蚯蚓，何以让全球粮食年增1.4亿吨？

土壤乃万物之本。人类95%的食物都来自土壤。美国土壤学家Albrecht指出，缺乏有机质、主要元素和微量矿物质的土壤会造成农作物歉收和人类健康问题。目前，全球约1/3的人口与“隐性饥饿”相伴，就是由不均衡摄入或缺乏必要微量营养素导致的营养不良，我国也面临这一挑战。

土壤动物作为土壤健康的基石和土壤功能的引擎，参与了几乎所有重要的土壤生态过程，默默支撑着地球生态系统的健康和可持续发展。其中，蚯蚓尤为重要，占土壤动物群生物量的60%，被达尔文赞誉为“在世界历史进程中起到无可替代的重要作用”的生灵。它们通过吞吐和掘穴等行为加速有机物分解，并将表层的落叶和土壤混合到深层土壤，增加植物对营养物质的吸收。

蚯蚓对整个世界粮食生产的贡献率高达25%，每年因有蚯蚓“耕作”而增产的粮食超过1.4亿吨！遗憾的是，由于其貌过于不扬，蚯蚓一直没有被重视。事实上，蚯蚓的重要性不仅在于粮食贡献，它们还从方方面面守护着土壤和人类健康。

一、勤恳耕作的“朴实农夫”
蚯蚓以土壤为家，又以土壤为食。在压实的土壤中蠕动时能形成多达800个/m2的洞穴。这些洞穴不仅增加了土壤透气性和疏松度，还促进了土壤团粒结构的形成，有效调控土壤水肥，影响土壤微生物和酶活性。蚯蚓的摄食和排泄对土壤中能量的再分配起关键作用。在热带稀树草原中，每平方米20条蚯蚓在每年摄取的总能量高达11750千焦，排出10700千焦。它们排出的粪便粒径与优质土壤团粒结构吻合，较高的孔隙度同样有助于维持土壤结构。因此，蚯蚓被认为是维持土壤结构的主力军。

图1 蚓穴（左，赵琦摄）和蚓粪（右，蒋际宝摄）

二、默默无闻的“济世良医”
土壤是一个“活的生命体”，虽然具有强大的缓冲能力，但长年高强度耕作和破坏仍会“致病”。目前，我国盐碱土总面积约15亿亩，耕地中残留200万吨塑料地膜，土壤重金属超标率为19.4%，而0~20厘米表层土壤中抗生素的平均检出率高达58%！

作为土壤的“天然医生”， 蚯蚓的活动能强烈影响土壤特性，改变土壤微生物群落结构和多样性，预防和治疗土壤问题。其独特的肠道环境：中性pH值、厌氧、有高数量/高质量的底物和本地微生物群落，是污染物降解的最佳场所。蚯蚓体内还具备有效缓解土壤重金属污染，促进抗生素、农药降解的解毒酶系统。

我们的研究发现，上海农田土壤中常见的威廉腔蚓（Metaphire guillelmi）能将四环素类抗生素的降解率提升13.7%~29.0%，同时提高全氮、有效磷和全钾含量。此外，蚯蚓还能促进洛克沙胂的降解，增强土壤砷还原和甲基化功能。在盐碱化农田土壤中，蚯蚓和真菌协同作用，降低土壤pH值，促进作物对氮素的吸收。蚯蚓还通过砂囊将大颗粒塑料磨碎，并利用微塑料降解菌降解微塑料，从而减缓土壤中抗性基因（ARGs）的扩散。

然而，蚯蚓不是金刚，当污染物超过一定阈值时，蚯蚓的生命更会受到威胁。此时，又有谁为我们的健康保驾护航？！

三、变废为宝的“回收专员”

作为生态系统重要的分解者，蚯蚓从不挑食。除了土壤，它们还会食用枯枝落叶、厨余垃圾、畜禽粪便等。蚯蚓每天能摄取约自身体重1.0~1.7倍的食物，并排出约0.5倍体重的蚓粪。由于富含营养物质且易于植物吸收利用，蚓粪被誉为“有机肥之王”。据统计，每年每亩土地的蚯蚓可消耗400吨有机废弃物，1吨粪便可以养殖60~70 kg蚯蚓，产出300~500 kg蚯蚓粪肥。

