1 活动背景
经济的高速发展, 现代社会的人们生活节奏加快, 生活垃圾产量日益增加, 其成份变得日益庞杂。这些垃圾不仅占用了大量的土地, 破坏了城市景观, 而且对人类赖以生存的环境造成了持续性的污染, 进而对人类的健康构成威胁。目前对生活垃圾的处理主要有填埋、堆肥及焚烧三种方法。特别是生活垃圾中的厨房垃圾回收利用率特低, 有用的资源没有得到合理的开发利用。
恰逢此时, 生物课上学习了蚯蚓, 从课本得知蚯蚓是常见的一种陆生环节动物, 昼伏夜出, 以土壤中的动植物碎屑、腐败有机物为食, 连同泥土一同吞入。查阅、收集相关资料后还得知蚯蚓经常在地下钻洞, 把土壤翻得疏松, 使水分和肥料易于进入而提高土壤的肥力, 有利于植物的生长, 促进农业增产;蚯蚓的身体含有大量的蛋白质和脂肪, 营养价值很高, 是优良的蛋白质饲料和食品, 是鸡、鸭喜好的“肉类”食物;蚯蚓在药物学上也占有一定的地位, 是常见的中药材, 有解热、镇痉、活络、平喘、降压和利尿等作用;蚯蚓还是很好的钓鱼虫。蚯蚓体内还可分泌出一种能分解蛋白质、脂肪和木质纤维的特殊酶, 树叶、稻草、畜禽粪便、生活垃圾、活性污泥和造纸、食品工业的下脚料等, 都可以是它的食料, 可在一定程度内消除环境污染。由于蚯蚓能够吸收土壤中的汞、铅和镉等微量金属, 因此, 有些科学家认为蚯蚓可作为土壤中重金属污染的监测动物。从这个角度来看, 用蚯蚓处理生活垃圾特别是厨房生活垃圾有着潜在实用的价值并有一定的市场前景。
本次活动就是想通过科学探究蚯蚓食性的喜好, 揭示蚯蚓处理生活垃圾的能力及其在环境监测上的重要价值。
2 活动过程
2.1 探究蚯蚓的食性
2.1.1 探究材料:
蚯蚓、生活垃圾 (如果皮、菜叶、坚果壳等生活垃圾) 、长方形透明塑料方盒、渗水透气的玻璃器皿。
2.1.2 探究过程。
(1) 认识蚯蚓:
蚯蚓生活在富含腐殖质的湿润的土壤中, 通过肌肉和刚毛的配合使身体蠕动, 昼伏夜出, 以植物的枯叶、朽根和其他有机物为食, 具有喜温怕冷热、喜湿怕浸、喜暗怕光、喜甜怕辣、喜静怕震、喜酸怕盐的生活习性。
(2) 采集蚯蚓:
采集蚯蚓的时间, 一年之中, 以春末夏初最好;一天之中, 以早晨最好, 蚯蚓大多集中在上层土壤中活动。采集蚯蚓的方法多种多样, 常用的有挖掘法、灌水法、诱捕法、光驱法。
我们采用的方法是:联系了一个钓鱼爱好者, 在他家顶楼饲养蚯蚓的窝棚里, 选择了一块湿润、疏松的泥土, 采用上述方法获取一定数量的蚯蚓。
(3) 饲养蚯蚓:取一个能用渗水透明的容器, 放入泥土, 洒水把土壤浇湿, 放入酸甜为主的食物 (如西瓜皮、西红柿、烂苹果、香蕉皮、菜叶、淘米水、米汤等) , 然后放进一定数量的蚯蚓, 盖上一块湿布, 使土壤保持湿润 (注意:春冬季节饲养盆可放在阳台的向阳避风处。温度较低时, 要将饲养盆搬进屋内。夏秋季节要把饲养盆放在阴凉通风处, 还要注意饲养的盆土, 经常给盆土喷水, 以保持盆土的潮湿性) 。
(4) 食性探究:取一个透明的长方形塑料盒, 分成完全相同大小的两格, 装上同样的泥土, 分别加入不同的食物, 放入同样数量的蚯蚓。如下图所示做对照, 每隔一周记录下蚯蚓的数量。
2.2 蚯蚓处理生活垃圾 (特别厨房生活垃圾) 的能力及其实用价值
2.2.1 活动材料:
花盆、蚯蚓、生活垃圾 (特别是厨房生活垃圾) 。
2.2.2 活动过程。
(1) 活动延伸:采用盆养的方法, 利用学校食堂丢掉的蔬菜、果商贩坏掉的水果皮核等生活垃圾, 养殖一定数量的蚯蚓, 作好数据统计。 (如下图所示)
(2) 活动拓展:依据蚯蚓处理生活垃圾的数据, 揭示蚯蚓的实用价值;了解蚯蚓与人类的关系, 合理开发利用蚯蚓, 拓展其市场前景。
3 结果与分析
3.1 探究蚯蚓的食性
1) 我们的发现:在土壤中添加的各种食物消失得很快, 土壤被搅匀了, 容器里还出现黑色小颗粒;通过对照实验 (1、2号;3、4号;5、6号各为一对照组) 后, 得出如下的数据:
2) 我们的结论。
结论1:蚯蚓食性很杂, 什么都吃, 居民家中的厨房垃圾也是它的美食。据文献资料, 蚯蚓除了玻璃、塑胶、金属和橡胶不吃, 其余如腐植质、动物粪便、土壤细菌等以及这些物质的分解产物都吃。但它的味觉灵敏, 喜甜食和酸味, 厌苦味。
结论2:蚯蚓喜欢生活在有机质丰富的土壤里, 并吃下土壤粒, 把其中的养分吸收后, 再把剩余的土粒从尾端的肛门排出, 使土壤变得肥沃;还能使土壤疏松透气。
