利用生物因素来获取人类所必需的产品，即生物工艺学，是目前现代生物学注意的中心，而且看来现今生物科学中还没有哪一个领域不能或者不应为生物科学的发展作出自己的贡献。生物工艺学之所以取得如此地位，首先要归功于它在解决国民经济和医学的重大课题方面越来越起作用。在我们这个世纪，人口日益增多，越来越都市主义化，对植物资源的消费更趋强化，在这样的条件下，对每年数量十分可观的城市有机废弃物（城市垃圾，污水）和农村有机废弃物（尤其是大型养猪场的厩肥）的合理利用，便成为这类重大的课题之一。

对这些废弃物加以治理和利用，即使从像环境保护这样突出的问题的观点来看，也是一项重要的课题。人们早就利用有机废弃物来制造堆肥，使之转变为在化学性质和物理性质方面都很有价值的有机肥料，如果考虑到这一点，那么，这一课题对我们农业的意义就不言而喻了。

制造堆肥，其原理是利用各种微生物群，以及无脊椎动物群（正如近几十年确切指出的那样）的共同活动。堆制时，将废弃物堆积成堆，让堆内形成适于有益生物活动的温、湿度环境。制造堆肥的培养基越难于分解，或者随着分解而结块的速度越快，堆同露天空气的接触面与其体积之比应当越大。一般堆宽约3米，堆高约1.5米（堆长则视使用场地有效面积大小和物质数量多少而定）。厩肥、下水道污水淤渣、城市有机垃圾、粪水等等，所有这些都是能迅速分解的培养基，而添加进去的一些分解缓慢的物质（泥炭，树皮碎屑即木材加工或纸浆工业废弃物等等），则可作为一次和二次分解产物的吸附剂。有时，堆肥中还掺上一些土作吸附剂。为维持堆制所需状况，要不时地进行翻堆（使之通风），有时却又要从中排除空气；为保持润湿，还需要浇水或浇粪水。

在堆制过程中，堆内物质要遭到破坏，开初是糖类、多醣等易于吸收的化合物，接着是蛋白质和半纤维素，最后才是木质、鞣质等等分解。分解的同时，又合成一系列腐殖质化合物，结果，有机物质逐渐减少，堆肥中氮、腐殖质越来越丰富，灰分逐渐增大。有机残渣的结构也发生变化：残渣由大变小，主要由于无脊椎动物活动的结果，逐渐形成团粒。

堆制开始时，微生物使容易接近的碳氧化，数天内堆内温度迅速升高（例如，城市废弃物堆内即可达70°C），接着容易被微生物区系吸收的化合物得到利用，温度又随之而逐渐降低。这时堆内产生了培养基自然杀菌作用，不再有动物活动，无脊椎动物只能够集中到堆的最外层。

在堆制的最初阶段，一些小的无脊椎动物钻进堆内，因为对这些小的无脊椎动物来说，所要处理的原材料正是适宜的居住环境。这是一些会飞的昆虫，主要是双翅目和鞘翅目昆虫，以及它们可以移动的线虫纲或者壁蝨属动物等等。随着堆内温度下降到20 ~ 25°C，又钻进许多小的节肢动物（甲壳壁蝨和弹尾目），小的环节动物——白蚯蚓和更大的虎蚯蚓Eisenia foetida。这些蚯蚓一两个月都在整个堆内爬来爬去，上上下下打出许多洞孔，更有利于小动物钻进钻出。在春季堆制的堆肥中，到秋天还会出现土壤中典型的噬腐生物，它们的共同活动使堆肥“成熟”，其中主要组分就是无脊椎动物的排泄物。

虎蚯蚓E. foetida在处理堆肥中具有特殊的意义。自然生物地理群落中的这类动物，分布在我国南方的阔叶林，在朽木烂材或者落叶堆中繁殖生长。但是，随着人类的活动，在人类产生的各种腐朽的植物残渣堆中，逐渐成了寻常可见的动物。在自然分解的厩肥中，以及在堆肥里，这种蚯蚓可以达到很可观的数目，O. Graff指出，在堆肥上层（5厘米深处）1平方米面积的堆肥上就有3000条左右，而H. M. Чернова发现在10厘米深处此数可达6500条。在1升堆肥有500条的情况下，这些蚯蚓的生物量可达68公斤/1立方米培养基。堆肥的全部物质，通过蚯蚓的肠道，从而使堆积的有机残渣在堆制结束时呈粒状结构，并且是由粪粒——蚯蚓的排泄物组成。

