孔凡虎 林亚峰 杨志强 （山东省烟台市畜牧兽医工作站 264001）



蚯蚓处理畜禽粪污工艺条件研究进展

孔凡虎 林亚峰 杨志强 （山东省烟台市畜牧兽医工作站 264001）

近年来，随着农业结构调整和农业产业化的推进，以及规模化、集约化畜禽养殖业的迅猛发展，其规模由小到大，范围由点到面，产生的畜禽粪便成为环境的主要污染源，但由于畜禽养殖业场粪污无害化处理水平不高、农业与养殖业脱节，致使大量畜禽粪便与污染物随意排放和流失，破坏了生态环境。蚯蚓具有很强的处理垃圾的能力，利用蚯蚓能分解畜禽粪污中的有机物质合成生物蛋白及多种营养物质。20世纪60~70年代，国内外已开始利用蚯蚓的生命活动处理畜禽粪污、生活垃圾和各种废弃物，这项技术不仅能减少日益增多的畜牧粪污对环境的污染，而且可以节约环境保护的费用，生产蛋白质饲料，增加农业收入。

1 蚯蚓处理畜禽粪污的原理

蚯蚓是一种杂食性的环节动物，它在自然生态中具有促进物质分解转化的功能。大量的实验研究表明，蚯蚓在其新陈代谢过程中能吞食大量有机物质，并将其与土壤混合，通过砂囊的机械研磨作用和肠道内的生物化学作用进行分解转化。蚯蚓的消化能力极强，其消化道能分泌出蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、甲壳素酶及淀粉酶等，在这些酶和微生物的作用下有机物质就会被水解成简单的碳水化合物、脂肪、醇等低分子化合物，这些物质再与土壤中的矿物质结合成高度融合的有机-无机复合体，最终以蚯蚓粪的形式排出。同时，通过蚯蚓在粪便中的运动还可以改进粪便中的水汽循环，使得粪便和其中的微生物得以运动、相互混合，从而加强蚯蚓和微生物对粪便处理的协同作用。蚯蚓的吞食量很大，1亿条蚯蚓一天可吞食40~50t垃圾，排出20t蚯蚓粪。

2 蚯蚓处理畜禽粪污工艺条件研究现状

保证蚯蚓正常生长与繁殖是蚯蚓进行粪污处理的前提条件，蚯蚓的生长繁殖除与自身品种有关外，还受到畜禽粪污种类、C/N值、温度、湿度、接种密度及pH值等因素的影响。在各种因素都处于适宜的范围时，温度和接种密度是影响蚯蚓增长和繁殖及处理效果的最主要因素。

2.1 选择蚯蚓品种 目前，有记录的蚯蚓约有4000多种，根据其生态功能可以分为表层种、内层种、深层种3种主要类型，赤子爱胜蚓属于表层种蚯蚓，在处理畜禽粪污中使用较多、开发较成熟。赤子爱胜蚓具有较强的适应能力，趋肥性强，成熟期短，繁殖率高，食性广泛，蛋白质含量及营养价值高，不仅能大量吞食粪污中的有机物质，对有机质的分解能力较强，还能够将有机物快速的粉碎消化，生产出物理性状优良、养分含量较高的蚓粪。

2.2 粪污C/N值 畜禽粪污C/N值对蚯蚓生长和繁殖具有重要影响，其C/N值可通过添加稻草、秸秆和锯末等进行调整，其C/N值过高，氮素营养少，蚯蚓发育不良，生长缓慢；其C/N值过低，氮素含量高，容易引起蛋白质中毒症，导致蚓体腐烂，其C/N值是反映蚯蚓处理适应性的综合指标。刘亚纳(2005)研究表明适宜的物料CN/比范围分别是猪粪24.3~18.2，鸡粪18.9~16.1，牛粪24.7~19.4；Ndegwa等(2000)指出待处理物料C/N值为25时，可以获得最高的生殖率以及最高的摄食能力，而且堆制后的产物具有较高的肥力并对环境污染最小。

