蚯蚓處理牛糞效果研究

萬(wàn)海霞，許浩，郭永忠，韓新生，咸海龍

（1寧夏農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)與草地生態(tài)研究所，銀川 750002；2固原市富民農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，寧夏固原 756000）

0 引言

近年來(lái)，中國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展導(dǎo)致大量的畜禽糞便產(chǎn)生并帶來(lái)環(huán)境壓力[1]。據(jù)原農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年畜禽糞污產(chǎn)生量高達(dá)38 億t，但綜合利用率卻不足60%[2]。畜禽糞尿超載和不當(dāng)利用造成了大氣、水體和土壤污染等環(huán)境問(wèn)題[2]?！秾幭摹笆奈濉蓖寥篮娃r(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》意見(jiàn)中明確提出：推進(jìn)畜禽糞污治理和綜合利用，使畜禽糞污綜合利用率達(dá)到90%以上。寧夏畜禽糞便資源主要由牛糞構(gòu)成，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022 年寧夏肉牛糞便資源量為562萬(wàn)t，到2024年預(yù)計(jì)將達(dá)到702 萬(wàn)t[3]，數(shù)量巨大。小規(guī)模肉牛養(yǎng)殖戶(hù)在寧夏南部山區(qū)普遍存在，據(jù)固原市農(nóng)牧局統(tǒng)計(jì)，2021 年寧夏固原市＜20 頭小規(guī)模養(yǎng)殖戶(hù)有77055 戶(hù)，占全部養(yǎng)殖戶(hù)的96.03%，存欄肉牛達(dá)544976 頭，而固原市彭陽(yáng)縣＜20 頭的小規(guī)模養(yǎng)殖戶(hù)有14189 戶(hù)，占全市小規(guī)模養(yǎng)殖戶(hù)的17.68%，存欄肉牛為91083頭，產(chǎn)生糞便的數(shù)量很大。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖戶(hù)將產(chǎn)生的牛糞或隨意堆置于院落空地，持續(xù)積累直到春、秋季需要施肥時(shí)再撒進(jìn)農(nóng)田，或?qū)⑽刺幚淼呐＜S直接施入農(nóng)地。畜禽糞便含有大量未被消化吸收的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、病菌等，且散發(fā)臭味，夏天極易吸引蒼蠅蚊蟲(chóng)，對(duì)農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生造成影響。長(zhǎng)期堆積的糞便經(jīng)腐敗分解后還會(huì)產(chǎn)生諸如硫化氫等大量有毒有害氣體，降低畜禽對(duì)疾病的抵抗力[4]。大量未腐熟牛糞施入農(nóng)田會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)，土壤結(jié)構(gòu)失衡和有害物質(zhì)的不斷累積，破壞土壤環(huán)境[5]。因此，研究寧南山區(qū)畜禽養(yǎng)殖的資源化、無(wú)害化利用成為目前亟待解決的重要問(wèn)題，對(duì)推動(dòng)區(qū)域畜牧業(yè)健康可持續(xù)和農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

