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生态学意义,这是蚯蚓在环境安全研究中应用的基础。本文概述了蚯蚓生态毒理诊断的一些试验方法,包括急性毒性试验法、田间生态毒性试验法、污染环境的生物检测法和微观生物指标检测法。在这基础上,就蚯蚓的环境安全生态指示研究进展进行了剖析与展望。还从蚯蚓处理生活垃圾与农业有机废弃物以及污水的蚯蚓过滤处理等应用方面,论述了蚯蚓在污染环境解毒过程中的重要生态作用及今后的发展方向。     

蚯蚓在有机污染土壤生物修复中的作用机理与应用

蚯蚓的各类活动能够改善土壤理化性质,提高土壤微生物活性,引入高效降解菌等,直接或间接地促进有机污染物在土壤中的降解和转化。其中蚓触圈是有机污染物降解的热点区域。此外,生物富集也是蚯蚓修复土壤有机污染的重要机理之一。研究表明,蚯蚓能够促进土壤中多种有机污染物的降解,在土壤有机污染生物修复方面具有广阔的应用前景。本文综述了蚯蚓在土壤有机污染生物修复中的作用机理及在修复多环芳烃、多氯联苯、农药等污染土壤方面的应用,指出当前研究存在的不足,并对未来研究进行展望,以期为土壤有机污染生物修复提供参考和依据。     

蚯蚓活动对红壤磷素有效性的影响及其活化机理研究

通过盆钵生物试验研究了秉氏环毛蚓(Pheretima pingi.)在红壤基质中对稻草、花生秸、油菜秸3种有机物料分解速率的影响,研究了蚯蚓活动对红壤全磷含量和有效磷含量、对土壤碳水化合物含量、土壤磷酸酶活性的影响。并着重探讨了人工接种蚯蚓提高红壤有效磷的效果及其活化机理。研究结果揭示：①蚯蚓活动促进了有机物料的分解,加速了磷素的生物归还作用;②方差分析示明,在培养期间所有处理的土壤有效磷含量均得到显著或极显著提高;其中有机物料接种蚯蚓的3种处理分别与其不接种蚯蚓的处理的土壤有效磷含量之间差异均达显著水平;③蚯蚓活动有改善红壤酸度状况的趋势,同试验前比较(原土的土壤pH(H2O)=4．34),在培养试验后期,3种物料接种蚯蚓的土壤pH(H2O)值分别提高了0．17单位(稻草接种蚯蚓处理)、0．35单位(油菜秸接种蚯蚓处理)和0．44单位(花生秸接种蚯蚓处理);方差分析显示,花生秸组两处理间和油菜秸组两处理间的土壤pH值的差异达到显著水平。在150d的培养期内,3种有机物料接种蚯蚓的处理与其不接种蚯蚓的处理比较时,土壤pH值的差异亦达到显著水平;④蚯蚓活动增加了土壤碳水化合物含量。方差分析结果显示：3种有机物料接种蚯蚓的处理与不接种蚯蚓处理的土壤碳水化合物含量之间的差异均达到显著水平;⑤蚯蚓活动增强了土壤微生物活性和土壤磷酸酶活性。蚯蚓的吞食、排粪等生理过程改变了土壤微生物种群类型及其数量;蚯蚓活动提高了土壤磷酸酶活性,增加了土壤中有机磷含量,从而提高了土壤有效磷含量。蚯蚓活动及其特殊的生理过程所产生的综合作用使土壤有效磷含量和磷素有效性明显提高。     

蚯蚓粪对黄瓜苗期土传病害的抑制作用

试验表明,蚯蚓对农业有机废弃物进行生物降解的产物－蚯蚓粪,在一定程度上能够控制蔬菜类黄瓜苗期土传病害的发生,并表现出明显的促生长效应,蚯蚓粪控制病害的程度与蚯蚓粪的量有一定的关系,当蚯蚓粪与土体积比为20％时,控制病的程度最大,防效达96．1％,这种作用主要与蚯 蚓粪中的微生物性质有关,蚯蚓粪能大大提高土壤中的微生物量和微生物活性,从而大大增强了病土中与病原菌进行能源竞争的微生物的竞争能力,同时从新鲜蚯蚓粪中成功分离到拮抗活性强,抗菌谱广的拮抗微生物,初步研究结果说明,一般性抑制和特殊性抑制两种机制在蚯蚓粪对病害的控制中起作用。     

