不同畜禽糞對蚯蚓生長繁殖的影響

王 昊，楊 波，陳永偉，靳 韋，哈 蓉，徐 燦，張 敏，馬文禮

（寧夏農(nóng)墾農(nóng)林牧技術(shù)推廣服務(wù)中心，寧夏 銀川 750001）

近年來寧夏畜禽養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖排放量持續(xù)增長，據(jù)測算每年畜禽排放糞便量高達(dá)1 192.34萬t[1]。而未經(jīng)處理或短期自然堆放的畜禽糞便含有大量病原菌、寄生蟲卵等，施用到農(nóng)田中會對農(nóng)作物生長及土壤環(huán)境產(chǎn)生不利影響[2]。此外，寧夏是重要的糧食作物產(chǎn)區(qū)，每年產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸稈，而其中的50%不能得到有效利用[3]。如何科學(xué)、高效、環(huán)境友好地處理及利用這些畜禽糞便以及作物秸稈，是亟待研究解決的現(xiàn)實(shí)問題。

蚯蚓是一種具有環(huán)境保護(hù)功能[4—5]的動物，利用蚯蚓的生理活動將農(nóng)業(yè)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為蚯蚓堆肥，已是被廣泛認(rèn)可的生態(tài)處理工藝[6—7]。采用蚯蚓堆肥方式處理畜禽糞污，蚯蚓不僅能夠迅速消化分解多種有機(jī)廢物，還能通過其對重金屬的富集作用[8]降低畜禽糞便中殘留重金屬的含量。此外，蚯蚓糞也是一種天然肥料[9—10]，將蚯蚓糞與秸稈混合后發(fā)酵可生成混合有機(jī)肥料。因此，蚯蚓堆肥是實(shí)現(xiàn)畜禽糞污及農(nóng)作物秸稈無害化循環(huán)利用的重要技術(shù)手段。有研究表明，在不同畜禽糞基質(zhì)中蚯蚓繁殖的速度、蚯蚓糞產(chǎn)量及質(zhì)量存在差異。本試驗(yàn)分別將牛糞、豬糞、羊糞、雞糞和玉米秸稈混合配制基質(zhì)養(yǎng)殖蚯蚓，定期觀測蚯蚓生長繁殖指標(biāo)，研究不同畜禽糞對蚯蚓生長繁殖的影響，以期為蚯蚓堆肥養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于寧夏農(nóng)墾平吉堡現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)。供試溫室為2代節(jié)能日光溫室（80 m×8 m）。

1.2 試驗(yàn)材料

供試蚯蚓品種為大平2號。供試物料為未發(fā)酵的牛糞、豬糞、羊糞、雞糞和玉米秸稈，均購買于附近的畜禽養(yǎng)殖場。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)共設(shè)4個處理，每個處理為1個小區(qū)，每小區(qū)設(shè)1個蚯蚓養(yǎng)殖池（蚓床），養(yǎng)殖池寬1.4 m、長6 m、深0.3 m，小區(qū)面積8.4 m2，小區(qū)間距0.8 m。養(yǎng)殖池底部用無紡布、側(cè)面用廢舊薄膜作隔離，以防蚯蚓逃逸。處理1（C1）：牛糞1.26 m3＋玉米秸稈1.26 m3；處理2（C2）：雞糞1.26 m3＋玉米秸稈1.26 m3；處理3（C3）：羊糞1.26 m3＋玉米秸稈1.26 m3；處理4（C4）豬糞1.26 m3＋玉米秸稈1.26 m3。每個處理重復(fù)3次。蚯蚓投放量均為1 kg/m2。試驗(yàn)前4種基質(zhì) 的理化性質(zhì)見表1。

表1 試驗(yàn)前4種基質(zhì)的理化性質(zhì)

1.4 調(diào)查指標(biāo)

畜禽糞及蚯蚓糞理化性質(zhì)測定：測定試驗(yàn)前畜禽糞和試驗(yàn)后產(chǎn)出的蚯蚓糞理化性質(zhì)，包括pH、全鹽（g/kg）、碳氮比、堿解氮（g/kg）、有效磷（g/kg）、速效鉀（g/kg）、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）、有效活菌數(shù)量（×108個/g）、全鉀（%）、全氮（%）、全磷（%）。按照五點(diǎn)法取樣。樣品均由寧夏菲杰特檢測有限公司采用國標(biāo)法測定。

蚯蚓生長情況調(diào)查：分別在投放蚯蚓后第30、60、90天時調(diào)查各處理蚯蚓數(shù)量、成蚓數(shù)量、蚯蚓卵繭數(shù)量和已孵化卵繭數(shù)量。采用樣方調(diào)查法，每個處理分別取0.3 m×1.4 m小樣方，在蚯蚓養(yǎng)殖池兩邊和中間各取1個，共3個樣方，統(tǒng)計樣方內(nèi)的各調(diào)查指標(biāo)。