利用蚯蚓處理畜禽糞便廢棄物是實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢棄物資源化的有效途徑，也是一種新型的、極具前景的可持續(xù)的環(huán)保技術(shù)[5-6]。有研究表明，蚯蚓可以通過(guò)自身的活動(dòng)以及與微生物的相互作用，改變堆制物的物理化學(xué)以及生物學(xué)性質(zhì)，如改變物料的pH[7-8]，參與碳、氮循環(huán)，加速有機(jī)質(zhì)的分解，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的礦化[9-11]，提升物料中部分微生物和特定酶的活性[11-12]，提高物料纖維素與半纖維素的分解率[13]。與自然堆肥相比，蚯蚓處理廢物效率高，其產(chǎn)物養(yǎng)分種類(lèi)齊全，穩(wěn)定性好[14]，一定程度上可取代工業(yè)化肥。蚯蚓還可以富集多種重金屬，如Cu、Zn、Cr、Cd等[15-18]，能夠阻控土壤重金屬污染遷移。目前，寧夏對(duì)蚯蚓處理畜禽糞便的技術(shù)只有少數(shù)企業(yè)或者研究機(jī)構(gòu)在涉及，雖然取得了一些成果，但應(yīng)用范圍十分有限。本研究擬通過(guò)研究蚯蚓生物處理對(duì)當(dāng)?shù)匦笄菁S便的轉(zhuǎn)化效果及產(chǎn)物的理化性狀，為研究區(qū)推廣牛糞的蚯蚓處理與資源化利用提供技術(shù)參考，為提升糞污綜合利用率，保障土壤、農(nóng)作物安全提供有效途徑，從而解決寧南山區(qū)養(yǎng)殖業(yè)因畜禽糞便處理不當(dāng)帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)蚯蚓為赤子愛(ài)勝蚯蚓(Eiseniafetida)，俗稱(chēng)“大平二號(hào)”，由吳忠綠谷源家庭農(nóng)場(chǎng)提供，玉米秸稈和牛糞取自研究區(qū)養(yǎng)殖戶(hù)，相關(guān)理化性質(zhì)見(jiàn)表1。玉米秸稈中含Cr 22.10 mg/kg，含Cu 6.14 mg/kg，含Zn 9.83 mg/kg，無(wú)As、Cd和Pb。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年5月—9月在寧夏固原市彭陽(yáng)縣白陽(yáng)鎮(zhèn)賈新莊進(jìn)行，將牛糞與玉米秸稈按不同比例（體積比）混合后設(shè)置3個(gè)處理。處理1(T1)：牛糞:秸稈=1:1，處理2(T2)：牛糞:秸稈=2:1，處理3(CK1)：純牛糞不加秸稈，各處理隨機(jī)排列。另外，將不放蚯蚓的純牛糞作為CK2。將牛糞與粉碎秸稈混和均勻后堆成高30 cm、寬100 cm、長(zhǎng)度7 m的糞床，投放蚯蚓前先對(duì)糞床噴水3～6次，充分淋洗出有害物質(zhì)并稍加晾曬，再均勻撒施蚯蚓于糞床上，投放密度為2 kg/m2，待蚯蚓全部入床后覆蓋草簾。當(dāng)牛糞含水量低于60%時(shí)噴水以保持飼養(yǎng)料濕潤(rùn)。60 d 后待蚯蚓攝食完培養(yǎng)料達(dá)80%時(shí)，在糞床一側(cè)增加新牛糞厚約30 cm，確保蚯蚓對(duì)糞料的持續(xù)利用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

蚓糞容重、孔隙度采用環(huán)刀法測(cè)定，首先在蚯蚓攝食完全的糞床上等距離選取5 個(gè)點(diǎn)，用環(huán)刀垂直向下取滿蚓糞（樣品避免破碎和晃動(dòng)）帶回后測(cè)定，每個(gè)處理取5個(gè)樣品作為重復(fù)。之后在每個(gè)糞床上隨機(jī)選取3 個(gè)位置，取其表面5～20 cm 處的樣品共計(jì)1 kg 左右，混合均勻裝袋。樣品經(jīng)風(fēng)干、粉碎、過(guò)篩后備用。酸堿度，將牛糞、各處理的蚓糞pH 按固液比1:5 的比例用pH 計(jì)測(cè)定。全鹽采用重量法測(cè)定[19]。牛糞和蚓糞理化性質(zhì)采用常規(guī)分析法測(cè)定[20]，其中有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化法，全氮用半微量凱氏法，全磷用釩鉬黃比色法，全鉀用火焰光度法。重金屬使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)，采用微波消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定。纖維素、半纖維素與木質(zhì)素含量測(cè)定主要采用中性洗滌、酸性洗滌和72%硫酸溶液洗滌法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理與分析采用Excel 2017 和DPSv19.05 軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛糞經(jīng)蚯蚓攝食后基本性質(zhì)及養(yǎng)分變化

牛糞經(jīng)蚯蚓攝食前后的物理性狀見(jiàn)表2。牛糞經(jīng)蚯蚓攝食后產(chǎn)生的蚓糞容重平均為0.39 g/cm3，T1顯著大于T2，但與CK1沒(méi)有顯著性差異。蚓糞總孔隙度，毛管孔隙度和非毛管孔隙度平均為85.85%，62.86%，22.99%，總孔隙度和毛管孔隙度各處理沒(méi)有顯著性差異，非毛管孔隙度T1、T2顯著大于CK1，但T1、T2差異不顯著，表明添加玉米秸稈可以使蚓糞具有更多的非毛管孔隙。觀察形成的蚓糞，發(fā)現(xiàn)呈黑褐色，無(wú)臭味，質(zhì)地疏松，顆粒明顯，透氣性和通水性明顯改善，若將蚓糞施入農(nóng)田，將有利于土壤的透氣透水。

