全 文 ：第 32卷 第 5期 生 态 科 学 32(5): 571-575
2013年 9月 Ecological Science Sept. 2013
收稿日期：2012-10-19收稿，2012-12-29接受
基金项目：国家自然科学基金项目（21207021 ）；广东省水环境污染控制重点实验室开放基金（2011001）
作者简介：刘依林（1997—），女，高中学生，热爱生态科学和环境保护方面的研究，liuyilin2013@outlook.com;
*通讯作者：朱爽（1977—），男，汉族，博士，讲师，主要从事环境生物学的研究，E-mail: 15683727@qq.com.

刘依林,陈大志,朱爽,吴艳. 厨余混合绿化垃圾的不同配比对赤子爱胜蚓生物量及堆肥效率的影响[J]. 生态科学, 2013, 32(5):
571-575.
LIU Yi-lin, CHEN Da-zhi, ZHU Shuang, WU Yan. Effects of different mixing ratios of kitchen and green wastes on biomass and
vermicomposting efficiency of Eisenia foetida[J]. Ecological Science, 2013, 32(5): 571-575.

厨余混合绿化垃圾的不同配比对赤子爱胜蚓生物量
及堆肥效率的影响
刘依林
1
，陈大志
2
，朱爽
3*
，吴艳
2

1. 广州市铁一中学，广州 510600
2. 广东省水环境污染控制重点实验室，广州 510440
3. 广东药学院 生命科学与生物制药学院，广州 510006
【摘要】 为了探讨厨余混合绿化垃圾的不同配比对蚯蚓的生物量及其堆肥效率的影响，进行了两种物料不同混配比例条件下
赤子爱胜蚓堆肥处理混合垃圾的研究。试验结果表明，在其他生态因子保持不变的情况下，混合基质中增加绿化垃圾的比例可
以相应地显著加快蚯蚓的生长、成熟和繁殖速度，显著提高对应基质的堆肥效率，这可能与混合基质碳氮比的提高、酸碱度的
平衡以及透气性的改善有关。在厨余垃圾占主体（不低于 50%）的情况下，绿化垃圾掺入的最佳比例范围为 40%~50%，在该
比例范围内，混合基质对赤子爱胜蚓种群增长的促进作用接近极限，相应的蚯蚓堆肥的效率也接近平台期最高值。
关键词：赤子爱胜蚓；蚯蚓堆肥；厨余垃圾；绿化垃圾
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2013.05.008 中图分类号：X712 文献标识码：A 文章编号 1008-8873(2013)05-571-05
Effects of different mixing ratios of kitchen and green wastes on biomass and
vermicomposting efficiency of Eisenia foetida
LIU Yi-lin1, CHEN Da-zhi2, ZHU Shuang 3*, WU Yan2
1. Guangzhou Tieyi High School, Guangzhou 510600, China
2. Guangdong Key Laboratory of Water Pollution, Guangzhou 510440, China
3. School of Life Sciences and Biopharmacology, Guangdong Pharmaceutical College, Guangzhou 510006, China

Abstract：In order to investigate the effects of different mixing ratios of kitchen and green wastes on earthworm’s biomass and
efficiency of vermicomposting, a simulated study of Eisenia foetida vermicomposting on mixed organic wastes in different mixing ratios
was carried out in laboratory. Results showed that, under the condition with other ecological factors unchanged, as green waste mixing
ratio rising in the mixed medium, there was a significant increase in the growth, maturation and reproduction rate of earthworm, and also
a significant increase in the efficiency of vermicomposting on the corresponding mixed medium. This may be resulted from the increase
in the carbon/nitrogen ratio, the regulation of acid-base balance and the improvement of air permeability of the mixed medium. In this
study, we found the optimum green waste mixing ratio range of 40-50% under the constraint of dominant ratio of kitchen waste (no less
than 50%) in the mixed medium. Based on this mixing ratio range, the mixed medium almost achieved the peak expansionary effect on
the biomass of Eisenia foetida, and the efficiency of the corresponding vermicomposting was also coming close to the highest value of
plateau phase.
Keywords：Eisenia foetida; vermicomposting; kitchen waste; green waste
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1 引言 (Introduction)

