蚯蚓粪生物有机肥技术研究可行性分析方案

1、蚯蚓粪生物有机肥技术研究可行性报告一、工程必要性一目的意义生物有机肥主要指农业和畜牧业的废弃物或有机垃圾经有益微生物发酵、加工而成的 有机肥料。生物有机肥含大量有机质和活的有益微生物及微生物代谢产物，兼有微生物接 种剂和有机肥料的作用，是 21世纪最具发展潜力的新型肥料之一。传统畜禽粪有机肥生产 成本低，应用效果好，施用后不仅增产，而且能提高或改善作物品质，在我国农业可持续 发展中占有重要的地位 曾思坚和何小霞，2004。但其生产方式落后，堆肥过程麻烦，劳 动强度大，有效养分含量低，体积庞大施用不便，且存在“湿、臭、脏”污染大等缺点， 不能适应现代农业和商品经济的发展。改革传统有机肥的生产和使

2、用方式，根本出路是实 现有机肥的工业化生产和商品化销售。蚯蚓粪是一种黑色、均一、有自然泥土味的细碎类物质，具有良好的孔性、通气性、 排水性和高的持水量，蚯蚓粪具有很大的外表积，并具有良好的吸收和保持营养物质的能 力，使得很多微生物得以生存 Edwards and Neuhauser,1988 。蚯蚓粪与其饵料畜禽粪类 相比，可溶性盐含量、阳离子交换性能和腐殖酸含量有明显增加，大部分有机质转化为稳 定的腐殖质类复合物质，尤其在微生物新陈代谢过程中分泌有机酸，使得偏碱性的畜禽粪经 过蚯蚓处理而趋于中性，成为多数植物更适宜的生长环境pH6.0-6.5（Ndegwa etal,2000。实践证明，蚯蚓

3、粪作为育苗基肥、作物追肥有不同程度地提高多种作物包括谷物、豆科植物、花卉、蔬菜及其他大田作物的种子发芽率，促进其生长，提高产量，改 善品质的优点Atiyeh et al,2000; Atiyeh et al,2002;尚庆茂和张志刚，2006;吕振宇和马永良；2005。自然界的各种有机废弃物经发酵后，在蚯蚓消化系统蛋白酶、脂防酶、纤维酶和淀粉 酶的作用下，迅速分解，转化成为自身或易于其他生物利用的营养物质，经排泄后成为蚯 蚓粪。因此，蚯蚓粪从本质上讲是大自然的产物，真正能全面地满足植物生长的各种需求 和营养成分，对植物有难以置信的神奇肥效（黄初龙和张雪萍，2005。生物学家达尔文曾说蚯蚓是“地

4、球上的第一劳动者和最有价值的生物”，“除了蚯蚓粪粒之外没有沃土”。蚯蚓粪含有丰富 M P、K、微量元素、激素、酶等，含有23%以上有机质，有 23种氨基酸，是有机、绿色、无公害农产品的最正确肥料徐挨辉等，2007。蚯蚓粪中富含细菌、放线菌和真菌，国内外对蚯蚓粪微生物的作用机理研究归纳如下：通过蚯蚓粪里有益微生 物的生命活动，固定转化空气中不能利用的分子态氮为化合态氮，解读土壤中不能利用的 化合态磷和钾为可利用态的磷和钾，并可解读土壤中的10多种微量元素；通过有益微生物的生命活动，分泌生长素、细胞分裂素、赤霉素、口引味酸等植物激素，促进作物生长，调 控作物代谢；通过有益微生物在根际繁殖，产生粘多

5、糖，与植物分泌的粘液及矿物胶体、 有机胶体相结合，形成土壤团粒结构，增进土壤蓄肥、保水能力；蚯蚓粪中的大量微生物 增加了土壤中的微生物数量和活性，增强了病土中与病原菌进行营养和能源竞争的微生物 的竞争力，限制了病原菌繁殖潜力的充分发挥张珍贵，1997；蚯蚓粪中的有益微生物还能产生拮抗活性强、抗菌谱广的抗生素，限制病原菌的生长，使植物土传病害得到抑制 Arancom et al,2002;胡艳霞等，2002; Edwards and Norman,2004。综上所述，蚯蚓粪可作为新型的生物肥料及生物防治剂等，但对于蚯蚓粪的各项研究 仍处于初期阶段，国内的大多数研究还停留在实验阶段。蚯蚓粪作为蚯蚓