表2 不同處理的蚓糞與鮮牛糞基本物理性狀

蚓糞平均pH 8.4，相比鮮牛糞(CK2)降低了9.1%～15.4%，水溶性總鹽平均為9.4 g/kg，比鮮牛糞減少了80.8%～93.0%?？梢钥闯觯砑咏斩捄螽a(chǎn)生的蚓糞在性質(zhì)上更趨于中性。方差分析顯示，pH、水溶性總鹽各處理均有顯著性差異，T1、T2顯著小于CK1，T1顯著小于T2，添加秸稈，且加入50%秸稈（T1處理）時(shí)蚓糞的pH和水溶性總鹽最小，可見(jiàn)是否添加秸稈以及加入多少都會(huì)對(duì)蚓糞的物理性狀產(chǎn)生影響。

蚯蚓攝食牛糞后產(chǎn)生的蚓糞和鮮牛糞的養(yǎng)分狀況如表3 所示，各處理蚓糞的有機(jī)質(zhì)平均為178.0 g/kg，全氮、全鉀平均為8.4 g/kg、14.2 g/kg，C/N 值平均為12.3，相比純牛糞(CK2)，蚓糞(T1、T2、CK1)的有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀含量以及C/N 值均降低，分別減少了62.6%～69.8%、41.1～49.0%、20.7%～33.2%和34.3%～47.8%。加秸稈處理中，有機(jī)質(zhì)含量T1＞T2＞CK1，T1與T2、CK1差異顯著，但T2、CK1之間差異不顯著。全氮含量與之類(lèi)似，T1和T2均顯著大于CK1，但T1、T2之間差異不顯著，表明添加玉米秸稈有助于蚓糞中有機(jī)質(zhì)、全氮養(yǎng)分的積累，相比加入33%秸稈(T2)，添加50%秸稈(T1)產(chǎn)生的蚓糞有機(jī)質(zhì)含量更高，但二者的全氮含量沒(méi)有顯著差異。

表3 不同處理的蚓糞與鮮牛糞養(yǎng)分差異

蚓糞全磷平均為7.3 g/kg，與有機(jī)質(zhì)等含量降低相反，較鮮牛糞增加了1.3～2.0 倍，表明蚯蚓攝食處理有利于蚓糞中磷的富集。各處理差異顯著，隨秸稈量的增加全磷含量增加，說(shuō)明蚯蚓處理牛糞時(shí)，添加50%秸稈最利于蚓糞全磷養(yǎng)分的積累。

全鉀、C/N各處理差異達(dá)到顯著性水平，但沒(méi)有表現(xiàn)出規(guī)律性。通常堆制物C/N＜20 被認(rèn)為具有較好的腐熟度，適合于農(nóng)業(yè)應(yīng)用[21]，蚯蚓處理后的蚓糞C/N均小于20。說(shuō)明用蚯蚓處理當(dāng)?shù)嘏＜S效果很好，不僅速度快、效率高，而且腐熟程度高。

2.2 牛糞經(jīng)蚯蚓攝食后的纖維素、半纖維素等含量變化

試驗(yàn)結(jié)果顯示（表4），牛糞經(jīng)蚯蚓消解轉(zhuǎn)化形成的蚓糞中纖維素、半纖維素和酸性洗滌木質(zhì)素含量平均為75.62、57.46、26.77 g/kg，相比CK2明顯降低，分別減少了74.0%～77.5%，65.6%～83.1%，5.2%～16.3%。方差分析表明，T1、T2和CK1處理的纖維素、半纖維素以及酸性洗滌木質(zhì)素含量顯著小于CK2，說(shuō)明蚯蚓處理能明顯加快物料中纖維素等物質(zhì)的分解，纖維素含量T1、T2顯著大于CK1，但T1和T2之間差異不顯著，這是因?yàn)樘砑佑衩捉斩掗g接增加了物料中纖維素基礎(chǔ)數(shù)量，同樣的蚯蚓處理，相比CK1其產(chǎn)物中纖維素含量就更多。半纖維素和酸性洗滌木質(zhì)素含量T1、T2處理顯著小于CK1，其中半纖維素T1、T2之間差異顯著，木質(zhì)素二者差異不顯著，可以看出添加玉米秸稈會(huì)對(duì)物料的分解速率產(chǎn)生影響。T1、T2處理添加玉米秸稈增加了培養(yǎng)料中木質(zhì)素的基礎(chǔ)數(shù)量，但也改變了蚯蚓的生存環(huán)境，混合物料相對(duì)更松散透氣，推測(cè)其中的微生物及相應(yīng)的酶類(lèi)如過(guò)氧化物酶、多酚氧化酶也更活躍豐富，因此對(duì)半纖維素和木質(zhì)素的分解更快。木質(zhì)素與纖維素、半纖維素等降解物不同，是公認(rèn)的微生物難降解的化合物之一[22-23]。木質(zhì)素的分解是細(xì)胞內(nèi)酶和細(xì)胞外酶共同作用下的氧化過(guò)程[24-25]，因微生物及其分解的胞外酶不易與其結(jié)合，所以降解緩慢。

