2种蚯蚓对土壤锌离子的生理响应对比研究张军辉李艳田舒宁杨光郭新月胡锦雯郭华*（陕西师范大学生命科学学院，陕西西安710119）摘要：以赤子爱胜蚓、太平二号蚓为试验对象，分别对其展开锌离子的急性毒性试验、耐受限度试验和富集效应试验，探究利用蚯蚓对污染土壤进行联合修复的可能性。
结果表明，赤子爱胜蚓的LC50值在800～1200mg/kg，太平二号蚓的LC50值在400～800mg/kg；赤子爱胜蚓体重受Zn2+限制的程度低于太平二号蚓；赤子爱胜蚓及太平二号蚓对土壤中均具有一定的富集能力，赤子爱胜蚓对土壤中锌离子的富集量更大。
关键词：赤子爱胜蚓；锌污染；重金属中图分类号X173；X53文献标识码A文章编号1007-7731（2020）14-0117-03 Physiological Response of Two Earthworms to Zinc Ions and Soil Restoration EffectZHANG Junhui et al.（College of Life Science,Shaanxi Normal University,Xi′an710119,China）Abstract:In this study,we conducted the acute toxicity experiment,tolerance limit experiment and enrichment ef⁃fect experiment of zinc ions on Chizi Aisheng Earthworm and Taiping No.2Earthworm,aiming to explore the possibil⁃ity of using earthworms to carry out joint remediation of contaminated soil,which provides theoretical support for the domestication of earthworms and breed selection.The experimental results show that the LC50value of Chizi Aish⁃eng worm is between800-1200mg/kg,and the LC50value of Taiping No.2worm is400-800mg/kg;Earthworms; Chizi Aisheng Earthworm and Taiping No.2Earthworm have a certain enrichment capacity in the soil,and Chizi Aisheng Earthworm has a greater concentration of zinc ions in the soil.Key words:Eisenia foetida;Zinc pollution;Heavy metal1引言蚯蚓是土壤中生物量最大的一类动物，约占土壤动物生物总量的60%，在维持土壤生态系统功能方面起着不可替代的作用。
赤子爱胜蚓对不同发酵方式平菇菌渣的利用研究1. 引言1.1 研究背景赤子爱胜蚓是一种重要的蚯蚓资源，具有较高的生长繁殖速度和优良的腐败分解能力。
平菇是一种常见的食用菌，其加工过程中会产生大量的菌渣。
近年来，人们开始关注如何合理利用平菇菌渣，并发现赤子爱胜蚓可以对其进行有效利用。
研究表明，将平菇菌渣通过不同的发酵方式处理后，可以提高其营养成分和利用率，同时也可以改善赤子爱胜蚓的生长环境，促进其生长发育。
目前对于赤子爱胜蚓对不同发酵方式平菇菌渣利用的研究仍较为有限，缺乏系统性和深入的探讨。
本研究旨在通过实验方法，对赤子爱胜蚓在不同发酵方式处理下对平菇菌渣的利用情况进行研究，以期为蚯蚓资源的开发利用和农业废弃物资源化利用提供科学依据和技术支持。
通过深入研究赤子爱胜蚓的饲养和利用过程，探讨不同发酵方式对平菇菌渣的影响，并分析影响因素，从而为推动农业可持续发展和资源循环利用提供参考。
1.2 研究目的研究目的是通过对赤子爱胜蚓对不同发酵方式平菇菌渣的利用进行深入研究，探索最优化的利用方式，提高平菇菌渣的价值。