6、养殖的副产品， 目前国内的深加工不足，多数企业仅对蚯蚓粪进行简单加工即出售，且价格与国际市场相 比也有一定差距，这对于蚯蚓养殖业发展的长期稳定发展和营运不利。对蚯蚓粪的深入研 究和加工应用，开发可适用不同植物的专用育苗基质和肥料，对生物肥料行业和蚯蚓养殖业都有积极的意义。二国内外同类产品和技术情况生物有机肥是一种重要的生物肥料产品，它集有机、无机、微生物三肥复合；长效、 速效、缓效三效复合，产生供肥、防病、促生三位一体的成效。长期使用，不但可以增产 增收、防病抑病、改善品质，还可以起到改进土壤结构、增肥地力的作用。其集中了微生 物肥、有机肥、化肥的优点于一身，是肥料科学发展的方向。1、有机肥发

7、展现状有机肥生产的主要物料包括畜禽粪便、城市污泥、生活垃圾、糠壳饼效、作物秸秆、制糖和造纸滤泥、食品和发酵工业下脚料以及其他城乡有机固体废物周文利等，2007。目前，我国仅畜禽粪便、城市污泥和生活垃圾的年排放量就到达8亿t ,但大部分 有机废料没有得到处理，任其丢弃排放，不仅浪费资源，同时也严重危害着环境质量。有机肥使用 不断萎缩，在很大程度上与传统有机肥的生产方式落后、不能适应现代农业和商品经济的 发展有直接关系。我国在有机肥的作用效果和作用机制方面的研究取得了较大进展，但关 于有机肥产业化及生产工艺的研究却不多。因此，为了提高有机肥的产业化生产效率和保 证有机肥的商品质量，应进一步加强有机

8、肥技术的基础研究和应用研究，以满足生产的实 际需要马冬梅，2008。有机肥根据其加工情况和养分状况，分为精制有机肥、有机复混肥和生物有机肥。生 产工艺主要包括两部分，一是有机物料的堆讴发酵和腐熟过程，其作用是杀灭病原微生物 和寄生虫卵，进行无害化处理；二是腐熟物料的造粒生产过程，其作用是使有机肥具有良 好的商品性状、稳定的养分含量和肥效，便于运输、贮存、销售和施用。解决有机肥产业 化过程中所面临的技术问题，主要需要采取以下措施：采用科学的堆肥工艺，生产物理性 状良好、营养全、肥效好的产品；开发有机无机复混肥，提高养分含量，增强速效性，发 挥速效长效结合的特点；接种微生物制剂，开发生物有机肥等姚

9、建武等，2005。2、微生物肥发展现状微生物肥料是指由单一或多种特定功能菌株，通过发酵工艺生产的能为植物提供有效 养分或防治植物病虫害的微生物接种剂，又称菌肥、菌剂、接种剂。微生物肥可分为单一 菌种肥料和复合菌种肥料。单一菌种肥料包括根瘤菌肥、固氮菌肥、解磷、解钾菌肥等。 复合菌种肥料大致有：微生物、微量元素复合生物肥料，联合固氮菌复合生物肥料，固氮 菌、根瘤菌、磷细菌和钾细菌复合生物肥料，有机、无机生物复合肥料，多菌株多营养生 物复合肥等吴建峰，2002。微生物肥料增产增收效果显著，其提供的能固氮、解磷、解钾等有益微生物，能在植 物根际生长、繁殖。通过这些有益微生物的生命活动，分泌生长素、细

10、胞分裂素、赤霉 素、口引味酸等植物激素，促进作物生长，调控作物代谢，按遗传密码建造优质产品。另一 方面有益微生物在根际大量繁殖，其中间产物与植物分泌的黏液及矿物胶体、有机胶体相 结合，形成土壤团粒结构，增进土壤蓄肥、保水能力。质量好的微生物肥料能促进农作物 生长，改进土壤结构，改善作物产品品质和提高作物的防病、抗病能力，从而实现增产增 收。目前，已获得国家批准登记的微生物肥料只有100多种，实际生产的厂家已超过 2000家申海峰，2008。市场上的微生物肥良莠不齐，广阔消费者很难判断优劣，在推广应用中 确实有很多微生物肥料增产增收效果不佳。所以，微生物肥经农业部指定单位检验和正规 田间实验，充

11、分证明其效益、无毒、无害是十分必要的。同时对有效活菌数达不到国家规定标准的微生物肥料不要使用。另外，由于技术水平的限制，目前我国绝大多数微生物肥 料的有效菌成活时间超过 1年的不多 <申海峰，2008。3、蚯蚓生物有机肥蚯蚓在其生命活动中大量吞食有机物质，通过砂囊的机械研磨、并在微生物的协同作 用下促进有机物质的分解、转化和 C、N循环。蚯蚓粪中富含细菌、放线菌和真菌等微生物。通过蚯蚓粪里有益微生物的生命活动，可解读土壤中不能利用的化合态磷和钾为可利用态 的磷、钾及微量元素等；通过有益微生物的生命活动，可分泌生长素、细胞分裂素、赤霉 素、口引味酸等植物激素，促进作物生长，调控作物代谢；通

