蚯蚓原位处理牛粪产生蚯蚓粪对设施番茄产量和土壤改良的影响

摘要  比较蚯蚓原位处理牛粪产生蚯蚓粪和常规有机肥处理对设施番茄产量和土壤改良的影响，为设施蔬菜可持续发展提供理论依据。以2个番茄品种为材料，利用上茬温室蔬菜收获后的栽培垄，在垄上直接接种蚯蚓种和牛粪，分析土壤理化性质和番茄的产量、品质。结果表明，合理的控温、控湿度可以创造蚯蚓生存环境，蚯蚓原位处理牛粪产生蚯蚓粪降低了土壤容重（P＜0.05），提高了水稳性大团聚体数量（P＜0.05），主要集中在2.0 mm≤Ф<3.0 mm和0.5 mm≤Ф<1.0 mm。对土壤全盐含量的影响不显著（P＞0.05），对不同盐基离子的影响因品种的不同效果不同。土壤微生物含量无显著差异（P＞0.05）。2个品种的番茄产量分别提高14.4%和24.7%。但对番茄品质的影响因品种的不同产生不同结果。综上所述，蚯蚓原位处理牛粪产生蚯蚓粪可显著提高设施番茄产量，显著改善土壤的物理指标，建议设施农业周边有蚯蚓养殖厂的条件下，推荐使用该方法。

关键词  蚯蚓；原位处理；番茄；土壤改良

中图分类号  S141  文献标识码  A

文章编号  0517-6611（2024）18-0140-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.18.030

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of      Earthworm in Situ Treatment of Cow Dung to Produce Earthworm Manure on Tomato Yield and Soil Improvement in Greenhouse

L Yang，ZHU Zhi-gang，ZHAO  Jing  et al

（Beijing Yanqing Agricultural Technology Integrated Service Center，Beijing  102100）

Abstract  In this study，the effects of earthworm in situ treatment of cow dung to produce earthworm manure and conventional organic fertilizer treatment on tomato yield and soil improvement were compared，provide the basis for the sustainable development of facility vegetables.Two tomato varieties were used as materials，earthworm and cow dung were directly inoculated on the ridge after harvesting vegetables in the previous greenhouse，the physical and chemical properties of soil and the yield and quality of tomato were analyzed.The results showed that，reasonable temperature and humidity control could create the living environment of earthworms，earthworm in situ treatment of cow dung to produce vermicompost could reduce soil bulk density（P＜0.05），the number of water-stable macroaggregates was increased（P＜0.05），mainly concentrated between 2.0 mm≤Ф<3.0 mm and 0.5 mm≤Ф<1.0 mm.There was no significant difference in the effect on soil total salt content（P＞0.05），the effects on different base cations were different due to different varieties.There was no significant difference in soil microbial content（P＞0.05）.The tomato yields of the two varieties were increased by 14.4 % and 24.7 %，respectively.However，the effect on the quality of tomato was different due to different varieties.In summary，the in-situ treatment of cow dung by earthworms to produce earthworm manure could significantly increase the yield of greenhouse tomatoes and significantly improve the physical indicators of the soil.It was recommended to use this method under the condition that there are earthworm farms around the facility agriculture.

Key words  Earthworm;In-situ treatment;Tomato;Soil improvement

基金项目  现代农业产业技术体系北京市创新团队（BAIC08-2022）。

作者简介  吕洋（1987—），男，北京人，兽医师，从事耕地保护及废弃物循环利用研究。*通信作者，高级农艺师，硕士，从事土壤肥料试验、示范和推广工作。

收稿日期  2023-10-24；修回日期  2023-11-18

设施大棚是一种半开放的特殊农业生境，由于复种指数高且随着种植年限的增加，土壤会出现不同程度的养分过量［1］、连作障碍［2］、次生盐渍化［3］、菌落结构失衡［4］等退化和生态环境问题，从而导致蔬菜减产和品质下降。近年来，利用蚯蚓粪进行土壤改良的研究逐渐增多，蚯蚓粪可以改善土壤物理特性，如团聚体稳定性、总孔隙度等，也可以改善土壤盐碱性［5］、设施蔬菜根际土壤环境［6］，增加土壤中细菌和放线菌数量，提高连作蔬菜土壤养分含量，显著降低优势真菌相对丰度，从而缓解土壤障碍［7］。

常规堆肥是利用微生物发酵作用，将有机废弃物进行分解转化为有机肥料的过程。蚯蚓堆肥是蚯蚓通过研磨砂囊消耗有机废物并将其破碎成更细小的颗粒，从生长在有机物上的微生物中获取营养［8］。该过程加快了有机物的微生物分解速度，增加了微生物种群，并改变了材料的物理和化学性质，最终形成稳定优质的肥料［9］。此过程也是蚯蚓自身吞食大量有机废弃物经过肠道和微生物共同作用，将有机废弃物分解和稳定化的过程。蚯蚓堆肥不仅是将有机废物转化为有益生物副产品的有效方法，若用于土壤改良，也是克服连作障碍推荐方法［10］，可增加土壤的生物多样性，促进有益微生物的生长，从而增加了微生物种群［11］。通过蚯蚓的运动促进了有机质的分解，增加了植物对盐分的耐受性［12］，刺激不同酶的产生来调节植物生长发育［13］。