厨余垃圾是城市生活垃圾中有机相的主要成
分，主要以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等物
质为主，具有含水率高，油脂、盐分含量高，易腐
烂、发酵、发臭等特点，若不及时正确处理，还可
能产生二噁英等致癌物质污染环境，对人们的生活
带来很大危害[1-2]。在安全处理有机固体废弃物的技
术方面，蚯蚓生物堆肥技术（又称为蚯蚓生物分解
处理技术，vermicomposting）被认为是一种新型的、
很有前景的可持续环保技术[3-5]。该技术利用蚯蚓特
殊的生态学功能，与环境微生物协同作用加速分解
和转化有机物质，同时还可以收获大量的蚯蚓体，
而蚯蚓体本身的高蛋白含量和较多的药理活性成分
使之在饲料和医药工业具有广泛和重要的应用价值
[6-7]。近年来，国内外对蚯蚓处理城市污泥、农业废
弃物等方面开展了大量工作，但对厨余垃圾的蚯蚓
堆肥研究却鲜有报道[8-11]。
经过长期的研究，人们对于蚯蚓堆肥基质的物
理和化学特征已经达成了共识，其中最重要一点即
是：基质物料的碳氮比最好保持在 18~25:1的范围，
太低或太高对蚯蚓的生长、繁殖和堆肥效率都不利
[12-13]。由于厨余垃圾较低的碳氮比特点，我们必须
利用高碳氮比的物料来配伍，并尽量提高物料的细
度以混配成符合蚯蚓摄食水平的堆肥基质。生化检
测表明，城市绿化垃圾（主要由树枝、叶和杂草组
成）由于富含纤维素、木质素致使其碳氮比较高[9]，
而其本身也是需要妥善处理的城市有机垃圾的主要
成分，因此将绿化垃圾和厨余垃圾按一定比例配伍，
理应可以满足蚯蚓堆肥所需的碳氮比要求，同时也
可以调节混合基质的含水率和酸碱度等指标，从而
在整体上实现蚯蚓堆肥所需的基质条件。基于上述
假设，本文以赤子爱胜蚓为研究对象，考察了厨余
与绿化垃圾不同配比的混合基质对赤子爱胜蚓堆肥
效率的影响以及在堆肥过程中整个种群的生长和繁
殖动态，以便为蚯蚓高效堆肥处理厨余垃圾的研究
和应用提供基础数据。

2 材料与方法 (Materials and methods)

2.1试验材料
蚯蚓品种采用适于高密度培养的赤子爱胜蚓
（Eisenia foetida），由广东药学院生科院蚯蚓繁殖
基地提供。厨余垃圾（含水率 84.5%、pH 4.64、总
有机碳 501.2 g/kg、全氮 38.1 g/kg）取自广东药学
院学生食堂；绿化垃圾（含水率 74.1%、pH 7.82、
总有机碳 402.1 g/kg、全氮 9.9 g/kg）取自广州大学
城绿化垃圾堆放点。

2.2试验方法
2.2.1物料前处理和物料配比的选择
新鲜厨余垃圾经分拣、水洗脱盐后利用食物粉
粹机破碎至 2 mm以下。绿化垃圾经粉粹机破碎至
2 mm 左右备用。为了探讨厨余垃圾混配绿化垃圾
改善蚯蚓堆肥处理效率的最佳比例，本研究在保证
厨余垃圾比例占主体（不低于 50%）的情况下构建
了 6 个基质配比处理组，按照厨余垃圾：绿化垃圾
的质量（干质量）比顺序，分别为 100/0、90/10、
80/20、70/30、60/40 和 50/50。物料按各组要求称
取质量后采用搅拌机混合均匀待用。为了营造适宜
蚯蚓生活的环境，采用经充分淋洗并沥干后的蚯蚓
粪（含水率 74.2%）作为蚯蚓和食物基质之间的缓
冲基质
[8]
。
2.2.2蚯蚓培养
在大小尺寸为 12 cm×12 cm×10 cm，上有盖、
侧面四周具透气孔、底部有透水孔（50目细纱网覆
盖放逃逸）的塑料钵中培养蚯蚓。每钵接种个体质
量为 200 mg（湿重）左右的蚯蚓 10条和缓冲基质
蚯蚓粪 300 g（干重），平衡 48小时后投加相应蚯蚓
2 倍质量（干重）的食物基质，待 70%食物基质转
化为蚓粪时，再覆盖添加同样质量的新的食物基质。
另外，为了消除蚯蚓代谢废物影响蚯蚓的生长和繁
殖，在每次添加食物基质前喷雾洗涤培养基质，并
确保培养钵内不积水。如此反复，直至培养结束。
每个组别设 3个重复， 25±1 ℃恒温暗室内培养，
整个试验周期为 7周。试验期间，定期查看，使蚯
蚓处于最佳生存状态。

