蚯蚓生物处理技术在工业废弃茶渣肥料化利用中的应用研究

周波，唐颢，黎健龙，陈义勇，唐劲驰



蚯蚓生物处理技术在工业废弃茶渣肥料化利用中的应用研究

周波，唐颢，黎健龙，陈义勇，唐劲驰*

广东省农业科学院茶叶研究所/广东省茶树资源创新利用重点实验室，广东 广州 510640

为探索工业废弃茶渣在茶园培肥中的有效利用技术，采用工程生物蚯蚓处理废弃茶渣与牛粪和稻秆的复混物料，研究了蚯蚓在茶渣复混物料中的生长繁殖情况，以及处理前后物料肥力属性的变化。结果表明：蚯蚓在茶渣含量20%的复混物料中可以正常生长繁殖，并完成对复混物料的肥料化处理。20%茶渣复混80%牛粪的物料对蚯蚓的繁殖更有利，而20%茶渣复混80%稻秆对蚯蚓的生长更有利。蚯蚓处理废弃茶渣复混物料会消耗一定有机碳，同时提升氮磷钾等矿质养分的有效性，氮素有效性较无蚯蚓对照组提高23.24%~46.96%，磷素有效性提高16.26%~25.63%，钾素有效性提高14.08%~33.84%。综上所述，蚯蚓生物处理技术可应用于废弃茶渣肥料化利用中，加快物料降解速度，但要复混牛粪、稻秆等其他物料，废弃茶渣含量20%是一个可行的复混比例。

蚯蚓；茶渣；牛粪；稻秆

2016年底我国茶叶种植面积约为290.2万hm2，是世界上最大的茶叶生产国[1]。但近年来我国茶园土壤培肥管理中却出现了化肥施用过量、养分种类不平衡等问题，特别是氮磷钾化肥被过量施用，同时却忽视了因茶叶长期采摘从土壤中带走的其他营养物质的补充[2-4]，进一步限制了茶叶产量和品质的提升[5-6]。

伴随着茶产业，尤其是精深加工业的发展，我国每年都有大量废弃茶渣产生，造成了巨大的环境压力和资源浪费[7]。废弃茶渣来源于茶树，含有茶叶采摘从土壤中带走的多数营养物质，是优异的茶园培肥材料。目前，对茶渣资源化利用的研究仍处于起步阶段。Shen等[8]研究了利用碱性溶液和酶共同作用来提取茶渣中茶蛋白的技术。Dizadji等[9]研究了茶渣对溶液中铬和铜的吸附效果，用于治理水体重金属污染。Uzun等[10]利用茶渣进行新型燃料研究，并成功生产出了液体燃料。Kondo等[11]利用茶渣作为青贮饲料添加剂，用于提升饲料的品质。但是，现有茶渣利用方式多存在技术要求高、投资大、处理量低等问题。Ozdemir等[12]研究发现土壤中施用茶渣可以显著提升土壤肥力质量，国内也有研究者采用自然发酵或接种菌种发酵的方式利用茶渣进行堆肥[13-14]。将茶渣作为肥料进行土地利用无疑是一种技术简单、投资较少、处理量较大的有效利用方式。然而，茶渣直接施用于茶园却容易造成烧根等问题，将茶渣与常规有机物料混合，利用工程生物蚯蚓快速处理，可在短时间内形成理化和生物性状均较优的蚓粪有机肥[15]，提高生物活性和培肥效率，避免烧根等问题。蚯蚓处理有机废弃物是将传统的堆肥法与生物处理法相结合，通过蚯蚓的新陈代谢作用，将废弃有机物料转化为具有较佳理化和生物学性状的蚯蚓粪[16]。通过蚯蚓堆肥，有机物料中的病原体被破坏，低品位有机物料被转化为稳定的腐殖质和小分子有机碳，氮磷钾有效化程度提升，原物料体积大大减小，产物的理化和微生物学性状显著改善[17]。蚯蚓处理比传统堆肥的效率高，并且不产生恶臭，同时还可以收获蚓体，具有环保与经济的双重效益[18]。但是，茶渣氮素含量较高、碳氮比较低，并且含有较多茶多酚等对蚯蚓生长不利的物质，蚯蚓在茶渣物料中能否正常生长繁殖并完成对茶渣的转化，同时经蚯蚓处理后茶渣混合物料的肥力属性又发生了哪些改变，目前都不清晰，这限制了蚯蚓处理技术在茶渣资源化利用中的应用。