蚯蚓养殖及蚓粪对植物土传病害抑制作用的研究进展

利用蚯蚓养殖对有机废弃物进行资源化处理是一项古老而新兴的生物技术,20世纪70年代又获得了新进展．本文从蚯蚓养殖方法、蚓粪的理化性质、蚓粪的综合利用等方面进行了综述,并着重分析了蚓粪对土传植物病害的抑制作用及其抑制机理．蚓粪对土传植物病害的抑制是蚓粪应用的另一个重要新途径,虽然只是初步研究,但已表现出明显的应用潜力。植物土传病害抑制作用与蚓粪中丰富的微生物区系有很大的关系,尤其大量拮抗微生物的存在是蚓粪具有抑病作用的重要机制．     

蚯蚓对麦秸分解速率的影响及其对氮矿化的贡献

蚯蚓在有机物分解和土壤的碳氮循环中起着重要作用.研究采用室内微宇宙模拟试验,研究接种不同密度的蚯蚓对秸秆分解和土壤氮素矿化的贡献.设置3个处理,HDT为接种6条蚯蚓,LDT为接种2条(相当于田间蚯蚓密度水平),ZDT为不接种作为对照.结果表明:整个分解过程中,蚯蚓的引入加速了秸秆的分解,尤其在分解前期,处理ZDT与HDT、LDT处理之间无论是分解率还是分解速率差异显著(P < 0.05),随着蚯蚓密度的增加,蚯蚓在分解过程中的作用比例增大.秸秆分解的整个过程中,蚯蚓对氮的矿化速率,HDT、LDT两个处理都递减,并且到后期两个处理趋于一致(HDT处理为24.2～14.0 kg · hm-2 · a-1,LDT处理为20.3～10.7 kg · hm-2 · a-1),说明从长期来看,在田间蚯蚓密度水平上增大蚯蚓的密度并不能增大基于地下食物网的蚯蚓对氮的矿化速率.     

蚯蚓对废纸屑再利用及养分贫瘠土壤综合质量的影响

办公废纸屑作为常见有机废弃物,由于体积小且转化为再生纸成本高,因而再利用很难。但其含有大量有机碳(特别是纤维素)可能有助于退化土壤修复。蚯蚓对土壤有机质分解和其他土壤功能有重要影响,办公废纸屑和蚯蚓共同作用如何影响养分贫瘠土壤质量至今未知。研究以赤子爱胜蚓为接种蚯蚓,将办公废纸屑添加到养分贫瘠土壤中,分别设置纯土壤培养为对照组(S)、单独添加废纸屑(SP)、单独接种赤子爱胜蚓(SE)和添加废纸屑并接种赤子爱胜蚓的处理(SPE),比较培养90 d后各处理理化指标(pH、有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、交换性阳离子钾、钠、钙、镁等)、微生物磷脂脂肪酸(PLFAs)总含量和微生物结构的差异,在此基础上综合评价土壤质量,阐明废纸屑和赤子爱胜蚓在养分贫瘠土壤改良修复中的作用。结果显示：SPE处理较SP处理显著提高废纸屑的分解率89.48%。与对照相比,SP处理能够显著提高土壤pH值2.94个单位,SPE处理能够使其维持在中性水平;前者显著提高土壤有机碳(SOC)125.76%,交换性钠钙镁(Na_Ex、Ca_Ex、Mg_Ex     

