蚯蚓粪便的养分组成及其肥效比较研究

1 引言

蔬菜富含维生素、矿物质和膳食纤维，是人类膳食结构中不可或缺的组成部分。化肥在蔬菜生产中的过度使用显著增加了种植成本[1]。因此，寻找环境友好、可持续的新型肥料成为农业可持续发展的迫切需求。

蚯蚓粪的成分复杂，其对植物生长和土壤环境的作用机制尚未完全明确。深入研究蚯蚓粪作为肥料对植物的好处，有助于揭示其在土壤改良 [2]、养分循环和植物生长调控等方面的作用机理，为开发高效的蚯蚓粪基肥提供理论支持。已有研究证实蚯蚓粪可显著提升作物的生长表现和品质。例如，在盐胁迫条件下施用蚯蚓堆肥显著提高了番茄果实中的糖酸比提升 73.1% ，高于牛粪堆肥的 46.3% ，同时增加了维生素 C 含量，减少了硝酸盐积累。研究还表明，蚯蚓粪不仅改善了植物的各项生长参数，同时也对植物的次级代谢产物产生了影响。高浓度的蚯蚓粪茶改变了萜类化合物、酚类物质、脂肪酸和烷烃的产生与积累。然而，不同蚯蚓种类所产粪便的成分差异可能导致其肥效存在差异，相关系统性研究仍较为缺乏。基于此，本研究旨在：

1）比较不同蚯蚓种类，例如，赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）与威廉环毛蚓（Amynthas williamanus）产生蚯蚓粪的基本理化性质和养分组成差异。

2）探究不同蚯蚓粪对番茄 (Solanum lycopersicum) 和生菜 (Lactucasativa) 生长指标、生理响应及土壤改良效果的影响；

3）为开发高效、可持续利用的蚯蚓粪基有机肥料提供理论依据与实践参考。

2 材料与方法

2.1 材料准备

本文涉及蚯蚓种类包括赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）和威廉环毛蚓，赤子爱胜蚓采购自某蚯蚓养殖基地，选取体型健壮、活性良好的成蚓。养殖条件为温度 20±2^∘C ，湿度 70%±5% 。威廉环毛蚓采集自本地农田，经过筛选和驯化后用于实验。采集后的蚯蚓采用统一的养殖条件，温度 22±2^∘C ，湿度 65%±5% ，饲料为牛粪和秸秆按 4:6 的比例混合，腐熟后投喂。

在蚯蚓养殖 30 天后开始收集蚯蚓粪样品。粪便采集采用自然排泄后过筛的方法，以有效分离蚯蚓粪与残余饲料。每种蚯蚓的粪便各收集 3 个平行样品，以确保实验的代表性和重复性。收集后的样品在40% 条件下烘干至恒重，随后研磨并过 100 目筛，最终将处理后的样品置于干燥、阴凉、避光的密闭容器中保存，供后续实验分析使用。

2.2 实验设计

盆栽试验以番茄（' 金棚 1 号 '）和生菜（' 意大利生菜 '）为供试作物，设 4 个处理组：处理 1 为纯赤子爱胜蚓粪；处理 2 为赤子爱胜蚓粪与土壤 1:3 混施；处理 3 为威廉环毛蚓粪与土壤 1:3 混施；处理4 为对照组（施化肥，氮磷钾含量同处理 2）。各处理 3 次重复，用直径 20cm 、高 15cm 塑料盆，每盆装土 1kg。培养条件：光照 2000-3000lx，白天 25-28℃、夜间 18-20℃，每周浇水 2 次以保持土壤湿润。

