基于蚯蚓消化作用的畜禽糞便資源化研究進(jìn)展

甘洋洋 張野 王瑾 董文斌 曾向陽 何鐵光

摘要：本文概述了國內(nèi)外畜禽糞便的處理現(xiàn)狀及其過剩帶來的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)問題。利用蚯蚓堆制這一資源化、無害化處理，可以在一定程度上減少畜禽糞便對于環(huán)境的壓力，蚯蚓堆制處理產(chǎn)物——蚓糞、蚓體能夠帶來經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)等多方面效益，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。畜禽糞便的蚯蚓堆制處理技術(shù)高效、環(huán)保，符合生態(tài)文明和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。雖然此技術(shù)工序已經(jīng)十分完善，但技術(shù)細(xì)節(jié)有待進(jìn)一步研究改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：蚯蚓;畜禽糞便;堆制處理;蚓糞

中圖分類號(hào)： X712? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2019）10-0047-05

從世界范圍來看，西方許多發(fā)達(dá)國家的畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)值可以達(dá)到其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的一半以上[1]。然而，全球每年產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的數(shù)量、分布特點(diǎn)及其對生態(tài)環(huán)境的影響程度，仍未得到精確統(tǒng)計(jì)[2]。Misselbrook等的研究表明，大量農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的不合理處置導(dǎo)致資源浪費(fèi)，同時(shí)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染[3-4]。

隨著我國政府在1988年制定實(shí)施的“菜籃子”工程陸續(xù)推進(jìn)，養(yǎng)殖業(yè)在我國農(nóng)業(yè)中的發(fā)展水平得到了顯著提升，畜禽養(yǎng)殖規(guī)模和產(chǎn)值以每年10%左右的速度增長[5]。然而，隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)代化的快速推進(jìn)，大量化肥代替原有農(nóng)家有機(jī)肥的使用，以及人工飼料代替農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物飼料的使用[6]，加之現(xiàn)代農(nóng)業(yè)集約化和規(guī)?；陌l(fā)展，打破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中畜禽糞便的循環(huán)利用環(huán)節(jié)，結(jié)果造成了畜禽糞便的大量積累，進(jìn)而產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的環(huán)境問題和資源浪費(fèi)問題[7]。畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染，己成為我國農(nóng)業(yè)面源污染的重要來源之一。畜禽糞便資源的合理利用已日益成為當(dāng)前世界大多數(shù)國家共同面臨的問題[8]。國內(nèi)外的實(shí)踐表明，畜禽糞便的資源化、無害化處理利用是控制農(nóng)業(yè)環(huán)境污染、改善農(nóng)村環(huán)境、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。在諸多處理利用方式中，蚯蚓堆制處理在畜禽糞便的資源化處理上有廣闊的應(yīng)用前景。

1 畜禽糞便的危害性

畜禽糞便是物質(zhì)和能量的載體，是一種特殊形態(tài)的農(nóng)業(yè)資源[9]，例如，牛糞干質(zhì)量中粗蛋白占13.74%，粗脂肪占 1.65%，粗纖維占43.6%，無氮浸出物占22.94%，合計(jì)有 81.93% 可利用的有機(jī)物質(zhì)[10]。但研究發(fā)現(xiàn)，畜禽糞便中除了含有植物正常生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素（銨態(tài)氮的含量較高），還含有大量的寄生蟲、微生物和病毒[11-13]。如果不加處理直接施用到農(nóng)田中，將會(huì)對土壤、水體、空氣質(zhì)量和作物生長等方面帶來許多不良后果。