不同土壤培肥措施下农田有机物分解的生态过程

通过在河北曲周实验站的田间试验,研究了4种不同土壤培肥措施条件下农田生态系统中几种主要土壤生物随有机物分解的变化规律、有机物的分解及其主要影响因素。研究结果表明：除土壤线虫外,其他几种主要的土壤生物的分布规律基本上是堆肥区〉原貌区〉对照区〉化肥区,与施入的有机物（小麦秸秆）的分解规律一致。在受人为扰动的堆肥区、化肥区和对照区土壤中,细菌占绝对优势,而在未开垦的原貌区中,真菌起着重要作用。 在有机物分解初期,土壤微生物能比较快地迁移到秸秆表面,秸秆表面的生物数量最多的是细菌,随着细菌的数量增加,原生动物数量亦呈现增加趋势,蚯蚓数量增多,而线虫的数量则减少。而有机物分解后期,真菌的数量逐渐减少,蚯蚓的数量也呈下降趋势,有机物的分解速度减慢。通过灰色关联度分析,9种外界因素（生物因素和环境因素）对小麦秸秆分解作用的相对重要程度排序：土壤温度（0．844）〉蚯蚓（0．777）〉真菌（0．764）〉全氮（0．754）〉线虫（0．753）〉有机质（0．742）〉细菌（O．738）〉原生动物（0．693）〉土壤含水量（0．661）,其中土壤温度和蚯蚓是影响土壤有机物分解的最重要的两个因素。     

14C示踪技术在土壤有机质周转研究中的应用

采用碳同位素标记有机材料能够较真实地反映其在土壤中的分解和转化过程,是研究土壤有机质周转动力学的必要方法。本文介绍了^14C示踪技术在土壤腐殖质的形成与分解过程、有机底物在土壤中的分解和转化及其对原有土壤有机质分解的影响、土壤微生物生物量碳及其周转以及温室气体排放等方面研究中的应用进展。     

转Bt基因作物对蚯蚓影响研究进展

转苏云金杆菌杀虫蛋白(Bt)基因作物的商品化种植可能对土壤生态系统产生不利影响是近10年来颇有争议的问题.转Bt基因作物可通过多种方式向土壤中释放苏云金杆菌杀虫蛋白即Bt蛋白,从而引起土壤生物和生态系统基本功能的变化;蚯蚓可加快动植物残体的降解,促进有机质的分解和矿化,与其他土壤生物相比,蚯蚓对某些污染物更敏感.本文从研究中用到的蚯蚓种类、采用的实验方式、研究的科学问题等方面综述了转Bt基因作物对土壤动物蚯蚓影响的研究进展,并对转Bt基因作物对土壤动物蚯蚓影响研究的发展趋势进行了展望,旨在为转Bt基因作物对非靶标土壤动物的影响提供参考,进而为全面评价转Bt基因作物对土壤生态系统的影响提供依据.     

赤子爱胜蚓和毛利远盲蚓对添加造纸污泥土壤的化学和生物学特征的影响

将赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)和毛利远盲蚓(Amynthas morrisi)接种于混合15%造纸污泥的旱地土和水稻土中,研究不同蚯蚓对不同混合污泥土壤的化学和生物学性状的作用。主成分分析结果显示蚯蚓对混合污泥土壤化学和生物学性质影响与土壤类型和蚯蚓种间差异密切相关(P0.05)。方差分析结果显示:(1)在混合污泥旱地土处理中,与对照相比,E.foetida处理的混合污泥土壤pH和Eh分别显著降低了0.22和13个单位(P0.05),有机碳和微生物量碳含量,以及过氧化氢酶,N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分别降低了22.8%、43.8%、12.4%、48.4%、44.0%和40.7%(P0.05),而荧光素二乙酸酯酶活性增加了57.4%(P0.05);A.morrisi处理的混合污泥土壤碱解氮含量、过氧化氢酶、N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶和脲酶活性分别明显下降了16.5%,12.4%、33.9%和45.5%(P0.05)。另外,两种蚯蚓相比较,E.foetida活动后混合污泥旱地土壤pH和Eh值、有机碳含量和碳氮比分别比A.morrisi活动后土壤降低0.17和10个单位、24.9%和2.26个单位,而代谢熵和荧光素二乙酸酯酶活性显著增高(P0.05)。(2)在混合污泥水稻土处理中,与对照相比,E.foetida处理的混合土壤有机碳含量和碳氮比显著提高20.9%和1.02个单位(P0.05),全钾含量和呼吸速率明显降低6.11%和33.8%(P0.05);而与对照相比,A.morrisi处理的混合土壤的速效钾含量和过氧化氢酶活性显著提高13.2%和10.8%(P0.05),但β-葡萄糖苷酶和荧光素二乙酸酯酶活性分别下降46.7%和34.4%(P0.05)。两种蚯蚓相比较,E.foetida处理后混合污泥水稻土的有机碳含量比A.morrisi处理显著增加了15.7%,碳氮比增加0.84个单位,速效钾、呼吸速率和过氧化氢酶活性减少11.4%、36.5%和5.51%(P0.05)。综上所述,蚯蚓能显著影响混合造纸污泥土壤的化学和生物学特征。蚯蚓在高有机碳和低粘粒含量旱地土壤中活动,能够加速有机碳的分解和释放,降低与土壤有机质分解和养分转化相关的酶活性和微生物量,但增加微生物总体活性;而蚯蚓在低有机碳和高粘粒含量水稻土壤中活动,则能够有助于土壤有机碳储存,对养分和微生物活性的影响相对较小。与A.morrisi相比较,E.foetida对混合污泥旱地土有机碳的分解和释放、微生物活性的提高,以及混合污泥水稻土有机碳的储存等方面的能力均较强,而对混合污泥水稻土钾素转化能力相对较弱。由于造纸污泥具有高有机碳和低养分含量特征,因此污泥农用仍需考虑按一定比例配施高养分含量有机物料。同时,进一步根据土壤类型和选择适宜的蚯蚓品种进行较长期的小区和大田试验,将能够为污泥农用提供更多科学参考。     