据O. Graff计算，在有大量蚯蚓活动的情况下，所堆制的物质进行分解，并使堆肥“成熟”（转化为供施肥的最佳状况）的速度加快，所需时间仅为没有蚯蚓时的十三分之一。虎蚯蚓E. foetida能够将诸如下水道污水的乏氧淤泥，猪粪水等等有机废弃物处理、转化为优质肥料。经过这些蚯蚓处理之后，这样的废弃物结果去掉了难闻的气味，杀灭了有害的微生物（蚯蚓的黄色细胞有杀菌作用），形成了颇有农业价值的团粒结构，消除了对植物根部的毒性。

目前，许多国家都广泛采用将蚯蚓移植到被处理物上的方法来制造堆肥。

美国有一些公司，例如加利福尼亚州费尔顿的CECOMS，Inc. 公司，密歇根州卡拉马祖的Flowerfield Enterprises，从事养殖和销售蚯蚓的工作，并且将蚓粪作为很有价值的有机肥料加以出售。将污水残渣（经好气发酵或厌气发酵之后）干燥，然后压成块状，整齐地码成堆，移植上蚯蚓（每0.125立方米残渣有蚯蚓150克），在30 ~ 35%湿度条件下，堆制四个月。在加利福尼亚州，蚯蚓一昼夜消耗的残渣数量为其体重的40%。蚯蚓“工作”完毕后，将全部堆肥用旋转式圆筒筛过筛。留在转子中的蚯蚓大多聚集在转子的一端，筛净之后又可重新移植到下批堆肥上。而过筛后的蚓粪是很有价值的商品肥料，没有臭味，保存中不会自热，对植物无毒性。

卡拉马祖的那家企业对农业地区宣传在手工业式的条件下，用箱、桶等物，利用蚯蚓制造厨房废弃物堆肥。

在芬兰，研制成功一种利用污水残渣与木材加工和纸浆企业的废树皮混合制造堆肥的方案。据V. Huhta等人资料，在这种混合过的堆肥中演替过程十分剧烈，也就是说，许许多多无脊椎动物和微生物交替出现、死亡，通过它们的共同活动，将单独难以制造堆肥的这两种原料迅速转化成很有价值的颗粒状有机肥料。在这种情况下，木材加工工业的废弃物也是作为吸附剂。在处理这种堆肥时，虎蚯蚓E. foelida和白蚯蚓起着很大作用，污水澄清可促进蚯蚓的活动（含石灰的污水残渣和缺氧残渣，在堆肥分解到一定程度之前，都是不利于蚯蚓活动的）。

在菲律宾，成立了PES（Philippine Earthworm Centre）“蠕虫养殖”中心，也就是繁殖蚯蚓的中心，组织了上千名企业家养殖蚯蚓，既作制造堆肥之用，又供渔业用作蛋白质、脂肪的来源（蚯蚓干物质含蛋白质55%，脂肪13%），作为畜牧业用的鱼粉代用品，同时，设想将来还可用作人类的蛋白质食品，为此曾经进行过专门品尝。1982年2月，PES在马尼拉召开了一次蚯蚓养殖者大会，大会的口号是：“蚯蚓生态学，为了生活更加美好”。

毫无疑问，在处理有机废弃物的实践中广泛应用“蠕虫制造堆肥”的时代已经到来了。

全苏畜牧业研究所还正在研究从另一个方面利用动物来处理有机废弃物，这里指的是处理猪粪的问题，即利用家蝇的幼虫来处理猪粪。将猪粪铺于筛形地基上，粪层高度约为20 ~ 30厘米，将专门繁殖的家蝇幼虫移植到上面（将来栖息密度不大的无翅突变物很合适）。随着成熟，准备化蛹的幼虫向下蠕动，穿过筛子，掉到专门放在下面的板子上，然后收集拢来。收集起来的幼虫，经蒸汽加工之后，就是猪和家禽很有价值的蛋白质饲料来源，而制取的堆肥则是一种具有杀灭温室线虫作用的肥料。

动物学方法为在畜牧业和作物栽培业合理利用污染国土、成为传染源的有机废弃物开辟了广阔的前景，因而应引起研究人员和生产人员更大的关注。

[Becmнuк，AHCCCP，1982年第9期]