为探索茶渣在茶园培肥中的有效利用技术，本研究采用蚯蚓处理茶渣与牛粪和稻秆的复混物料，研究了蚯蚓在茶渣等复混物料中的生长繁殖情况，以及处理前后物料属性的变化，以期为蚯蚓技术在茶渣肥料化处理中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

茶渣：本研究所指茶渣主要是工业生产茶饮料后的废弃下脚料。本文所用茶渣取自深圳市深宝华城科技有限公司生产浓缩绿茶饮料的废弃茶渣，取回后自然风干，粉碎过2 mm筛，用于后续试验。

牛粪和稻秆：牛粪取自周边养牛场，稻秆取自附近水稻田，均自然风干后过2 mm筛，用于后续试验。

原始物料的基本肥力属性见表1。

供试蚯蚓：赤子爱胜蚓（），挑选活泼健壮并且体重相近的成熟蚯蚓，预培养1周，用于试验。

表1 原始物料基本肥力属性

1.2 试验方案

试验共设置6个处理（表2），每个处理布置12盆，共计72盆。将茶渣、牛粪、稻秆3种物料按照设计用量和比例混匀，装入直径15 cm、高20 cm的圆形塑料花盆中，每盆装干重400 g的混合物料，盆底部和上口均用35目塑料纱网密封。装盆后采用称重法调节含水量至60%，置于室内暗处，室温维持在(25±1)℃，稳定1周后接种蚯蚓。选择预培养后活性较高、大小相近的蚯蚓，用蒸馏水轻轻冲洗干净并擦干、称重，接种。ET1、ET2、ET3 3个处理中每盆接种20条蚯蚓，单条重量(0.35±0.03) g，总重量在7 g左右，并保证所有处理和重复间蚯蚓的总重量无显著差异；T1、T2、T3为3种物料的无蚯蚓对照组，除不接种蚯蚓外，其余操作均一致。试验共进行60 d，试验期间维持室温和物料含水量不变。分别于试验第0（即试验开始当天）、20、40、60天进行1次破坏性取样，每处理破坏性取样3盆，即重复3次。终止对应时间段的处理，检查蚯蚓的生长状况，成蚓和幼蚓分别计数并称重，同时检查记录蚓茧数量，物料自然风干、磨细、过筛，以备后续测试使用。

1.3 样品测定方法

蚯蚓的数量和重量均直接计数和称重。物料测试的指标主要包括：pH值、有机碳、全氮、全磷、全钾、铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾。pH值采用5︰1的水土比浸提，用pH计测定；有机碳含量采用重铬酸钾外加热氧化法测定；全量氮、磷、钾采用H2SO4-H2O2一次消煮全部测定的方法；硝态氮和铵态氮按照10︰1的土水比用0.01 mol·L-1氯化钙浸提，浸提液采用流动注射分析仪（Proxima AMS ALLIANCE）测定；有效磷采用Olsen法测定；速效钾采用NH4AC浸提，火焰光度计（FP640成都华衡）测试。

1.4 数据统计分析

蚯蚓和物料肥力属性在各处理间和不同时间段的差异均采用方差和多重比较进行分析。物料属性的变化和蚯蚓数量及重量的内在关联采用相关分析及拟合方程进行分析。所有数据统计采用SAS 9.0和Excel 2010进行。

表2 试验方案

2 结果与分析

2.1 蚯蚓在茶渣复混物料中的生长繁殖情况

在蚯蚓处理茶渣复混物料过程中，蚯蚓能正常存活、生长、繁殖，说明在该物料中可以完成整个生命周期。而对物料转化贡献最大的是成蚓，成蚓的数量和重量对整个处理效率具有至关重要的作用。幼蚓数和蚓茧数则可以反映蚯蚓的繁殖情况，直接关系到蚯蚓的数量，而蚯蚓数量的增殖是收获蚓体的基础，也是最终经济效益的重要组成部分。因此，本文将整个蚯蚓的数量和重量分为成蚓和幼蚓两部分来进行论述（图1）。

成蚓数量与重量：除物料1（ET1）中成蚓数在60 d有下降外，蚯蚓在3种物料中都能正常存活和生长，并且总蚓重和平均蚓重都明显增加。在0~20 d成蚓的生长速度（平均每天增加的蚓重）最快，达到12.75~15.69 mg·d-1，物料3（ET3）生长速度最快，到第60天时成蚓生长速度仍为5.98 mg·d-1，是物料1的7.12倍。