表4 不同處理的蚓糞與鮮牛糞纖維素、半纖維素及木質(zhì)素含量

2.3 牛糞經(jīng)蚯蚓攝食后的重金屬含量變化

牛糞經(jīng)蚯蚓消解轉(zhuǎn)化形成的蚓糞以及鮮牛糞重金屬總量如表5所示。蚓糞中Cr、Pb、Cu、Zn總量范圍為17.85～25.15、5.25～8.37、21.54～25.62、62.35～68.48mg/kg，其平均值為22.15、7.12、24.12、64.48 mg/kg，牛糞、蚓糞中均無(wú)As、Cd 的檢出。參考德國(guó)腐熟堆肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)中Cr(100 mg/kg)、Pb(150 mg/kg)、Cu(100 mg/kg)、Zn(400 mg/kg)[24]的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，4 個(gè)樣品中的重金屬含量均不超標(biāo)。由測(cè)定結(jié)果可知，蚓糞中Cu、Zn含量低于未處理的鮮牛糞，較CK2分別減少7.52、8.36 mg/kg，而Cr、Pb 含量高于鮮牛糞，較CK2分別增加11.45、7.12 mg/kg。蚓糞中Cr含量較高可能是因?yàn)樘砑拥挠衩捉斩捄幸欢緾r，而蚯蚓對(duì)金屬Cr也有一定富集作用。各處理的Cr含量沒(méi)有明顯規(guī)律，加入秸稈的數(shù)量與Cr含量變化并不同步，可能是Cr的積累還與蚯蚓等其他因素有關(guān)。值得注意的是，與Cr 不同，只在蚓糞中發(fā)現(xiàn)了少量的重金屬Pb，鮮牛糞中并未檢出Pb，由于玉米秸稈中并未檢出Pb，因此蚓糞中Pb的出現(xiàn)可能是蚯蚓的作用。綜合以上認(rèn)為，蚯蚓攝食處理對(duì)牛糞物料中的Cu、Zn 去除效果較好，對(duì)Pb、Cr 的去除效果不佳。

表5 蚓糞、鮮牛糞中的重金屬含量 mg/kg

2.4 蚯蚓對(duì)牛糞的轉(zhuǎn)化效率

蚯蚓對(duì)物料的轉(zhuǎn)化效率，即為蚯蚓完全攝食牛糞后得到的蚓糞干重與最初投入物料干重之比。從表6可知，蚯蚓對(duì)各物料配比的轉(zhuǎn)化效率在43.42%～65.15%范圍內(nèi)，3種配比中T1處理轉(zhuǎn)化效率最高，其次是T2處理，相比不加秸稈的CK1處理，添加秸稈后牛糞消解為蚓糞的轉(zhuǎn)化效率提高了13.0%～50.0%?？梢?jiàn)，牛糞中添加玉米秸稈可以提升牛糞-蚓糞的轉(zhuǎn)化效率，且添加50%秸稈最利于蚓糞有機(jī)肥的積累。

表6 蚯蚓對(duì)牛糞的轉(zhuǎn)化效率

3 討論

蚯蚓消化道可分泌蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、甲殼素酶、淀粉酶等多種酶類(lèi)，對(duì)絕大多數(shù)有機(jī)廢棄物有較強(qiáng)的分解作用[7]。牛糞具有相當(dāng)豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有利于蚯蚓攝取充足的養(yǎng)分，但水分含量較高，常常需要添加具有高透氣度、高透水性的材料才能滿足蚯蚓對(duì)通氣條件的要求。將秸稈與牛糞混合，可以有效地協(xié)調(diào)混合物料的水分狀況，有利于蚯蚓的生長(zhǎng)和對(duì)秸稈牛糞混合物的消解[14]。利用蚯蚓處理農(nóng)業(yè)廢棄物，被公認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)、易行的處理方法，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。