2.3计数测量与数据处理
2.3.1蚯蚓生物量和堆肥效率的计算
试验结束后，去除未被分解的食物基质，蚯蚓、
蚓茧、蚓粪分离。蚯蚓水洗后用滤纸吸干水分称重
（鲜重）；蚯蚓计数包括蚓茧数、成蚓数、幼蚓数，
每个蚓茧按 1条蚯蚓计算；剩余基质、蚓粪称重（干
重）；培养时间以天计。蚯蚓生物量和堆肥效率按下
述公式计算。
5期 刘依林，等. 厨余混合绿化垃圾的不同配比对赤子爱胜蚓生物量及堆肥效率的影响 575

混合基质降解速率＝（加入的基质总量－未降
解基质量）/（平均蚓重×培养时间），单位 mg/(g.d)，
其中平均蚓重＝（实验开始时蚯蚓总重＋实验终止
时蚯蚓总重）/ 2[8]；
蚓粪生产速率＝蚓粪净增加量 /（平均蚓重×
培养时间），单位 mg/(g.d)，其中平均蚓重同上[8]；
基质同化速率＝混合基质降解速率－蚓粪生产
速率，单位 mg/(g.d)；
蚯蚓日增质量倍数＝（实验终止时蚯蚓总质量
－实验开始时蚯蚓总质量）/（实验开始时蚯蚓总质
量×培养时间），单位/d[14]；
蚯蚓日增殖倍数＝（实验终止时蚯蚓总数－实
验开始时蚯蚓总数）/（实验开始时蚯蚓总数×培养
时间），单位/d [14]。
2.3.2数据分析
采用 SPSS 13.0统计软件，对各试验数据进行
单因素方差分析（ANOVA），在 95％的置信度下对
不同组间的差异性进行比较分析。

3 结果（Results）

3.1 混合基质的不同配比对赤子爱胜蚓生物量的影
响
在整个 7周的试验期间，各组供试蚯蚓生长状
况良好，未发生蚯蚓死亡现象，其体质量增长和种
群增殖也未见异常。本试验选取日增质量倍数和日
增值倍数评价蚯蚓的生物量变化，具体数据见表 1。
数据表明，实验开始时各组接种的蚯蚓总数相同，
其总质量也十分接近，但实验结束时，各组蚯蚓总
数和总质量出现了较大差异，但两个指标的变化趋
势完全相同，具体排序为：50/50组>60/40组>70/30
组>80/20 组>90/10 组>100/0 组。100%厨余垃圾组
蚯蚓总数（14条）和质量（3.777 g）最低，而掺入
50%绿化垃圾的混合基质组蚯蚓总数（38.3 条）和
质量（6.071 g）最高。与 100%厨余垃圾组比较，
除 90/10组外，其他各组蚯蚓总数和质量差异显著，
表明绿化垃圾掺入量要达到 10%以上才能显著促进
蚯蚓种群生物量的增加；然而，50/50组与 60/40组
蚯蚓总数和质量差异均不显著则表明，绿化垃圾掺
入量一旦超过 40%，其影响蚯蚓生物量的潜力即大
大减弱。与蚯蚓生物量排序类似，蚯蚓日增质量倍
数和日增值倍数最大组都属于 50/50 组，分别为
0.042 /d和 0.058 /d，而 100%厨余垃圾组则无论从
增质量（0.018 /d）还是从增殖（0.008 /d）来说都
是最小组。同样，统计检验结果显示，随着绿化垃
圾掺入比例的增加，蚯蚓日增质量倍数和日增值倍
数的差异由低比例时（100/0组与 90/10组）的不显
著到显著性加大，再到高比例组间（60/40组与 50/50

