近期，生态与环境学院陈哲副研究员及所在团队以蚯蚓堆肥为研究对象，探究其在土壤养分周转、作物生长、农业有机废弃物利用以及温室气体排放等方面的作用机理及应用前景，取得了系列研究进展。

成果一：

        蚯蚓堆肥作为一种良好的土壤改良剂，可以改善土壤结构，增加土壤中微生物多样性，吸附重金属离子。在日益增加的农业废弃物处理方面，蚯蚓堆肥可以消耗大量的固体废弃物，并将其转化为更有效的肥料、土壤调节剂、植物生长调节剂等。近期，我们综述了蚯蚓堆肥的研究进展，重点评估了蚯蚓堆肥在可持续作物养分循环中的作用，特别是氮素回收率方面的研究热点，为发展可持续有机农业提供了重要数据支撑。我们提出，在合理的土壤碳氮比（10-23）范围内，蚯蚓堆肥的使用可以显著减少活性氮气排放，氨挥发，增加土壤肥力以及循环利用农业可再生资源。此外，我们结合本研究团队的进展，提出未来蚯蚓堆肥发展方向，包括蚯蚓堆肥与土壤生态系统特别是与土壤根际微生物作用机理、氮素周转方面新颖性的技术体系，将有助于解决和减少环境污染相关的废物管理、人类健康风险等问题。研究结果以“Reuse of agricultural wastes, manure, and biochar as an organic amendment: A review on its implications for vermicomposting technology”为题发表于Journal of Cleaner Production （https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.113322，IF：9.297）。云南大学生态学在站博士后Syed Turab Raza为论文第一作者，陈哲副研究员和吴建平教授为通讯作者。

图1 以有机废弃物为蚯蚓堆肥原料的生产和应用示意图

成果二：

        氮是农业生态系统中最重要的元素，可作为肥料满足全球不断增加的粮食需求。然而较低的氮肥利用率已成为农业面源污染的主要来源，也是影响生态系统，特别是山区坡耕地等农业生态系统正常运行的因素之一。施用高效有机肥替代化肥一直是农业和环境领域关注的重点，也是目前退化土壤生态修复的方式之一。研究团队以人工湿地植物、玉米秸秆以及牛粪废弃物为原料发酵生产蚯蚓堆肥，系统评估了四种中国西南地区常见的湿地植物美人蕉 （Canna indica）、风车草（Cyperus alternifollius）、菖蒲 （Acorus calamus） 和香菇草 （Hydrocotyle vulgaris）作为蚯蚓堆肥原料的土壤肥效以及对玉米生长的影响。研究结果显示，四种湿地植物中，使用美人蕉-蚯蚓堆肥对土壤肥力的提高效应最佳，土壤总氮（1.45 g kg-1）、土壤有机质（28.6 g kg-1）、土壤电导率（84.4 s=cm-1）和玉米植株生物量都显著高于使用氮磷钾肥的处理。这项研究揭示了湿地植物可以用作有机肥从而实现对生态废弃物的再利用，为湿地植物的循环利用同时减少流域环境污染问题提出了一个新的技术体系。研究结果以“Application of wetland plant-based vermicomposts as an organic amendment with high nutritious value”为题发表于Process Safety and Environmental Protection （https://www.sciencedirect.com/science /article/pii/S0957582022003317，IF：6.158）。云南大学生态学在站博士后Syed Turab Raza为论文第一作者，陈哲副研究员和吴建平教授为通讯作者。

图2 蚯蚓堆肥和氮磷钾肥使用后对玉米地上（a）和地下（b）生物量的影响

        相关工作得到中国科学院战略性先导科技专项子课题昭通南方草地恢复技术与优质牧草群落构建（XDA26020203），云南省科技厅项目（2018BC007, 202201AT070165）以及云南省植物繁殖适应与进化生态学重点实验室联合资助。