蚯蚓糞在農業生產中的應用研究進展

劉大偉 陳井生 王芳

摘要：在國家大力倡導化學肥料和農藥減施增效即減肥減藥的背景下，施用蚯蚓糞這種含有大量營養元素和有機質的新型生物有機肥已經成為綠色農業發展的趨勢。蚯蚓糞不僅能夠改良土壤，增加土壤有機質含量，提高作物產量，改善農產品品質，還能夠緩解作物連作障礙，控制土傳病害發生。綜述了蚯蚓糞在農業生產中的應用進展。

關鍵詞：蚯蚓糞;土壤改良;連作障礙;土傳病害

中圖分類號：Q959.9;S154.1? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）14-0008-04

Abstract： The application of vermicompost， a new bio-organic fertilizer containing a large amount of nutrient elements and organic matter， has become a trend in the development of green agriculture in the context of the national advocacy of reducing chemical fertilizers and pesticides. Vermicompost could not only improve the quality of soil， increase soil organic matter content， increase crop yield， improve the quality of agricultural products， but also alleviate continuous crop cropping barriers and control the occurrence of soil-borne diseases. The research advances of vermicompost in the field of agriculture were summarized.

Key words： vermicompost; soil improvement; continuous cropping obstacles; soil-borne disease

蚯蚓廣泛存在于土壤中，是人們熟悉的一類土壤動物，在自然生態系統中具有非常重要的作用。它們能夠促進植物殘枝落葉的降解、有機物質的分解和礦化，還具有混合土壤，改善土壤結構，提高土壤透氣、排水和深層持水的能力[1]。蚯蚓以土壤中的枯枝敗葉、生物殘體、排泄物和各類有機質為食，攝入后經消化系統以顆粒狀排出體外，即為蚯蚓糞。蚯蚓糞作為一種有機肥料，質地均一細膩，表面積大，團粒結構優良，疏松無異味，具有良好的通氣性和保水性[2，3]，同時富含大量的有益微生物和植物生長調節物質[4-7]，具有改良土壤、緩解連作障礙、提高作物產量和品質、防控土傳病害等方面的作用。

1? 蚯蚓糞的特性

蚯蚓糞是一種黑色、質地均一、有自然泥土味的細碎類物質，其物理性質是由蚯蚓的性質和蚯蚓消化有機物的程度決定的。蚯蚓糞具有很好的孔性、通氣性、排水性和較高的持水量，還具有很大的表面積，使得許多有益的微生物得以生存并具有良好的吸收和保持營養物質的能力[8]。蚯蚓糞與其他禽畜糞便相比，其可溶性鹽含量、陽離子交換性能和腐植酸含量明顯增加。一般的有機廢棄物，尤其是禽畜糞便呈堿性，而大多數植物喜好偏酸性（pH為6.0～6.5）的生長環境，通過蚯蚓的消化，在微生物新陳代謝的過程中分泌有機酸，從而使偏堿性的禽畜糞便經過處理后而趨于中性。蚯蚓糞中的營養物質含量由于原材料的不同而有差異，同時也與蚯蚓的活性有關[9]。蚯蚓在消化的過程中，隨著食物和微生物進入體內的真菌營養體及大部分細菌被殺死，因此，蚯蚓糞中富含真菌、細菌和放線菌等微生物類群，營養物質十分豐富[8]。

2? 蚯蚓糞的應用

2.1? 蚯蚓糞可作為土壤改良劑

土壤作為作物生長的載體，是保證產量和品質的根本要素。大量的研究結果和生產實踐表明，土壤中施用蚯蚓糞后，其理化性質、團粒結構、有機質含量等均有改善。邱江平[10]認為，由于蚯蚓糞的相互堆疊形成了許多特殊的網狀孔道和孔隙，它們大大提高了土壤的透水性和通氣性。陳小錦[11]研究表明，適量添加蚯蚓糞可以改善紅壤的理化性質，調節紅壤的養分狀況，增加紅壤中的微生物種群數量和種類，當蚯蚓糞的添加比例為5%～10%時，對紅壤的改良效果最佳。杭瓊等[12]探討了添加蚯蚓糞對果園底土（30～60 cm）的改良效果，研究結果表明蚯蚓糞可以有效地改善果園底土的pH、有機質、硝態氮、速效磷含量等理化性質，為作物的生長提供良好的環境條件。張榮濤等[13]研究結果表明，施用蚯蚓糞可以明顯提高鹽堿土壤速效氮、磷、鉀養分的含量，降低土壤的pH，增加土壤陽離子交換量，降低土壤的堿化度、總堿度和鈉吸附比，從而減輕了鹽堿土壤對作物的危害。在生產實踐中施用蚯蚓糞改良土壤，已經在中國東北、華北、東南、西南等地區初具規模。

