蚯蚓粪对盐碱土壤修复机理研究进展及展望

沈婧丽 杨建国 王静 万鹏 李凤霞

摘要 蚯蚓粪是优质天然的生物有机肥，能有效改良障碍土壤。当前对蚯蚓粪的研究主要集中在土壤肥力、作物生长等方面，而关于盐碱土壤修复的研究较少。通过归纳并总结蚯蚓粪的性质，结合蚯蚓粪在盐碱地的应用情况，从盐碱土壤理化性质、土壤肥力、作物生长3个方面阐述了蚯蚓粪修复机理的研究现状，综合分析了研究的局限性并提出了相应的展望。

关键词 蚯蚓粪；盐碱土壤；土壤修复；土壤肥力；作物生长

中图分类号：X713 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）07–0245-03

肥料是粮食丰产与优质的决定性因素之一，以施肥见效快、增产效果好的优点，为我国农业生产发展做出了重大的贡献。近年来，我国化肥使用量大幅度增加，但是对化肥的过度依赖并没有促进粮食产量的增加，反而引发了化肥利用率低下、资源浪费、环境污染等问题。因此，“有机肥部分替代化肥”已成为农业生产的一大难题。蚯蚓粪具有很大的表面积，孔性、通气性、排水性好，持水量高，不仅含有有机质、氮、磷、钾等作物生长所必需的营养成分，同时还含有大量的有益微生物。相关研究显示，蚯蚓粪可以逐渐活化土壤、培肥地力，有效改善土壤环境，促进作物健康生长[1]。基于此，分析了我国蚯蚓粪对盐碱土壤修复机理的研究现状，阐明了蚯蚓粪的物理、化学和生物学性质及其对盐碱土壤理化性质、土壤肥力和作物生长的影响，分析了在蚯蚓粪研究中的局限性和未来发展趋势，为科学、合理施用蚯蚓粪提供重要的参考。

1 蚯蚓粪及其性质

蚯蚓粪是蚯蚓消化畜禽粪便、垃圾、污泥、蔬菜的废弃物、秸秆等有机物质，混合土壤排泄出的物质。蚯蚓的消化道可以分泌出蛋白酶、脂肪分解酶和纤维分解酶等酶类，能将植物营养素和有机质转化为有机复合肥和高蛋白。蚯蚓粪能为土壤提供丰富的微生物种群且有除臭、脱色功能。蚯蚓粪呈黑色细小颗粒状，无臭、无毒，粒径范围大多为0.5～3.0 mm，其酸碱度呈中性，具有颗粒小、稳定性高、表面积大等特点，还有良好的持久肥力、通气性、排水性和保水性[2-3]。

蚯蚓粪除含有有机物、腐植质和多种有益于作物生长的营养元素外，还含有微量元素、生长素、赤霉素、细胞分裂素等激素，以及蛋白酶、脱氢酶、过氧化物酶等活性酶类[4]。蚯蚓粪的营养成分主要取决于原材料的配比，与传统堆肥相比，其在物理性质、化学性质和生物学性质等方面具有更大的优

势[5]。可见，对蚯蚓粪的正确理解和实际运用，可有效改善当前高度依赖化肥的农业现状，较好地结合不同地区的地貌特征、环境、温湿度、年降雨量等地区属性，将蚯蚓粪有效与农业用土有机结合，满足不同粮食、蔬菜、水果等农作物种植对肥力的要求。

2 蚯蚓粪对盐碱土壤理化性质的影响

土壤盐碱化会影响土壤的物理性质，降低土壤的通透性，表层土壤干燥时易收缩结块，湿润时膨胀泥泞，降低土壤耕性。一旦土地已经形成盐碱化，一方面不利于种子着床，大大地提高了烂种的概率，且后期也无法提高土地肥沃力，最终导致农作物减产。而蚯蚓粪具有特殊的理化性质，能够改善土壤结构，疏松土壤，平衡土壤pH值。对于这一方面的研究，卢垟杰等[6]发现蚯蚓粪对盐碱土壤有明显的改良效果，随着蚯蚓粪施入量的增加，盐碱土壤的通透性提高，土壤板结现象减轻，土壤板结的裂痕条数减少，宽度降低。杭琼[7]发现，施用适量的蚯蚓粪能够改善土壤的理化性质，使土壤的容重降低、孔隙度提高，持水能力与通气性增强，更利于作物根系的生长。李彦霈等[8]通过室内模拟试验研究了蚯蚓粪覆盖对降雨后黄土区土壤水分的影响，发现蚯蚓粪覆盖能够延缓降雨入渗，影响黄土区土壤水分再分配过程，对降雨后表层以下的水分增加具有促进作用，有利于提高降水的利用率。主要原因是蚯蚓粪具有优良的团聚体结构，其空隙结构丰富且富含有机质，持水性能强，在降雨过程中能够蓄积水分，从而影响降雨后土壤水分分布情况。

