浅谈蚯蚓的实验室饲养及其在环境安全研究中的应用

黎镇非 张宝兰 何海坚 张宏涛

摘要：近年来，经研究表明，蚯蚓所具有丰富的食用、药用及研究价值逐步显现出来。因此，提高蚯蚓饲养技术和管理水平将会极大地推动其在食用和研究中的广泛应用。同时，蚯蚓在环境污染的生态毒理学诊断方面具有重要的生态学意义，这是蚯蚓在环境安全研究中应用的基础。按照OECD（经济合作与发展组织）《化学品测试方法》207 蚯蚓急性毒性试验的要求，用于实验室饲养的蚯蚓品种为赤子爱胜蚓（又称“太平2号”，拉丁名为Eisenia foetida）。本文主要概述了蚯蚓的饲养管理技术及其在生态环境毒理安全研究诊断中的一些应用。

关键词：蚯蚓；价值；饲养管理；环境安全；研究

一、蚯蚓的生活习性和实验室饲养管理

自然条件下，蚯蚓喜欢生活在温暖、潮湿、黑暗、安静的环境中，怕震动。适宜温度为15℃-30℃，基土湿度在40%-60%，空气相对湿度在60%-80%为佳，不可过于干燥或潮湿。为了创造最佳温湿度，可以适当调节实验室内温度在22℃左右，同时使用加湿器调节空气相对湿度，每天在各个饲养盆中喷洒适量水，防止土层干燥。

蚯蚓一般是钻在土层或基料中觅食，黑夜时也有爬出地面觅食的，因此为了避免在土壤中的蚯蚓爬出土面造成逃逸死亡损失，饲养环境除要尽量符合上述温湿度条件下，饲养箱上面同时安装约400 lx-800 lx的光源，使蚯蚓能长时间的呆在土壤中。饲养过程中，约1个月左右就需更换一次基料土。除此之外，饲养中应尽可能地少震动或翻动饲养箱。蚯蚓喜吃酸甜食料，如西瓜皮和烂水果等，或者饲喂发酵牛粪更佳，同时在给基料增加湿度时应使用蒸馏水，视基料的干湿程度每天洒水1-2次。

赤子爱胜蚓，其特点是繁殖率高，定居性好，耐热抗寒，蚓体、蚓粪产量高。一般传统中使用露天堆肥养殖，是大规模低成本生产蚯蚓产品的最佳方法。由于受到场地等因素的影响，实验室中养殖蚯蚓就需要更加充分的利用空间，更多是采用立体箱式养殖。饲养箱可用木质包装箱、塑料食品箱等制作。箱大小形状不定，每个箱面积以不超过1㎡为宜，便于移动和管理，饲料厚度一般不超过20㎝。养殖密度一般在5000-10000条/㎡，饲料层表面可用塑料薄膜、废纸板覆盖，使饲料保持潮湿，减少水分蒸发。蚯蚓养殖投饵时，应尽可能地保持饵料碎细状态，避免饵料成团块，如出现团块，可用水浇湿捣碎，保证蚯蚓快速生长。及时喂给蚯蚓充足的饵料，是保证蚯蚓快速生长的重要措施。随着蚓体的生长，应该适当减小箱内蚯蚓的养殖密度，可分离出部分成蚓至其他饲养盆。床体结构可用角铁焊接成铁架床，将养殖箱置于铁架床上，一般以4-5层为宜，注意承重安全。蚯蚓有夜间逃跑的习性，尤其是饲料不足、淋水过多、湿度过高或过低、放养密度过大，都会导致蚯蚓逃跑。此外，蚯蚓不易生病，但蚂蚁和老鼠等是蚯蚓的敌害，应同时做好防止敌害入土摄食，危害蚯蚓。

立体箱式养殖，可以充分利用空间，增加饲养量，使用人力少，便于管理， 生产效率比平地养殖高，适于专业化和实验室内常年养殖。通过以上试验可以得知，只要提供了合适且充足的饲料，保持适宜的温度、湿度，蚯蚓完全可以在实验室内进行小规模立体化的饲养，以满足实验研究的需要。

二、蚯蚓在环境安全研究中的应用

蚯蚓在环境污染的生态毒理学诊断方面具有重要的生态学意义，这是蚯蚓在环境安全研究中应用的基础。

蚯蚓是一类广布性的土壤动物，其广泛分布于除冰川沙漠等极端环境之外的各种土壤环境中，这反映了其具有独特的适应能力。据估计，它是陆生生物量最大的一类动物，因而在陆地生态系统中占有举足轻重的地位。早在几千年前，亚里斯多德就曾称其为“土壤的肠”。19世纪80年代，蚯蚓生态学家运用现代生态学手段和原理进行了蚯蚓生态、行为、功能与遗传特性的研究，推进了蚯蚓生态学研究的快速发展。研究表明，蚯蚓具有加速土壤结构形成，促进土、肥相融，加速有机质的分解转化，提高植物营养，改善土壤通透性和提高蓄水、保肥能力等。然而，随着农业生产的发展，特别是大量农用化学品的使用和土壤环境的污染，土壤环境条件日益恶化，蚯蚓的种类和数量正在减少，这一问题引起了蚯蚓生态学家和环境学家的极大关注。