注：同一组内有相同小写字母者表示差异不显著（P<0.05）。

幼蚓数量与重量：物料1的繁殖高峰出现在第20天，平均幼蚓数量有161.67条，是物料2的7.02倍，物料3的5.71倍。而物料2、3的繁殖高峰均出现在第60天，但与该时间段的物料1的幼蚓数差异不显著。但是，第20天时3种物料的平均每条幼蚓重分别为4.72、4.06、6.12 mg。物料1蚯蚓繁殖数量最多，物料3幼蚓生长最快。

蚓茧数：物料1的蚓茧数低于物料2、3，但幼蚓数却最高，说明物料1中蚓茧的孵化率最高。

2.2 蚯蚓对茶渣复混物料肥力属性的影响

表3为不同茶渣复混物料在连续60 d处理后主要肥力属性的变化情况。

pH值：由于原始茶渣、牛粪和稻秆的pH值存在较大差异，3种不同比例的茶渣复混物料混合完成后（0 d）的pH值仍然存在显著差异（<0.05），随着培养时间的延长，3种物料的蚯蚓处理组及相应对照组的pH值都出现下降趋势，并且下降的幅度都达到显著水平。但是蚯蚓组（ET）与相应对照组（T）之间则多数未表现出显著差异。

有机碳：有机碳的含量随着培养时间的延长都略有下降，但多数处理的下降幅度未达到显著程度。同时间段的蚯蚓组和相应对照组也均未表现出显著差异。蚯蚓在自身代谢过程中，会消耗一定的有机碳，但与对照相比并未对有机碳含量造成显著影响。

全氮、全磷、全钾：全量氮、磷、钾的含量由于物料配比不同，在3种复混物料之间存在一定差异。随着培养时间的延长氮磷钾的含量都表现出逐渐增加的趋势。但蚯蚓处理与相应对照之间未表现出显著差异。

有效养分：有效态矿质养分关注最多的包括铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾等，本试验中这4种有效养分随着培养时间的延长都表现出逐渐增加的趋势，并且多数增加幅度达到显著水平。蚯蚓组铵态氮的增加幅度比相应对照组低13.90%~48.42%，其中物料1和2蚯蚓组比对照组降低的程度达到显著水平（<0.05）。蚯蚓组硝态氮含量的增加幅度比对照组高出23.24%~46.96%，3种物料蚯蚓组均显著高于对照组。有效磷含量蚯蚓组比对照组高出16.26%~25.63%，其中物料1和物料2增加幅度达到显著水平。速效钾的含量蚯蚓组比对照组高出14.08%~33.84%，物料1和物料2的增幅达到显著水平。

表3 不同茶渣复配物料在蚯蚓作用下主要肥力属性变化情况

注：均值±标准差（n=3）。表中同一指标数据组内，同一行的数据中相同小写字母的表示该物料在不同时间的差异不显著（<0.05），同一列数据中有相同大写字母的表示物料间差异不显著（<0.05）。下同。

Note: Mean± standard deviation (n=3). In the same index data group, the same lowercase letters in the same line indicate that the materials were not significantly different at different times (<0.05). The same capital letters in the same column, indicate that the difference between the materials is was not significant (<0.05). The same below.