本研究發(fā)現(xiàn)牛糞物料經(jīng)蚯蚓攝食產(chǎn)生的蚓糞呈黑褐色，質(zhì)地松散，顆粒明顯，無(wú)臭味，而鮮牛糞顏色為淡黃褐色，含水量大，粘密且富含纖維，有臭味，添加玉米秸稈有助于蚓糞形成更多非毛管孔隙。林嘉聰[10]研究溫室蚯蚓堆肥處理后的蚓糞得出其平均容重、總孔隙率為0.56g/cm3和70%，與本研究結(jié)果略有不同，蚓糞物理性質(zhì)差異可能與物料的組成、含水量及處理方式等都有關(guān)。有研究指出蚓糞較之鮮牛糞具有較高的比表面積、較大的孔隙體積和較多的細(xì)小孔隙[16]。蚯蚓糞內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體平整均勻，孔隙空腔連續(xù)、明顯，體積大[10]?？梢?jiàn)蚓糞作為農(nóng)田有機(jī)肥使用有助于土壤的透氣透水。蚓糞的pH、水溶性總鹽相比鮮牛糞明顯降低，在性質(zhì)上更趨中性，與很多研究結(jié)果一致[7,8,10]。蚯蚓調(diào)節(jié)物料pH的可能原因有：混合物料中硝化細(xì)菌的大量繁殖，NH3的揮發(fā)，多種有機(jī)酸的產(chǎn)生，還可能與蚯蚓食道分布的鈣腺以及蚯蚓體內(nèi)含有的某種轉(zhuǎn)化酶類(lèi)有關(guān)，它們都能起到降低物料堿性的作用[13]。土壤pH、水溶性鹽是影響植物生長(zhǎng)的重要因子，因此具有合適的pH 和低濃度鹽離子是其能否被廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要方面，可以看出，蚓糞作為農(nóng)肥使用具有明顯優(yōu)勢(shì)，對(duì)牛糞的資源化利用具有積極意義。

柏彥超等[7]，林嘉聰[10]，劉鵬[26]研究牛糞蚯蚓消解前后的養(yǎng)分變化，得出蚓糞中有機(jī)質(zhì)、全氮含量降低，全磷含量上升。本研究結(jié)果也顯示，相比未處理的鮮牛糞，各處理蚓糞的有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀含量以及C/N值降低，全磷含量增加。繆麗娟等[16]研究得出蚓糞具有較高的全磷含量和相對(duì)低的全氮含量，與本研究結(jié)果一致，而蚓糞也具有高P 和低N 的特性。蚯蚓活動(dòng)促進(jìn)了培養(yǎng)料中有機(jī)質(zhì)的降解和氮素的礦化，有機(jī)質(zhì)、全氮含量降低。磷含量的增加可能與蚯蚓腸道中的相關(guān)微生物有關(guān)[15]。王華為等[14]研究指出蚓糞有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)含量隨摻入秸稈比例的增加而提高，本研究也發(fā)現(xiàn)添加一定量的玉米秸稈有助于蚓糞有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷養(yǎng)分的積累，可能是牛糞加入秸稈可以起到調(diào)節(jié)物料水分，通氣的作用，有利于蚯蚓的繁殖生長(zhǎng)。本研究中蚯蚓各處理的全鉀含量降低，但沒(méi)有規(guī)律性，添加玉米秸稈對(duì)全鉀的積累沒(méi)有影響，可能是蚯蚓對(duì)其中的鉀富集作用有限。C/N是反映堆制物腐熟度和穩(wěn)定度的重要指標(biāo)[27]，本研究中蚓糞各處理的C/N 均小于20，可見(jiàn)用蚯蚓處理當(dāng)?shù)嘏＜S秸稈混合物效果很好，高效快速、腐熟程度高，具有很好的應(yīng)用前景。

纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的分解主要是依靠與此分解相關(guān)的酶，如纖維素酶、木聚糖酶、過(guò)氧化物酶、多酚氧化酶。當(dāng)牛糞與秸稈混合后，秸稈提供酶作用底物，已有的酶與微生物發(fā)生作用酶解纖維素類(lèi)物質(zhì)[28-29]。將蚯蚓投入混合物料能豐富其中的微生物區(qū)系，而微生物、蚯蚓、酶的聯(lián)合作用能更有效的降解有機(jī)質(zhì)[13]。本研究發(fā)現(xiàn)物料經(jīng)蚯蚓攝食后蚓糞中的纖維素、半纖維素以及酸性洗滌木質(zhì)素含量顯著下降，蚯蚓處理加速了纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的分解，這與周穎[13]和Scheu[30]的研究結(jié)果一致。添加玉米秸稈會(huì)影響T1、T2處理的半纖維素、木質(zhì)素的降解速率，可能是因?yàn)楦淖兞蓑球镜纳姝h(huán)境，影響了其中的微生物及酶類(lèi)作用的發(fā)揮。

