蚯蚓对土壤结构的影响
摘要：本文从蚯蚓对土壤结构形成、土壤结构形态、土壤结构性质以及对土壤团聚体形成和稳定的作用、机制五个方面的影响进行了综述，重点探讨了蚯蚓对土壤团聚体形成和稳定的作用及机制。

关键词：蚯蚓土壤结构团聚体
蚯蚓属于环节动物门(Annelida) 寡毛纲(Oligochaeta) 环毛属(Pheretima)陆生动物，是分布非常广泛的土壤动物，在温带土壤无脊椎动物中，其生物量是最大的。

蚯蚓种广类多，据不完全统计，目前世界上的蚯蚓约有2500多种，我国已记录的有229种。

同时，蚯蚓也是陆地生态系统中最重要的大型土壤动物之一，被称为“生态系统工程师”。

它在生态系统中的角色一般有三种：消费者、分解者、调节者，通常认为，它作为消费者在生态系统中的地位并不重要。

蚯蚓生活在土壤中，昼伏夜出，以畜禽粪便和有机废物垃圾为食，连同泥土一同吞入，也摄食植物的茎叶等碎片。

蚯蚓可使土壤疏松、改良土壤、提高肥力，促进农业增产。

土壤结构是指初级土壤颗粒聚集成较大的具有不同起源、尺寸和形状的组合单元（土壤自然结构体或团聚体）。

土壤的基本结构单元是团聚体或自然结构体，是颗粒内或颗粒间的结合程度高于外部环绕颗粒的土壤颗粒联合体。

土壤结构由土壤孔隙和团聚体的类型及空间分布构成，并不是静态不变的，而是在持续、联合的各种作用下，其成分单元不断破坏和更新。

大气变化、人为活动以及土壤生物作用等外力作用，是土壤结构在形成过程中的关键作用力，不仅可以促进较大土壤颗粒破碎成细小的颗粒，而且可以促进小颗粒之间的黏结。

其中，土壤动物，尤其是蚯蚓，它的取食和掘穴行为形成的生物孔隙和团聚体，强烈地影响了土壤结构。

1. 蚯蚓对土壤结构形成的影响
黄福珍(1979)在早期为了了解蚯蚓对土壤结构形成的速度及不同科、属蚯蚓的加工能力，采集了北京、安徽、武汉、福建四个地区的环毛属、杜拉属和异唇属蚯蚓进行了研究，研究结果表明：四个地区的蚯蚓，除异唇属外，每天形成土壤团聚体的重量为蚯蚓本身体重的1.3倍至2.9倍，平均可达本身体重的1.7倍左右。

因此土壤中蚯蚓的群体，假如每亩增加到10万条，一年内加工形成的团聚体，即可达5-6万斤，相当于一寸土层全部通过蚯蚓加工改造。

野外观察也表明，在田间自然条件下，当环境适宜时，蚯蚓加工的速度还要快得多。

例如汉江冲积平原，在一次淹水淤积90多厘米的泥沙后，经过不到一年时间，蚯蚓在淤积层形成的团聚体，已占土体的30%左右。

可见蚯蚓虽是微小的土壤动物，但它像“微型的改土车间”，对土壤结构形成的促进速度是非常惊人的。

2. 蚯蚓对土壤结构形态的影响
2.1 对土壤结构粒径及外部形态的影响
从黄福珍(1979)的研究中得出，蚯蚓从出茧至发育成熟的过程中，在土壤中形成各种粒径的团聚体。

蚯蚓在出茧后即开始吞食土壤，并形成小于0.15mm的微团聚体；10天后体重长至11-26mg，此时形成的微团聚体的粒径多在0.15-0.25mm之间；生长至一个月，微团聚体的粒径逐渐增大到0.5mm之内。

这些团聚体的形态，不管粒径大小，即使小至0.15mm，都具有一个共同的特征，即均
呈有规则的卵圆、椭圆或长圆形的形态，并具有疏松、绵软、孔隙多、水稳性较强的优点；而非蚯蚓形成的团聚体的结构形态，多呈不规则的小棱块状、碎块状、带棱角的小核粒状，表面凹凸不平，棱角多，较坚实，但在水中又易分散。

这些非蚯蚓形成的团聚体经蚯蚓活动的处理，除有上述形态的结构外，还有大量有规则的卵圆、椭圆和长圆形的团聚体出现。

2.2 对土壤结构内部形态的影响
研究表明，蚯蚓形成的团聚体内，有大量小黑点分布其中，这说明土粒的团聚有许多有机质参加，而且每一个团聚体都由许多微团聚体聚合而成。

在团聚体内，除了有很多细小的孔隙散布其中，团聚体之间还有形态不规则的较大的孔隙，因而团聚体内以及团聚体之间的联结也较疏松，构成一个有机-无机结合，既稳固又疏松的优良结构体系。