续表3

指标Index处理Treatment0 d20 d40 d60 d 全磷/g·kg-1TotalphosphorusET143.15±8.33bA66.31±3.60aA75.13±5.50aA76.17±6.42aA ET230.74±2.06aB39.46±0.92aB43.72±0.36aB40.62±11.96aB ET319.80±3.91abC17.97±1.46bC22.20±0.80abC24.45±2.44aB T142.35±7.31bA62.21±6.43aA82.80±13.90aA68.35±11.89aA T230.12±3.23aB37.34±2.82aB40.76±3.05aB42.16±7.25aB T320.10±4.02abC16.66±0.50aC18.72±6.01aC33.95±11.51aB 全钾/g·kg-1Total potassiumET15.45±0.41cB6.19±0.17bCD6.47±0.19abBC6.92±0.18aAB ET26.32±0.09bA7.13±0.14aA7.18±0.20aA7.14±0.21aA ET36.61±0.02aA6.83±0.29aAB6.93±0.29aAB7.27±0.37aA T15.12±0.24cB5.99±0.12aD6.34±0.20aC6.42±0.19aB T26.41±0.10bA6.76±0.22aAB6.93±0.13aAB6.77±0.26aAB T36.75±0.05aA6.47±0.32aBC6.60±0.20aBC6.68±0.35aAB 铵态氮/mg·kg-1ET178.86±8.21bB67.30±11.35bB72.80±8.80bD105.25±9.35aD ET273.68±4.73bB136.49±40.96aA160.56±28.86aB177.46±21.68aC ET3104.64±6.02dA134.08±4.17cA178.34±15.31bAB204.77±12.51aBC T176.54±7.55bB76.97±9.46bB113.12±28.07bC202.60±22.54aBC T272.75±5.22bB144.69±37.54cA212.96±17.05bA344.04±33.11aA T3103.54±6.44dA158.02±8.90cA199.59±9.23bAB237.82±17.20aB 硝态氮/mg·kg-1ET11431.37±215.20dA4216.49±45.45cA5164.87±590.84bA7933.97±576.61aA ET21467.39±211.48dA2791.88±346.79cC3473.39±470.99bBC6265.31±146.04aB ET31870.62±74.44dA2155.66±72.36cB3521.01±153.70bBC5359.74±141.21aC T11442.67±199.54dA3092.04±115.35cD4348.54±72.36bB6409.36±700.92aB T21470.25±184.63dA1926.25±86.26bD2624.25±622.17bC4263.31±369.21aD T31799.58±102.24dA2035.61±79.93cD2576.63±337.88bC4348.94±149.14aD 有效磷/g·kg-1Available phosphorusET1956.66±30.70cA1578.66±66.47bA1598.92±29.01bA1740.14±87.66aA ET2647.31±17.17cB747.45±45.83bC822.72±27.20abC857.02±58.36aC ET3255.80±25.55cC284.04±18.20cD346.39±4.15bE410.47±5.09aE T1967.54±28.57cA1276.23±104.92bB1411.85±65.28abB1485.21±46.87aB T2639.47±16.68cB651.39±24.24bC693.25±14.56abD737.14±30.58aD T3261.55±20.13cC229.43±8.50bD212.34±9.61cF326.72±4.63aE 速效钾/g·kg-1Available potassiumET13011.70±111.84cC3368.83±63.45cD4451.71±264.58bC6535.07±300.11aAB ET23587.87±60.32dB4134.91±103.59cB4894.33±167.37bB6801.52±156.65aAB ET34067.69±109.97cA4403.90±147.15cA5491.90±439.54bA6984.82±129.54aAB T13056.48±96.44cC3136.68±136.73cE3618.37±58.17bD4882.61±159.67aD T23527.45±68.54dB3839.61±148.18bC4046.74±104.10bCD5568.13±399.77aC T34021.22±87.54cA4124.94±99.44cB5027.56±244.50bB6122.97±601.04aBC

2.3 蚯蚓作用效果综合分析

对试验60 d的3种物料蚯蚓组和对照组主要肥力属性进行主成分分析（图2），左侧为主成分空间载荷图，矢量箭头表示各肥力指标变量，变量在主成分轴上的投影长短代表其对主成分的贡献，矢量箭头的余弦角度代表其相关关系；右侧为3种物料的蚯蚓组和对照组在主要肥力指标中的主成分得分图，其位置与左侧空间载荷图上的肥力指标矢量位置相对应。第一（Axis1）和第二（Axis2）主成分的累计方差贡献率为82.67%，包含了肥力指标的主要信息。由图2可见，第一主成分的方差贡献率为44.04%，对第一主成分贡献较大的指标主要有pH值、有机碳、全磷、有效磷、全氮等。第二主成分的方差贡献率为38.63%，对第二主成分贡献较大的指标主要有速效钾、全钾、铵态氮、硝态氮等。通过判别分析发现，3种物料蚯蚓组和对照组的肥力属性值分布符合正态分布，不同处理组的物料综合肥力属性差异极显著（<0.0001）。由右侧主成分得分图可见，蚯蚓处理组全部位于第二主成分的正方向，即第一、四象限；而对照组则全部位于第二主成分的负方向，即第二、三象限，蚯蚓作用促进了茶渣物料的肥力属性向着第二主成分正方向转变，主要是促进了速效钾、硝态氮、有效磷矿质养分的有效化，同时抑制了铵态氮的积累。

