淺談蚯蚓的實驗室飼養及其在環境安全研究中的應用

黎鎮非 張寶蘭 何海堅 張宏濤

摘要：近年來，經研究表明，蚯蚓所具有豐富的食用、藥用及研究價值逐步顯現出來。因此，提高蚯蚓飼養技術和管理水平將會極大地推動其在食用和研究中的廣泛應用。同時，蚯蚓在環境污染的生態毒理學診斷方面具有重要的生態學意義，這是蚯蚓在環境安全研究中應用的基礎。按照OECD（經濟合作與發展組織）《化學品測試方法》207 蚯蚓急性毒性試驗的要求，用于實驗室飼養的蚯蚓品種為赤子愛勝蚓（又稱“太平2號”，拉丁名為Eisenia foetida）。本文主要概述了蚯蚓的飼養管理技術及其在生態環境毒理安全研究診斷中的一些應用。

關鍵詞：蚯蚓；價值；飼養管理；環境安全；研究

一、蚯蚓的生活習性和實驗室飼養管理

自然條件下，蚯蚓喜歡生活在溫暖、潮濕、黑暗、安靜的環境中，怕震動。適宜溫度為15℃-30℃，基土濕度在40%-60%，空氣相對濕度在60%-80%為佳，不可過于干燥或潮濕。為了創造最佳溫濕度，可以適當調節實驗室內溫度在22℃左右，同時使用加濕器調節空氣相對濕度，每天在各個飼養盆中噴灑適量水，防止土層干燥。

蚯蚓一般是鉆在土層或基料中覓食，黑夜時也有爬出地面覓食的，因此為了避免在土壤中的蚯蚓爬出土面造成逃逸死亡損失，飼養環境除要盡量符合上述溫濕度條件下，飼養箱上面同時安裝約400 lx-800 lx的光源，使蚯蚓能長時間的呆在土壤中。飼養過程中，約1個月左右就需更換一次基料土。除此之外，飼養中應盡可能地少震動或翻動飼養箱。蚯蚓喜吃酸甜食料，如西瓜皮和爛水果等，或者飼喂發酵牛糞更佳，同時在給基料增加濕度時應使用蒸餾水，視基料的干濕程度每天灑水1-2次。

赤子愛勝蚓，其特點是繁殖率高，定居性好，耐熱抗寒，蚓體、蚓糞產量高。一般傳統中使用露天堆肥養殖，是大規模低成本生產蚯蚓產品的最佳方法。由于受到場地等因素的影響，實驗室中養殖蚯蚓就需要更加充分的利用空間，更多是采用立體箱式養殖。飼養箱可用木質包裝箱、塑料食品箱等制作。箱大小形狀不定，每個箱面積以不超過1㎡為宜，便于移動和管理，飼料厚度一般不超過20㎝。養殖密度一般在5000-10000條/㎡，飼料層表面可用塑料薄膜、廢紙板覆蓋，使飼料保持潮濕，減少水分蒸發。蚯蚓養殖投餌時，應盡可能地保持餌料碎細狀態，避免餌料成團塊，如出現團塊，可用水澆濕搗碎，保證蚯蚓快速生長。及時喂給蚯蚓充足的餌料，是保證蚯蚓快速生長的重要措施。隨著蚓體的生長，應該適當減小箱內蚯蚓的養殖密度，可分離出部分成蚓至其他飼養盆。床體結構可用角鐵焊接成鐵架床，將養殖箱置于鐵架床上，一般以4-5層為宜，注意承重安全。蚯蚓有夜間逃跑的習性，尤其是飼料不足、淋水過多、濕度過高或過低、放養密度過大，都會導致蚯蚓逃跑。此外，蚯蚓不易生病，但螞蟻和老鼠等是蚯蚓的敵害，應同時做好防止敵害入土攝食，危害蚯蚓。

立體箱式養殖，可以充分利用空間，增加飼養量，使用人力少，便于管理， 生產效率比平地養殖高，適于專業化和實驗室內常年養殖。通過以上試驗可以得知，只要提供了合適且充足的飼料，保持適宜的溫度、濕度，蚯蚓完全可以在實驗室內進行小規模立體化的飼養，以滿足實驗研究的需要。

二、蚯蚓在環境安全研究中的應用

蚯蚓在環境污染的生態毒理學診斷方面具有重要的生態學意義，這是蚯蚓在環境安全研究中應用的基礎。

蚯蚓是一類廣布性的土壤動物，其廣泛分布于除冰川沙漠等極端環境之外的各種土壤環境中，這反映了其具有獨特的適應能力。據估計，它是陸生生物量最大的一類動物，因而在陸地生態系統中占有舉足輕重的地位。早在幾千年前，亞里斯多德就曾稱其為“土壤的腸”。19世紀80年代，蚯蚓生態學家運用現代生態學手段和原理進行了蚯蚓生態、行為、功能與遺傳特性的研究，推進了蚯蚓生態學研究的快速發展。研究表明，蚯蚓具有加速土壤結構形成，促進土、肥相融，加速有機質的分解轉化，提高植物營養，改善土壤通透性和提高蓄水、保肥能力等。然而，隨著農業生產的發展，特別是大量農用化學品的使用和土壤環境的污染，土壤環境條件日益惡化，蚯蚓的種類和數量正在減少，這一問題引起了蚯蚓生態學家和環境學家的極大關注。