2.2? 蚯蚓糞可緩解作物連作障礙

連作是現階段農業生產中一種常見但并不合理的栽培方式。連作可導致土壤含鹽量及酸堿度失衡，土壤微生物活性降低，病原菌積累，作物病蟲害加重。大量的研究結果和生產實踐表明，蚯蚓糞具有緩解連作障礙的作用。張俊英等[14]研究表明，大棚連作土壤中施用蚯蚓糞可以提高土壤的肥力，改善連作黃瓜根際土壤微生物環境，可以有效緩解黃瓜連作障礙的問題。趙鳳艷等[15]探索蚯蚓糞對番茄連作土壤中真菌群落結構的影響，結果表明番茄連作土壤中添加蚯蚓糞后，不僅可以提高土壤養分的含量，還能降低優勢真菌的相對豐度，解決了番茄的連作障礙問題。尹恩等[16]認為，蚯蚓糞不僅可以提高作物自身對土傳病害的免疫能力，還可以幫助連作土壤逐漸恢復其微生物多樣性，可以有效地解除安徽省生姜的連作障礙。張永平等[17]研究認為，蚯蚓糞作為基肥在一定程度上可以緩解花生的連作障礙問題，在生產中以6%的體積濃度最為適合。生產上利用包括蚯蚓糞在內的多種有機肥料來緩解連作障礙的應用屢見不鮮，在草莓、生姜、煙草、甘藍等作物種植上均表現出較好的效果。

2.3? 蚯蚓糞可提高作物產量和改良品質

蚯蚓糞作為一種新型、高效、優質的有機肥料，在近幾年的農業生產應用和研究中發現，其具有提高作物產量和改良作物品質的功效。周東興等[18]研究表明，蚯蚓糞能很好地改善番茄農藝性狀，提高番茄的坐果率、維生素C含量、可溶性糖含量和可溶性固形物含量。李曉娜等[19]研究了蚯蚓糞施用量及其方式對陜南烤煙農藝性狀和經濟性狀的影響，認為蚯蚓糞不僅能改善土壤結構及煙葉鉀營養，還能提高烤煙的產量，在陜南的煙田中，以1 500 kg/hm2穴施方式效果最佳。呂振宇等[20]研究表明，在甘藍種植中施用蚯蚓糞可改善甘藍的品質，降低甘藍硝酸鹽含量，提高維生素C含量。張寧等[21]研究了不同配比的蚯蚓糞處理對西瓜產量和品質的影響，結果表明，添加蚯蚓糞明顯提高了西瓜果實中的果糖、葡萄糖、蔗糖、維生素C、番茄紅素和可溶性蛋白質的含量，使西瓜的品質得到了顯著改善，同時增加了產量。于躍躍等[22]研究表明，施用蚯蚓糞可以提高草莓的產量，每公頃提高221.1～1 458.3 kg，同時還提高了果實固形物含量，降低了硝酸鹽含量，明顯改善了草莓的品質。李歡等[23]的研究表明，施用蚯蚓糞和生物有機肥對夏玉米的產量提高有促進作用，對夏玉米的增產意義重大，而且能夠提高氮肥的利用率，減少施氮量。朱艷麗等[24]研究認為在大棚蔬菜種植過程中施用蚯蚓糞，可以改善番茄和黃瓜的品質。趙浩等[25]以小油菜為試驗對象，研究用蚯蚓糞代替草炭基質對小油菜產量和品質的影響，結果表明蚯蚓糞處理的小油菜維生素C的含量遠高于草炭處理，小油菜的品質得到明顯改善。鄭世英等[26]研究表明，施用蚯蚓糞后能提高土壤的肥力，增加土壤中酶的活性，提高草莓凈光合速率和葉綠素含量，草莓的維生素C、糖分、可溶性蛋白質、可溶性固形物含量等均有所增加，酸含量減少，提高了草莓的品質和產量。井大煒等[27]研究認為，蚯蚓糞與尿素配施有利于改善豇豆的根系特性和根際土壤腐殖質組成，增強土壤的供肥性能，有助于促進豇豆生長并提高其產量和品質。將蚯蚓糞、沼渣、菌糠、芝麻渣、綠肥等有機廢棄物用于提高和改善蔬菜、水果產量和品質的應用逐步被生產者所重視和利用，適時、適量、適地應用此類有機肥料已成為現階段農業推廣應用研究的重點。