1.1 大氣污染

畜禽糞便露天堆制處理，不僅造成了有益成分的耗損，還會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害、惡臭氣體，使大氣質(zhì)量下降。研究表明，畜禽糞便堆肥造成的氮損失量可占起始氮量的24%～33%，其中98%以上的氮以氨氣形式揮發(fā)損失，導(dǎo)致堆肥的農(nóng)用價(jià)值降低。奶牛、豬和雞飼料中70%左右的氨被排泄出來，肉飼料中50%的氨變成了糞便，在高溫厭氧狀態(tài)下，畜禽糞便發(fā)酵，含硫蛋白分解產(chǎn)生大量硫化氫、甲烷等有害氣體和甲基硫醇、二甲基二硫醚及多種低級(jí)脂肪酸等惡臭氣體，造成空氣中氧氣相對含量下降、污濁度升高，還會(huì)產(chǎn)生酸雨、溫室效應(yīng)等問題。1992年日本居民對畜牧業(yè)的投訴案件中，起因于臭氣的問題占63.2%。

1.2 病菌危害

糞便中含有大量病原微生物、寄生蟲卵和病毒，滋生著大量攜帶致病微生物的蚊蠅、飛蟲卵，使周圍環(huán)境中病原種類增多，數(shù)量增大，易造成幼年禽畜成活率低、體質(zhì)量增加慢等問題，間接阻礙了畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。據(jù)分析，畜牧場所在地排放的污水中平均含33萬個(gè)/mL大腸桿菌和69萬個(gè)/mL腸球菌[14]。這些有害病菌、蟲卵不僅容易感染作物，而且容易通過氣霧、媒介動(dòng)物、昆蟲和生產(chǎn)工具等途徑在畜禽、人之間造成傳染病的傳播蔓延，對人和作物構(gòu)成潛在危害，從各個(gè)方面威脅人類的身體健康。

1.3 水體污染

畜禽糞便具有強(qiáng)淋溶性，施入農(nóng)田后，一部分溶解在灌溉水中，被植物吸收，一部分則向下淋溶滲入地下水中，易造成地下水污染，飲用這些地下水，可能會(huì)導(dǎo)致痢疾、傷寒、肝炎等疾病，影響人體健康[15]。據(jù)調(diào)查，1997年3月，我國臺(tái)灣的豬口蹄疫暴發(fā)性流行，與病豬的尸體被隨意扔入河道的關(guān)系很大[16]。還有一部分糞便污水隨地表水流入江河湖泊，易導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，使藻類快速繁殖，影響水體及沿岸的生態(tài)環(huán)境;另一方面，人如果長期飲用硝態(tài)氮超標(biāo)的水，則可能誘發(fā)癌癥，危害人們的身體健康。畜禽養(yǎng)殖業(yè)的污染已成為一些河段的主要污染源，以廣州市為例，生豬飼養(yǎng)業(yè)的廢水排放量只有生活污水排放量的11.25%左右，但其中化學(xué)需氧量（COD）、鉻（Cr）的排放量是生活污水的115倍，對珠江廣州河段有機(jī)污染的貢獻(xiàn)較大[17]。

1.4 土壤污染

高濃度的畜禽糞便污水可降低土壤孔隙度，造成土壤板結(jié)、透水透氣性能降低，嚴(yán)重影響土壤的理化性質(zhì)，使農(nóng)田生產(chǎn)能力逐漸退化[18]。畜禽糞便養(yǎng)分不均衡還會(huì)導(dǎo)致作物徒長、倒伏、貪青晚熟、易染病，導(dǎo)致產(chǎn)量減少[19]。

總之，畜禽糞便對人、農(nóng)作物和農(nóng)田的負(fù)面效果也已經(jīng)充分顯現(xiàn)，嚴(yán)重地制約著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。如何科學(xué)合理地對其進(jìn)行資源化利用是亟待解決的問題。目前，常見的農(nóng)業(yè)廢棄物的處理方式主要包括材料化利用、能源化利用、飼料化利用和肥料化利用等[20]。傳統(tǒng)的處理方式難以應(yīng)對不斷增加的畜禽糞便量，不適應(yīng)國家對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求，因此，利用生物手段對畜禽糞便進(jìn)行資源化、無害化處理，正在成為當(dāng)下農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的一個(gè)重要思路。