图2 正在处理牛粪的蚯蚓

我国是农业生产大国，在满足14亿人口粮食需求的同时，也产生了年产量超40亿吨的有机废弃物。尽管我国已对农作物秸秆和畜禽粪便开展综合利用，但个别地区有机废弃物的处置率仍然较低，与我国农业高质量发展的目标存在差距。因此，利用蚯蚓堆肥技术改善农业废弃物处理现状，能更好地实现农业废弃物的多元化利用和无害化效果，促进营养元素循环。

四、天然健康的“药食同源”

看过电影《流浪地球》的观众一定对“地下城的人们将蚯蚓干作为馈赠佳品”的场景印象深刻。与常见的高蛋白食物相比，蚯蚓的蛋白质含量可达54.6%~59.4%（以干物质计），约为大豆的1.55倍、鸡蛋的5倍，其氨基酸含量也远超鱼、干果和牛肝。蚯蚓体内还富含多种维生素、矿物质和微量元素。添加约5%的蚯蚓到动物饲料中，就能明显促进畜禽生长，增强免疫力，提升肉蛋品质。在我国蛋白源饲料缺乏的背景下，将蚯蚓作为蛋白原料是解决蛋白依赖的有效途径之一。

药食同源。蚯蚓作为传统中药材的使用历史也十分悠久。《神农本草经》中就已提出地龙了。但目前只有4种蚯蚓干燥体被《中华人民共和国药典》（2020年版）认可为地龙，分别是栉盲远盲蚓 （Amynthas pectinifera）、威廉腔蚓、通俗腔蚓 （Metaphire vulgaris）和参状远盲蚓 （Amynthas aspergillum）。地龙主要含有氨基酸、碱基、核苷、脂肪酸等物质，具有抗血栓、抗肿瘤、抗高血压、调节免疫、促进创面愈合等作用。此外，赤子爱胜蚓 （Eisenia foetida）的提取物——蚓激酶也被用于临床，能抑制血栓形成、改善脑缺血。

图3 参状远盲蚓（蒋际宝摄）

五、结语

截至目前，全球共有陆栖蚯蚓6000余种，我国就有706种。然而，随着工业化、城市化的发展，蚯蚓等生物的生存区域不断被压缩，生存环境愈加恶化。电捕蚯蚓事件层出不穷，导致蚯蚓等土壤动物的多样性急剧减少，进而影响土壤质量和植物健康。为获取足够的食物，农户不得不施用更多的化肥农药，这将进一步加剧对土壤的破坏，形成恶性循环。生物与自然环境间的平衡是亿万年演化的结果，既和谐又脆弱。若我们涸泽而渔，焚林而猎，最终将打破生态平衡，影响人类生存。

为保护耕地，保护农业，保护我们自己，“拯救蚯蚓”之路已开启。2022年，国家农业农村部、国家林业和草原局、国家市场监督管理总局等7个部门联合印发《关于加强野生蚯蚓保护 改善土壤生态环境的通知》。我们也与上海市长宁检察院、拼多多平台携手参与保护蚯蚓的“绿网计划”。2023年，中央一号文件 《中共中央国务院关于做好2023年全面推进乡村振兴重点工作的意见》首次提出 “严厉打击盗挖黑土、电捕蚯蚓等破坏土壤行为”。同年6月，国家林业和草原局也将利用强度大、资源消耗量高的4种蚯蚓列入《有重要生态、科学、社会价值的陆生野生动物名录》。

作为长期从事蚯蚓研究的科研人员，我们这20年来每年都会赴全国各地调查蚯蚓资源，于3500多个样点获得10万余条标本。2019年，我们建立了全国唯一的蚯蚓标本馆，将所有采集的标本保藏于此，为蚯蚓物种多样性的保护提供有力支持。同时，为打破公众对蚯蚓的刻板印象，激发公众对蚯蚓以及生态环境的重视，我们于2022年创建了科普公众号——“蚓言”，并通过海上科普讲坛、超星名师讲坛、上海新闻广播电台、上海自然博物馆等平台开展相关的科学普及。

当然，保护蚯蚓需要形成合力，长期坚持。相关部门应完善法律法规，广大公众也要增强保护生物多样性的意识。蚯蚓是隐秘而伟大的地下精灵，保护蚯蚓就是保护我们赖以生存的土地，保护我们的家园。尊重自然、顺应自然、保护自然方能守护人类的全健康！