具体目的包括：1. 研究赤子爱胜蚓在不同发酵方式下对平菇菌渣的利用效率和效果，为实践中的应用提供科学依据；2. 探究赤子爱胜蚓对不同发酵方式平菇菌渣的利用规律和机制，加深对其生态功能的认识；3. 探讨赤子爱胜蚓在农业生产中的应用潜力，为资源循环利用和农业可持续发展提供理论支持；4. 为提高赤子爱胜蚓的利用效率和推广应用提供科学依据和技术支持。
通过研究目的的实现，可以更好地促进赤子爱胜蚓在农业生产中的应用，为环境保护和农业可持续发展做出贡献。
1.3 研究意义通过研究赤子爱胜蚓对不同发酵方式平菇菌渣的利用情况，可以更好地了解赤子爱胜蚓的生态功能和特性，有助于探索土壤生态系统中蚯蚓类动物的作用机制。
这对于促进土壤生态系统的健康和稳定发展具有重要意义。
本研究的意义在于促进土壤生态系统的健康发展，提高农业生产的资源利用效率，减少环境污染，推动农业生产的可持续发展。
赤子爱胜蚓对不同发酵方式平菇菌渣的利用研究赤子爱胜蚓是一种常见的蚯蚓品种，被广泛应用于生态农业和有机肥料生产中。
平菇菌渣指的是平菇经过加工后产生的副产品，通常被认为是一种优质的有机肥料原料。
本研究选取赤子爱胜蚓作为实验对象，通过不同的发酵方式对平菇菌渣进行处理，探究了不同处理方式对菌渣的利用效果。
实验方法：实验采用完全随机设计，设置了4个处理组，每个处理组包含3个重复。
分别是鲜菌渣发酵组，干菌渣发酵组，酸化菌渣发酵组和对照组。
对照组不进行发酵处理，其他三个组分别采用不同的发酵方式进行处理。
实验设定了一个月的发酵时间，每周进行一次观察和实验分析。
实验结果：经过一个月的发酵，鲜菌渣发酵组和干菌渣发酵组的菌渣均发生了明显的变化。
鲜菌渣发酵组在发酵过程中产生了较大量的水分，发酵温度也较高，表现为菌渣变得松软且呈现黑褐色。
干菌渣发酵组则因为水分较少，发酵温度较低，发酵过程比较缓慢，菌渣表面呈现灰白色。
酸化菌渣发酵组的处理方式是在发酵过程中添加适量的酸性物质，以促进有益菌群的生长。
经过一个月的发酵，酸化菌渣发酵组的菌渣呈现出浅黄色，质地较干燥，气味也有所改变。
通过实验分析发现，不同的处理方式对菌渣的利用效果存在一定的差异。
鲜菌渣发酵组和干菌渣发酵组的处理方式更加适合生产有机肥料。
鲜菌渣发酵组发酵后的菌渣质地松软，养分含量较高，适用于作为有机肥料的基础原料。
干菌渣发酵组的菌渣较为干燥，可以作为固体有机肥料使用，且方便储存和运输。
酸化菌渣发酵组的处理方式对菌渣的利用效果较差。
虽然菌渣的颜色和气味发生了变化，但是菌渣的质地和养分含量没有明显的优势，且发酵过程相对较慢，不适合在有机肥料生产中使用。
通过不同发酵方式对平菇菌渣进行处理，可以得出鲜菌渣发酵组和干菌渣发酵组的处理方式更适合平菇菌渣的利用。
这为菌渣的有效利用提供了一种可行的途径，也为有机肥料的生产提供了一种新的原料。
赤子爱胜蚓对不同盐分含量土壤的耐受性研究摘要:采用急性毒性试验和回避试验研究了赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对不同盐分含量土壤的耐受性｡急性毒性试验显示,滤纸接触法下NaCl盐溶液对蚯蚓的48 h LC50为1.12%(质量分数);土壤法测得人工盐碱土壤和自然盐碱土壤电导率分别为2.23､2.62 mS/cm时,蚯蚓14 d后的死亡率为50%;回避试验表明,人工盐碱土壤电导率为1.67 mS/cm,自然盐碱土壤电导率为2.43 mS/cm时,蚯蚓具有回避反应｡关键词:赤子爱胜蚓(Eisenia fetida);耐盐性;急性毒性;回避反应Salt Tolerance of Eisenia fetida in SoilAbstract: The salt-tolerance of Eisenia fetida was determined by acute toxicity test and avoidance test. The results showed that the LC50 of NaCl solution for E. fetida was 1.12%(mass ratio) according to the contact filter paper test. When the electric conductivity of