图2 蚯蚓消化对物料肥力属性影响的主成分分析

2.4 茶渣与蚯蚓相互影响研究

利用蚯蚓处理茶渣复混物料的过程也是蚯蚓与茶渣相互影响的过程，对茶渣复混物料的肥力属性与蚯蚓生长繁殖指标进行相关分析，结果如表4所示。成蚓数量和成蚓重量与有机碳含量分别呈显著和极显著的正相关，这主要是因为蚯蚓生长需要有机碳提供能量。成蚓数量和重量与铵态氮都呈负相关，并且与成蚓重量的负相关达到显著水平。成蚓数量与有效磷、速效钾都表现出显著正相关。成蚓总重与硝态氮、有效磷、速效钾具有显著或极显著的正相关关系。幼蚓数量与全磷和有效磷均呈正相关，与铵态氮呈显著负相关；幼蚓重量与pH值、全钾、硝态氮、速效钾都呈显著正相关，与铵态氮呈显著负相关；蚓茧数与pH值呈显著正相关。

3 讨论

3.1 关于蚯蚓在茶渣中存活状况及茶渣复混比例的讨论

近十年来，蚯蚓在农业有机废弃物处理中的应用越来越受到研究者的重视[19-20]。蚯蚓生物处理技术比传统堆肥效率高，蚯蚓处理可以将低品位有机物料转化为稳定的腐殖质、将氮素转化为稳定的有机形态、破坏病原体，产物（蚓粪）理化和微生物学性状显著改善[21-22]。蚯蚓的存活、生长和繁殖状况直接影响其对有机废弃物的处理效率，而茶渣中含有大量茶多酚、咖啡碱等物质，不利于蚯蚓存活和生长。本研究的前期试验也表明，100%的茶渣在处理第20天时，成蚓全部消失（逃逸或死亡），且无幼蚓产生。而本文的研究结果证实，20%的茶渣复混80%牛粪或稻秆，蚯蚓可以正常存活、生长和繁殖（图1），并且配合不同牛粪和稻秆比例都可以。

表4 茶渣复混物料肥力属性与蚯蚓的相关性分析

注：相关系数，n=27，“*”表示两个指标间相关性显著（<0.05），“**”表示两指标间相关性极显著（<0.01）。

Note: The correlation coefficient, n=27, “*” indicates that the correlation between the two indexes was significantly correlated (<0.05), “**” indicated that the correlation between the two indexes was highly significantly correlated (<0.01).

3.2 不同茶渣复混物料对蚯蚓生长繁殖影响的讨论

蚯蚓的生长繁殖情况直接影响其生物处理效率，同时也影响收获蚯蚓体的数量。不同物料中蚯蚓生长和繁殖速率存在较大差异。有研究者报道，食物的化学成分及其分解速率会影响蚯蚓数量及种群动态[23]，也有研究者认为，物料的C/N对蚯蚓的数量和生物量也有一定的影响[24]。在本研究中，物料3的平均成蚓重和平均幼蚓重都高于其他两种物料，这表明，茶渣复混物料3的成分配比对蚯蚓的生长有利。从幼蚓数量来看，茶渣复混牛粪更有利于蚯蚓繁殖，虽然茶渣复混牛粪处理的蚓茧数低于其他物料，但是其幼蚓数却高于其他物料，说明茶渣复混牛粪更利于蚓茧的孵化，综合来看，茶渣复混牛粪的成分配比更有利于蚯蚓的繁殖。不过，对于不同茶渣复混物料对蚯蚓生长和繁殖造成不同影响的原因仍需要进一步探索。

3.3 关于蚯蚓处理技术对茶渣复混物料肥力属性影响的讨论

蚯蚓自身的生命活动以及微生物的代谢都会消耗部分有机碳[25]，在茶渣的肥料化处理过程中总有机碳的含量会有所下降（表3），但是，蚯蚓组与对照组的差异并不显著，这说明蚯蚓对有机碳的消耗量相对微生物要低。此外，在处理过程中，物料矿质养分总量除极少部分流失外也不会发生显著变化，但是物料中的有机成分被大量分解，导致物料总重量降低，所以全量氮、磷、钾的相对含量表现出逐渐上升。变化最显著的是有效养分，在蚯蚓作用下，氮磷钾的有效化程度显著高于对照，特别是钾的有效化程度都达到了95%左右，这与刘婷等[26]的研究结果一致。