3 结果与分析

3.1 理化性质结果

为明确不同种类蚯蚓粪的养分组成与理化特性，对赤子爱胜蚓粪和威廉环毛蚓粪样品进行了 pH 值、电导率、有机质、全量养分、速效养分、腐殖酸及重金属等指标的分析，并与《有机肥料》行业标准（NY/T 525-2021）进行了对照，其中，pH 值通过玻璃电极法测定（水土比 2.5:1），电导率（EC）采用电导率仪测定（水土比 5:1）。化学性质包括重铬酸钾氧化、凯氏定氮法、钼锑抗比色法、火焰光度法及速效养分铵态氮用靛酚蓝比色法，有效磷用碳酸氢钠浸提 - 钼锑抗比色法等指标。腐殖酸采用重铬酸钾氧化 - 容量法测定。重金属含量通过原子吸收光谱法（AAS）测定。结果见表 1。

表1 蚯蚓粪理化性质分析结果

从表 1 可以看出，两种蚯蚓粪的 pH 值均在有机肥行业标准范围内，EC 值适中。有机质含量分别为 48.5% 和 45.2% ，均高于行业标准（ (⩾40% ），说明蚯蚓粪含有丰富的有机质。腐殖酸含量丰富，有助于改善土壤结构。重金属含量均远低于有机肥标准，说明蚯蚓粪作为肥料使用安全可靠。

3.2 植物生长指标

植物生长指标含形态和生理两方面。形态上，生长期定期测株高、茎粗，收获期测生物量（地上部和地下部鲜重、干重）及产量（番茄以果实重、生菜以叶片重计）。生理上，用丙酮提取法测叶绿素含量，氮蓝四唑光化还原法测 SOD 活性，愈创木酚法测 POD 活性。通过株高、茎粗等指标评估对番茄生长的影响，数据为三次重复的平均值 ± 标准差，结果见表 2。

表2 番茄生长指标对比

从表 2 可以看出，施用蚯蚓粪的番茄处理组在株高、茎粗、地上部和地下部鲜重以及产量方面均显著高于对照组。其中，处理 2（赤子爱胜蚓粪与土壤混施）的效果最为明显，株高比对照组增加了22.2% ，茎粗增加了 20.0% ，地上部鲜重增加了 50.0% ，地下部鲜重增加了 66.7% ，产量提高了 38.9% 。威廉环毛蚓粪处理组的效果也优于对照组，但略低于赤子爱胜蚓粪处理组。

4 结论

本研究比较赤子爱胜蚓与威廉环毛蚓粪便的理化性质，及对番茄生长和土壤的影响。结果显示，赤子爱胜蚓粪的有机质、全氮、全磷、腐殖酸等养分含量更高， pH 适宜，重金属远低于有机肥标准，养分供给和安全性更佳。其能提升土壤有机质和大团粒结构比例，改善土壤状态；功能菌群丰富，固氮、解磷、解钾相关基因丰度高，利于养分转化与吸收。综上，赤子爱胜蚓粪理化性质更优，为有机农业及蚯蚓粪肥高值化利用提供依据。

参考文献：

[1] 颜振峰 , 林晶晶 ,and 张林琳 ,‘化肥减量配施蚯蚓粪对连作番茄产量、养分利用及经济效益的影响’, 江苏农业科学

[2] 邓晓 et al.,‘蚯蚓粪与椰糠配施对盐渍土的改良效应’, 中国土壤与肥料 , no. 1, pp. 212–219, 2021.

作者简介：

一作：姓名：谷安迪，姓别：男，民族：汉族，籍贯：四川营山 生于：2004 年 /6 月，学历：大学本科在读 研究方向：机械电子工程

二作：姓名：俄木阿沙，姓别：男，民族：彝族，籍贯：四川昭觉 生于：2004 年 /8 月，学历：大学本科在读 研究方向：电气工程及其自动化

三作：姓名：吴顺扬，姓别：男，民族：汉族，籍贯：四川会理生于：2003 年 /10 月，学历：大学本科在读 研究方向：电气工程及其自动化

四作：姓名：李梦瑶，姓别：女，民族：汉族，籍贯：四川泸州生于：2005 年 /12 月，学历：大学本科在读 研究方向：汽车服务工程

五作：姓名：曾韵岚，姓别：女，民族：汉族，籍贯：四川泸县生于：2005 年 /9 月，学历：大学本科在读 研究方向：动物医学