2.3 温度控制 蚯蚓是一种变温动物，温度对蚯蚓的繁殖率和蚓茧的孵化率具有一定的影响，控制适宜的温度可以提高其生长、繁殖和粪污处理等效率。Edwards C A等(1992)研究了温度对蚯蚓处理牛粪的影响，结果表明：赤子爱胜蚓在0℃~35℃都能生长，但是在20℃~30℃生长情况最好；沈明星等(2008)研究发现，在8~32℃温度范围内，温度与蚯蚓处理有机物的速率呈极显著正相关，最适温度为25.4℃。王海候等(2009)也得出相似结论，并且还发现在11.8~18.5℃范围内，蚓床日均温每提升1℃，蚯蚓消化牛粪速率可增加73.13g/m2·d。不同种蚯蚓的生存域值范围各不相同，一般在20~25℃的范围内。

2.4 湿度管理 大多数蚯蚓属于湿生动物，适当的湿度是维持其体液平衡、酸碱平衡、代谢平衡的基本保证。Loehr，R C等(1985)研究了湿度对蚯蚓在猪粪中生长和繁殖的影响，实验结果表明85%的湿度最适合蚯蚓的生长和繁殖。Reinecke和Venter(1987)推断赤子爱胜蚓生存在牛粪中的最适湿度为75%。Gunadi等(2003)比较了不同含水率(70%，75%，80%，85%，90%)对牛粪和猪粪中赤子爱胜蚓，繁值和存活的影响，90%的湿度条件下，蚯蚓在牛粪中达到了最高的生长率，在猪粪中这个湿度为75%；最高繁殖率在牛粪和猪粪中分别出现在70%和80%的湿度条件下。仓龙等(2002)研究表明，赤子爱胜蚓处理未腐熟牛粪、未腐熟猪粪及未腐熟鸡粪和药渣混合物的最佳湿度分别为70%、75%、65%。蚯蚓能够适应的湿度范围为30%~80%，最适宜的湿度范围为60%~70%。

2.5 接种密度 蚯蚓的接种密度决定着处理效率，在一定范围内，随着蚯蚓的接种密度增加处理粪污的效率也提高，但若种群密度过大，蚯蚓体之间会发生食物和生存空间的争夺，相互抑制，影响其生长和繁殖，甚至出现逃跑的现象，进而影响处理效果。因此，保持适宜的接种密度，有利于提高蚯蚓的生长率、繁殖率和粪便的处理效率。Ndegwa等(2000)研究认为，蚯蚓投加密度为1.6kg/m2、喂食速度为1.25kg/kg·d时蚯蚓的生物转化效率最高，而同样投加密度下喂食速度为0.75kg/kg·d时堆肥产物稳定化效果最佳。刘亚纳(2005)研究表明，赤子爱胜蚓处理牛粪、猪粪及鸡粪的最佳接种密度为8~12条/(90g干物料)。

2.5 物料pH值控制 蚯蚓对生长和繁殖环境有一定的酸碱度要求，过高或过低均会影响其活动能力及肥料质量。孙振钧(1993)利用发酵的牛粪+木屑为饵料，得出蚯蚓的最适生长pH值是8~9，最适繁殖pH值是6~9。

蚯蚓在处理畜禽粪污过程中，除受上述主要因素的影响以外，粪污的种类、发酵程度、含有的重金属、抗生素等有毒有害物质，以及在高温条件下，蚯蚓处理过程中易产生对蚯蚓有危害作用的氨气和硫化氢等气体也将会影响蚯蚓的生长和繁殖，进而影响对畜禽粪污的处理。因此，在加入蚯蚓处理畜禽粪污前，要根据畜禽粪污的实际情况控制好环境因素，处理猪粪和鸡粪必须对粪便做堆肥处理，而牛粪则不需做堆肥处理。

3 展望

目前，在畜禽粪污的处理技术中，蚯蚓处理技术以其环保、高效和符合物质生态循环的特点受到国内外的广泛重视，该技术不仅具有社会效益、生态效益，还可收获蚓粪和蚓体，具有一定的经济效益，是处理畜禽粪污的科学途径之一。

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（2012–07–02）

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