artificial and natural saline soil was 2.23 mS/cm and 2.62 mS/cm, respectively, the death rate of earthworm was 50% after 14 d. Earthworm showed avoidance behavior when electric conductivity of artificial saline soil and natural saline soil was 1.67, 2.43 mS/cm respectively.Key words: Eisenia fetida; salt-tolerant; acute toxicity; avoidance behavior土壤盐碱化和次生盐碱化是制约中国农业可持续发展的重要因素,改造治理及合理开发利用盐碱地是促进农业发展的重要途径之一,也对改善生态环境,推动区域经济､社会和生态可持续发展具有重要的意义[1]｡目前对盐碱地的治理研究主要集中在植物研究耐盐性､利用劣质水进行灌溉､覆盖改良盐碱地和化学改良盐碱地等方面[2],土壤动物对盐碱地改良作用的研究则较少｡蚯蚓是土壤生态系统中的重要组成部分,研究表明蚯蚓能够促进废弃物分解､有机物质矿化､提高土壤养分含量､改良土壤理化性质,从而促进微生物发育､促进生态修复､提高作物产量和品质[3]｡在盐碱地中通过蚯蚓加强土壤培肥和种植,可以巩固盐碱地改良效果､促进盐碱地的持续利用[4]｡本研究通过室内模拟试验,探讨蚯蚓对不同盐分含量土壤的耐受能力,旨在为蚯蚓在盐碱地地区的开发利用提供理论依据｡1 材料和方法1.1 供试材料1.1.1 试验动物赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)由北京上庄蚯蚓养殖场提供,预养一段时间后,挑选大小相同､具有环带､体重0.3~0.6 g的健壮成体作为试验用蚯蚓｡将直径15 cm的滤纸铺于1 L烧杯杯底,加少量水,以刚浸没滤纸为宜,并将所挑选的蚯蚓清洗干净,放于烧杯中,用保鲜膜封口,解剖针扎孔｡将烧杯置于温度(20±1) ℃､湿度(75±7)%的人工气候箱中清肠24 h｡1.1.2 供试土壤供试土壤包括人工盐碱土和自然盐碱土两种｡人工盐碱土由人工向自然普通土壤中添加NaCl获得,自然普通土壤采集于中国农业大学西校区绿化地,自然盐碱土壤采集于天津市河滨新区海河大桥附近｡土壤采回后在阴凉处风干,研细,过2 mm筛｡测定土壤基本性质如表1[5]｡1.1.3 主要试剂及仪器NaCl,分析纯,北京化工厂;HPG-280H人工气候箱,哈尔滨市东联电子技术开发有限公司;DDSJ-308A电导率仪,上海精密科学仪器有限公司｡1.2 试验方法参照蚯蚓急性毒性试验方法[6]和蚯蚓回避试验方法[7,8],分别进行人工盐碱土和自然盐碱土的蚯蚓耐盐性试验｡1.2.1 蚯蚓急性毒性试验1)滤纸接触法｡在直径15 cm的培养皿底铺衬滤纸,以刚好遮住皿底为宜｡配制质量分数为1.0%､1.1%､1.2%､1.3%､1.4%､1.5%的NaCl溶液,各取5 mL倒入培养皿中,使其刚好浸没滤纸｡将清肠后的蚯蚓冲洗干净,用滤纸吸干体表水分,每一培养皿放入5条蚯蚓｡每个浓度设置10个重复,并设置不含NaCl的对照｡培养皿用保鲜膜封口,解剖针扎孔后置于人工气候箱中,培养条件为温度(20±1) ℃､湿度(75±7)%,光照度1 333 lx,光照时间12 h/d｡培养后24､48 h时记录蚯蚓死亡数及中毒症状,蚓体对针刺无反应判为死亡｡2)土壤法｡称取500 g自然普通土壤放入小桶中,分别加入质量分数为1.5%､1.7%､1.9%､2.1%､2.3%､2.5%的NaCl溶液125 mL,混合均匀,作为人工盐碱土壤的试验用土｡按照质量比1∶9､2∶8､3∶7､4∶6､5∶5､6∶4､7∶3配制不同比例的自然盐碱土与自然普通土混合土壤,并取混合土壤500 g放入小桶,加入125 mL去离子水,混合均匀,作为自然盐碱土壤的试验用土｡每处理设4个重复,并设一个自然普通土壤加去离子水的对照,用电导率仪测定各土壤的电导率｡每处理放入清肠后的蚯蚓10条,待蚯蚓进入土壤中后用保鲜膜封口,扎孔｡其他培养条件同滤纸接触法,培养7､14 d时记录蚯蚓死亡数及中毒症状｡