底料腐熟情況及蚯蚓糞產(chǎn)量調(diào)查：采用觀察法調(diào)查底料腐熟情況，觀察養(yǎng)殖池中糞肥的顏色、氣味、疏松程度等，確定各處理底料腐熟時間；采用實(shí)測法調(diào)查蚯蚓糞產(chǎn)量，在養(yǎng)殖第90天時，將蚯蚓提取出來，測量池中蚯蚓糞質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013、SPSS 20.0 ANOVA模塊對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同畜禽糞肥對蚯蚓生長繁殖的影響

2.1.1 不同畜禽糞對蚯蚓生長量的影響以不同畜禽糞作為底料養(yǎng)殖蚯蚓，蚯蚓生長量存在一定差異（圖1）。從蚯蚓數(shù)量看，其大小依次為C1、C2、C3、C4，這說明供試的雞糞、羊糞、豬糞腐熟時間較長，蚯蚓取食較為緩慢。高娟等[11]研究認(rèn)為，碳氮比為25～30時最適宜蚯蚓生長繁殖?；隍球緮?shù)量和碳氮比，本試驗(yàn)得出以牛糞為底料養(yǎng)殖大平2號蚯蚓有利于其生長繁殖。隨著養(yǎng)殖時間的推移，各處理的蚯蚓數(shù)量均表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，養(yǎng)殖60 d時各處理的蚯蚓數(shù)量最多，養(yǎng)殖90 d時最少。從成蚓數(shù)量看，隨著養(yǎng)殖時間的推移成蚓數(shù)量呈現(xiàn)遞減趨勢，第60、90天時以牛糞為底料的處理成蚓數(shù)量最多，這說明以牛糞為底料在一定程度上能夠促進(jìn)蚯蚓繁殖，且養(yǎng)殖60 d時蚯蚓的繁殖量最大。

圖1 不同畜禽糞處理的蚯蚓數(shù)量和成蚓數(shù)量

2.1.2 不同畜禽糞對蚯蚓卵繭數(shù)量的影響4種不同畜禽糞處理的蚯蚓卵繭數(shù)量和已孵化卵繭數(shù)量存在一定差異（圖2）。隨著養(yǎng)殖時間的推移，卵繭數(shù)量呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢，養(yǎng)殖30 d時各處理的卵繭數(shù)量最多，其次是90 d，60 d時卵繭數(shù)量最少。養(yǎng)殖30 d時，處理C2的卵繭數(shù)量最多，其次是C1，而60、90 d時均為處理C1的卵繭數(shù)量最多。已孵化卵繭數(shù)量的變化趨勢與卵繭數(shù)量的變化相似，已孵化卵繭數(shù)量在養(yǎng)殖90 d時為最大值，且處理C1的已孵化卵繭數(shù)量高于其他處理。本試驗(yàn)中，將牛糞與玉米秸稈混合作為底料的處理更有利于蚯蚓的生殖生長，養(yǎng)殖30 d左右是蚯蚓繁殖的高峰期，養(yǎng)殖90 d時第1批孵化的蚯蚓再次進(jìn)入繁殖高峰期。

圖2 不同畜禽糞處理的卵繭數(shù)量和已孵化卵繭數(shù)量

2.2 不同畜禽糞底料腐熟時間及蚯蚓糞產(chǎn)量

由圖3可知，不同畜禽糞底料腐熟的時間及蚯蚓糞產(chǎn)量存在一定差異。底料腐熟時間長短依次為C4、C3、C2、C1，且各處理間差異顯著，其中處理C4的腐熟時間最長，為45 d，C1最短，為28 d。蚯蚓糞產(chǎn)量大小依次為C1、C2、C3、C4，處理C1的蚯蚓糞產(chǎn)量為576.13 kg，比產(chǎn)量最少的C4高23.44%。這說明在相同體積底料和相同養(yǎng)殖時間下，牛糞和玉米秸稈混合底料腐熟的時間最短，且蚯蚓糞產(chǎn)量最高。本試驗(yàn)得出的不同畜禽糞腐熟時間可為養(yǎng)殖蚯蚓時添加底料的時間提供參考。

