蚯蚓處理畜禽糞污工藝條件研究進展

孔凡虎 林亞峰 楊志強 （山東省煙臺市畜牧獸醫(yī)工作站 264001）

?

蚯蚓處理畜禽糞污工藝條件研究進展

孔凡虎 林亞峰 楊志強 （山東省煙臺市畜牧獸醫(yī)工作站 264001）

近年來，隨著農業(yè)結構調整和農業(yè)產業(yè)化的推進，以及規(guī)模化、集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，其規(guī)模由小到大，范圍由點到面，產生的畜禽糞便成為環(huán)境的主要污染源，但由于畜禽養(yǎng)殖業(yè)場糞污無害化處理水平不高、農業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)脫節(jié)，致使大量畜禽糞便與污染物隨意排放和流失，破壞了生態(tài)環(huán)境。蚯蚓具有很強的處理垃圾的能力，利用蚯蚓能分解畜禽糞污中的有機物質合成生物蛋白及多種營養(yǎng)物質。20世紀60~70年代，國內外已開始利用蚯蚓的生命活動處理畜禽糞污、生活垃圾和各種廢棄物，這項技術不僅能減少日益增多的畜牧糞污對環(huán)境的污染，而且可以節(jié)約環(huán)境保護的費用，生產蛋白質飼料，增加農業(yè)收入。

1 蚯蚓處理畜禽糞污的原理

蚯蚓是一種雜食性的環(huán)節(jié)動物，它在自然生態(tài)中具有促進物質分解轉化的功能。大量的實驗研究表明，蚯蚓在其新陳代謝過程中能吞食大量有機物質，并將其與土壤混合，通過砂囊的機械研磨作用和腸道內的生物化學作用進行分解轉化。蚯蚓的消化能力極強，其消化道能分泌出蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、甲殼素酶及淀粉酶等，在這些酶和微生物的作用下有機物質就會被水解成簡單的碳水化合物、脂肪、醇等低分子化合物，這些物質再與土壤中的礦物質結合成高度融合的有機-無機復合體，最終以蚯蚓糞的形式排出。同時，通過蚯蚓在糞便中的運動還可以改進糞便中的水汽循環(huán)，使得糞便和其中的微生物得以運動、相互混合，從而加強蚯蚓和微生物對糞便處理的協(xié)同作用。蚯蚓的吞食量很大，1億條蚯蚓一天可吞食40~50t垃圾，排出20t蚯蚓糞。

2 蚯蚓處理畜禽糞污工藝條件研究現(xiàn)狀

保證蚯蚓正常生長與繁殖是蚯蚓進行糞污處理的前提條件，蚯蚓的生長繁殖除與自身品種有關外，還受到畜禽糞污種類、C/N值、溫度、濕度、接種密度及pH值等因素的影響。在各種因素都處于適宜的范圍時，溫度和接種密度是影響蚯蚓增長和繁殖及處理效果的最主要因素。

2.1 選擇蚯蚓品種 目前，有記錄的蚯蚓約有4000多種，根據(jù)其生態(tài)功能可以分為表層種、內層種、深層種3種主要類型，赤子愛勝蚓屬于表層種蚯蚓，在處理畜禽糞污中使用較多、開發(fā)較成熟。赤子愛勝蚓具有較強的適應能力，趨肥性強，成熟期短，繁殖率高，食性廣泛，蛋白質含量及營養(yǎng)價值高，不僅能大量吞食糞污中的有機物質，對有機質的分解能力較強，還能夠將有機物快速的粉碎消化，生產出物理性狀優(yōu)良、養(yǎng)分含量較高的蚓糞。

2.2 糞污C/N值 畜禽糞污C/N值對蚯蚓生長和繁殖具有重要影響，其C/N值可通過添加稻草、秸稈和鋸末等進行調整，其C/N值過高，氮素營養(yǎng)少，蚯蚓發(fā)育不良，生長緩慢；其C/N值過低，氮素含量高，容易引起蛋白質中毒癥，導致蚓體腐爛，其C/N值是反映蚯蚓處理適應性的綜合指標。劉亞納(2005)研究表明適宜的物料CN/比范圍分別是豬糞24.3~18.2，雞糞18.9~16.1，牛糞24.7~19.4；Ndegwa等(2000)指出待處理物料C/N值為25時，可以獲得最高的生殖率以及最高的攝食能力，而且堆制后的產物具有較高的肥力并對環(huán)境污染最小。

2.3 溫度控制 蚯蚓是一種變溫動物，溫度對蚯蚓的繁殖率和蚓繭的孵化率具有一定的影響，控制適宜的溫度可以提高其生長、繁殖和糞污處理等效率。Edwards C A等(1992)研究了溫度對蚯蚓處理牛糞的影響，結果表明：赤子愛勝蚓在0℃~35℃都能生長，但是在20℃~30℃生長情況最好；沈明星等(2008)研究發(fā)現(xiàn)，在8~32℃溫度范圍內，溫度與蚯蚓處理有機物的速率呈極顯著正相關，最適溫度為25.4℃。王海候等(2009)也得出相似結論，并且還發(fā)現(xiàn)在11.8~18.5℃范圍內，蚓床日均溫每提升1℃，蚯蚓消化牛糞速率可增加73.13g/m2·d。不同種蚯蚓的生存域值范圍各不相同，一般在20~25℃的范圍內。