蚯蚓生态毒理学是指利用蚯蚓作为载体对可能造成土壤环境污染的化学物质进行测试，并根据这些化学物质对蚯蚓的毒害程度来评价其可能对生态系统及其组分的危害程度。因此，可以通过研究各种农用化学品对蚯蚓的毒性，来评价这些化学品对环境安全的影响。关于蚯蚓的生态毒理与环境安全指示研究试验方法可分为实验室急性毒性试验、真实生态系统中的田间毒性试验、污染环境的生物检测和生理、细胞及分子等微观水平毒性指标检测等几个方面。评价对象涉及到重金属、有机农药和一些持久性有机物等几大类化学污染物。

一般情况下，研究应用领域最广泛的是实验室急性毒性试验。实验室内进行的急性毒性试验因其有一定的使用价值而得到了重视与发展，特别是该方法能简单、快速地对化学品的生态毒性做出初步的判断，鉴定出被测物质对蚯蚓有无明显的毒害作用，以避免错误的负面影响。然而，对于那些被测出在相应浓度上对蚯蚓有明显毒害作用的物质则应考虑进一步研究。关于实验室急性毒性试验方法，目前广为采用的有以下4种方法。①滤纸接触法：这种方法是通过成熟赤子爱胜蚓在填充标准化滤纸的玻璃器皿中与不同浓度的供试化学药品接触48h后测定其死亡率，并可通过统计学方法得出半致死浓度（LC50）。②人工土壤试验法：通过将成熟赤子爱胜蚓置于含有不同浓度供试化学品的人工土壤中培养14d，观察其行为和存活状况，用统计学方法计算出半致死剂量（LD50）。通常，由10%的草炭培养土、20%的高岭土和70%的石英砂组成人工土壤。③人造土壤试验法：这是用一种无定形水和改性的二氧化硅粉，并在其中加入直径为1.5-2cm的玻璃球以代替人工土壤的实验方法。④自然土壤试验法：即采用天然土壤为蚯蚓生活基质，其他与人工土壤相同的实验方法，这种方法对特定地区的环境安全评价具有重要意义。以上几种急性毒性试验方法，有各自特点。滤纸接触法快速，简便易行，但仅给出皮试毒性信息，难于评估污染物对环境的真实影响。人工土壤法则模拟了蚯蚓生活环境，尽可能反映了污染物对蚯蚓的影响，但方法繁杂，不同试验结果可比性稍差。人造土壤法简单易行，试验结果可比性好，能较好反映污染物对蚯蚓的真实影响。自然土壤法则可用于具体地区污染物的环境安全性评价，但各地区试验结果可比性不高。上述方法各具不同特点，其在生态环境安全研究指示中经常需要综合运用。

此外，利用蚯蚓还可以处理生活垃圾和农业有机废弃物。1978年，日本建成占地近两万余平方米的养殖场，月处理废弃物数吨。此后，世界各地纷纷建起了不同规模的处理有机垃圾的蚯蚓养殖场。上世纪九十年代末，我国上海市环境工程学校从上海城市生活垃圾特点出发，开展了蚯蚓处理城市生活垃圾应用研究，确定了这是一项很有发展前景的方法，并具有良好的环境、经济和社会效益。但这些研究成果尚处于试验室水平，暂时未能大规模推广应用。

蚯蚓垃圾处理是一项重建物质循环的过程，在这一过程中蚯蚓以其特有的生态学功能与环境中的微生物协同作用，加速了垃圾中有机质的分解转化。一方面解决环境污染问题；另一方面使资源得以再生，特别是蚯蚓粪是一种优质有机肥，可作为城市花卉、绿化和农作物的肥料资源，同时蚯蚓作为一种高蛋白经济动物，亦可用于饲料、医药、食品等生产原料。

另外，还可以利用蚯蚓过滤处理生活污水等。生活污水的蚯蚓过滤处理是近年来在法国和智利发展起来的一项针对生活污水的处理技术。这项技术是根据蚯蚓具有提高土壤通气透水性能和促进有机质分解转化等生态学功能而设计的。由于在处理生活垃圾、农业有机废弃物和生活污水方面，蚯蚓具有一定的解毒功能。

蚯蚓是与人类相伴的重要生物，其生态毒理学中的应用在揭示化学品影响土壤为基质的生态系统有关的环境安全指示方面具有重要科学意义。因此，利用蚯蚓为人类造福，进行环境污染脱毒的研究，这将具有重要的实践意义。

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