圖3 不同處理對糞肥腐熟時間及蚯蚓糞產(chǎn)量的影響

2.3 試驗(yàn)前后畜禽糞理化指標(biāo)的變化

如表2所示，投放蚯蚓90 d后，處理C1的pH比試驗(yàn)前有所增長，而C2、C3、C4的pH均降低，其中C4的pH最高，為8.68。處理C2的全鹽質(zhì)量比最高，為18.51 g/kg，較試驗(yàn)前降低了42.19%，其次為C3（8.91 g/kg），較試驗(yàn)前降低了58.75%，C1的全鹽質(zhì)量比較試驗(yàn)前降低了83.76%，C4的全鹽質(zhì)量比較試驗(yàn)前降低了68.70%，這說明蚯蚓的攝食活動有利于降低底料中全鹽質(zhì)量比。各處理中堿解氮的質(zhì)量比在投入蚯蚓后有所下降，其中處理C2的堿解氮質(zhì)量比最高（1.08 g/kg），C4的最小（0.56 g/kg），C4堿解氮質(zhì)量比降幅最大，而C1和C3的降幅小，較穩(wěn)定。養(yǎng)殖蚯蚓90 d后，各處理有效磷質(zhì)量比最高的是處理C2，為0.93 g/kg，比試驗(yàn)前提高了36.76%，其次為C1（0.89 g/kg），與試驗(yàn)前相比提高了217.86%。投放蚯蚓后，各處理有效磷的質(zhì)量比均有所增長，這說明蚯蚓的攝食活動有利于有效磷的積累。投放蚯蚓后，C1的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量比降低了1.14%，C2降低了0.85%，而C3和C4分別提高了9.73%和12.03%。投放蚯蚓后C1、C2、C3的有效活菌數(shù)量比試驗(yàn)前均有所增長，其中C3的有效活菌數(shù)量最高，為7.00×108個/g，C4的有效活菌數(shù)量較試驗(yàn)前降低。試驗(yàn)結(jié)果表明，投放蚯蚓后各處理全鹽、有效磷的質(zhì)量比有所增長，而其他物理化學(xué)性質(zhì)保持相對穩(wěn)定。

表2 養(yǎng)殖蚯蚓90 d后4種基質(zhì)的理化性質(zhì)

3 討論與結(jié)論

蚯蚓養(yǎng)殖多以牛糞作為基質(zhì)，而將其他畜禽糞用作基質(zhì)的報道較少，在實(shí)際生產(chǎn)中也應(yīng)用得少[12]。有試驗(yàn)表明，利用羊糞和豬糞養(yǎng)殖蚯蚓均具有可行性[13—14]，這與本試驗(yàn)的結(jié)果一致。不同禽畜糞均可作為養(yǎng)殖蚯蚓的基質(zhì)，只是在蚯蚓繁殖速度、蚓糞產(chǎn)量及質(zhì)量上存在些許差異。

環(huán)境因素、碳氮比及養(yǎng)殖密度是影響蚯蚓堆肥過程中蚯蚓生長發(fā)育及蚯蚓糞質(zhì)量的主要因素[15]。本試驗(yàn)的4種混合基質(zhì)pH為7.12～9.62，而蚯蚓糞的pH為7.16～8.68，養(yǎng)殖蚯蚓的底料較為適宜的pH為7～9，這與王軍委[16]的研究結(jié)果一致。而本試驗(yàn)中蚯蚓糞pH的變化可能與水源的pH有關(guān)。不同畜禽糞與玉米秸稈混合作為基質(zhì)，其碳氮比也存在明顯差異，而碳氮比是最常用的腐熟度指標(biāo)之一，基質(zhì)的碳氮比對蚯蚓的生長繁殖有很大影響，當(dāng)基質(zhì)中的碳氮比過高時，氮元素缺乏，蚯蚓能夠利用的蛋白質(zhì)含量少，其生長發(fā)育遲緩；碳氮比過低時，氮元素含量過高，容易引起蚯蚓蛋白質(zhì)中毒，導(dǎo)致其死亡腐爛[17-18]。馮婧等[19]發(fā)現(xiàn)不同原料與畜禽糞便混合，雞糞＋秸稈的碳氮比為25時比較適宜蚯蚓生長，蚯蚓繁殖較快，優(yōu)于牛糞＋秸稈和豬糞＋秸稈。該試驗(yàn)采用的是已發(fā)酵的秸稈，而本試驗(yàn)所用的材料均未發(fā)酵，但是各種畜禽糞便與秸稈等比例混合后碳氮比為20～25，較為適宜。

蚯蚓堆肥過程中，畜禽糞便的理化性質(zhì)對蚯蚓生長發(fā)育及蚯蚓糞產(chǎn)量產(chǎn)生影響。本試驗(yàn)中蚯蚓糞的營養(yǎng)成分增加得不明顯，甚至有所下降，這可能與養(yǎng)殖方式有關(guān)。試驗(yàn)通過微噴為蚯蚓提供濕潤的環(huán)境，而長時間的微噴使蚯蚓糞中的一些礦質(zhì)元素被淋洗出去，造成一些養(yǎng)分含量有所降低，這可為實(shí)際生產(chǎn)提供借鑒。

牛糞、雞糞、羊糞、豬糞均可作為養(yǎng)殖蚯蚓的基質(zhì)，其中以牛糞為基質(zhì)時，蚯蚓生長繁殖最快，基質(zhì)腐熟效果最好，蚯蚓糞產(chǎn)量最高。通過蚯蚓攝食可以有效降低畜禽糞便全鹽含量。