12、过有益微生物在根际繁殖，产 生粘多糖，与植物分泌的粘液及矿物胶体、有机胶体相结合，形成土壤团粒结构，增进土 壤蓄肥、保水能力；蚯蚓粪中的大量微生物增加了土壤中的微生物数量和活性，增强了病 土中与病原菌进行营养和能源竞争的微生物的竞争力，限制了病原菌繁殖潜力的充分发挥<胡艳霞等，2004; Arancon et al,2006 。蚯蚓粪与其饵料畜禽粪类相比，可溶性盐含 量、阳离子交换性能和腐殖酸含量有明显增加，大部分有机质转化为稳定的腐殖质类复合物质<Ekira and Goicoechea,1996，尤其在微生物新城代谢过程中分泌有机酸，使得偏碱性的畜禽粪经过蚯蚓处理而趋于中性，成

13、为多数植物更适宜的生长环境<pH6.0-6.5(Ndegwa et al,2000>。实践证明，蚯蚓粪作为育苗基肥、作物追肥在不同程度地提高多种作物包括谷物、豆科植物、花卉、蔬菜及其他大田作物的种子发芽率，促进其生长，提 高产量，改善品质 <Arancon et al, 2004。蚯蚓粪有机肥与普通有机肥的根本区别：1普通有机肥因未完全发酵，存在施用后二次发酵而导致烧苗的问题，而且有异味，甚至异臭，而蚯蚓粪不存在这些问题；2普通有机肥未把各种营养成分全部转化成简单、易溶于水的简单物质，各种养分是无规律的混 合，不易被植物摄取，而蚯蚓粪极易被植物吸收；3蚯蚓粪是坚固的团粒结构，

14、保水性、排水性强，长期使用不会分散压密，这是普通有机肥无法办到的；4蚯蚓粪富含腐殖酸和大量的有益微生物菌、18种氨基酸和多种微量元素，而这些在普通有机肥中含量都很少； 5蚯蚓粪中含拮抗微生物，可抑制土传病害，而有普通有机肥不存在有这种微生物。但是，目前国内蚯蚓粪的深加工不足，多数企业仅对蚯蚓粪进行简单加工即出售，且 价格与国际市场相比也有一定差距，这对于蚯蚓养殖业发展的长期稳定发展和营运不利。 对蚯蚓粪的深入研究和加工应用，开发可适用不同植物的专用育苗基质和肥料，对生物肥 料行业和蚯蚓养殖业都有积极的意义帝永利等，2007。<三市场预测和发展趋势科技兴农是农业发展的根本道路。肥料是农业发

15、展的重要物质基础。化肥的大量施用，造成土壤的板结和农产品品质退化，肥料利用率降低。近 30年来，世界上越来越多的 农业专家和政府都在积极倡导减少化肥的使用，多施用有机肥和生物有机复混肥等绿色肥料兴起了肥料的“绿色革命”。蚯蚓粪生物有机肥集微生物肥、有机肥、无机肥特点于一体，具有多功能、多效和全 价养分的特点，且市场潜力大，投资回报率高。蚯蚓粪有着不同于其他饵料粪便的特点和 效用，其作为生物有机肥的技术开发潜力很大。对蚯蚓粪的深入研究和加工应用、开发可 适用不同植物的专用育苗基质和肥料，对生物肥料行业和蚯蚓养殖业都有积极的意义。蚯蚓粪含有丰富M P、K、微量元素、激素、酶等，含有23%以上有机质

16、，有23种氨基酸，是有机、绿色、无公害农产品的最正确肥料。同样，还可开发成氨基酸、叶面肥、氨基酸农药、动物饲料的添加物等，其开发潜力和开发价值非常大，经济效益可观。蚯蚓粪生物有机肥是一种多元的新型微生物有机复混肥，除有高效的固氮、解磷、解 钾活性微生物外，还含有丰富的有机质和微量元素。它既有无污染、无公害，肥效持久， 壮苗抗病，改进土壤，提高产量，改善作物品质等优点，又能克服大量使用化肥、农药带 来的环境污染，生态破坏等弊端。且蚯蚓生物有机肥工程建设期短、投资回报高、风险 小、回收期短。是一项经济效益、环境效益、社会效益俱佳的好工程。主要参考文献：胡艳霞，孙振均，周法永，等.蚯蚓粪对黄瓜苗期土