蚯蚓在重金属污染土壤生物修复中的应用潜力

综述了不同生态类型的蚯蚓的特性及其土壤生态功能;总结了其对土壤重金属富集和有效性的作用及影响重金属活化的机理,并指出目前相关的生物化学机理研究的不足及其未来研究方向.同时,文章针对蚯蚓在农业和环境领域的应用现状,提出其应用于重金属污染土壤的植物提取技术的可能性,在未来工作中应加强真实污染土壤室内模拟和田间试验研究,进一步探索筛选和繁育本地蚯蚓品种以及添加有机物等相关技术.     

蚯蚓对不同阔叶落叶的摄食作用

采取室内试验,研究蚯蚓对红松阔叶混交林中几种不同阔叶的摄食量及影响因素、蚯蚓在不同阔叶中的生长状况和对有机碳和全氮的影响,探讨蚯蚓在东北红松阔叶混交林阔叶分解中的作用。蚯蚓喜食枫桦、紫椴和色木槭分解落叶,不喜食水曲柳分解落叶。试验表明,温度、凋落叶种类和凋落叶的分解时间等因素影响蚯蚓摄食量的大小。蚯蚓对3种喜食分解落叶摄食量平均值为:枫桦>色木槭>紫椴。不同温度条件下蚯蚓摄食量平均值为:20℃>25℃>15℃。凋落叶分解时间越长,蚯蚓越喜食,其摄食量也越大。分解落叶的C/N比新鲜凋落叶低。蚯蚓在3种凋落叶中的日增重倍数和日排粪量随着温度的升高而增加。不同温度下蚯蚓日增重倍数的平均值为25℃>20℃>15℃。蚯蚓在紫椴凋落叶中日增重倍数高于枫桦和色木槭分解落叶,在色木槭分解落叶的摄食过程中日排粪平均值高于紫椴和枫桦凋落叶。微生物对落叶中有机碳分解40d的作用小于蚯蚓对落叶摄食20d。蚯蚓摄食20d对增加凋落叶中的全氮含量的作用大于微生物单独分解40d。在凉水国家级自然保护区,蚯蚓对阔叶凋落叶的分解占年平均凋落叶量的10.3%左右。蚯蚓在红松阔叶混交林中阔叶分解中的作用不可忽视。     