良好的土壤结构对作物根系的生长和养分的有效利用具有重要作用。土壤pH值是影响植物与微生物生长的重要因素，是土壤肥力特征的重要指标。张聪俐等[9]研究了蚯蚓粪对果园土壤和菜园土壤肥力的影响，发现施用蚯蚓粪能够有效调节土壤的pH值。张荣涛等[10]发现施用蚯蚓粪可以降低土壤的pH值，增加土壤的阳离子交换量，降低土壤的碱化度、总碱度和钠吸附比，减少盐碱化危害。刘伟等[11]研究发现施用蚯蚓粪后土壤的pH值明显下降，土壤阳离子交换能力增强。蚯蚓粪的酸碱缓冲容量大，能够使酸性土壤的pH值上升，碱性土壤的pH值下降，可以更好地调控土壤pH值和EC值，调节土壤的酸碱度使其恢复至中性范围，改善作物根系周围微域环境，使其达到最适合植物生长的状态。

对于上述学者的研究，蚯蚓粪在改善土壤板结，提高土层通透性和水体的利用率，增强果园土壤的肥沃力，平衡土壤的酸碱具有重要作用为有机蔬菜提供了很好的生长环境，也能很好地改善土质。

3 蚯蚓粪对盐碱土壤肥力的影响

葛立傲等[12]发现，与常规施肥相比，施用蚯蚓粪后土壤中有机质、水解性氮、有效磷、速效钾、水溶性盐含量均得到提高，促进了土壤盐分和养分的转化和吸收，提高了土壤质量。李继蕊等[13]采用盆栽试验方法比较蚯蚓堆肥和牛粪对黄瓜根际土壤的影响，发现添加蚯蚓堆肥和牛粪均可以明显增加土壤氮、磷、钾、有机质的含量，提高土壤酶活性，且随着添加量的增加呈现上升趋势，在相同添加量的条件下，蚯蚓堆肥比牛粪的效果好。崔丽娟[14]研究了蚯蚓粪对番茄地土壤微生物学特性的影响，发现施用蚯蚓粪可以显著增加土壤细菌、真菌、放线菌数量和微生物总数，明显降低了细菌与真菌的比值，使微生物类群与数量趋于均衡，对土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性具有促进作用。李少杰等[15]和杨宁

等[16]的研究也得出了相同的结论。邓晓等[17]研究了蚯蚓粪对海南滨海盐碱土壤的養分、酶活性及微生物多样性的影响，试验结果表明，施用蚯蚓粪可以显著调节滨海盐碱土壤的pH值、提高土壤的有机质、全氮、有效磷和速效钾含量，显著增强土壤的过氧化氢酶、酸性转化酶、脲酶和酸性磷酸酶的活性，优化土壤微生物群落结构，细菌丰富度和多样性指数，尤其是与碳氮循环相关的芽单胞菌科和亚硝化单胞菌科等的丰度明显提高。蚯蚓粪中含有丰富的放线菌、细菌和真菌等微生物，这些微生物能促进土壤中的复杂矿物矿化成易于植物吸收与利用的有效物质。

对土层营养性的研究不只是保持土地酸碱度平衡的一个重要的衡量指标，还需要考虑土层中含有营养元素固有存在的一个有效方式，上述多位学者研究发现蚯蚓粪放置于土层，不但含有极丰富的营养，而且多种微生物的存在增强了土层的活性与养分。当多重营养元素与微生物共存于土壤层中，可有效改善当前盐碱地的理化性质。