表 1不同配比混合基质对蚯蚓生长和繁殖的影响
Table 1 Effects of different mixing ratios of mixed medium on earthworm’s growth and reproduction
蚯蚓总数 (条) Number of earthworm (ind.) 蚯蚓质量 (g) Earthworm mass (g) 配比组别
Ratios of
Kitchen/Green Wastes
实验开始时
beginning
实验终止时
ending
实验开始时
beginning
实验终止时
ending
日增质量倍数 (/d)
Times of mass
increase per day (/d)
日增殖倍数 (/d)
Times of number
increase per day (/d)
100/0 10 14.0±0.8 a 2.012±0.020 3.777±0.023 a 0.018±0.000 a 0.008±0.003 a
90/10 10 15.3±1.2 a 2.004±0.012 3.892±0.030 a 0.019±0.003 a 0.011±0.002 a
80/20 10 20.4±1.7 b 2.006±0.017 4.345±0.028 b 0.024±0.002 b 0.021±0.003 b
70/30 10 27.2±2.5c 1.997±0.028 4.979±0.034 c 0.030±0.004 c 0.035±0.002 c
60/40 10 35.8±2.2d 2.012±0.023 5.946±0.045 d 0.040±0.001 d 0.053±0.004 d
50/50 10 38.3±3.1d 2.001±0.045 6.071±0.047 d 0.042±0.003 d 0.058±0.003 d
（注：同列字母相同者表示数值相邻两组间不存在显著差异（P>0.05）；同列字母不同者表示各组间存在显著差异（P<0.05）；
*表示同列相同字母组间存在显著差异（P<0.05）；不同列字母间无比较意义。下同。
Note: There is no significant difference between two neighboring groups for the same characters in the same column (P>0.05); while for
the different characters in the same column, the corresponding groups are different significantly (P<0.05); * denotes the significant
difference between the groups with the same characters in the same column (P<0.05); No sense between characters in different columns.
The same to the following table.）

3
生 态 科 学 Ecological Science 32卷

574

组）的不显著，进一步验证了绿化垃圾的掺入比例
存在一个比较“优化”的范围，大约在 40~50%之间。
事实上，在试验过程中可以观察到 60/40组和 50/50
组两个组别的蚯蚓个体较大，环带出现的较早，蚯
蚓达到性成熟时间较短，交配时间较早，产茧量高。

3.2混合基质的不同配比对蚯蚓堆肥效率的影响
由于厨余垃圾和绿化垃圾二者之间的物理性状
和营养成分差异很大，它们对蚯蚓的适口性、营养
价值以及为蚯蚓提供的生长环境都截然不同，因而
蚯蚓对不同配比混合基质取食和降解的速度和效率
也会有很大不同。蚯蚓对混合基质的降解效率可以
用混合基质的降解速率和蚓粪生产速率来定量研究
[9]，具体数据见表 2。试验中发现，对各组蚯蚓补
充物料的次数都不尽相同，一般有 1~6 次的差异，
其中 100/0组和 90/10组补料次数相同且最少，为 5
次，而 50/50组补料次数最高，达 11 次。相应的，
蚯蚓分解处理各组基质的降解效率也差异较大，但
混合基质的降解速率和蚓粪生产速率的排序呈现出
相当的一致性。6 个组别中，从整体上来说，随着
绿化垃圾掺入比例的增加，蚯蚓对其降解速率逐渐
增加，相应的蚓粪生产速率也随之提高。具体来说，
蚯蚓对 100%厨余垃圾基质（100/0组）的降解速率
最低，仅为 765.2 mg/(g.d)，相应的蚓粪生产速率最
低值为 442.7 mg/(g.d)；而分解掺入 50%绿化垃圾的
混合基质的速率最高，达到 982.3 mg/(g.d)，其蚓粪
生产速率也为最高值 630.2 mg/(g.d)。与 100%厨余
垃圾组比较，除 90/10组外，其他 4组无论是基质
降解速率还是蚓粪生产速率都具有显著性差异，说
明掺入绿化垃圾的量必须达到一定比例才能促进蚯
蚓的堆肥效率。究其原因，可能与各组基质的碳氮
比的改善有关。数据表明，随着绿化垃圾的掺入比
例增加，基质碳氮比也随之提高，从 100%厨余垃
圾组的最低值 13.2/1 提高到 50/50 组的最高值
18.8/1。当然，其他的物理化学性质如物料基质的
适口性、通气性和酸碱度的改善也可能具有重要作
用。不过，需要注意的是，由于绿化垃圾木质素、
纤维素含量较高不易消化降解，因此，虽然绿化垃
圾占比大的混合基质被蚯蚓“吞噬”的数量较大，但
其被同化的效率并不高，这或许是其相应的基质同
化速率与绿化垃圾占比小的各组比较没有显著性差
异的原因（参见表 2之“基质同化速率”。注：除 50/50
组同 100/0 组比较有显著差异外，其他各组之间基
质同化速率的差异均不显著）。

