论蚯蚓在土壤肥力中的作用*

黄 福 珍(中国科学院西北生物土壤研究所)

蚯蚓对土壤肥力的作用，很早就已引起人们的注意。达尔文则对蚯蚓在土壤中的活动，作了长期精心的研究，同时(1889年)对蚯蚓在土壤的上下搬动、混合和改良中的作用，给予很高的评价。г.н.Высоцkий(1898年)等对蚯蚓在成土过程中的作用作了卓越的研究。然而这些见解长期以来仍然停留于一般概念。因而蚯蚓作为一项提高肥力的重要因素，直到现在还没有被人们有意识地加以利用。

近年来，国外开始注意这一工作，如вагет、Meyer、А.и. вcuий, пoHOmapeaa, O. B.чeaнoBChaя等。但在肥力方面，尚多处于初始阶段，而国内在达方面的工作则很少。1958年通过许多丰产土壤的研究，发现大量蚯蚓粪粒的存在，对作物的增产表现出巨大的影响。这促使我们注意蚯蚓对土壤肥力的作用，并考虑是否可以通过蚯蚓的生命活动，改善土壤的理化性质，提高土壤肥力。为此我们进行了一些有关的试验。

全部试验共分室内及田间二部分。室内试验采用玻璃培养皿及盆钵，分别进行结构形成速度、矿物分解及机械组成演变、微团聚体复合、营养物质的增长和保蓄,土壤反应的变化以及作物增产效果等的观察、测定。田间部分除小区试验外，着重进行综合调查和观测。

供试蚯蚓采用我国分布最广的环毛属（Pheretima）蚯蚓标本采自北京动物园旱作耕地及京郊菜园地。供试土壤为北京郊区轻壤质浅色草甸土及重壤质潮土，以及江西、湖北的部分红壤及黄棕壤等。结构形成的测定方法:预先使蚯蚓吸食糊状滤纸，排出体内土壤。然后放入500毫升装土的培养皿，每天定时取出，移入新皿，并用人工细心检净排出的粪粒，筛分并称重。水稳性测定按维诺夫法，机械组成采用吸管法，微团聚体按卡庆斯基法，硝态氮用酚二磺酸法，其他测定均按常法进行。

一、蚯蚓活动对加速结构形成，促进土肥相融的作用

根据表1的测定结果表明，平均每昼夜，经过蚯蚓肠道磨过的土壤，相当于蚯蚓本身体重的2-3倍。而这些土壤排出体外后，由于经受肠道及肛门的挤压，大多呈粒径0.5-3毫米的椭圆形及卵圆形的结构状态，

表1 蚯蚓活动对土壤结构形成的影响*

*为三次重复，15天测定结果的平均值。

或粘结成团块状。其中尤以粒径1-2毫米的数量占优势，同时随着蚯蚓体重的增加，结构的粒径也表现相应增大。为了进一步了解蚯蚓活动对结构形成的速度。我们在一组盆钵中，分别装入通过0.25毫米的土壤10斤，施入有机肥料，并分为加入蚯蚓(4条)、种植苜蓿和对照三种处理，重复二次，经过不同时间进行测定。从表2结果可以看出，经过二个月后，蚯蚓活动的土壤，粒径0.5-3毫米的结构，达到土体总量的14.6%，

表2 蚯蚓活动对土壤结构形戍的速度及其水稳性的影响

比不加蚯蚓的对照增加19倍以上，而比种植一年苜蓿的还提高3.5倍。其中粪粒结构的水稳性，达到54%，比对照增加3.6倍，比种苜蓿草还提高2.5倍。根据北京郊区及湖北的田间观察表明，在每平方米有50-70条蚯蚓的土壤中，一年内产生的结构状粪粒可占土体的15-18% 。这就说明了蚯蚓虽然是很微小的动物，但是由于它的数量众多，以及不断而强盛的吞食能力，因此对土壤结构形成的作用是十分惊人的。