2 蚯蚓堆制處理畜禽糞便

2.1 蚯蚓的概述

蚯蚓是土壤中常見的雜食性環(huán)節(jié)動(dòng)物，隸屬于寡毛綱，世界范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)并記錄了12科6 000多種蚯蚓，我國境內(nèi)記錄有8科305種[21]。按照蚯蚓的生活習(xí)性和在生態(tài)系統(tǒng)中的功能特點(diǎn)，一般將它們分為表?xiàng)?、?nèi)棲型和深棲型。蚯蚓是陸地生態(tài)系統(tǒng)中總生物量最大的土壤動(dòng)物，可以影響土壤的物理化學(xué)性質(zhì)及其形成，促進(jìn)土壤營養(yǎng)循環(huán)，它的生存繁殖也會(huì)在一定程度上影響陸地生態(tài)系統(tǒng)功能的發(fā)揮[22]，因此被稱為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”。蚯蚓生態(tài)類群的分布狀況可以表征土壤質(zhì)量[23]。

2.2 蚯蚓堆制處理

蚯蚓堆制處理（vermicomposting）是利用蚯蚓食量大、消化有機(jī)物質(zhì)能力強(qiáng)、食性廣的優(yōu)點(diǎn)，將有機(jī)廢棄物進(jìn)行蚯蚓堆制處理并以蚓糞的形式排除，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化和無害化的過程。利用蚯蚓處理畜禽糞便有以下幾大好處：加速有機(jī)質(zhì)分解與轉(zhuǎn)化，促進(jìn)畜禽糞便腐熟，施入土壤后可提高養(yǎng)分循環(huán)效率[24];降低有害菌數(shù)量，增加有益菌活性，Zhang等研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓作用可使微生物量減少，但活性微生物量增加[25];抑制或祛除畜禽糞便堆制過程中產(chǎn)生的臭氣;主要的處理產(chǎn)物——蚓糞，是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料，能夠改善土壤的理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，是一種優(yōu)良的土壤改良劑，對土壤酶活性有積極影響，同時(shí)可以預(yù)防植物病害，對植物生長有積極作用[26]。蚯蚓本身也是資源化處理的副產(chǎn)品，蚓體可以作為優(yōu)質(zhì)的飼料蛋白和生物醫(yī)藥的原材料;蚯蚓粉可作為畜禽養(yǎng)殖業(yè)的飼料添加劑，可以提高畜禽的生產(chǎn)性能，提高畜禽產(chǎn)品的品質(zhì)，還可以提高畜禽的免疫能力，有助于治療多種畜禽疾病[27]。

蚯蚓在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用時(shí)間較長，一直以來是全球農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)的焦點(diǎn)。20世紀(jì)70年代，日本經(jīng)過2 000多次雜交試驗(yàn)繁育出了優(yōu)良的蚯蚓新品種大平二號(hào);蘇聯(lián)用蚯蚓對城市污水處理廠的污泥進(jìn)行處理并達(dá)到了良好效果;我國臺(tái)灣也將蚯蚓應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)保中;我國還從蚓體中提取出了蚓激酶，用于制作治療心腦血栓的特效藥。

2.3 效益分析

2.3.1 生態(tài)效益 用蚯蚓處理畜禽糞便首先保護(hù)了周邊生態(tài)環(huán)境，利用覆土堆制法，在畜禽糞便上覆蓋蚓糞，可以除臭味，而且無蚊蠅，使糞便與周邊環(huán)境隔絕，在糞便周圍施撒蚯蚓，可以加速糞便的消解轉(zhuǎn)化;其次，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境具有修復(fù)作用，提高了土壤肥力，推動(dòng)了營養(yǎng)循環(huán)，改善了土壤的理化性質(zhì)，改變了土壤中重金屬的存在形態(tài)。Dai研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓對土壤中的重金屬有一定耐受能力，自身也能在一定程度上富集重金屬[28]。蚯蚓能增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，恢復(fù)地力，保水保肥，平衡土壤營養(yǎng)供應(yīng)，與植物相互作用，還能調(diào)節(jié)土壤局部氣候、修復(fù)環(huán)境等。長遠(yuǎn)來看，蚯蚓活動(dòng)有利于陸地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定[29]。蚯蚓堆制處理降低了農(nóng)業(yè)廢棄物的處理難度，部分解決了畜禽糞便隨意堆制占地多、處理時(shí)間長、處理麻煩的問題。蚓糞復(fù)合肥具有高吸附力，可以與化肥結(jié)合成為緩釋性肥料，減少了肥力流失，提高了肥料利用效率。