3.4 本文不足之处与研究方向展望

众所周知，蚯蚓肠道内的消化过程有多种微生物参与，微生物本身也可能是蚯蚓食物来源之一[27]，因此，茶渣中特有的微生物种群可能会影响蚯蚓的生长和繁殖，本文仅从化学方面进行了部分探索，没有对微生物的影响进行研究。蚯蚓作用会改变物料中微生物的种类和活性[28]，茶渣复混物料在经蚯蚓消化过后，其微生物种类和活性发生了怎样的变化，这些微生物的变化对茶园土壤及茶树营养又有怎样的影响，也都需要进一步的研究探索。

4 结论

（1）蚯蚓在茶渣含量20%的牛粪稻秆复混物料中可以正常生长繁殖，并完成对复混物料的肥料化处理。

（2）20%的茶渣复混80%牛粪的物料对蚯蚓的繁殖更有利，而20%茶渣复混80%稻秆对蚯蚓的生长更有利。

（3）蚯蚓生物处理茶渣复混物料后，会消耗一定有机碳，同时氮磷钾等矿质养分的有效性会显著提高，氮素有效性较无蚯蚓对照组提高23.24%~46.96%，磷素有效性提升16.26%~25.63%，钾素有效性提高14.08%~33.84%。

（4）蚯蚓生物处理可以应用于茶渣肥料化处理中，加快物料降解速率，但要复混牛粪、稻秆等其他物料，茶渣含量20%是一个较安全的复混比例。

[1] 中华人民共和国国家统计局. 国家年度统计数据[EB/OL]. [2017-09-15]. http://data.stats.gov.cn/tablequery.htm?code=AD0F.

[2] 马立锋, 陈红金, 单英杰, 等. 浙江省绿茶主产区茶园施肥现状及建议[J]. 茶叶科学, 2013, 33(1): 74-84.

[3] 吴崇书, 章明奎. 长期不同施肥对茶园土壤碳氮磷构成的影响[J]. 土壤通报, 2015(3): 578-583.

[4] 钱晓华, 廖万友, 胡荣根, 等. 安徽省茶园施肥现状与对策分析[J]. 茶业通报, 2015, 38(3): 108-113.

[5] 颜明娟, 林琼, 吴一群, 等. 不同施氮措施对茶叶品质及茶园土壤环境的影响[J]. 生态环境学报, 2014, 23(3): 452-456.

[6] Liu Z A, Yang J, Yang Z, et al. Effects of rainfall and fertilizer types on nitrogen and phosphorus concentrations in surface runoff from subtropical tea fields in Zhejiang, China [J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2012, 93(3): 297-307.

[7] 刘仲华. 中国茶叶深加工的技术与产品创新[J]. 茶博览, 2016(8): 38-43.

[8] Shen L, Wang X, Wang Z, et al. Studies on tea protein extraction using alkaline and enzyme methods [J]. Food Chemistry, 2008, 107(2): 929-938.

[9] Dizadji N, Anaraki N A. Adsorption of chromium and copper in aqueous solutions using tea residue [J]. International Journal of Environmental Science and Technology, 2011, 8(3): 631-638.

[10] Uzun B B, Apaydin-Varol E, Ateş F, et al. Synthetic fuel production from tea waste: Characterisation of bio-oil and bio-char [J]. Fuel, 2010, 89(1): 176-184.

[11] Kondo M, Kita K, Yokota H. Feeding value to goats of whole-crop oat ensiled with green tea waste [J]. Animal Feed Science and Technology, 2004, 113(1/2/3/4): 71-81.

[12]Ozdemir N, Yakupoglu T, Dengiz O. The effects of bio-solid and tea waste application into different levels of eroded soil on N, P and K concentrations [J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2009, 156(1/2/3/4): 109-118.

[13] 胡民强, 王岳飞, 徐侠钟, 等. 茶渣生物洁净有机肥肥效试验研究[J]. 茶叶, 2006, 32(3): 145-147.

[14] 傅志民, 吴永福. 废弃茶渣综合再利用研究进展[J]. 中国茶叶加工, 2011, 1(1): 17-20.

[15] Sanchez D F, Pastor A, Rossing W A H, et al. Decomposition, N contribution and soil organic matter balances of crop residues and vermicompost in maize-based cropping systems in southwest Mexico [J]. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 2016, 16(3): 801-817.

[16] Huang K, Xia H, Cui G, et al. Effects of earthworms on nitrification and ammonia oxidizers in vermicomposting systems for recycling of fruit and vegetable wastes [J]. Science of the Total Environment, 2017, 578: 337-345.

