张孟豪

随着人口的不断增长以及经济的快速发展，人们的需求进一步提升，带来了各行各业的快速发展，导致农业、工业以及服务业都产生了大量的废弃物，而其中有着大量的固体有机废弃物。如农作物秸秆、茶叶渣、蘑菇渣、畜禽粪便以及污水厂污泥等。不同于一般固体废弃物，有机废弃物中含有大量有机物质，可进一步回收处理利用。然而，现阶段大量的固体有机废弃物主要通过填 埋和焚烧方式处理，造成了资源的大量浪费。以有机废弃物中所含的磷为例，研究表明，世界上磷矿开采量的 50%被用于化学肥料的生产，焚烧和填埋使该元素难以回收。同时，固体有机废弃物的产生量仍然处于上升趋势，这对有限 的自然资源造成极大的压力，对人们的生活造成了极大的威胁，并且表明了人类对资源的利用不够充分，如何对其进行妥善处理关乎人类的长远发展[1]。蚯蚓堆肥（Vermicomposting）通过蚯蚓的吞食作用，将固体有机物进行生化降解的新型堆肥技术。固体有机废弃物经过蚯蚓堆制处理可以产生物理、化学和生物学性质良好的蚓粪，最终用来改善土壤理化性质并提高作物产量和品质[2]。

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蚯蚓堆肥的原理

蚯蚓堆肥属于生物堆肥的一种，其本质是生物或微生物的代谢作用。有机废弃物在蚯蚓和微生物的协同作用下加速降解，最终转化为含有大量微生物、 生物酶和氮磷等养分的类腐殖质。蚯蚓是一种具有极强的吞食能力（日吞食量可达其身体质量的 1.2 倍）的杂食性环节动物[3]，其在代谢过程中能够吞食大 量有机物质，并将其与土壤混合，通过砂囊的机械摩擦作用和肠道内的微生物作用下进行分解转化，最终形成蚓粪[4]。蚯蚓堆肥效率显著高于传统堆肥，其加速堆肥的原因主要有两方面：一方面蚯蚓的吞食作用将有机废弃物进行机械破碎，改变基质的物理性质和微生物组成，同时增加基质与肠道微生物的接触 面积[5]；另一方面，蚯蚓肠道里的微生物释放酶和有机酸等生物化合物促进有机废弃物的分解。因此，蚯蚓堆肥过程大致分为两个阶段：第一阶段，蚯蚓通过吞食有机废弃物改变基质的物理性质和微生物组成；第二阶段，微生物发挥主体作用，代替蚯蚓进一步降解基质。蚯蚓肠道内微生物群落可加速分解基质中的纤维素，促进β-糖苷酶、纤维素酶、蛋白酶和磷酸酶等胞外酶的分泌，加速有机碳、含氮化合物以及有机磷等生物降解[6]，同时在这个过程中还会产生草酸、甲酸、柠檬酸和乙酸等低分子量有机酸，加速有机物质的矿化，最终将 N、P、K、Ca 等转化为更易吸收的形式。在蚯蚓和微生物的共同作用下，最终形成了具有良好物理、化学和生物学性质的蚓粪。

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蚯蚓堆肥的主要产物—蚓粪

蚓粪是蚯蚓堆肥的主要产物，具有优良的物理、化学和生物学性质。有机废弃物经过蚯蚓堆肥后产生黑褐色、无臭的蚓粪团聚体，具有良好的孔性、通气性和排水性。同时大量研究证实，有机废弃物堆肥产生的蚓粪 pH 趋于中性、TOC 和 C/N 比下降、EC，全量 NPK 提高。蚯蚓在分解有机废弃物的同时，微生物数量和种类大幅增加，最终产生的蚓粪中大量种类繁多的微生物以及各种 酶。蚓粪良好的物理化学和生物学性质使其有机会作为有机肥施用到田间，已有大量研究表明，施用蚓粪到田间提高土壤孔隙度，同时提高土壤速效养分， 增加土壤全量养分储备，提高土壤微生物含量，改善土壤性质，进而促进植物生长发育，抑制土传病害，最终提高作物的产量和品质[7,8]

参考文献

[2]邱江平. 蚯蚓与环境保护[J]. 贵州科学, 2000,18(2):116-133.

[3]罗固源,周健. 污水蚯蚓土地处理与资源回归[J].重庆环境科学,1997, 19( 22): 27-29.

[4]周林强，刘柱成，管冬兴． 蚯蚓在我国小城镇污水处理中的应用[J]．中国资 源综合利用，2008，26（11）：31－33．

[5]Pramanik P，Chung Y R．Changes in fungal population of fly ash and vinasse mixture during vermicomposting by Eudrilus eugeniae and Eisenia fetida: documentation of cellulase isozymes in vermicompost［J］．Waste Management，2011，31 (6) : 1169-1175．

[6]Manuel A , Domínguez Jorge, Justin W . Earthworm Effects without Earthworms: Inoculation of Raw Organic Matter with Worm-Worked Substrates Alters Microbial Community Functioning[J]. PLoS ONE, 2011, 6(1):e16354-.

[7]Atiyeh R M, Lee S, EdwardsC A, et al. The influence of humic acids derived from earthworm -processed organic wastes on plant growth[J]. Bioresource Technology,2002,84:7-14.

[8]Edwards C A, Norman Q N. Vermicomposts can suppress plant pest and disease attacks[J]. ProQuest Agriculture Journals, 2004, 45(3):51-54.

编辑 | 宣传部罗梓樾返回搜狐，查看更多

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