蚯蚓活动除了加速土壤结构形成以外，当土壤和有机肥料、植物残体及腐殖质一起，在其胃肠消化过程中，由于受到不断研磨搅拌和消化液及酶的浸渍、溶解等一系列机械的和生物化学的作用，一方面促使土壤矿物颗粒分解，加速养分释放，并使土壤粘粒显著增加;另方面又将被消化分解的有机和无机胶体充分混合，使土、肥紧密结合，达到高度融和的程度。从北京轻壤质浅色草甸上及重壤质潮土中粪粒和原土机械组成的分析(表3)表明，粪粒中粒径0.25—0.05毫米的细砂，分别比原土减少43.8%和47.3%。而小于

表3 蚯蚓活动对土壤机械组成的影响

0.01毫米的粘粒则显著增加，轻壤比原土提高35.1%,重壤则增加17.4%。另从细砂(0.25-0.05毫米)和粉粒(0.05-0.01毫米)的比率变化可以看出，前者由原来的1:3.2增加到1:5.9，而重壤由1:1.6提高到1:3.6。充分说明蚯蚓具有细碎土壤矿物颗粒的作用。这与зражевсий对森林土壤的试验结果大体相吻合。此外从表3还可以看出，粪粒中小于0.01毫米的颗粒，分别比原来土壤增加29.6%,重壤增加9.6%。根据А.ф.丘林的见解，认为土壤中大部分腐殖质是以有机矿质胶膜的形态与小于0.01毫米的矿粒表面相结合。而且只有小于0.01毫米的次生粘土矿物，才具有牢固地固定腐殖质的能力。因而粪粒中粘土矿物的增加，就为有机无机复合体的紧密结合创造了有利的先决条件。

再从表4微团聚体、腐殖质含量的分析结果可以看出，粪粒中0.01—0.005毫米微团聚体的腐殖质含量比原土增高32.9%。而小于0.005毫米，腐殖质含量比原土增加40.8%。这就充分表明，粪粒中土肥相融的程度大大高于原来土壤，而其融和速度也比人工培肥过程更为迅速而彻底。

表4 蚯蚓活动对土壤微团聚体腐殖质含量的影响

二、蚯蚓活动对提高植物营养、增强 保肥能力的作用

蚯蚓在土壤中，由于本身生命活动的需要，必需从地表及土中摄取大量有机物质。这些腐解或半腐解的物质，经过砂囊和胃肠的消化、分解。极大部分变成高度分散的有机溶胶，并使复杂的有机化合物，迅速转化为简单而易效性的营养物质。根据表5结果可以看出，在施用有机肥料的盆钵中，经过二个月后，被蚯蚓消化形成的粪粒，比自然分解的对照，土壤腐殖质及营养元素的含量，均有了显著的增加。前者由1.4%增加到1.91%，比对照提高36.4%，含氮增加38.2%，

表5 蚯蚓活动对土壤营养物质含量的影响

水解氮则高达86.3%。其他速效磷、钾和盐基代换能力，也大幅度的提高。营养物质的迅速增长表明，通过蚯蚓的消化过程，大大加速物质的转化速度。加以蚯蚓具有提高土壤有机矿质胶体和水稳性结构的能力。因而大大改善土壤的吸收性能及土壤溶液和固相的交换反应。

三、蚯蚓活动对土壤反应及微生物活性的影响

土壤反应是影响肥力的重要因素，试验表明，蚯蚓活动具有改善并中和土壤反应的能力。从表6结果证明，经过蚯蚓消化后，红壤的pH值由5.20提高6.71，黄棕壤由6.10增加到6.94；而碱性土壤则反之，褐色土和浅色草甸土粪粒的pH植，分别由原土的8.20和8.40下降到7.90,这一作用，显然与蚯蚓本身的生理机能有关。根据达尔文的研究证明，蚯蚓体内具有数对功能旺盛的石灰腺体和碱性分泌腺。这对中和土壤酸度显然具有巨大的作用。但碱性土壤pH值下降的原因，是否与蚯蚓肠腺的吸收或有机酸的影响有关，尚不明了。土壤反应的改善，直接对作物的生理机能、土壤中物质的交换、尤其对土壤微生物的活性，表现出良好的影响。从表7结果可以看出，通过蚯蚓肠道加工后，土壤中微生物区系和生理的数量显著增长。

