农业废弃物蚯蚓堆肥中微生物协同作用：生化强化蚯蚓液的特性及其资源化利用

针对水稻秸秆等农业废弃物焚烧导致的温室气体排放与土壤养分流失问题，研究人员通过蚯蚓（Eudrilus eugeniae）与真菌复合菌剂协同快速堆肥，提取富集营养的蚯蚓液（VW）。研究发现水稻秸秆+香蕉假茎组合VW的氮、钾、硅等元素含量最高，且微生物负载特征显著，为农业废弃物资源化与生物刺激剂开发提供了可行方案。

　　

随着全球人口增长与粮食需求上升，农业废弃物处理成为严峻挑战。以水稻秸秆为例，其露天焚烧会释放大量CO₂、CH₄等温室气体及PM_2.5，同时造成土壤养分循环中断。目前仅20%秸秆被回收利用，亟需开发可持续管理技术。蚯蚓堆肥（Vermicomposting, VC）及其副产品蚯蚓液（Vermiwash, VW）因其富含营养与微生物群落，成为潜在解决方案。

为探究农业废弃物高效转化路径，Kerala Agricultural University的研究团队设计了一项创新研究：利用蚯蚓Eudrilus eugeniae与Pusa真菌分解剂联合处理水稻秸秆、香蕉假茎等废弃物，提取并分析VW的生化特性。研究发现，水稻秸秆+香蕉假茎组合VW的氮（N）、钾（K）、硅（Si）含量最高，其中硅浓度达显著水平，而香蕉假茎单独处理的VW则富含铁（Fe）和锌（Zn）。微生物分析显示，水稻废弃物主导的组合细菌与放线菌负载量最高，而Gliricidia sepium叶片处理的VW真菌种群更丰富。该研究证实了废弃物组合可定制化生产营养强化VW，为农业废弃物管理提供了商业化潜力。

关键技术包括：1）多原料组合（水稻秸秆、香蕉假茎等）预处理与蚯蚓堆肥系统构建；2）VW的理化性质（pH、EC等）与营养元素（N、K、Si等）检测；3）微生物群落（细菌、真菌、放线菌）定量分析；4）主成分分析（PCA）与层次聚类分析（HCA）评估原料组合特异性。

研究结果

1. Vermireactor (VR) setup
   通过优化堆肥系统设计，实现15天内快速分解高木质纤维素原料，蚯蚓存活率达95%以上。

2. Electro-chemical characteristics of major substrates
   原料初始pH（5.8-7.2）与电导率（EC）适宜蚯蚓活动，预分解阶段显著提升后续效率。

3. Conclusions
   水稻秸秆+香蕉假茎VW的硅富集特性（5.08-16%）尤为突出，PCA证实原料组合可定向调控VW营养谱。

意义与展望
该研究首次系统评估了农业废弃物组合对VW营养与微生物特征的调控作用，为开发硅强化生物刺激剂提供了理论依据。未来需优化规模化生产参数，并验证VW在作物抗逆性（如通过Si介导的防御机制）中的实际效果。论文发表于《Bioresource Technology Reports》，为循环农业与碳中和目标提供了关键技术支撑。