3. 对土壤结构性质的影响
蚯蚓活动对土壤结构性质的影响，主要表现在对土壤结构的多孔性、水稳性以及结构体内有机无机复合体的影响。

研究表明，蚯蚓形成的团聚体，一般具有较高的水稳性，且粒径小的水稳性比粒径大的高，而非蚯蚓形成的团聚体，其水稳性就不如蚯蚓形成的团聚体，这就说明蚯蚓对提高土壤结构的水稳性有着明显的作用。

通过蚯蚓加工的土壤与未经蚯蚓加工的土壤比较研究中发现，蚯蚓形成的团聚体内，有机胶体显著增加。

在蚯蚓消化系统的分解、转化和混合的过程中，多糖类的有机胶体、蛋白质及腐殖酸已和粘土矿物紧密结合，构成高度融合的有机无机复合体，而且这些有机无机胶体与粘土矿物紧密结合。

而为经蚯蚓加工的土壤，粘土矿物表面呈现光洁状态，只有局部吸附一些球状胶体，有机无机复合度很差。

这也充分说明了，蚯蚓在这方面的特殊作用。

4. 蚯蚓对土壤团聚体形成和稳定的作用
4.1 直接作用
很多研究表明，蚯蚓对于大团聚体内部稳定的微团聚体的形成有重要的作用(Jongmans,2001；Bossuyt,2004)。

Sculliona(2000)研究表明，蚯蚓的加入使得土壤的稳定性团聚体增加。

Scullion和Malik(2000)的研究结果也表明，蚯蚓对严重退化的土壤团聚体的稳定性具有很明显的改善作用。

由于蚯蚓提高团聚体结构的稳定性的机制受到多种因素的影响，至今尚未有很好的理解，而蚯蚓和微型土壤节肢动物的粪便在土壤团聚体形成中有重要的作用(Lee,1991)，所以，迄今为止，更多的研究均集中在蚓粪结构上。

蚯蚓的排粪量是惊人的，在温带土壤中，每年每公顷可达75-250公顷，而在热带稀树草原的数值为1200吨，估计那里的食土蚯蚓每天食土量是其自身重量的5-36倍(Edwards,1977：Lee,1985)。

蚓粪能加强土壤的团聚性、结构稳定性以及抗张强度等。

总之，大量的蚓粪不仅增加了土壤中的团聚体数量，还增加了其稳定性(Scullion and Malik,2000)，且干燥的蚓粪比原土具有更高的水水稳性(Blanchart,1992)。

4.2 间接作用
蚯蚓对土壤团聚体形成和稳定的间接作用包括两个方面，其一是影响土壤微生物；其二是影响土壤有机质。

微生物在土壤团聚体结构形成和稳定中具有决定作用，蚯蚓通过影响土壤有机碳的活性和分布，以及土壤微生物数量活性和群落结构来间接影响土壤团聚体的形成与稳定。

微生物在土壤团聚体形成的作用主要有两个方面：(1) 微生物，主要是真菌和放线菌，借助他们的菌丝将土壤颗粒彼此机械的胶结在一起，从而形成团聚体结构；(2) 依靠微生物的代谢产物，
如多糖等，和其他有机质对土壤颗粒的胶结作用而形成稳定性团聚体。

Brave发现，直径小于0.05mm团聚体的数量与有机质的含量相关系数较大。

章明奎(1997)对紫色土、红壤水稳性团聚体研究时发现，水稳性团聚体数量与稳定性均和土壤有机质含量呈正相关。

蚯蚓粪便的有机质含量高达40% 以上，氮、磷、钾分布均匀，还有硼、钙、镁、铁、钼等多种微量元素。

蚯蚓粪便呈现团粒结构，保水保肥能力尤佳。

此外，蚯蚓体内含有某种难得的转化酶类，能起酸碱中和作用，使偏酸或偏碱土转化为肥沃的中性土。

4.3 影响机制
蚓粪团聚体结构的稳定性受到许多因素的制约，如蚯蚓的种类、土壤性质、有机质类型等。

通常认为，由于混合、挤压及粘蛋白、粘多糖对土壤颗粒的胶结作用，使经过蚯蚓肠道后的蚓粪比原土具有更高的稳定性(Tisdall,1982)。

研究表明，除了蚯蚓自己以及肠道中微生物产生的粘多糖外，富含碳水化合物的植物残体也是蚓粪稳定性的主要原因（Colombia,1996）。

还有研究者认为，在通过蚯蚓肠道的时候，微团聚体形成一个有机质的核心，一旦这些有机无机复合体被作为蚓粪排泄出来，由于受到挤压说分损失，有机和无机组分之间的联系加强，从而提高了蚓粪的稳定性。

总之，土壤微生物、土壤有机质和土壤团聚体之间存在着相互的关联。

蚯蚓活动对三者都有很大的影响。