2.3.2 社會(huì)效益 用蚯蚓處理畜禽糞便，減少了化肥、農(nóng)藥的使用量。蚓糞營養(yǎng)豐富且平衡，可以替代部分化肥，使作物生長發(fā)育均衡，減少了病蟲害發(fā)生發(fā)展，也減少了農(nóng)藥的使用。蚯蚓堆制處理增加了就業(yè)崗位，畜禽糞便運(yùn)輸、蚯蚓堆制、蚓糞加工、銷售等都需要工人參與，因而提供了就業(yè)機(jī)會(huì)[30];連接產(chǎn)業(yè)上下游，使其得到良性循環(huán)發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖場末端處理得到綜合利用，拓寬了行業(yè)寬度，衍生了更多的行業(yè)，避免了行業(yè)“死胡同”。

由此可見，無論從生態(tài)效益還是社會(huì)效益上看，蚯蚓在整個(gè)畜牧生態(tài)系統(tǒng)中都發(fā)揮著重要作用[31]。因此在畜牧生態(tài)系統(tǒng)中，深入研究和恰當(dāng)評價(jià)蚯蚓的功能，合理開發(fā)利用蚯蚓資源，具有重要的理論意義和巨大的實(shí)用價(jià)值。

3 堆制處理因素控制

蚯蚓的生長發(fā)育、繁殖孵化狀況直接影響其生態(tài)功能的發(fā)揮，蚯蚓堆制處理主要受到蚯蚓品種、接種密度、餌料溫度、濕度、pH值、碳氮比（C/N）等因素的影響。適宜的環(huán)境條件有利于蚯蚓生長繁殖，提高畜禽糞便的消解和產(chǎn)生蚓糞的效率。

3.1 蚯蚓品種

不同的蚓種具有不同的處理效率，對糞肥轉(zhuǎn)化率有很大影響。溫帶土壤中常見的品種如Lumbriucus rubellus、Dendrovena veneta（暫無統(tǒng)一的中文名），并不適用于畜禽糞便等有機(jī)廢棄物的處理。表?xiàng)万球疽话憔哂泻軓?qiáng)的繁殖能力，喜愛土壤中的植物殘?bào)w等有機(jī)物質(zhì)，能適應(yīng)更廣泛的環(huán)境條件，特別適用于畜禽糞便的堆制處理。當(dāng)前，愛勝蚓屬是國內(nèi)外研究最頻繁、實(shí)際應(yīng)用最廣泛的蚓種，它們食量大，不挑食，長得快，繁殖迅速，能夠適應(yīng)相對嚴(yán)苛的環(huán)境條件，用來處理畜禽糞便效率高、效果好，尤其是Eisenia foetida（赤子愛勝蚓）、Eisenia audrei和Eisenia excaraua[32]。

3.2 溫度

蚯蚓是冷血?jiǎng)游?，?huì)變溫，周圍環(huán)境的溫度會(huì)對蚯蚓的新陳代謝、生長繁殖、體質(zhì)量和活動(dòng)強(qiáng)度造成直接影響，從而間接影響蚯蚓消解有機(jī)物質(zhì)的能力，所以溫度控制對于蚯蚓在畜禽糞便堆制處理的過程十分關(guān)鍵。例如，高溫情況下，赤子愛勝蚓會(huì)釋放出氨氣和硫化氫氣體，導(dǎo)致其生長發(fā)育、繁殖孵化的速度降低，造成畜禽糞便的消解效率下降。通常情況下，蚯蚓的活動(dòng)溫度范圍在5～30 ℃間，20 ℃是其最適溫度，5 ℃以下蚯蚓會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)[32]。不同品種蚯蚓的最適溫度、適應(yīng)的溫度范圍也有區(qū)別。Reinecke等的研究表明，Eisenia fortida、Eudrilus eugeuiua、Periouyx excavatus（暫無統(tǒng)一的中文名）中，Eisenia fortida可以忍受上至43 ℃的炎熱溫度以及下至5 ℃的寒冷低溫，因此它具有最寬的溫度適應(yīng)范圍[33]。孫振軍等的研究表明，在以牛糞和木屑作為發(fā)酵餌料的條件下，蚯蚓生長發(fā)育和繁殖孵化的最適溫度分別為18 ℃和23～25 ℃[34]。劉亞納等則認(rèn)為，赤子愛勝蚓的最適溫度范圍為15～25 ℃[35]。