17、传病害的抑制作用J.生态学报，2002, 22<7: 1106-1115.疽病的系统诱导抗性作用J,应用生态学报，2004, 15(8>: 13581362.黄初龙，张雪萍.蚯蚓环境生态作用研究进展J.生态学杂志，2005, 24<12： 1466- 1470.吕振宇，马永良.蚯蚓粪有机肥对土壤肥力与甘蓝生长、品质的影响J .中国农学通报，2005, (12>:236-240 .J.2008 , 1 : 30-31.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, 33(5> : 1-3.J.现代农业科技，2008, 17: 2

18、55-256.J. 土壤，2002, 2: 68-72.J.安徽农学通报，2007, 13<21： 95-112.许永利，张俊英，李富平 .蚯蚓粪的综合利用研究现状J.安徽农业科学，2007, 35<23： 71797180.J.广东农业科学，2005, 1: 54-55.曾思坚，何小霞.广东省生物肥料的现状与发展前景J.生态环境，2004, 13<1： 129-131 .张珍贵.蚯蚓与微生物的相互作用J.生态学报，1997, <5： 556-560 .周文利，汤利，苗艳芳等.我国有机肥料资源、加工的现状及存在的问题J.江西农业学报，2007,19<9： 83-8

19、5.Arancon NQ , Ewards CA , Yardem F , et al. Management of plant parasitic nematodes by use of vermicompostsJ . Proceedings of Brighton Crop Protection onference-Pests and Diseases, 2002, 2: 705-710.Arancon NQ , Ewards CA , Bierman P , et a1. Influencesof verm icomposts on field strawberries : 1 Eff

20、ects on growth andyieldsJ . Bioresource Technology , 2004, 93(2> ： 145 153.Arancon NQ , Ewards CA , Bierman P . Influences of verm icomposts on field strawberries : Part 2. Efleets on soil microbiological and chemical propertiesJ . Bioresource Technology, 2006, 97： 831-840 .Atiyeh RM , Arancon NQ

21、 , Edeads CA, et a1. Influence of earthworm -processed pig manure on the growth and yield of greenhouse tomatoesJ. Bioresource Tecnology, 2000, 75 ： 175-180.Atiyeh RM , Arancon NQ , Edeads CA, et a1. The influence of earthworm -processed pig manure on the growth and productivity of marigoldsJ . Bior

22、esource Tecnology, 2002, 81 ： 103-108.Edwards CA, Norman QA . Vermicomposts suppress plant pest and disease attacksJ Pro Quest Agriculture Journals , 2004, 45 (3>: 51-54.Edwards CA and Neuhauser EF. Earthworms in waste and environmental management M . The Hague, Netherlands： SPB Academic Press, 1

23、988： 21-32.Elvira C and Goicoechea M . Boiconversion of solid paper-pulp mill sludge earthwormsJ . Bioresource Technology, 1996, 57： 173-177.Ndegwa PM, Thompson SA, Das KC . Effects of stocking density and feeding rate on vermicomposting ofbiosolids . Bioresource Technology, 2000, 71： 5-12.二、工程研发内容、

24、方法及效益（一）具体研究开发内容和要重点解决的技术关键问题研究开发内容1、蚯蚓的养殖1适合本地气候条件的品种筛选2最适、经济蚯蚓养殖方式的研究3蚯蚓繁殖体系的建立和优化4饵料堆肥发酵和配制研究5蚯蚓养殖技术和管理6蚯蚓粪收集2、蚯蚓粪生物有机肥加工技术研究1）精蚯蚓粪有机肥加工进行加工精蚯蚓粪有机肥和作为蚯蚓粪混合复合肥原料。2）混合复合蚯蚓粪技术研究收集的蚯蚓粪与化肥、微肥、菌肥等配制复合肥，也可以与其他有机肥混合配备混合 肥。根据不同作物的营养需求，配制作物蚯蚓粪为主的生物有机专用肥。3、蚯蚓粪有机肥的大田比较实验选择一定面积大田作物蔬菜、经济作物等进行蚯蚓粪生物有机肥及混合肥肥效比 较实验。重点解决的技术关键问题本工程着重研究堆肥饵料农业废弃物、畜禽粪便、生活垃圾及工业废料的选择和配 方比例，及堆肥饵料中添加剂、复合菌种等的应用技术等；在保证蚯蚓顺利养殖和蚯蚓粪 高效产出的基础上，对蚯蚓粪生物有机肥加工技术进行探索研究，并进行大田比较实验， 测评蚯蚓粪有机肥及其产品的肥效。二工程的特色和创新之处1、以蚯蚓粪为原料，进行蚯蚓粪生物有机肥技术研究。蚯蚓粪生物有机肥集微生物肥 、有机肥、无机肥特点于一体，具有多功能、多效和全价养分的特点，且市场潜力大，投 资回报率高。蚯蚓粪有着不同于其他饵料粪便的特点和效用，其作为生物有机