3.2 蚯蚓处理生活垃圾 (特别是厨房生活垃圾) 的能力及其实用价值
3.2.1 蚯蚓的处理生活垃圾的能力
在2kg的泥土里加入1kg的生活垃圾, 放入200条蚯蚓, 一周左右垃圾就不见了, 而土壤中却出现了不少黑色小颗粒结成团状的蚓粪。依此计算, 一个三口之家一天产生的生活垃圾约为1kg左右, 那只要在家里养上2000条蚯蚓, 就能解决家庭的厨房垃圾, 甚至包括困扰城市居民已久的宠物粪便问题;而蚓粪可以养花, 没有异味, 既美化了环境, 又减少了垃圾排放。据报道, 2000年悉尼奥运会上, 160万条蚯蚓曾为奥运会的垃圾处理立下了汗马功劳;而在2008年的北京奥运会, 在郊区兴建一个蚯蚓处理垃圾的工厂便基本可满足奥运村生活垃圾处理的需要;兴建四到五个蚯蚓处理垃圾的工厂, 便可将全市垃圾总量减少百分之四十以上。而自然界, 一般苹果园每亩有干落叶80千克左右, 入冬前90%以上均被蚯蚓拖入土穴中, 逐渐吞食;在温带森林里, 每亩有166.7~244千克落叶, 热带森林中每亩有366.7~1000千克的落叶, 这些植物的残渣主要先由蚯蚓破碎和分解, 然后再由喜氧和厌氧的微生物分解、消化掉;在草原上, 许多枯草和牲畜粪便主要靠蚯蚓的破碎和分解。
3.2.2 蚯蚓的实用价值
1) 蚯蚓的经济价值:蚯蚓处理垃圾比填埋垃圾便宜:据浙江嘉兴春霖环保生态科技有限公司介绍, 在平湖当地每吨垃圾的处理费用在150至200元不等, 而他们用蚯蚓处理的费用在每吨80元左右。蚯蚓的营养价值如下表。
此外, 蚯蚓体内还含有丰富的维生素和B族维生素的复合体。据测定, 每100克蚯蚓体内含有维生素B10.25毫克, 维生素B22.3毫克。蚯蚓铁的含量是豆饼的10倍以上, 为鱼粉的14倍。铜的含量为鱼粉的1倍。锰的含量是豆饼和鱼粉的4~6倍。锌的含量也高于豆饼和鱼粉3倍以上。尤其对磷的利用率高达90%以上。故蚯蚓不仅是营养价值极高的蛋白质饲料, 而且还是畜禽、水产养殖补充无机盐的极好的来源, 也是垂钓者极好的钓饵。
2) 蚯蚓的治污能力:蚯蚓能分泌出许多特殊的酶类, 有着惊人的消化能力。除了利用它来处理生活垃圾外, 还利用它处理许多有机废弃物 (如城市污泥、造纸、食品工业的下脚料等) 。据测定, 用城市生活污泥直接喂养蚯蚓, 处理后的污泥, 有机物质含量降低, 氮、磷、钾等无机物分别提高了37.4%、5.1%和15.9%, PH由7.70降到7.05, 同时蚯蚓生物量增加了34.4%, 在处理污泥时可获得蚯蚓这种高蛋白动物饲料。
(注:上述结论中的部分数据来源于参考文献1、5、6、7、8)
4 初探总结及展望
实验表明, 用蚯蚓处理生活垃圾是可行的, 生活垃圾中有机质含量高达60%~70%, 完全可以作为资源来利用;而处理后的垃圾还能产生无味、无害、高效的多功能生物肥料, 用于花卉栽培及果蔬生产;繁衍增多的蚯蚓本身也有一定的经济价值——入药、高蛋白的动物饲料, 环保又绿色。
综上所述, 建立蚯蚓养殖场作为城市垃圾处理的补充系统, 解决城市环境问题, 实现垃圾处理减量化、无害化、资源化、产业化, 有着显著的环境效益和经济效益, 是城市生活垃圾处理的一个重要发展方向。
摘要：本文以蚯蚓为研究对象, 采用盆养的方法, 设计出蚯蚓喜欢吃什么食物的实验方案。通过科学探究活动, 发现蚯蚓除玻璃、塑胶、金属和橡胶不吃, 其余如剩饭剩菜、枯枝落叶、动物粪便、土壤细菌等以及这些物质的分解产物都吃, 喜欢甜食和酸味。蚯蚓可以松土、提高土壤的肥力, 有利于植物的生长;营养价值很高、可以作饲料;还可以作食品和药材, 对环境保护也有特殊作用, 对人类的益处很大。利用蚯蚓食性较杂来处理生活垃圾, 成本低, 方法简单, 促进了资源的循环利用。既能清洁、监测环境, 还有潜在应用的价值, 具有市场前景。
关键词：蚯蚓,食性,养殖,垃圾,价值
参考文献
[1] 养殖商务网.蚯蚓价值的经济意义.
[2] 中国蚯蚓网.www.lvworm.com.
[3] 中国农业在线-专题频道-蚯蚓开发.
[4] 蚯蚓处理城市生活污泥的技术研究.
[5] 蚯蚓处理城市生活垃圾的现状与趋势.
[6] 北京与奥运:“小蚯蚓”搬走奥运村“垃圾山”.
[7] 蚯蚓进军“绿色奥运”.
[8] 蚯蚓的采集和培养.人民教育出版社.
[9] 邱江平.蚯蚓及其在环境保护上的应用Ⅲ:蚯蚓在处理有机废弃物和生活污水上的应用.上海农学院学报, 2000 (1) .