表6 蚯蚓活动对土壤反应的影响

表7蚯蚓活动对土壤微生物数量变化的影响（千/克土）

其中红壤粪粒的细菌数量比原土增加2.8倍，京郊菜园土粪粒的细菌量也比对照提高2.2倍。特别是硝化细菌和纤维分解细菌的活性大为增强。赫蒙斯曾经指出，蚯蚓肠道中含有大量分解纤维的细菌和硝化微生物。这也表明，蚯蚓活动本身，一方面既给土壤接种细菌，另方面又改善土壤的反应和生活环境，为微生物的

旺盛繁育，创造有利条什;并显著地提高土壤微生物的活性和生物化学功能。

四、蚯蚓活动对作物增产的效果

由于蚯蚓活动的结果，大大改善土壤中水、肥、气、热状况，从而为作物增产创造了十分有利的生育条件。从表8的结果表明，在盆栽条件下，每盆分别加入三条和六条蚯蚓，小麦的产量分别比对照增加31.9%和58.1%。田间试验也有类似结果。在每平方米加入10条和45条蚯蚓的土壤中，谷子产量分别对照增产3.7%和23.0%，同时随着虫蚯蚓数量的增加，作物的增产也表现愈加显著。

表8蚯蚓活动对作物产量的影响

根据上述讨论，充分表明蚯蚓对土壤肥力的作用，是极其全面、迅速而深刻的，它既加速土壤结构形成，又能促进土肥相融。既加速物质转化，又提高植物营养。同时在其生命活动过程中，既能中和土壤反应，改善生育环境，并能显著提高微生物活性。迅速提高土壤肥力，从而大幅度地促进作物增产。这样一个巨大的生物动力资源，应给予足够的重视，继续深入研究，以便在生产实践中有意识的加以利用。同时必须指出，蚯蚓作为一个生物有机体，由于它们本身品种的复杂性及与环境条件的相互关系，在不同地区的不同土壤和气候条件下，它们的活动能力和作用强度是不一样的。应该由土壤、生物科学及生产工作者共同努力，结合地区条件，全面深入的开展研究，以便在提高我国农业生产的斗争中，充分发挥它的作用。

黄 福 珍(中国科学院西北生物土壤研究所)

蚯蚓对土壤肥力的作用，很早就已引起人们的注意。达尔文则对蚯蚓在土壤中的活动，作了长期精心的研究，同时(1889年)对蚯蚓在土壤的上下搬动、混合和改良中的作用，给予很高的评价。г.н.Высоцkий(1898年)等对蚯蚓在成土过程中的作用作了卓越的研究。然而这些见解长期以来仍然停留于一般概念。因而蚯蚓作为一项提高肥力的重要因素，直到现在还没有被人们有意识地加以利用。

近年来，国外开始注意这一工作，如вагет、Meyer、А.и. вcuий, пoHOmapeaa, O. B.чeaнoBChaя等。但在肥力方面，尚多处于初始阶段，而国内在达方面的工作则很少。1958年通过许多丰产土壤的研究，发现大量蚯蚓粪粒的存在，对作物的增产表现出巨大的影响。这促使我们注意蚯蚓对土壤肥力的作用，并考虑是否可以通过蚯蚓的生命活动，改善土壤的理化性质，提高土壤肥力。为此我们进行了一些有关的试验。

全部试验共分室内及田间二部分。室内试验采用玻璃培养皿及盆钵，分别进行结构形成速度、矿物分解及机械组成演变、微团聚体复合、营养物质的增长和保蓄,土壤反应的变化以及作物增产效果等的观察、测定。田间部分除小区试验外，着重进行综合调查和观测。

供试蚯蚓采用我国分布最广的环毛属（Pheretima）蚯蚓标本采自北京动物园旱作耕地及京郊菜园地。供试土壤为北京郊区轻壤质浅色草甸土及重壤质潮土，以及江西、湖北的部分红壤及黄棕壤等。结构形成的测定方法:预先使蚯蚓吸食糊状滤纸，排出体内土壤。然后放入500毫升装土的培养皿，每天定时取出，移入新皿，并用人工细心检净排出的粪粒，筛分并称重。水稳性测定按维诺夫法，机械组成采用吸管法，微团聚体按卡庆斯基法，硝态氮用酚二磺酸法，其他测定均按常法进行。