4 讨论 (Discussion)

近年来利用蚯蚓堆肥处理各种有机废弃物的研
究逐渐增多，这些研究主要集中在处理废弃物时蚯
蚓的生长和繁殖状况以及物料理化性质的变化等方
面[3-5,8-10]，而对通过改善物料理化性状提高蚯蚓堆
肥效率的研究相对较少。对于厨余垃圾来说，由于
其本身固有的高含水率、低碳氮比、易酸化特征，
使得其不适于单独用于蚯蚓处理，因此如何改善其
不利特征就成为决定蚯蚓堆肥处理厨余垃圾成败的
关键。本试验正是充分利用了绿化垃圾吸水性能强、

表 2不同配比混合基质对蚯蚓堆肥效率的影响
Table 2 Effect of different mixing ratios of mixed medium on efficiency of vermicomposting


配比组别
Ratios of
Kitchen/Green
Wastes
基质
碳氮比
Ratios of C/N
添加基质总次数 (次)
Total number of times for
adding food medium
基质降解速率
Medium degrading rate
( mg/(g.d))
蚓粪生产速率
Worm manure producing
rate ( mg/(g.d))
基质同化速率
Medium assimilation rate
( mg/(g.d))
100/0 13.2/1 5 765.2±12.3 a 442.7±11.3 a 322.5±11.8 a*
90/10 13.9/1 5 788.2±25.1 a 460.8±18.5 a. 327.4±21.8 a.
80/20 14.8/1 6 833.2±31.2 b 496.6±21.1 b 336.6±26.2 a
70/30 15.9/1 8 884.9±30.2 c 540.3±20.4 c 344.6±25.3 a
60/40 17.2/1 9 931.2±33.5 d 581.9±25.2 d 349.3±29.4 a
50/50 18.8/1 11 982.3±31.8 e 630.2±31.1 e 352.1±31.5 a*
5期 刘依林，等. 厨余混合绿化垃圾的不同配比对赤子爱胜蚓生物量及堆肥效率的影响 575


碳氮比高的特性，对其改善厨余垃圾的蚯蚓堆肥
效率进行了合理的尝试。试验结果符合预期，增
加绿化垃圾的比例可以相应地显著加快蚯蚓的生
长、成熟和繁殖速度，显著提高对应基质的堆肥
效率，并且在保证厨余垃圾占主体（不低于 50%）
的情况下找到了绿化垃圾掺入的最佳比例范围
（即 40~50%）。在该比例范围内，混合基质对赤
子爱胜蚓种群增长的促进作用接近极限，相应的
蚯蚓堆肥的效率也接近平台期最高值。类似的研
究如蔡玉琪等
[8]
所开展的秸秆-污泥的蚯蚓消解
效率的研究也表明，作物秸秆的适量（10%~30%）
掺入可能通过改变混合污泥的含水率和通气状况
显著提高混合污泥的消解速率和蚓粪产生速率，
这些都与本文的研究结果相一致。
从实际应用的角度来说，一方面要求蚯蚓以
较高的堆肥效率消解基质，另一方面，还需要蚯
蚓维持一定的种群再生产能力，以便使堆肥过程
得以持续进行。事实上，厨余垃圾和绿化垃圾的
混配不仅提高了蚯蚓本身日常的摄食效率，从而
显著加快基质的消解速率；同时，考虑到基质的
降解还有蚯蚓以外的因素，比如物理的、化学的
和微生物的因素，其中微生物是蚯蚓堆肥过程中
最重要的协同因子，基质物料的混配所导致的物
理和化学性状的改善同样特别有利于微生物因子
对基质的改性或转化，从而促进蚯蚓的摄食、消
化和代谢等生理过程，进而加速蚯蚓的生长和繁
殖等进程，而蚯蚓的生物量及其生理和行为活力
的提高又反过来加速基质的降解和同化
[12-13]
。总
之，厨余混配绿化垃圾改善蚯蚓堆肥效率的过程
是一个复杂的多因子耦合过程，今后需要设计更
精细的试验来分别研究这些耦合因子的功能。

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