，同其他無骨骼動物一樣，支撐身體的外壁就是它的“骨骼”[1]。蚯蚓具有很強(qiáng)的再生能力，當(dāng)身體的一部分受到損失或者斷裂，只需短短幾天時間，就可以讓損失之處重新生成。在土壤中，蚯蚓通過直接粉碎土粒、翻土、做穴與排糞，增加土壤中微團(tuán)聚體數(shù)量而形成通氣、多孔性和排水良好的土壤結(jié)構(gòu)，改良土壤；通過對土壤中有機(jī)物的分解，加速土壤中有機(jī)物的腐殖化過程，為土壤微生物的大量繁殖創(chuàng)造良好的條件。

2 蚯蚓糞的特性

蚯蚓糞作為一種高效有機(jī)肥料，最大特點是將有機(jī)物—微生物—生長因子合理結(jié)合起來改善土壤環(huán)境，最終達(dá)到增肥、抗病、養(yǎng)土的目的。據(jù)了解，蚯蚓糞的顆粒均勻、無味、衛(wèi)生，保水透氣能力比一般土壤高3 倍。蚯蚓糞中含有18 種氨基酸，有益菌達(dá)每克20 萬～2 億個。土壤有機(jī)質(zhì)是保持土壤良好物理性狀的必要條件，又是植物營養(yǎng)的重要來源，其含量是衡量土壤肥力高低的重要標(biāo)志。而蚯蚓糞的有機(jī)質(zhì)含量達(dá)40%左右，經(jīng)過2 次發(fā)酵和2 次動物消化，所形成的有機(jī)質(zhì)易被植物吸收。

蚯蚓糞有機(jī)肥可促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，提高土壤通透性、保水性、保肥力；利于微生物的繁殖，使土壤吸收養(yǎng)分和儲存養(yǎng)分的能力增強(qiáng)；經(jīng)蚯蚓消化后的有機(jī)質(zhì)顆粒細(xì)小，表面面積比消化前提高100 倍以上，能提供更多的機(jī)會讓土壤與空氣接觸，從根本上解決土壤板結(jié)問題；可提高作物抗病能力。

2.1 蚯蚓糞的物理性質(zhì)

蚯蚓糞是一種黑色、均一、有自然泥土味的細(xì)碎類物質(zhì)，其物理性質(zhì)由蚯蚓的性質(zhì)及蚯蚓消化有機(jī)物的程度決定。其具有很好的孔性、通氣性、排水性和高的持水量，有很大的表面積，使得許多有益微生物得以生存并具有良好的吸收和保持營養(yǎng)物質(zhì)的能力[2]。

2.2 蚯蚓糞的化學(xué)性質(zhì)

蚯蚓糞與畜禽糞相比，其可溶性鹽的含量、陽離子交換性能和腐植酸含量明顯增加，也就是有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成了穩(wěn)定的腐殖質(zhì)類復(fù)合物質(zhì)[3]。一般有機(jī)廢棄物，尤其是畜禽糞便呈堿性，而多數(shù)植物喜好的生長環(huán)境偏酸性（pH 值為6.0～6.5），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，從而使偏堿性的畜禽糞便經(jīng)過處理而趨于中性[4]。蚯蚓糞中營養(yǎng)物質(zhì)的含量由于原材料不同而有差異，同時也與蚯蚓的活性有關(guān)[5]。

2.3 蚯蚓糞的生物學(xué)性質(zhì)

蚯蚓在消化過程中，隨微生物和食物進(jìn)入體內(nèi)的真菌營養(yǎng)體及大部分細(xì)菌被殺死，因此，蚯蚓糞中富含細(xì)菌、放線菌和真菌等微生物類群，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，其中的細(xì)菌數(shù)量在第1 周內(nèi)還會成倍增加[6]。還有研究表明，蚯蚓糞中富含多種植物激素[7]、腐植酸類物質(zhì)，而腐殖酸能影響植物的營養(yǎng)吸收和蛋白質(zhì)合成。

3 蚯蚓糞的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類對蚯蚓研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞并不僅僅是代謝廢棄物，它在促進(jìn)作物的生長、抑制病原菌的活性和改善土壤肥力等方面都具有重要作用。這些作用都是由蚯蚓糞中所含有的特殊生物和化學(xué)成分決定的。