蚯蚓对秸秆还田土壤细菌生理菌群数量和酶活性的影响

在连续7a稻麦轮作系统中,通过测定作物收获后表层土壤(0-20cm)中4种细菌生理菌群数量和4种酶活性的变化,研究接种蚯蚓(Metaphire guillelmi)对秸秆(表施或混施)还田土壤的细菌生理菌群数量和酶活性的影响。试验设5个处理:对照、秸秆表施、秸秆混施、秸秆表施且接种蚯蚓、秸秆混施且接种蚯蚓。结果表明,单独秸秆还田促进了土壤氨化细菌、固氮菌、纤维素分解菌和无机磷分解菌数量增加,且土壤酶活性显著地增强;在秸秆表施方式下,接种蚯蚓使得上述4种细菌生理菌群微生物的数量增加;秸秆混施方式下,接种蚯蚓增加氨化细菌和无机磷分解菌数量,且土壤蛋白酶和蔗糖酶活性显著地增强(P0.05)。另外,蚓粪中4种细菌生理菌群微生物数量和水解酶活性都远远高于其周围土壤。在秸秆还田的作物轮作系统中,蚯蚓活动进一步增加土壤微生物数量和酶活性,对改善农田土壤肥力有着重要意义。     

蚯蚓基因组学的研究进展: 基于全基因组及线粒体基因组

蚯蚓被喻为土壤中的“生态系统工程师”, 具有高度的多样性且在全世界都有分布, 被用作土壤健康的指示生物。蚯蚓具有极强的环境适应能力, 在不断适应的过程中促进了自身基因组的进化。本文对近年来蚯蚓全基因组以及线粒体基因组的研究进展进行了综述。蚯蚓全基因组的测序、拼装和分析为研究蚯蚓生态学、污染物对蚯蚓致毒的分子机制、免疫防御的分子机制、蚯蚓再生的分子机制等奠定基础。而线粒体基因组多应用于蚯蚓分子系统发育方面的研究, 目前已有多种蚯蚓通过线粒体基因组测序完成了物种的鉴定。本文建议今后重点开展以下几方面的研究: (1)针对现有的4种蚯蚓全基因组测序结果, 进一步进行比较基因组学、进化基因组学和功能基因组学的研究。(2)完善不同种蚯蚓的基因文库和表达序列标签。(3)建立线粒体基因组、全基因组与蚯蚓物种多样性的关联分析。     

绿化废弃物资源化利用促进绿色农业循环发展

绿化废弃物资源化循环利用对树立环保理念,引领人们积极参与绿化垃圾收集、分类,提高农业绿色可持续发展和生态保护及实施"沃土工程"具有重要意义。该研究利用校园绿化产生的绿化废弃物,采用条垛发酵技术进行堆肥发酵,制成有机覆盖物和土壤改良剂,对土壤改良剂物理性质(容重、总孔隙度、持水孔隙、p H值、EC值等指标)和营养含量及土壤改良剂浸提液发芽率进行了测定。随后将土壤改良剂应用到校园试验田中进行土壤改良,并通过测定土壤改良前后大田土壤物理性质和营养含量及凤仙花和油菜生长状况对土壤改良剂进行效果评估;同时将有机覆盖物分别应用在校园树穴、校园裸土表面和花坛中进行示范,调查处理样方四个季节杂草含量及杂草抑制率进行有机覆盖物效果评价。结果表明:油菜在改良土壤中长势优于对照,土壤改良剂对土壤板结和土壤可耕性具有较好的改良效果。生长在土壤改良剂基质中的凤仙花长势不如购买基质,表明土壤改良剂不适合直接作为营养栽培基质;有机覆盖物应用在校园树穴、校园裸土表面和花坛中,对杂草具有显著抑制作用并具有很好的景观效果。此外,还对堆肥关键技术和目前绿化废弃物资源化存在的问题进行了讨论。     

两种生态类型蚯蚓几种消化酶活性比较研究

蚯蚓在有机残体转化和土壤养分循环中起着重要的作用,为明确不同生态类型蚯蚓的食性及其消化有机物质的能力,测定了表居型蚯蚓赤爱胜蚓（Eisenia fetida）和上食下居型蚯蚓威廉环毛蚓（Pheretima guillemi）肠道内纤维素酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的活性;同时还对威廉环毛蚓排泄物中蛋白酶、磷酸酶以及CO2呼吸强度与原土进行了比较,结果表明,赤爱胜蚓肠道内纤维素酶活性远远高于威廉环毛蚓,而蛋白酶和酸性及碱性磷酸酶活性显著低于威廉环毛蚓;两种蝗 蚓肠道消化酶活化的差异与赤爱胜蚓直接以植物残体为食,而威廉环毛蚓以半分解的有机残体上的微生物为食有关。根据研究结果,提出了饲养环毛 时要注意增加饵料中微生物量的观点。     