蚯蚓生態毒理學是指利用蚯蚓作為載體對可能造成土壤環境污染的化學物質進行測試，并根據這些化學物質對蚯蚓的毒害程度來評價其可能對生態系統及其組分的危害程度。因此，可以通過研究各種農用化學品對蚯蚓的毒性，來評價這些化學品對環境安全的影響。關于蚯蚓的生態毒理與環境安全指示研究試驗方法可分為實驗室急性毒性試驗、真實生態系統中的田間毒性試驗、污染環境的生物檢測和生理、細胞及分子等微觀水平毒性指標檢測等幾個方面。評價對象涉及到重金屬、有機農藥和一些持久性有機物等幾大類化學污染物。

一般情況下，研究應用領域最廣泛的是實驗室急性毒性試驗。實驗室內進行的急性毒性試驗因其有一定的使用價值而得到了重視與發展，特別是該方法能簡單、快速地對化學品的生態毒性做出初步的判斷，鑒定出被測物質對蚯蚓有無明顯的毒害作用，以避免錯誤的負面影響。然而，對于那些被測出在相應濃度上對蚯蚓有明顯毒害作用的物質則應考慮進一步研究。關于實驗室急性毒性試驗方法，目前廣為采用的有以下4種方法。①濾紙接觸法：這種方法是通過成熟赤子愛勝蚓在填充標準化濾紙的玻璃器皿中與不同濃度的供試化學藥品接觸48h后測定其死亡率，并可通過統計學方法得出半致死濃度（LC50）。②人工土壤試驗法：通過將成熟赤子愛勝蚓置于含有不同濃度供試化學品的人工土壤中培養14d，觀察其行為和存活狀況，用統計學方法計算出半致死劑量（LD50）。通常，由10%的草炭培養土、20%的高嶺土和70%的石英砂組成人工土壤。③人造土壤試驗法：這是用一種無定形水和改性的二氧化硅粉，并在其中加入直徑為1.5-2cm的玻璃球以代替人工土壤的實驗方法。④自然土壤試驗法：即采用天然土壤為蚯蚓生活基質，其他與人工土壤相同的實驗方法，這種方法對特定地區的環境安全評價具有重要意義。以上幾種急性毒性試驗方法，有各自特點。濾紙接觸法快速，簡便易行，但僅給出皮試毒性信息，難于評估污染物對環境的真實影響。人工土壤法則模擬了蚯蚓生活環境，盡可能反映了污染物對蚯蚓的影響，但方法繁雜，不同試驗結果可比性稍差。人造土壤法簡單易行，試驗結果可比性好，能較好反映污染物對蚯蚓的真實影響。自然土壤法則可用于具體地區污染物的環境安全性評價，但各地區試驗結果可比性不高。上述方法各具不同特點，其在生態環境安全研究指示中經常需要綜合運用。

此外，利用蚯蚓還可以處理生活垃圾和農業有機廢棄物。1978年，日本建成占地近兩萬余平方米的養殖場，月處理廢棄物數噸。此后，世界各地紛紛建起了不同規模的處理有機垃圾的蚯蚓養殖場。上世紀九十年代末，我國上海市環境工程學校從上海城市生活垃圾特點出發，開展了蚯蚓處理城市生活垃圾應用研究，確定了這是一項很有發展前景的方法，并具有良好的環境、經濟和社會效益。但這些研究成果尚處于試驗室水平，暫時未能大規模推廣應用。

蚯蚓垃圾處理是一項重建物質循環的過程，在這一過程中蚯蚓以其特有的生態學功能與環境中的微生物協同作用，加速了垃圾中有機質的分解轉化。一方面解決環境污染問題；另一方面使資源得以再生，特別是蚯蚓糞是一種優質有機肥，可作為城市花卉、綠化和農作物的肥料資源，同時蚯蚓作為一種高蛋白經濟動物，亦可用于飼料、醫藥、食品等生產原料。

另外，還可以利用蚯蚓過濾處理生活污水等。生活污水的蚯蚓過濾處理是近年來在法國和智利發展起來的一項針對生活污水的處理技術。這項技術是根據蚯蚓具有提高土壤通氣透水性能和促進有機質分解轉化等生態學功能而設計的。由于在處理生活垃圾、農業有機廢棄物和生活污水方面，蚯蚓具有一定的解毒功能。

蚯蚓是與人類相伴的重要生物，其生態毒理學中的應用在揭示化學品影響土壤為基質的生態系統有關的環境安全指示方面具有重要科學意義。因此，利用蚯蚓為人類造福，進行環境污染脫毒的研究，這將具有重要的實踐意義。

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