4 蚯蚓粪对作物生长的影响

蚯蚓粪能够促进作物生长，提高产量和品质。李继蕊等研究表明在土壤中施加蚯蚓粪能够提高黄瓜的产量，果实中游离氨基酸、可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C含量。井大炜[18]采用盆栽试验的方法，研究了单施化肥、蚯蚓粪、蚯蚓粪和化肥配施对杨树苗的影响，表明蚯蚓粪和化肥配施能够更有效地改善杨树苗根际区域的微生态环境，促进根系的生长，尤其可以明显增加毛细根的数量。郑金伟等[19]发现施用蚯蚓粪可以促进生菜的生长，提高生菜的品质。基质中蚯蚓粪比例为30%时，最有利于植株根生长，比例为50%时，生菜地上部生物量最大，蚯蚓粪比例为30%～50%时，生菜植株茎叶中Pr、Vc、可溶性糖含量明显增加，而NO3-含量降低。张宁[20]研究了蚯蚓堆肥对西瓜和番茄生长、产量、品质的影响，发现蚯蚓粪明显提高了西瓜植株和果实的全氮、全磷、全钾的含量，西瓜的主、侧蔓长度及茎粗显著增大，叶绿素含量和光合速率明显提高，同时有效提高了果实中果糖、葡萄糖、蔗糖、Vc、番茄红素和可溶性蛋白含量。杭琼发现施用蚯蚓粪可以增加小白菜叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量，增强叶片的光合能力，促进小白菜对氮、磷等养分元素的吸收，促进作物生长。

要想改善盐碱地，还需要考虑各种微生物与土壤共存的一种状态。通过蚯蚓粪的运用，使得粮食、蔬菜、水果等农作物与土壤共存，依靠这些农作物激发土壤的活性，又能够在蚯蚓粪的作用下为各种农作物的生长提供充分的营养活性。上述学者在研究中论证了蚯蚓粪对农作物生长的独特优势，但在有效改善土壤盐碱方面的研究还远远不够，需要保证上述各项研究措施的交错并进，在增加农作物产量的同时，测量农产品中含有的微量元素、新鲜程度、口感等，基于这些数据再改良农作物的种植，并与蚯蚓粪共同使用，逐步改善土壤环境。

5 结论与展望

蚯蚓粪能够有效改善土壤理化性质、微生物环境，快速提高土壤肥力、促进作物生长等[21-23]。究其原因，主要是蚯蚓粪的酸碱缓冲容量大，能够对土壤的pH值变化起到一定的缓冲作用，在一定程度上促进土壤向中性环境发展，且因其理化性质，能够有效促进土壤团粒结构形成，提高土壤孔隙度，加速土壤中盐分的流失，同时在提高土壤肥力方面，蚯蚓粪含有大量的有益菌，能够较好地改善土壤环境，促进作物生长。

当前，关于蚯蚓粪修复盐碱地的研究还存在以下不足：（1）蚯蚓粪对滨海盐碱土壤的修复作用的研究较多，针对其他类型盐碱土壤的改良效果尚不明确；（2）关于盐碱地蚯蚓粪的施用方式和用量研究较少，还需要进行进一步研究；（3）以短期研究为主，缺乏长期定位试验研究，了解蚯蚓粪对农业生态系统的长期影响；（4）在已经论述蚯蚓粪对土壤盐碱板结有一定作用的同时，还需要进一步研究如何从长期的角度改善土壤板结的状况；（5）需要研究农作物自身生长营养与土壤营养之间的共性，并在蚯蚓粪作用下，进一步证实研究农作物与土壤之间产生交互促进作用的因子，这是亟待解决的问题。

6 结束语

盐碱地修复一直是我国研究的重要领域，大量研究证明，蚯蚓粪的施用对土壤环境改善具有显著的作用，随着研究的不断深入，蚯蚓粪将会成为盐碱地的常用肥料，具有广阔的发展空间。

参考文献

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Research Progress and Prospect on Remediation Mechanism of Earthworm Castto Saline Soil

Shen Jing-li et al（Institute of Agricultural Resources and Environment， Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750000）

Abstract Earthworm dung was a natural biological organic fertilizer that plays an important role in improving barrier soils. Currently， research on earthworm dung mainly focuses on soil fertility， crop growth， and other aspects， while research on saline and alkaline soil remediation was less. By summarizing the properties of earthworm dung and combining its application in saline and alkaline soil， expounded the current research situation of earthworm dung remediation mechanism from three aspects： physical and chemical properties of saline and alkaline soil， soil fertility， and crop growth， comprehensively analyzed the limitations of the research， and put forward corresponding prospects.

Key words Earthworm cast; Saline soil; Soil remediation; Soil fertility; Crop growth