2.4? 蚯蚓糞可控制土傳病害

土傳病害是蔬菜生產過程中危害較為嚴重的一類病害，加之土傳病害防治成本高、防除工作繁重、藥劑毒性較高、菌量不斷積累等原因，使其防治難度不斷增加。利用多種方式合理有效地控制土傳病害，是蔬菜生產中必須重視的問題。大量的研究結果和生產實踐表明，蚯蚓糞具有防控土傳病害的作用。王勝等[28]研究表明，施用蚯蚓糞對油菜根腫病具有較好的控制效果，防效達56.3%～61.4%，并且能降低土壤酸度，提高土壤中有機質含量，增產優勢明顯，在油菜生產中值得重視和推廣。Edwards等[29]研究表明，在栽培基質中添加適量的蚯蚓糞對一些常見土傳病害如立枯病、枯萎病、猝倒病等具有一定的防治作用。胡艷霞等[30]研究發現，蚯蚓糞對黃瓜苗期的立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）引起的立枯病、鐮刀菌（Fusarium oxysporum）引起的枯萎病有抑制作用，當蚯蚓糞與土體積比為1∶5時，控害能力最好，防治效果可達96.1%。添加蚯蚓糞后能顯著提高土壤中的微生物含量和微生物活性，從而有效調節土壤中的微生物區系，間接抑制土壤中植物病原菌的生長和繁殖。同時，蚯蚓糞還可以通過誘導植物自身產生系統抗性，抵御病菌的侵襲。胡艷霞等[31]研究表明，盆栽基質中加入蚯蚓糞可以啟動黃瓜體內的防御酶系，進而誘導黃瓜產生系統抗性，提高其對炭疽病的抵御能力，控制炭疽病的發生。劉麗等[32]采用稀釋平板法從新鮮的蚯蚓糞中篩選出對黃瓜枯萎病菌有拮抗作用的生防細菌菌株28株，其中對枯萎病菌抑制效果最好的菌株為洋蔥伯克霍爾德菌（Burkholderia cenocepacia）。

2.5? 蚯蚓糞在其他方面的應用

蚯蚓糞不僅在保護地蔬菜種植和大田作物生產中被廣泛應用，而且在蔬菜育苗、食用菌生產、除臭處理、吸附重金屬等方面也有應用。王中旭等[33]研究了蚯蚓糞基質在茄子育苗中的應用效果，結果表明利用蚯蚓糞作為穴盤育苗基質，茄子幼苗質量好，生長健壯。崔文靜等[34]的研究表明，蚯蚓糞可以代替不可再生的草炭，作為櫻桃蘿卜和茼蒿等陽臺蔬菜的栽培基質。韋珂等[35]采用桑枝稈為秸稈培養基，并按適當比例添加蚯蚓糞替代麥麩，分成3組配方進行鮑魚菇栽培試驗，發現含蚯蚓糞的培養基較傳統的麥麩培養基更有利于鮑魚菇的生長，并且添加10%蚯蚓糞配方的效果最好。張玥含等[36]研究表明，蚯蚓糞浸提液可以促進黑麥草（Lolium perenne）、高羊茅（Festuca arundinacea）種子萌發和生長，以更好地滿足種植需要。宋忠儉等[37]通過室內的模擬試驗發現，蚯蚓糞對以氨氣和硫化氫為代表的臭氣的吸收效果良好，并且隨著蚯蚓糞添加量的增加去除效果不斷提高，在生產條件下，覆蓋5 cm左右的蚯蚓糞對臭氣的去除效果最顯著。羅根華等[38]研究結果表明，蚯蚓糞吸附劑在常溫條件下對溶液中的重金屬Cu2+具有較強的吸附能力。劉艷娟等[39]研究表明，利用5 mol/L硝酸和5 mol/L氯化鋅按1∶1復配作為活化劑來制備蚯蚓糞吸附劑，對低濃度含鉛廢水的處理效果最佳。蚯蚓糞不僅在農業生產領域表現出較高的應用價值，而且在其他領域也具有很大的應用潛力。

3? 小結與建議

綜上所述，蚯蚓糞作為一種新型的生物有機肥料，既可以緩解作物的連作障礙，減輕土傳病原物對作物的危害，提高作物的產量和品質，還可以作為吸附劑、除臭劑和解毒劑等。隨著中國“雙減”項目的正式實施，應該對蚯蚓糞在農業生產中的綜合利用進行深入地研究，探究蚯蚓糞對農作物生長發育影響的作用機理。生物防治是減少化學農藥使用、保護生態環境的一種重要的植物病害防治措施。因此，要充分利用蚯蚓糞含有大量有益微生物的特性，分離出具有生防潛力的活性菌株，應用于植物病害的防治。今后，可以直接在土壤中養殖蚯蚓或者添加一定量的蚯蚓糞，可起到防病、增肥、改良土壤、促進作物生長的作用，這也是符合中國“持續植保”“綠色植保”的一種有效措施。

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