2.4 濕度管理 大多數(shù)蚯蚓屬于濕生動物，適當?shù)臐穸仁蔷S持其體液平衡、酸堿平衡、代謝平衡的基本保證。Loehr，R C等(1985)研究了濕度對蚯蚓在豬糞中生長和繁殖的影響，實驗結果表明85%的濕度最適合蚯蚓的生長和繁殖。Reinecke和Venter(1987)推斷赤子愛勝蚓生存在牛糞中的最適濕度為75%。Gunadi等(2003)比較了不同含水率(70%，75%，80%，85%，90%)對牛糞和豬糞中赤子愛勝蚓，繁值和存活的影響，90%的濕度條件下，蚯蚓在牛糞中達到了最高的生長率，在豬糞中這個濕度為75%；最高繁殖率在牛糞和豬糞中分別出現(xiàn)在70%和80%的濕度條件下。倉龍等(2002)研究表明，赤子愛勝蚓處理未腐熟牛糞、未腐熟豬糞及未腐熟雞糞和藥渣混合物的最佳濕度分別為70%、75%、65%。蚯蚓能夠適應的濕度范圍為30%~80%，最適宜的濕度范圍為60%~70%。

2.5 接種密度 蚯蚓的接種密度決定著處理效率，在一定范圍內，隨著蚯蚓的接種密度增加處理糞污的效率也提高，但若種群密度過大，蚯蚓體之間會發(fā)生食物和生存空間的爭奪，相互抑制，影響其生長和繁殖，甚至出現(xiàn)逃跑的現(xiàn)象，進而影響處理效果。因此，保持適宜的接種密度，有利于提高蚯蚓的生長率、繁殖率和糞便的處理效率。Ndegwa等(2000)研究認為，蚯蚓投加密度為1.6kg/m2、喂食速度為1.25kg/kg·d時蚯蚓的生物轉化效率最高，而同樣投加密度下喂食速度為0.75kg/kg·d時堆肥產物穩(wěn)定化效果最佳。劉亞納(2005)研究表明，赤子愛勝蚓處理牛糞、豬糞及雞糞的最佳接種密度為8~12條/(90g干物料)。

2.5 物料pH值控制 蚯蚓對生長和繁殖環(huán)境有一定的酸堿度要求，過高或過低均會影響其活動能力及肥料質量。孫振鈞(1993)利用發(fā)酵的牛糞+木屑為餌料，得出蚯蚓的最適生長pH值是8~9，最適繁殖pH值是6~9。

蚯蚓在處理畜禽糞污過程中，除受上述主要因素的影響以外，糞污的種類、發(fā)酵程度、含有的重金屬、抗生素等有毒有害物質，以及在高溫條件下，蚯蚓處理過程中易產生對蚯蚓有危害作用的氨氣和硫化氫等氣體也將會影響蚯蚓的生長和繁殖，進而影響對畜禽糞污的處理。因此，在加入蚯蚓處理畜禽糞污前，要根據(jù)畜禽糞污的實際情況控制好環(huán)境因素，處理豬糞和雞糞必須對糞便做堆肥處理，而牛糞則不需做堆肥處理。

3 展望

目前，在畜禽糞污的處理技術中，蚯蚓處理技術以其環(huán)保、高效和符合物質生態(tài)循環(huán)的特點受到國內外的廣泛重視，該技術不僅具有社會效益、生態(tài)效益，還可收獲蚓糞和蚓體，具有一定的經(jīng)濟效益，是處理畜禽糞污的科學途徑之一。

[1] Loehr, R C, Neuhauser, E F，Maiecki, M R. Factor affecting the vermistabilization process temperature. moisture content and polyculture[J]. Water Res, 1985, 19, 1311~1317.

[2] Ndegwa P M,Thompson S A,Das K C. Effects of stocking density and feeding rate on vermicomposting of biosolids [J].Bioresource Technology,2000,71(1):5-12.

[3] Reineke, A J, Venter, J M. Moisture preferences, growth and reproduction of the compost worm Ein.senicrtida (Oligochaeta)[J]. Biol.Fertil.Soils. 1987, 3: 135~l41.

[4] 倉龍, 李輝信, 胡鋒等. 赤子愛勝蚓處理畜禽糞的最適濕度和接種密度研究[J]. 農村生態(tài)環(huán)境, 2002,18(3): 38-42.

[5] 劉亞納. 赤子愛勝蚓處理畜禽糞便的工藝條件研究[D]. 鄭州: 河南農業(yè)大學. 2005.

[6] 孫振鈞, 劉玉慶. 溫度、濕度和酸堿度對蚯蚓生長與繁殖的影響[J]. 萊陽農學院學報, 1993.10(4): 297-300.

[7] 沈明星,王海候,沈曉萍,等.溫度對蚯蚓處理牛糞能力的影響及其調控效果[J].江蘇農業(yè)科學,2008(3):263-265.

[8] 王海候, 沈明星, 陸長嬰等. 晚秋早冬季節(jié)覆蓋保溫措施對蚯蚓處理牛糞能力的影響[J]. 江西農業(yè)學報, 2009, 21(7): 173-175.

[9] 周波, 陳旭飛, 任宗玲等. 基于蚯蚓消化作用的城市生活垃圾資源化利用研究進展[J]. 廣東農業(yè)科學, 2011. 5(12): 156-159.

（2012–07–02）

S851.2+4

A

1007-1733(2012)09-0088-02