1.2.2 蚯蚓的回避性试验参照蚯蚓急性毒性试验土壤法配制土壤｡如图1,将方形塑料容器(12 cm×8 cm×8 cm)用塑料板隔成2室,一室放入洁净土壤300 g,另一室放入盐碱土壤300 g,每个处理重复5次｡待土壤放好后移走中间的塑料片,并将10条蚯蚓放置于容器中土壤分界线的上方,盖上带通气孔的透明盖子,置于气候箱中培养,培养条件为温度(20±1)℃,光照时间8 h/d｡48 h后,用塑料片小心地重新隔开对照土壤及试验土壤,并对不同土壤中的蚯蚓计数｡在分界线上的蚯蚓均记为两边各0.5条｡试验结果用蚯蚓的回避率(NR)表示,NR=[(C-T)/N]×100%(C为洁净土壤中蚯蚓的数目,T为盐碱土壤中蚯蚓数目,N为加入土壤中蚯蚓的总数)｡当洁净土壤中蚯蚓数目与盐碱土壤中蚯蚓数目相等时,NR为0,即无效应浓度;当NR大于0时,计算回避率,当回避率大于80%的时候,表明蚯蚓具有回避反应｡2 结果与分析2.1 蚯蚓急性毒性试验结果2.1.1 滤纸接触法试验结果滤纸接触法试验中蚯蚓的死亡症状为环带肿大､身体变软､有少量黄色液体渗出｡以NaCl溶液质量分数为横坐标､蚯蚓死亡率为纵坐标绘制NaCl质量分数与蚯蚓死亡率的关系曲线如图2,NaCl质量分数在1.1%~1.4%范围内NaCl质量分数(X//%)与蚯蚓48 h死亡率(Y//%)的线性回归方程为Y=320.00X-356.67,相关系数r=0.922｡由此方程计算出NaCl对蚯蚓的48 h 半致死浓度为1.12%｡2.1.2 土壤法试验结果土壤法试验中蚯蚓的死亡症状为环带肿大,有黄色体液渗出,身体萎缩､腐烂,有断裂现象;未死者蠕动能力明显减弱,且大多缠绕成团｡1)人工盐碱土壤试验结果｡以土壤的电导率为横坐标､蚯蚓死亡率为纵坐标绘制土壤电导率与蚯蚓死亡率的关系图(图3),土壤电导率(X//mS/cm)与蚯蚓14 d死亡率(Y//%)的线性回归方程为Y=0.818 7X-1.395 3,相关系数r=0.946｡由此方程计算出当人工盐碱土壤电导率为2.23 mS/cm时,14 d时蚯蚓死亡率为50%｡2)自然盐碱土壤试验结果｡以各土壤的电导率为横坐标､蚯蚓死亡率为纵坐标,自然盐碱土壤蚯蚓急性毒性试验结果如图4,土壤电导率(X//mS/cm)与蚯蚓14 d 死亡率(Y//%)的线性回归方程为Y=0.446 4X-0.671 1,相关系数r=0.906 0｡由此方程计算出当土壤电导率为2.62 mS/cm的时候,14 d自然盐碱土壤蚯蚓死亡率为50%｡2.2 蚯蚓的回避性试验结果2.2.1 人工盐碱土壤的试验结果48 h时人工盐碱土壤的蚯蚓回避性试验结果如图5,当土壤的电导率为1.67 mS/cm时,蚯蚓的回避率达到80%,即此时蚯蚓对人工盐碱土壤具有回避反应｡2.2.2 自然盐碱土壤的试验结果48 h时自然盐碱土中蚯蚓回避性试验结果如图6,当土壤的电导率为2.43 mS/cm时,蚯蚓的回避率达到80%,即此时蚯蚓对自然盐碱土壤具有回避反应｡3 小结与讨论从试验结果看,急性毒性试验中滤纸接触法试验的NaCl溶液对蚯蚓的半致死浓度为1.12%(质量分数),此时溶液的电导率为21.20 mS/cm,远远高于土壤法中的2.23､2.62 mS/cm,可能是因为NaCl本身对蚯蚓的毒性并不强,而是高浓度的盐溶液导致蚯蚓失水死亡,失水过程较中毒过程更为缓慢,因此蚯蚓能够在较短时间内耐受较高浓度的NaCl溶液｡自然盐碱土和人工盐碱土中蚯蚓的14 d半致死电导率､80%回避率均存在差异,可能是不同土壤中所含盐的种类不同导致的｡自然盐碱土中的盐较为复杂,含有多种离子,而人工盐碱土中主要是人为添加的可溶性NaCl,从而导致不同土壤中盐的生物可利用性不同[7]｡蚯蚓对不同土壤的回避率浓度与半致死浓度相比均更低,这与其他化学物的回避性试验结果一致[9],试验中发现,在引起蚯蚓死亡的盐碱土壤中,蚯蚓投入初期几乎全部停留于土壤表面拒绝进入并试图逃避土壤,对不适土壤较快地显示出了反应,这是因为蚯蚓表皮的角质层较普通陆生生物要薄,加之其上有许多与外界相通的腺孔,因此蚯蚓对土壤中的一些刺激性物质十分敏感,一旦受到刺激,即出现逃逸或迁移行为,以躲避危害环境[10]｡利用回避性试验来监测土壤的盐碱化过程能够较早地获得预警,并及时采取措施｡