3.3 濕度

蚯蚓喜歡潮濕的生活環(huán)境，它們可以通過擴(kuò)散作用攝取溶解在體表水分中的氧氣，因此，環(huán)境濕度在一定程度上決定了蚯蚓的生存和種群情況，保持體表的濕潤對于蚯蚓的正常生長繁殖十分重要。Edwards等的研究發(fā)現(xiàn)，在濕度為90%的牛糞和濕度為75%的豬糞中，蚯蚓的生長速度最快，而在濕度為75%的牛糞和濕度為80%的豬糞中，蚯蚓具有最快的繁殖速度[36]。倉龍等通過室內(nèi)接種試驗(yàn)證明，赤子愛勝蚓分別在濕度為79%的未腐熟牛糞、75%的熟豬糞、65%的熟雞糞中達(dá)到最佳的生長繁育狀態(tài)[37]。劉亞納等用赤子愛勝蚓處理豬糞，發(fā)現(xiàn)其最適濕度為65%～75%[35]。

3.4 接種密度

蚯蚓的生長繁育速率、畜禽糞便的處理效率同樣受到蚯蚓接種密度的影響。接種密度低，會(huì)延長一定數(shù)量畜禽糞便的處理時(shí)間，影響堆制效率，造成蚓糞的生產(chǎn)效率低下;接種密度過大，蚯蚓會(huì)競爭食物及生存空間，互相抑制，影響種群的生長繁育，可能導(dǎo)致蚯蚓逃跑。蚯蚓在接種密度為 1.6 kg/m2、喂食速度為1.25 kg/（kg·d）時(shí)生物轉(zhuǎn)化率最高，在相同密度下，喂食速度為0.75 kg/（kg·d）時(shí)堆肥效果最穩(wěn)定[38]。倉龍等研究發(fā)現(xiàn)，在室內(nèi)接種赤子愛勝蚓最合適的接種密度為8條/100 g風(fēng)干物料[37]。劉亞納等的試驗(yàn)證明，蚯蚓處理畜禽糞便的最佳接種密度為8～12條/90 g物料[35]。

3.5 物料pH值

蚯蚓對環(huán)境中的pH值感受較為敏感，適應(yīng)范圍為5～9。孫振軍等發(fā)現(xiàn)，以牛糞與木屑混合發(fā)酵后培養(yǎng)蚯蚓，8～9是最適合蚯蚓生長的pH值范圍[34]。當(dāng)pH值過高時(shí)，可以淋水稀釋物料中的堿;當(dāng)pH值過低時(shí)，則可以向物料中添加石灰粉，將酸中和。另一方面，蚯蚓會(huì)通過自身的新陳代謝作用分泌特殊黏液，改變周圍環(huán)境中的pH值以適應(yīng)自身生存。楊世關(guān)等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過蚯蚓作用的物料pH值下降至堿性[39]。朱維琴等的試驗(yàn)證明，豬糞經(jīng)過蚯蚓堆制后的pH值明顯下降[40]。筆者認(rèn)為，堆制期間產(chǎn)生的氨氣、硝酸鹽、亞硝酸亞、磷酸鹽以及有機(jī)質(zhì)被分解，產(chǎn)生CO2和有機(jī)酸等酸性物質(zhì)，所以造成堆制產(chǎn)物偏酸。