一、蚯蚓活动对加速结构形成，促进土肥相融的作用

根据表1的测定结果表明，平均每昼夜，经过蚯蚓肠道磨过的土壤，相当于蚯蚓本身体重的2-3倍。而这些土壤排出体外后，由于经受肠道及肛门的挤压，大多呈粒径0.5-3毫米的椭圆形及卵圆形的结构状态，

表1 蚯蚓活动对土壤结构形成的影响*

*为三次重复，15天测定结果的平均值。

或粘结成团块状。其中尤以粒径1-2毫米的数量占优势，同时随着蚯蚓体重的增加，结构的粒径也表现相应增大。为了进一步了解蚯蚓活动对结构形成的速度。我们在一组盆钵中，分别装入通过0.25毫米的土壤10斤，施入有机肥料，并分为加入蚯蚓(4条)、种植苜蓿和对照三种处理，重复二次，经过不同时间进行测定。从表2结果可以看出，经过二个月后，蚯蚓活动的土壤，粒径0.5-3毫米的结构，达到土体总量的14.6%，

表2 蚯蚓活动对土壤结构形戍的速度及其水稳性的影响

比不加蚯蚓的对照增加19倍以上，而比种植一年苜蓿的还提高3.5倍。其中粪粒结构的水稳性，达到54%，比对照增加3.6倍，比种苜蓿草还提高2.5倍。根据北京郊区及湖北的田间观察表明，在每平方米有50-70条蚯蚓的土壤中，一年内产生的结构状粪粒可占土体的15-18% 。这就说明了蚯蚓虽然是很微小的动物，但是由于它的数量众多，以及不断而强盛的吞食能力，因此对土壤结构形成的作用是十分惊人的。

蚯蚓活动除了加速土壤结构形成以外，当土壤和有机肥料、植物残体及腐殖质一起，在其胃肠消化过程中，由于受到不断研磨搅拌和消化液及酶的浸渍、溶解等一系列机械的和生物化学的作用，一方面促使土壤矿物颗粒分解，加速养分释放，并使土壤粘粒显著增加;另方面又将被消化分解的有机和无机胶体充分混合，使土、肥紧密结合，达到高度融和的程度。从北京轻壤质浅色草甸上及重壤质潮土中粪粒和原土机械组成的分析(表3)表明，粪粒中粒径0.25—0.05毫米的细砂，分别比原土减少43.8%和47.3%。而小于

表3 蚯蚓活动对土壤机械组成的影响

0.01毫米的粘粒则显著增加，轻壤比原土提高35.1%,重壤则增加17.4%。另从细砂(0.25-0.05毫米)和粉粒(0.05-0.01毫米)的比率变化可以看出，前者由原来的1:3.2增加到1:5.9，而重壤由1:1.6提高到1:3.6。充分说明蚯蚓具有细碎土壤矿物颗粒的作用。这与зражевсий对森林土壤的试验结果大体相吻合。此外从表3还可以看出，粪粒中小于0.01毫米的颗粒，分别比原来土壤增加29.6%,重壤增加9.6%。根据А.ф.丘林的见解，认为土壤中大部分腐殖质是以有机矿质胶膜的形态与小于0.01毫米的矿粒表面相结合。而且只有小于0.01毫米的次生粘土矿物，才具有牢固地固定腐殖质的能力。因而粪粒中粘土矿物的增加，就为有机无机复合体的紧密结合创造了有利的先决条件。

再从表4微团聚体、腐殖质含量的分析结果可以看出，粪粒中0.01—0.005毫米微团聚体的腐殖质含量比原土增高32.9%。而小于0.005毫米，腐殖质含量比原土增加40.8%。这就充分表明，粪粒中土肥相融的程度大大高于原来土壤，而其融和速度也比人工培肥过程更为迅速而彻底。