近年來(lái)對(duì)蚯蚓對(duì)畜禽糞便中的重金屬富集作用研究逐漸增多，取得了一些成果[7,16-18,28]，探索生物處理有機(jī)肥中金屬污染的途徑，有利于指導(dǎo)科學(xué)施肥，推動(dòng)綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展。對(duì)照德國(guó)腐熟堆肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)[24]中Cr(100 mg/kg)、Pb(150 mg/kg)、Cu(100 mg/kg)、Zn(400 mg/kg)來(lái)看，本研究獲得的蚓糞中4 種重金屬含量均不超標(biāo)，因此作為農(nóng)肥使用是安全可靠的。我們還發(fā)現(xiàn)蚓糞中Cu、Zn含量低于未處理的鮮牛糞，與大部分研究得出蚯蚓處理產(chǎn)物中一些重金屬含量均低于初始餌料中重金屬含量[12,16,27]的結(jié)論一致。蚓糞中Pb含量高于鮮牛糞，與繆麗娟等[16]、趙海濤等[12]的研究結(jié)果一致。蚓糞中Cr含量高于鮮牛糞，與邢宇翚等[17]研究蚯蚓對(duì)復(fù)合污染的牛糞中重金屬的生物富集作用，發(fā)現(xiàn)蚯蚓處理產(chǎn)物中重金屬濃度在10～20 d時(shí)先下降后小幅度上升的結(jié)果有一定相似，但與大部分研究結(jié)果不同[7,10,12]。敬佩等[18]研究發(fā)現(xiàn)赤子愛(ài)勝蚓對(duì)重金屬污染土壤中的Cd有較強(qiáng)的富集能力，蚓糞也表現(xiàn)出較強(qiáng)的富集現(xiàn)象。本研究中的蚓糞對(duì)Cr 可能也存在富集作用，其機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。綜上可見(jiàn)，蚯蚓對(duì)不同物料中的不同金屬元素處理效率各不相同，其作用機(jī)理需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

牛糞經(jīng)蚯蚓處理后產(chǎn)生的蚓糞容重平均為0.39 g/cm3，總孔隙度、毛管孔隙度及非毛管孔隙度分別平均為85.85%、62.86%、22.99%，透氣性和通水性明顯改善。pH 8.4、水溶性鹽含量9.4 g/kg，性質(zhì)趨于中性。有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀平均為178.0、8.4、14.2 g/kg，C/N值平均為12.3，相比鮮牛糞分別減少了62.6%～69.8%、41.1%～49.0%、20.7%～33.2%和34.3%～47.8%，全磷平均為7.3 g/kg，較鮮牛糞增加了1.3～2.0倍，添加適量玉米秸稈有助于蚓糞有機(jī)肥品質(zhì)提升。蚓糞中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素平均為75.62、57.46、126.77 g/kg，較鮮牛糞分別減少了74.0%～77.5%，65.6%～83.1%，5.2%～16.3%，蚯蚓攝食加速了3 種物質(zhì)的分解。蚓糞中Cr、Pb、Cu、Zn含量為22.15、7.12、24.12、64.48 mg/kg，未檢出重金屬As 和Cd，蚯蚓對(duì)Cu、Zn 去除效果較好，對(duì)Pb、Cr 的去除效果不佳，其對(duì)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理有待進(jìn)一步研究。蚯蚓對(duì)牛糞的轉(zhuǎn)化效率為43.42%～65.15%，加入50%秸稈時(shí)轉(zhuǎn)化效率最高。

利用蚯蚓對(duì)當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖戶(hù)的牛糞等畜禽糞便進(jìn)行無(wú)害化處理，操作簡(jiǎn)單，高效快捷，推廣應(yīng)用潛力巨大。經(jīng)蚯蚓攝食后的蚓糞結(jié)構(gòu)松散，容重減小，總孔隙度和毛管孔隙度增加，透氣性和通水性明顯改善。將蚓糞單獨(dú)或與蛭石、有益菌、生物炭等聯(lián)合施用，將有望改善土壤和植物生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)植物生長(zhǎng)和品質(zhì)提升。