3.6 物料C/N

物料C/N是影響蚯蚓生長發(fā)育、繁殖孵化的關(guān)鍵因素。C/N太高，物料缺少氮素營養(yǎng)，蚯蚓增質(zhì)量慢、發(fā)育遲緩;C/N太低，則蛋白質(zhì)過剩，蚓體容易腐爛。研究者發(fā)現(xiàn)，在豬糞、雞糞、牛糞物料的C/N分別為18.2～24.3、16.1～18.9、19.4～24.7時(shí)，蚯蚓的堆制效果最好[39]。朱維琴等的研究證明，從蚯蚓存活率、個(gè)體平均增質(zhì)量和增殖效率3個(gè)指標(biāo)統(tǒng)一來看，用蚯蚓處理豬糞和稻草、豬糞和玉米秸稈以及豬糞和木屑的最適宜C/N分別為7 ∶ 3、5 ∶ 5、7 ∶ 3[40]。國外有研究發(fā)現(xiàn)，在物料C/N為25時(shí)，蚯蚓具有最高的繁殖效率，所產(chǎn)蚓糞肥力最高，對環(huán)境影響最小[38]。與pH值相似，C/N也可以通過添加稻稈、木屑等材料進(jìn)行調(diào)整。

此外，蚯蚓生長和繁殖也受到鹽分含量的影響[41-42]。綜上所述，蚯蚓品種、接種密度、餌料溫度、餌料濕度、pH值、C/N 等因素不僅影響蚯蚓的生長發(fā)育、繁殖孵化，還影響了蚯蚓對畜禽糞便堆制處理的效率、效果。因此，選擇好的蚓種，投放合適數(shù)量的蚯蚓，控制堆制溫度，調(diào)控適宜的物料濕度，將pH值、C/N控制在合適的范圍內(nèi)，對于蚯蚓的生存繁育和畜禽糞便堆制處理都是非常必要的。

4 堆制產(chǎn)物及應(yīng)用

用蚯蚓處理畜禽糞便主要得到2種產(chǎn)物——蚓糞與蚓體，兩者都具有重要的利用價(jià)值。

4.1 蚓糞的應(yīng)用

畜禽糞便轉(zhuǎn)變?yōu)轵炯S，是將低品位的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。蚯蚓取食有機(jī)物料后，經(jīng)消化分解、腐殖化作用，生成更穩(wěn)定、腐殖化程度更高的蚓糞[43]，是優(yōu)質(zhì)的養(yǎng)殖業(yè)蛋白質(zhì)添加劑。畜禽糞便被蚯蚓消化后，一小部分轉(zhuǎn)化成為蛋白質(zhì)、糖、脂肪，為蚯蚓生長繁育提供物質(zhì)與能量，剩下的一大部分會(huì)以蚓糞的形式排出體外。從物理性狀來看，蚓糞呈黑色，疏松多孔，質(zhì)地均一，散發(fā)出黏土氣息，同時(shí)，蚓糞物理性狀一定程度上受到物料品種的影響，將蚓糞施入土地中不僅會(huì)增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，而且會(huì)改善后者的質(zhì)地結(jié)構(gòu)、保水保肥的能力，優(yōu)化土地的適耕性。從化學(xué)性狀來看，蚓糞的養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)42.2%，腐殖質(zhì)25.6%，氮1.4%，磷 1.1%，鉀1.0%，并且還富含多種氨基酸、微量元素[44]。另外，蚓糞中含有大量的細(xì)菌、真菌、放線菌，使土地的微生物學(xué)性狀得到改善[45]。蚓糞既是糧食蔬菜作物的優(yōu)良養(yǎng)分，對幼苗生長有促進(jìn)作用，同時(shí)又是土壤的天然改良劑，可以促進(jìn)團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)形成，降低土壤容重，改變有機(jī)碳的空間分布并穩(wěn)定其形態(tài)，維護(hù)土壤碳的長久穩(wěn)定[46]。Singh等的研究發(fā)現(xiàn)，赤子愛勝蚓在堆肥過程中可以提高銅、鉛等重金屬的穩(wěn)定形態(tài)的比例[47]。Chand等研究發(fā)現(xiàn)，蚓糞能提高重金屬的生物有效性，促進(jìn)植物的超富集作用[48-49]。因此，蚓糞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境上都有重要作用。