蚯蚓-秸秆及其交互作用对黑麦草修复Cu污染土壤的影响

以高沙土为供试土壤,加入Cu^2＋以模拟成：0,100,200,400mg／kgCu^2＋的Cu污染土壤,设置接种蚯蚓（E）、表施秸秆（M）,同时加入蚯蚓和秸秆（ME）及不加蚯蚓和秸秆的对照（CK）4个处理,并种植黑麦草。研究蚯蚓、秸秆相互作用对黑麦草吸收、富集铜的影响。结果表明：加入秸秆显著提高了蚯蚓的生物量,一定程度上缓解了重金属对蚯蚓的毒害,同时蚯蚓显著提高了秸秆的分解率,较无蚯蚓对照提高了58．11％～77．32％。接种蚯蚓（E,ME）还提高了土壤有效态重金属（DTPA-Cu）含量,秸秆处理（M）则降低了土壤有效态重金属含量。研究还发现,E处理促进了黑麦草地上部生长,而M和ME处理均显著提高了黑麦草地下部的生物量。E和ME处理同时提高了植物地上部和地下部的Cu浓度及Cu吸收量,M处理则只对植物的地下部Cu浓度和Cu吸收量有显著促进作用。总体来看,E处理、M处理及ME处理分别使黑麦草地上部Cu富集系数提高了31．22％～121．07％．2．12％～61．28％和25．56％～132．64％。     

生物炭对污染物的土壤环境行为影响研究进展

近年来,生物炭已成为农业、生态修复和环境保护领域的研究热点。一般认为,生物炭具有改善土壤质量、增加土壤碳汇、减少大气CO2浓度以及修复污染环境等功能。大量的生物炭施用到土壤后会改变土壤性质,影响重金属和有机污染物在土壤中的环境行为以及它们在环境中的归趋。本文就生物炭对土壤中重金属的吸附-解吸、在土壤中的形态转化、在土壤-植物系统中迁移行为、对有机污染物的吸附挥发及生物有效性进行了概述;在此基础上,扼要分析了当前生物炭应用存在的环境风险等问题,并从生物炭在土壤中的迁移转化及其归趋、生物炭的长期环境效应以及生物炭应用方向等方面进行了展望。     

草地生态系统中土壤氮素矿化影响因素的研究进展

氮素是各种植物生长和发育所需的大量营养元素之一,也是牧草从土壤吸收最多的矿质元素．土壤中的氮大部分以有机态形式存在,而植物可以直接吸收利用的是无机态氮．这些有机态氮在土壤动物和微生物的作用下。由难以被植物直接吸收利用的有机态转化为可被植物直接吸收利用的无机态的过程就是土壤氮的矿化．氮素矿化受多种因子的影响,这些因子可以归结为生物因子和非生物因子．生物因子包括：土壤动物、土壤微生物和植物种类．土壤动物可以促进土壤有机质的矿化;土壤微生物种类、结构及功能与氮的分解、矿化有密切的关系;不同的植物种类对土壤氮素的矿化作用是不相同的,一般来说。有豆科植物生长的土壤比其它种类土氮素矿化的作用大．非生物因素一般可以分为环境因子和人类活动干扰．环境因子中土壤温度和含水量对土壤氮素矿化的影响是国内外众多科学家研究的方向．尽管如此,在此方面的研究还没有取得一致意见,仍然需要进行这方面的研究,而在其他诸如：不同的土壤质地与土壤类型方面,研究报道的结论也很不一致,草地生态系统中人类活动对土壤氮素矿化的影响主要包括,不同强度的放牧,割草以及施肥、火烧强度等．非生物因子对氮素矿化的影响非常直接和明显,尤其是人类活动．本文综述了近年来影响草地生态系统土壤氮素矿化有关因素的一些进展．