蚯蚓在土壤生态系统中的重要作用研究

　摘要蚯蚓是土壤生态系统中的重要组成部分,是陆生生物与土壤生态传递的桥梁,不仅能促进废弃物分解,有机物质矿化,提高土壤养分含量,改良土壤理化性质,还可以促进微生物发育,提高作物产量和品质,促进生态修复。该文探讨了蚯蚓在土壤生态系统中的重要地位,以期为改良贫瘠土壤、发展新兴饲养业提供新思路。
　　关键词蚯蚓;土壤生态系统;重要地位;生态修复
　　AbstractAs an important part of the soil ecosystem,earthworms are a bridge between the terrestrial lives and soil ecosystem. Not only can earthworms promote the decomposition of garbage and the mineralization of organic matter,increase soil nutrient content,improve soil physical and chemical properties,but also promote microorganism’s growth and improve the yield or quality of crop. The ecological resoration was advanced too. Therefore,The important position of earthworm in the soil ecosystem was summarized in the article to provide some new ideas about improving poor soil, developing a new husbandry.
　　Key wordsearthworm;soil ecosystem;important roles;ecolgical restoration
　　
　　蚯蚓属大型土壤动物,其生物量占土壤动物总量的60%,属腐食性动物,特别喜食发酵后的畜禽粪便、腐烂的瓜果、富含钙质的枯枝落叶等。蚯蚓是土壤中的主要动物类群,在生态系统中具有重要功能,可以促进植物残枝落叶的降解,促进有机物质的分解和矿化,提高植物营养,改善土壤结构,修复被污染的土壤等[1]。
　　另外,蚯蚓粪含有益菌数量可高达20万~20 000万个/g,能将有机物、微生物和作物生长相结合,进而改善土壤环境。其次,蚯蚓粪颗粒均匀、保水透气性能强,也可以加速土壤团粒结构的形成,并能从根本上解决土壤板结的问题,提高土壤通透性、保水性和保肥能力,有利于微生物的繁殖,且能增强土壤养分的储存能力。可以说,在土壤中蚯蚓数量的多少是土壤是否健康的重要标志之一。蚯蚓及其粪便在土壤生态系统中扮演着不可或缺的角色,笔者从5个方面阐述了蚯蚓在土壤生态系统中的重要作用。
　　1分解土壤废弃物
　　蚯蚓作为重要的腐生生物,广泛存在于自然生态系统中。蚯蚓食性广、食量大,其体内可分泌出分解蛋白质、脂肪、碳水化合物和纤维素等各种酶类,消化道中有大量微生物,可以绝大多数植物性有机垃圾为食。根据对排出的颗粒状蚯蚓粪研究,发现其中不仅含有多种酶和微生物,还含有丰富的腐殖质和N、P、K等营养元素[2]。根据这一特点,蚯蚓具有处理生活及商业垃圾、净化土壤、消除公害的作用。人们可利用蚯蚓处理造纸厂的污泥、酒厂和畜禽水产品加工厂的废物废水及城市垃圾,可以真正地实现垃圾的无害化、减量化和资源化。1 hm2土壤中的蚯蚓每年可以处理1 500 t有机垃圾,生产30~60 t蚯蚓,产出555 t高级蚯蚓粪[3]。
　　2改善土壤理化性质
　　蚯蚓不断地纵横钻洞和吞土排粪,能改变土壤的理化性质,使板结贫瘠的土壤变得疏松多孔、通气透水、保墒肥沃且能促进作物根系生长,既可免耕或少耕,又可提高土壤肥力,节省劳力,节约能源和增加产量[4]。
　　2.1对土壤物理性质的影响
　　蚯蚓通过在土壤中的一系列活动对土壤结构、团聚体形成及植物生长和养分吸收所需的物理条件有十分重要的影响。邱江平等[5]认为,蚯蚓不仅参与和促进有机物质的分解,增加土壤养分,其活动还能在土壤中构成大量纵横交错的孔道,这些孔道往往被蚯蚓排出的粪粒填充,粪粒互相堆叠形成许多非毛管孔隙,这些网状孔道和孔隙大大增强了土壤的通气性和透水能力。
　　另外,施用蚓粪可以明显降低土壤容重,增加土壤总孔隙度。这是因为蚓粪本身就是极好的团粒结构,富含腐殖质,腐殖质为亲水胶体,保水能力强,腐殖质和粘粒结合形成团粒,在团粒内部有许多毛管孔隙,也能保存较多水分被植物利用。由于腐殖质是棕黑色的物质,在土壤中的含量越多,土壤颜色就越深,即可增加吸收日光热能,有利于提高土温。同时,腐殖质保水能力强,导热性小,利于土壤恒温和作物根系的生长。因此,蚓粪多的土壤富有合理的团粒结构和保持水肥的能力,有机物被蚯蚓吞食后,经消化形成酸碱中性、水气调和、孔隙大的团粒结构,耐水冲刷,且有保水、保肥的性能,有利于农作物生长发育[6]。
　　2.2对土壤化学性质的影响
　　蚯蚓在其生命活动过程中,除了形成大量品质优良的土壤团聚体外,还加强了土壤有机物质的分解与转化,促进土壤腐殖质的形成和富集,从而为提高土壤肥力创造了良好的物质基础。
　　蚯蚓可将有机质与矿物质土混合,形成富含有机质的土壤微粒,为有机质提供物理保护,进而减慢有机质的周转,提高土壤潜在的碳吸存能力。另外,据陈宝书等[7]测定,蚯蚓粪中有机质含量为19.47%~42.20%,腐殖酸含量11.7%~25.8%,氮磷钾总养分>3%。可见,蚓粪不但含有植物所需的常量元素,且通过微生物作用,使矿物质元素变成水溶性的易被植物吸收的有效成分以及未知的植物生长素[6]。李辉信等[8]研究表明,接种蚯蚓处理土壤的矿质氮、硝态氮和微生物量碳、氮含量提高,蚯蚓具有扩大土壤微生物量氮库和促进有机氮矿化的双重作用,另外对土壤结构和氮素供应条件的改善以及植物外源激素的增加也具有促进作用。
　　3与土壤微生物的相互作用
　　蚯蚓摄取的有机质在胃囊内经机械研磨,在肠道内经生物化学的联合作用被分解为理想的颗粒,这些颗粒比表面积大,物理化学性质稳定,非常适合微生物的增殖,从而使蚯蚓的排泄物或其产生的脱落物十分细碎,且比原有机质具有更高的微生物活性。在这个过程中,有机物中重要的植物营养,特别是N、P、K和Ca被释放而且通过微生物行为转化为更易溶和更易被植物利用的成分[9]。