蚯蚓粪有机肥在农业生产和生态环境治理中的应用与展望

摘 要：蚯蚓粪有机肥能改善土壤结构、提升土地肥力、促进作物生长。研究围绕蚯蚓粪有机肥在农业生产与生态环境治理中的应用展开论述，介绍了其营养多元、物理性质优良、富含有益微生物等特点，阐述了其在设施农业育苗中的应用、对设施作物及土壤的影响，以及在生态环境治理中的脱臭、修复污染土壤和保护生态等作用，以促进农业可持续发展和生态环境保护。

关键词：蚯蚓粪有机肥；现代农业；生态环境；治理；应用

中图分类号：S141 文献标志码：B 文章编号：1674-7909（2024）18-92-4

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.18.021

0 引言

在经济快速发展的背景下，我国农业生产也取得了较大进步。化肥优势独特，其营养物质能被作物快速吸收，满足作物生长需要，科学合理地施用化肥能够提高作物产量，保障粮食安全［1-2］。然而，过量施用农药与化肥会对耕地土壤环境产生诸多不良影响（如土壤板结、生产力下降、农药残留等），导致粮食产量无法得到平稳增长、粮食质量难以保障、环境污染风险加剧［3-4］。目前，探寻绿色、高效的农业生产模式成为迫切需求。蚯蚓粪有机肥作为新型有机肥料，具有减少作物病虫害、降解土壤有毒污染物等作用，其对农业生产和生态环境治理有积极影响。

1 蚯蚓粪有机肥简介

蚯蚓粪有机肥是蚯蚓消化有机废弃物与土壤融合的产物，呈细小的颗粒状，具有疏松多孔的结构［5-6］。蚯蚓粪有机肥不仅含有有机质，还包含N、P、K等大量元素和Fe、Mn、Cu等中微量营养成分，同时存在大量生物活性物质，具有吸附性和保肥性。蚯蚓粪有机肥中的微生物能够提升土壤中有机物质的分解与转化速度，提高土壤肥力，增强作物抗病能力。蚯蚓粪有机肥中的全氮、全磷和全钾质量分数分别为0.3%～2.1%、0.7%～1.7%和0.4%～2.0%，比普通土壤全氮、全磷和全钾质量分数分别高出1～14倍、10～17倍、8～11倍［7］。

2 蚯蚓粪有机肥在农业生产中的应用

2.1 培育优质种苗

我国大棚蔬菜的栽培大多采用育苗移栽的方式。蚯蚓粪有机肥含有丰富的营养元素，在设施蔬菜育苗中应用前景广阔。

ATIYEH等［8］利用不同量的蚯蚓粪进行温室育苗，对番茄苗的发育进程进行深入研究；试验结果表明，当蚯蚓粪的添加比例为5%～50%时，番茄苗的生长指标明显优于其他处理组；这一研究结果表明，适量添加蚯蚓粪可有效缩短番茄工厂化育苗时间，提高经济效益。尚庆茂等［9-10］用蚯蚓粪作为主要原料，与蛭石混合制成育苗基质，探讨了育苗基质对多种蔬菜种子萌芽和苗木生长的促进作用，发现西瓜播种出苗率明显提高，苗木出土生长能力得到提升。

2.2 提高作物产量和品质，增强作物抗逆性

2.2.1 提高作物产量和品质

作物生长状态对其产量与品质有一定的影响。植物根系作为主要的营养吸收器官，可将多数营养物质输送至地上部分。要想确保植物健康生长，必须为植物根系提供适宜的生长环境和稳定的养分。蚯蚓粪有机肥对促进作物生长发育、提高作物产量和提升作物品质有显著作用。王小波等［11］研究发现，在设施栽培中，将蚯蚓粪有机肥与蛭石联合施用，可使菠菜株高显著增加，叶绿素含量大幅提升，光合作用强度增强，产量提高，品质指标得到显著改善。吴钰等［12］、葛立傲等［13］的试验表明，施用蚯蚓粪有机肥后，番茄的产量和品质均得到大幅提升。刘祥等［14］研究则表明，蚯蚓粪与化肥合理配合施用，红小豆的长势和品质均有所提高。

2.2.2 增强作物抗逆性

蚯蚓粪有机肥中的有益微生物可分泌多种生物活性物质（如抗生素、生长素等），这些物质能增强作物的抗病、抗逆能力，提高作物的成活率和产量。崔丽娟［15］研究发现，蚯蚓粪含有多种酶类，能够分解土壤中的有机物质，促进养分的循环，提高土壤中部分土壤酶的活性。王东红［16］研究发现，在土壤中添加蚯蚓粪可显著提高樱桃萝卜中类黄酮、总酚等抗氧化物质含量，从而增强其抗氧化能力 。田给林［17］研究认为，蚯蚓具有显著降低作物残体腐解过程中产生的酚酸类化感物质浓度的能力，从而缓解化感自毒作用。