蚯蚓对土壤的作用发生于蚯蚓的生命活动过程中,利用蚯蚓改良盐碱地必须保证蚯蚓的正常生长｡有报道显示,蚯蚓对不同盐度土壤的敏感度为繁殖>生长>回避>生存[8,11]｡因此,在盐碱土壤的实际应用中,可以用蚯蚓产生回避反应时的土壤盐度作为盐碱地蚯蚓修复的阈值浓度,大于这一浓度的盐碱地需要利用其他方法进行预处理后再使用蚯蚓进行修复才能取得较好的效果｡本研究中蚯蚓对含盐土壤的回避率与之前的报道[8,11]存在较大差异,这种差异可能来源于蚯蚓种类､土壤种类以及试验蚯蚓污染暴露史等[12-14]｡因此,在不同条件下利用蚯蚓改良盐碱土壤的回避阈值浓度可能存在一定差异｡另外,也可以通过蚯蚓耐盐度驯化和选择更为耐盐的蚯蚓品种来提高蚯蚓修复盐碱土的盐度阈值,达到较广的应用范围｡参考文献:[1] 李彬,王志春,孙志高,等. 中国盐碱地资源与可持续利用研究[J].干旱地区农业研究,2005,23(2):154-158.[2] 牛东玲,王启基.盐碱地治理研究进展[J].土壤通报,2002,33(6):449-455.[3] 丁亦男,王帅.蚯蚓在土壤生态系统中的重要作用研究[J].现代农业科技,2010(16):281-282.[4] 田昌玉,李志杰.影响盐碱土持续利用主要环境因子演变[J].农业环境与发展,1998,15(2):34-35.[5] 鲍士旦.土壤农化分析[M].第三版.北京:中国农业出版社,2000.[6] GB/T 21809-2008化学品蚯蚓急性毒性试验[S].[7] 卜春红,高大文.蚯蚓回避反应在生态毒理研究中的应用进展[J]. 农业环境科学学报,2006,25(B09):799-804.[8] UDOVIC M, LESTAN D. Eisenia fetida avoidance behavior as a tool for assessing the efficiency of remediation of Pb, Zn and Cd polluted soil[J]. Environmental Pollution,2010,158(8):2766-2772.[9] 何巧力,颜增光,汪群慧,等.利用蚯蚓回避试验方法评价萘污染土壤的生态风险[J].农业环境科学学报,2007,26(2):538-543.[10] 台培东,李培军,刘延斌.蚯蚓对土壤中杀虫剂的回避行为——一种用于土壤健康质量快速诊断的装置和方法[J]. 农业环境科学学报, 2004,23(2):408-410. [11] SPURGEON D J, WEEKS J M, V AN GESTEL C A M. A summary of eleven years progress in earthworm ecotoxicology: The 7th international symposium on earthworm ecology· Cardiff·Wales·2002[J]. Pedobiologia,2003,47(5-6):588-606. [12] 袁方曜,王玢.有机磷污染农田中蚯蚓的生物指示研究[J]. 山东农业科学,2004(2):57-60.[13] DE SILV A P M, V AN GESTEL C A M. Comparative sensitivity of Eisenia andrei and Perionyx excavates in earthworm avoidance tests using two soil types in the tropics[J]. Chemosphere,2009,77(11):1609-1613.[14] LANGDON C J, PIEARCE T G, MEHARG A A, et al. Survival and behaviour of the earthworms Lumbricus rubellus and Dendrodrilus rubidus from arsenate-contaminated and non-contaminated sites[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2001,33(9):1239-1244.。