3.1 蚯蚓糞可作生物肥

蚯蚓糞可改良土壤、提高植物產(chǎn)量。用蚯蚓處理垃圾，不僅環(huán)保，而且可生產(chǎn)出高品質(zhì)綠色肥料——蚯蚓糞。蚯蚓糞是一種氮、磷、鉀含量齊全，并含有大量有機(jī)質(zhì)、腐植酸的黑色顆粒肥料。與其他肥料相比，其具有衛(wèi)生、無異味、顆粒狀、吸水、保水、透氣性能強(qiáng)等特點。

農(nóng)業(yè)部肥料質(zhì)檢中心對天津市寧河縣蚯蚓購銷養(yǎng)殖總場生產(chǎn)的蚯蚓糞測定表明，蚯蚓糞中含有機(jī)質(zhì)0.42 g/kg，腐植酸0.26 g/kg，氮0.014 g/kg，磷0.01 g/kg，鉀0.1 g/kg，并含有多種微量元素和17 種氨基酸[8]，可作為園林花卉、溫室大棚的高檔有機(jī)肥，又是瘠薄、板結(jié)土壤的改良劑，而且能改造鹽堿地。

有研究表明，蚯蚓糞中含有IAA，GA 等激素類物質(zhì)，它們可調(diào)節(jié)植物生長，促進(jìn)植物細(xì)胞分裂、根系伸長?，F(xiàn)在蚯蚓糞中植物激素的測定方法已經(jīng)很成熟。Norman 等[9]發(fā)現(xiàn)，蚯蚓糞中存在生長素，可促進(jìn)玉米種子根冠細(xì)胞分裂，同時顯著提高根細(xì)胞膜上H-ATP 酶的活性。由于蚯蚓糞中激素類物質(zhì)一般吸附在腐殖質(zhì)大分子上，因此，從蚓糞中提取的FA（黃腐酸）對植物生長也具有類似激素的促進(jìn)作用，相同速效養(yǎng)分條件下，F(xiàn)A 對萬壽菊、花椒、番茄等植物生物量、葉面積有明顯促進(jìn)作用。

3.2 蚯蚓糞可作飼料

蚯蚓糞中含有甘氨酸等17 種氨基酸，富含蛋白質(zhì)，無異味，與其他飼料搭配飼喂畜禽，有助于解決飼料蛋白質(zhì)不足的問題[10]。以蚯蚓糞為主要原料配制生物飼料飼喂畜禽，能顯著降低畜禽糞便臭味，使畜禽的呼吸道和消化道疾病減少50%，蛋雞的產(chǎn)蛋高峰期延長25 d 左右，還可增加豬、牛、羊泌乳量。蚯蚓糞與無機(jī)肥復(fù)混能提高肥效，在相同的氮磷鉀含量情況下，蚯蚓糞含量越高，效果越好[11]。

3.3 蚯蚓糞可修復(fù)污染土壤

蚯蚓糞是一種有效的重金屬鈍化劑，通過調(diào)節(jié)和改變重金屬在土壤中的物理化學(xué)性質(zhì)，能使重金屬產(chǎn)生沉淀、吸附、絡(luò)合等一系列反應(yīng)，降低其在土壤環(huán)境中的生物有效性，減少植物對重金屬的吸收，從而遏制重金屬進(jìn)入食物鏈，降低植物中毒的發(fā)生率。

戈峰等[12]在尾砂土、復(fù)墾土A 和復(fù)墾土B 中接入一定密度的蚯蚓或蚯蚓糞后進(jìn)行番茄盆栽試驗，對其根、莖、葉生長發(fā)育及生物量進(jìn)行測定，結(jié)果表明，無論在尾砂土還是復(fù)墾土中加入蚯蚓或蚯蚓糞后，番茄的莖長、根長和干質(zhì)量均高于對照。不同組合效率從高到低的順序為：2 條蚯蚓＋5%的蚯蚓糞＞5%蚯蚓糞＞2 條蚯蚓＞對照。表明，蚯蚓及蚯蚓糞在改良土壤、促進(jìn)作物生長發(fā)育中具有重要的作用。

3.4 蚯蚓糞可作吸附劑

金亞波等[13]研究得出，蚯蚓能富集土壤中的2 價鐵，從而使得蚯蚓糞中含有大量的鐵，這些鐵能被植物根系吸收，促進(jìn)植物的生長。

蚯蚓糞還可作為天然脫臭器。它是具有很高孔隙率和比表面積的顆粒狀物質(zhì)，是臭氣的高效吸附劑。蚯蚓糞中含有大量微生物，對臭氣物質(zhì)具有良好的吸收凈化功能。垃圾堆肥發(fā)酵時，如果在垃圾表面覆蓋2～3 cm 厚的蚯蚓糞，可以很好地保溫除臭[14]。