2.3 改善土壤环境

2.3.1 改良土壤结构

蚯蚓粪有机肥可以促进土壤团粒结构的形成，增加土壤孔隙度，降低土壤容重，提高土壤通气性与透水性，有利于作物根系生长发育及其对水分和养分的吸收。李彦霈等［18］研究了蚯蚓粪施用量对黄土区典型土壤团聚体及其有机碳的影响，发现施用适量蚯蚓粪可以显著提高土壤有机碳含量并增强土壤团聚体稳定性。吴军虎等［19］在研究蚯蚓粪对土壤团聚体的组成、抗水蚀稳定性的影响及水分入渗过程中的运移特性时发现，蚯蚓粪具有降低土壤容重、改善土壤团聚体抗水蚀稳定性的作用。程亚倩等［20］在连作烟田开展了以蚯蚓粪肥部分替代化肥的大田试验，发现配施蚯蚓粪肥能够使土壤有机质和速效养分含量增加，同时降低了土壤容重。

2.3.2 提高土壤供肥水平

刘学才等［21］研究提出，施用蚯蚓粪有机肥可以提高设施土壤中有机质、有效氮、有效磷、有效钾的含量，番茄植株中氮和钾的含量也有所增加。夏思瑶等［22］研究发现，将混合矿物加入蚯蚓粪中，基质的全氮、速效磷含量都得到提高，西瓜幼苗根系对铁、钙和镁等养分的吸收能力增强。周东兴等［23］研究发现，将蚯蚓粪肥与化肥配施，土壤中的氮、磷、钾等养分含量在一定范围内显著提高。赵永鑫等［24］研究表明，施用蚯蚓粪肥后小白菜栽培土壤中的全氮、速效磷、速效钾及有机质含量明显增加。

3 蚯蚓粪有机肥在生态环境治理中的应用

3.1 在畜禽养殖场环境治理中的应用

集约化养殖场产生的臭气危害极大，蚯蚓粪有机肥因孔隙度高、比表面积大、微生物含量多等特点，具有高效吸附臭气、分解有机物及吸收净化功能，是臭气的高效吸附剂。韩立军等［25］研究表明，在鸡粪中添加蚯蚓粪可减少氨气和硫化氢的释放量，降低鸡舍中氨气和硫化氢的浓度。将蚯蚓粪添加到猪粪中，也能降低排泄物中臭气的浓度［26］。

3.2 在土壤污染治理中的应用

人口增长带来的粮食需求上升及资源消耗增加，导致土壤重金属污染加剧。将蚯蚓粪有机肥施入土壤，能够有效改善土壤理化状况和生物特性，吸附一定比例的重金属。罗根华等［27］研究显示，在常温下，蚯蚓粪吸附剂对溶液中的重金属Cu²⁺的吸附能力较强。郭茹等［28］开展盆栽试验后发现，配施8%～12%的蚯蚓粪肥与7.2%的生物炭，铅污染土壤中铅的固定比例提升，生菜植物体内的铅含量有所下降。刘伟等［29］利用蚯蚓粪有机肥修复重金属污染土壤，发现土壤中铜、镉、锌和砷的移动性增强，紫花苜蓿对金属的富集能力提升，改善了其修复重金属污染农田土壤的效果。同时，蚯蚓粪有机肥中的微生物在分解土壤有机污染物、净化土壤环境方面也发挥着重要作用，能够有效分解土壤中残留的农药、化肥等有机污染物，将有机污染物转化为无害物质，从而有效修复有机污染土壤。姚晓华等［30］研究表明，蚯蚓粪有机肥对油葵修复菲污染土壤具有强化作用，可作为油葵吸收降解多环芳烃菲的强化剂。

3.3 维持生态系统稳定

蚯蚓粪有机肥的团粒结构能够显著增加土壤的凝聚力和稳定性，减少因水蚀或风蚀而导致的水土流失。蚯蚓粪有机肥中的有机质可提高土壤保水能力，改善土壤的渗透性，减少水分流失。同时，蚯蚓粪有机肥中的有益微生物可以通过分解有机质、释放养分、促进植物生长发育等方式，改善土壤结构、提高土壤肥力，促进土壤中的物质循环和能量流动，增强生态系统的稳定性和抗干扰能力，对维持生态系统稳定具有重要作用。