[17] Huang K, Xia H, Li F, et al. Optimal growth condition of earthworms and their vermicompost features during recycling of five different fresh fruit and vegetable wastes [J]. Environmental Science and Pollution Research, 2016, 23(13): 13569-13575.

[18]Nattudurai G, Vendan S E, Ramachandran P V, et al. Vermicomposting of coirpith with cowdung byKinberg and its efficacy on the growth of(L) Taub [J]. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 2014, 13(1): 23-27.

[19] Nahmani J, Hodson M E, Black S. A review of studies performed to assess metal uptake by earthworms [J]. Environmental Pollution, 2007, 145(2): 402-424.

[20] Nigussie A, Bruun S, de Neergaard A, et al. Earthworms change the quantity and composition of dissolved organic carbon and reduce greenhouse gas emissions during composting [J]. Waste Management, 2017, 62: 43-51.

[21] Ros M B H, Hiemstra T, van Groenigen J W, et al. Exploring the pathways of earthworm-induced phosphorus availability [J]. Geoderma, 2017, 303: 99-109.

[22]Blouin M, Hodson M E, Delgado E A, et al. A review of earthworm impact on soil function and ecosystem services [J]. European Journal of Soil Science, 2013, 64(2): 161-182.

[23] Fusilero M A, Mangubat J, Ragas R E, et al. Weed management systems and other factors affecting the earthworm population in a banana plantation [J]. European Journal of Soil Biology, 2013, 56: 89-94.

[24] Frouz J, Livečková M, Albrechtová J, et al. Is the effect of trees on soil properties mediated by soil fauna? a case study from post-mining sites [J]. Forest Ecology and Management, 2013, 309: 87-95.

[25] Grigoropoulou N, Butt K R, Lowe C N. Effects of adult lumbricus terrestris on cocoons and hatchlings in evans’ boxes [J]. Pedobiologia, 2008, 51(5/6): 343-349.

[26] 刘婷, 任宗玲, 张池, 等. 蚯蚓堆制处理对农业有机废弃物的化学及生物学影响的主成分分析[J]. 应用生态学报, 2012, 23( 3) : 779-784.

[27] Kim J K, Dao V T, Kong I S, et al. Identification and characterization of microorganisms from earthworm viscera for the conversion of fish wastes into liquid fertilizer [J]. Bioresource Technology, 2010, 101(14): 5131-5136.

[28] Gómez-Brandón M, Lores M, Domínguez J. Changes in chemical and microbiological properties of rabbit manure in a continuous-feeding vermicomposting system [J]. Bioresource Technology, 2013, 128: 310-316.

Application of Biological Treatment Technology of Earthworm in the Utilization as Fertilizer of Industrial Tea Residue

ZHOU Bo, TANG Hao, LI Jianlong, CHEN Yiyong, TANG Jinchi*

Tea Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangdong Provincial Key Laboratory of Tea Plant Resources Innovation and Utilization, Guangzhou 510640, China

To explore the effective use of industrial tea residue in tea garden,the engineering earthworms were used to treat tea residue mixed with cattle waste and rice straw in this experiment. The growth and reproduction of earthworms as well as changes of fertility properties in tea residue compounds were also studied. The results showed that earthworms could grow and breed normally in the compound materials with 20% tea residue and the vermicomposting of tea residue compound materials can be successfully completed. Compound materials with 20% tea residue and 80% cattle waste wereoptimal for breeding of earthworms.While materials with 20% tea residue and 80% rice straw were optimal for growth of earthworms. Some organic carbonswere consumed during the vermicomposting process. While the efficiency of nitrogen, availability of phosphorus and efficiency of potassium were increased by 23.24%-46.96%, 16.26%-25.63% and 14.08%-33.84% respectively. In summary, the earthworm biological treatment could be applied for the utilization of tea residue as fertilizer.However, a mixture of tea residue with cow dung, rice straw and other materials was needed, with an optimal tea residue content of 20%.

earthworm, tea residue, cattle waste, rice straw

S571.1；S147

A

1000-369X(2018)02-202-10

2017-09-15

2017-11-07

国家重点研发计划（2016YFD0200900）、广东省自然科学基金项目（2016A030313773）、广东省科技计划项目（2016B020212005）、广东省现代农业产业技术体系创新团队（2016LM1092）

周波，男，博士，助理研究员，主要从事茶树栽培营养与茶园生态研究。

tangjinchi@126.com