4.2 蚓體的應(yīng)用

用蚯蚓處理畜禽糞便不僅可以獲得大量蚓糞，而且會(huì)產(chǎn)生大量新的蚯蚓，這些蚯蚓具有多方面的作用。首先，新生蚯蚓對于擴(kuò)大畜禽糞便的堆制規(guī)模、提高堆制效率有直接幫助。在醫(yī)療上，蚯蚓體內(nèi)分泌的溶栓酶可以消融血栓并抑制血栓形成，性質(zhì)穩(wěn)定，幾乎沒有毒副作用，蚓激酶可用于制藥。張希春等發(fā)現(xiàn)并分離了存在蚯蚓體內(nèi)的2組能夠抵抗細(xì)菌、抑制癌細(xì)胞生長的抗菌肽[50];此外，從蚯蚓體內(nèi)可以提取出能夠提高細(xì)胞免疫能力的蛋白質(zhì)，增強(qiáng)化療效果，減少輻射傷害。風(fēng)干蚓體的化學(xué)組成為66.5%粗蛋白、12.8%粗脂肪、8.2%碳水化合物，以及多種維生素和微量元素，因此在飼料上，蚓體是營養(yǎng)豐富的飼料。張桂英經(jīng)試驗(yàn)證明，蚯蚓粉可以提升漁業(yè)、禽業(yè)養(yǎng)殖的效果：當(dāng)使用5%蚯蚓粉替代5%魚粉時(shí)，家禽產(chǎn)蛋均質(zhì)量明顯提高，而料蛋比降低[51]。

5 結(jié)論與展望

蚯蚓堆制處理畜禽糞便具有良好的應(yīng)用前景，是解決農(nóng)業(yè)畜禽廢棄物產(chǎn)量大、難處理問題的優(yōu)良途徑，是實(shí)現(xiàn)“化肥零增長”要求的新方法，是符合“減量增效”要求的新路徑。蚯蚓堆制處理畜禽糞便在傳統(tǒng)的堆肥基礎(chǔ)上增加了蚯蚓這一“催化劑”，使得畜禽糞便這一農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)變成為營養(yǎng)高效、溫和無毒害的肥料——蚓糞，蚓體作為另一種堆制產(chǎn)物在醫(yī)藥、養(yǎng)殖、生態(tài)保護(hù)等領(lǐng)域也有較高的應(yīng)用價(jià)值。這一處理方式在一定程度上規(guī)避了兩者的缺陷，利用了雙方的優(yōu)勢，擴(kuò)大了畜禽糞便堆制處理的效率、效果。隨著研究的深入，許多細(xì)節(jié)技術(shù)正陸續(xù)被開發(fā)，技術(shù)缺陷被填補(bǔ)，其技術(shù)正日益受到畜禽養(yǎng)殖業(yè)者的歡迎與應(yīng)用。

目前，蚯蚓堆制畜禽糞便仍存在工藝、環(huán)境條件的限制，堆制產(chǎn)物的分離、收集尚缺乏準(zhǔn)確高效的處理手段，推廣難度大;蚓糞肥效釋放較無機(jī)肥料慢，如何讓蚓糞的肥力更快地釋放到土壤中并得到作物利用是蚓糞應(yīng)用的新問題;國內(nèi)一些高校、畜禽養(yǎng)殖企業(yè)正在開展畜禽糞便資源化、無害化、減量化的技術(shù)研究，但仍存在資本投入力度小、處理技術(shù)單一等問題。因此，只有將現(xiàn)有處理技術(shù)重新整合，實(shí)現(xiàn)多層次、多角度地處理畜禽糞便，使其真正肥料化、無毒害化、循環(huán)利用，才能有效地解決畜禽養(yǎng)殖場的糞便污染及其資源化問題。

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