4 结论与展望

在现代农业发展进程中，土壤健康问题（如土壤理化性状退化、农业面源污染风险加剧、农产品品质下降、土壤生态系统失衡等）日益突出。诸多研究表明，蚯蚓将有机废料降解转化为蚯蚓粪有机肥，该过程成本低、周期短。土壤施入蚯蚓粪有机肥，能够发挥多方面的积极作用，包括改善土壤结构、提高土壤肥力、增强植物抗病能力并促进其生长发育，进而提高作物产量、提升作物品质，减少化肥和农药对环境的破坏，与可持续农业和生态农业的要求相符合。然而，利用蚯蚓粪有机肥也存在一些问题，需要进一步研究解决，未来可从以下几方面开展工作。

4.1 强化研究与开发

进一步探究蚯蚓粪有机肥的作用机理和应用技术，开发出更高效、环保的蚯蚓粪有机肥产品。加强对蚯蚓养殖技术的研究和推广，提高蚯蚓粪有机肥的产量和品质。

4.2 加大推广应用力度

加强对蚯蚓粪有机肥的宣传推广，提高农民对蚯蚓粪有机肥的认识和使用积极性。政府应出台相关政策，鼓励和支持蚯蚓粪有机肥的生产与应用。

4.3 与其他农业技术结合

将蚯蚓粪有机肥与其他农业技术（如生物防治、节水灌溉、精准施肥等）相结合，实现农业生产的可持续发展。

4.4 拓展应用领域

除在农业生产中的应用外，蚯蚓粪有机肥还可拓展至园林绿化、花卉种植、环境治理等领域，发挥更大的作用。

总之，蚯蚓粪有机肥作为天然、高效的有机肥料，在农业生产和生态环境治理中具有广阔的应用前景。未来，随着人们对环境保护和可持续发展重视程度的提高，蚯蚓粪有机肥的应用将更加广泛，为实现农业可持续发展和生态环境保护做出更大贡献。

参考文献：

［1］魏启文，曾娟，秦萌，等.新时期我国化肥农药减量增效与农产品质量安全提升的探讨［J］.农产品质量与安全，2023（1）：6-9，14.

［2］张欢欢，王国刚，张勇翔，等.我国粮食生产能力区域变化特征与成因分析［J］.中国农业科技导报，2023，25（1）：6-15.

［3］付浩然，李婷玉，曹寒冰，等.我国化肥减量增效的驱动因素探究［J］.植物营养与肥料学报，2020，26（3）：561-580.

［4］陈慕松，范晓晖，钟鲁龙，等.蚯蚓粪肥在农业生态应用的研究进展［J］.农业科技通讯，2023（10）：134-138.

［5］崔芳.蚯蚓及根际处理对果园土壤肥力和果树生长发育的影响［D］.南宁：广西大学，2008.

［6］刘大伟，陈井生，王芳，等.蚯蚓粪在农业生产中的应用研究进展［J］.湖北农业科学，2019，58（14）：8-11.

［7］纪宇彤，刘文钰.蚯蚓粪肥的研究现状［J］.农村实用技术，2023（9）：107-108.

［8］ATIYEH R M，EDWARDS C A，SUBLER S，et al.Pig manure vermicompost as a component of a horticultural bedding plant medium： effects on physicochemical properties and plant growth［J］. Bioresource Techology，2001，78（1）：11-20.

［9］尚庆茂，张志刚.蚯蚓粪基质辣椒穴盘苗播后喷施肥料效果的研究［J］.西南园艺，2005（5）：1-3.

［10］尚庆茂，张志刚.蚯蚓粪基质在西瓜穴盘育苗中的应用研究［J］.中国瓜菜，2006（1）：14-16.

［11］王小波，卢树昌，王瑞，等.蚯蚓粪与蛭石结合对设施菠菜生长和品质的影响［J］.北方园艺，2014（18）：63-66.

［12］吴珏，李建勇，刘娜.蚯蚓粪有机肥对番茄产量、品质和土壤化学性质的影响［J］.上海农业学报，2018，34（4）：16-19.

［13］葛立傲，刘小英，罗杰，等.蘑菇渣和蚯蚓粪对大棚土壤理化性质和青菜生长的影响［J］.中国瓜菜，2020，33（9）：54-56.

［14］刘祥，周洁，邓金华，等.蚯蚓粪与化肥配施对红小豆生长与品质的影响［J］.干旱地区农业研究，2022，40（2）：181-188.