日本科學(xué)技術(shù)廳為資助實用化的試驗裝置，在1978 年夏天撥出發(fā)明補(bǔ)助金，研制了蚯蚓糞粒除臭小型裝置，并進(jìn)行了多次試驗，充分證實蚯蚓糞粒具有優(yōu)異的除臭功能。在神奈川縣三浦市的污水處理廠進(jìn)行實際應(yīng)用，再次證實蚯蚓糞粒的除臭作用。該項技術(shù)獲得專利，并在1980 年命名為“蚯蚓糞粒除臭劑”。

在我國，隨著畜牧業(yè)的規(guī)模化飼養(yǎng)越來越普及，畜禽臭氣得不到有效控制，嚴(yán)重影響了養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，同時也危害了人類的健康。目前，除臭方法主要有2 種，即阻止臭氣化合物的產(chǎn)生和降低臭氣化合物的揮發(fā)。王頌萍[15]使用蚯蚓糞作為雞舍墊料，降低了臭氣化合物中主要污染氣體和硫化氫的揮發(fā)，使雞的飼養(yǎng)環(huán)境得到了重大改善。

3.5 蚯蚓糞可抑制植物病蟲害

蚯蚓糞對植物病蟲害有抑制作用。胡艷霞等[16]研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓對農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物進(jìn)行生物降解的產(chǎn)物蚯蚓糞，在一定程度上能夠控制黃瓜苗期土傳病害的發(fā)生，并表現(xiàn)出明顯的促生長效應(yīng)；并從新鮮蚯蚓糞中成功分離到拮抗活性強(qiáng)、抗菌性廣的拮抗微生物。直接在土壤中養(yǎng)殖蚯蚓或者添加適量蚯蚓糞，可起到防病、增肥、改良土壤、促進(jìn)作物生長等作用，是符合綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種方法[17]。

3.6 蚯蚓糞具有解毒作用

蚯蚓糞施入土壤后，不僅向植物輸送氮、磷、鉀等多種元素，更重要的是，以蚯蚓糞顆粒肥為據(jù)點，源源不斷地培養(yǎng)和釋放大量有益菌。由于蚯蚓糞中的微生物在土壤中不斷繁殖擴(kuò)群，占據(jù)相鄰?fù)寥溃罱K包圍和菌化蚯蚓糞顆粒周邊的空白土壤，把土壤耕作層編織成一個有較強(qiáng)分解、降解和解毒作用的“綠色”菌化過濾層，把進(jìn)入土壤中的動植物殘體、礦物質(zhì)和污染物分解或降解掉。

據(jù)天津市寧河縣蚯蚓養(yǎng)殖協(xié)會試驗[18]，用DDT污染蚯蚓糞2 a 后，再從蚯蚓糞中提取出DDT，以藥瓶中的DDT 為對照，分別拌成毒餌喂螻蛄，結(jié)果表明，藥品DDT 把螻蛄毒死了，而經(jīng)蚯蚓糞降解后的DDT 對螻蛄卻沒有毒害作用。這證明蚯蚓糞不僅能分解進(jìn)入土壤中的多種物質(zhì)，消除污染物臭味，還把進(jìn)入土壤中的有毒物質(zhì)變成無毒物質(zhì)。同時，蚯蚓糞中的鏈霉菌能產(chǎn)生抗生素，對有害菌有殺滅作用。這成為人們在長期食用被有害菌類、農(nóng)藥污染土壤種植的糧食和蔬菜而不致病的主要原因。

4 結(jié)論與建議

綜上所述，蚯蚓糞可作為新型的生物肥料、吸附劑、除臭劑、解毒劑等，但很多研究仍處于實驗室測試階段，急需進(jìn)行田間試驗，以應(yīng)用于實際。應(yīng)對蚯蚓糞的綜合利用進(jìn)行深入研究，結(jié)合我國實際情況可對蚯蚓糞進(jìn)行進(jìn)一步加工，開發(fā)適用于不同植物的專用育苗基質(zhì)和肥料。同時利用蚯蚓糞富含多種微生物的特性，加大其在生物防治方面的深入研究，開發(fā)其在生物防治方面的潛力。

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