在众多的土壤改良中通常是利用蚯蚓异位处理有机废弃物料形成的蚯蚓粪对土壤质量的提升和连作障碍的克服效果，而在设施栽培畦原位同时投入有机废弃物料和蚯蚓种，利用蚯蚓原位处理废弃物，克服土壤连作障碍的研究较少［10］，笔者利用蚯蚓生产技术在设施蔬菜大棚原有栽培畦进行蚯蚓原位堆肥，探讨对设施蔬菜产量和土壤理化性质的影响，为设施蔬菜可持续发展和土壤改良提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  试验地概况

试验地位于北京市延庆区旧县镇现代农业产业园，试验于2022年7月—2023年2月在园区 3号温室大棚进行，棚龄16年，该区域属于温带大陆性季风气候，平均海拔500 m左右，平均气温8.3 ℃。试验地土壤理化性质：全氮1.95 g/kg，有机质33.2 g/kg，碱解氮183.0 mg/kg，有效铵态氮6.25 mg/kg，有效硝态氮72.3 mg/kg，有效磷259 mg/kg，速效钾530 mg/kg，全盐1.84 g/kg，pH 7.9，K+含量78.2 mg/kg，Na+含量221.0 mg/kg，Ca2+含量63.8 mg/kg，Mg2+含量21.2 mg/kg，HCO3-含量333.0 mg/kg，Cl-含量112 mg/kg，SO42-含量168 mg/kg，细菌5.0×106个/g，放线菌7.0×105个/g，真菌1.7×104个/g，土壤容重1.48 g/cm3，土壤质地砂质黏壤土，采用美国制方法判定。

1.2  试验材料

蚯蚓种为赤子爱胜蚓种（Eisenia foetida），由北京大地聚龙生物科技有限公司提供（从原始的蚯蚓生产垄直接获得，蚯蚓种为蚯蚓体本身和蚯蚓粪的混合物）；牛粪由北京市延庆区旧县镇周边养殖小区获得，牛粪的性质：有机质45.2%，全氮2.2%，全磷1.9%，全钾2.9%，碳氮比20.5。供试番茄品种为仙客8和樱桃番茄409。垄宽1 m，种植密度为2.3万株/hm2。

1.3  试验方法

试验设2个处理，处理①蚯蚓原位处理牛粪；处理②有机肥37.5 t/hm2。利用上茬温室蔬菜收获后的栽培垄，在垄上直接接种蚯蚓种，蚯蚓种接高度为5 cm，在蚯蚓种上覆盖牛粪8 cm，为防止温度过高棚上覆盖遮阳网，铺设原有微喷带进行补水，2～3 d浇水一次，保证堆体的湿度在70%左右。蚯蚓原位处理牛粪的时间为7月22日—8月12日，历时20 d。

1.4  测定指标与方法

采用远程地温温度计进行实时测定堆体温度，每5 min测定一次。番茄收获后测定土壤全盐含量和七大盐基离子、细菌、放线菌、真菌。全盐含量采用重量法检测，水溶性HCO3-采用标准硫酸滴定法，水溶性Cl-采用标准硝酸银溶液滴定法，水溶性SO42-、水溶性Ca2+、水溶性Mg2+、水溶性K+、水溶性Na+采用电感耦合等离子法；细菌、放线菌、真菌根据其特性采用选择性培养基分离培养，采用平板计数法计数，容重采用环刀法。番茄品质测定可溶性糖、可溶性蛋白、可滴定酸、还原型VC、可溶性固形物、硝态氮。可溶性糖采用蒽酮比色法，可溶性蛋白采用考马斯亮蓝-G250染色比色法，可滴定酸采用酸碱滴定法，还原型VC采用2，6二氯靛酚滴定法，可溶性固形物采用折射仪法，硝态氮采用紫外分光光度法。

1.5  数据统计与分析  采用 Microsoft Excel 2010 对数据进

行统计整理、SPSS 26.0 对数据进行单因素方差分析。

2  结果与分析

2.1  对蚯蚓原位处理牛粪堆体温度的评估

蚯蚓接种后选取有代表性的一天进行温度分析，原位处理牛粪的堆体温度平均值高于对照的地温（图1）。大棚的平均温度为25.2 ℃，蚯蚓处理牛粪的堆体温度是28.0 ℃，对照的平均温度是26.3 ℃，比对照高1.7 ℃。即使在11：00—17：00气温明显较高的情况下也能保持在相对稳定的高度。而28.0 ℃也在蚯蚓的最适生活温度范围内。