表4 蚯蚓活动对土壤微团聚体腐殖质含量的影响

二、蚯蚓活动对提高植物营养、增强 保肥能力的作用

蚯蚓在土壤中，由于本身生命活动的需要，必需从地表及土中摄取大量有机物质。这些腐解或半腐解的物质，经过砂囊和胃肠的消化、分解。极大部分变成高度分散的有机溶胶，并使复杂的有机化合物，迅速转化为简单而易效性的营养物质。根据表5结果可以看出，在施用有机肥料的盆钵中，经过二个月后，被蚯蚓消化形成的粪粒，比自然分解的对照，土壤腐殖质及营养元素的含量，均有了显著的增加。前者由1.4%增加到1.91%，比对照提高36.4%，含氮增加38.2%，

表5 蚯蚓活动对土壤营养物质含量的影响

水解氮则高达86.3%。其他速效磷、钾和盐基代换能力，也大幅度的提高。营养物质的迅速增长表明，通过蚯蚓的消化过程，大大加速物质的转化速度。加以蚯蚓具有提高土壤有机矿质胶体和水稳性结构的能力。因而大大改善土壤的吸收性能及土壤溶液和固相的交换反应。

三、蚯蚓活动对土壤反应及微生物活性的影响

土壤反应是影响肥力的重要因素，试验表明，蚯蚓活动具有改善并中和土壤反应的能力。从表6结果证明，经过蚯蚓消化后，红壤的pH值由5.20提高6.71，黄棕壤由6.10增加到6.94；而碱性土壤则反之，褐色土和浅色草甸土粪粒的pH植，分别由原土的8.20和8.40下降到7.90,这一作用，显然与蚯蚓本身的生理机能有关。根据达尔文的研究证明，蚯蚓体内具有数对功能旺盛的石灰腺体和碱性分泌腺。这对中和土壤酸度显然具有巨大的作用。但碱性土壤pH值下降的原因，是否与蚯蚓肠腺的吸收或有机酸的影响有关，尚不明了。土壤反应的改善，直接对作物的生理机能、土壤中物质的交换、尤其对土壤微生物的活性，表现出良好的影响。从表7结果可以看出，通过蚯蚓肠道加工后，土壤中微生物区系和生理的数量显著增长。

表6 蚯蚓活动对土壤反应的影响

表7蚯蚓活动对土壤微生物数量变化的影响（千/克土）

其中红壤粪粒的细菌数量比原土增加2.8倍，京郊菜园土粪粒的细菌量也比对照提高2.2倍。特别是硝化细菌和纤维分解细菌的活性大为增强。赫蒙斯曾经指出，蚯蚓肠道中含有大量分解纤维的细菌和硝化微生物。这也表明，蚯蚓活动本身，一方面既给土壤接种细菌，另方面又改善土壤的反应和生活环境，为微生物的

旺盛繁育，创造有利条什;并显著地提高土壤微生物的活性和生物化学功能。

四、蚯蚓活动对作物增产的效果

由于蚯蚓活动的结果，大大改善土壤中水、肥、气、热状况，从而为作物增产创造了十分有利的生育条件。从表8的结果表明，在盆栽条件下，每盆分别加入三条和六条蚯蚓，小麦的产量分别比对照增加31.9%和58.1%。田间试验也有类似结果。在每平方米加入10条和45条蚯蚓的土壤中，谷子产量分别对照增产3.7%和23.0%，同时随着虫蚯蚓数量的增加，作物的增产也表现愈加显著。

表8蚯蚓活动对作物产量的影响

根据上述讨论，充分表明蚯蚓对土壤肥力的作用，是极其全面、迅速而深刻的，它既加速土壤结构形成，又能促进土肥相融。既加速物质转化，又提高植物营养。同时在其生命活动过程中，既能中和土壤反应，改善生育环境，并能显著提高微生物活性。迅速提高土壤肥力，从而大幅度地促进作物增产。这样一个巨大的生物动力资源，应给予足够的重视，继续深入研究，以便在生产实践中有意识的加以利用。同时必须指出，蚯蚓作为一个生物有机体，由于它们本身品种的复杂性及与环境条件的相互关系，在不同地区的不同土壤和气候条件下，它们的活动能力和作用强度是不一样的。应该由土壤、生物科学及生产工作者共同努力，结合地区条件，全面深入的开展研究，以便在提高我国农业生产的斗争中，充分发挥它的作用。