畜禽粪便含有大量未消化的蛋白质和粗脂肪，但在畜禽饲料中添加的抗生素、微量元素、药物等都会在畜禽粪便中有残留。蚯蚓食性复杂，可以处理畜禽粪污，降低其对环境的污染，因此许多国家都在进行蚯蚓养殖。在牛粪中添加硒元素(Se),使蚯蚓在处理牛粪的同时也能富硒，不仅将牛粪资源化利用，降低环境污染，还能开发富硒蚯蚓及蚓粪，实现资源循环化利用[1]。硒是人和动物生长发育必需的微量元素，对维持机体健康如降低死亡率、抗氧化、抗癌等有着重要作用。缺硒会引起家禽患白肌病，人类患克山病、大骨节病。硒分为无机硒和有机硒2种，无机硒包括亚硒酸钠(Na2SeO3)、二氧化硒(SeO2)等，具有毒性较强、不易吸收富集、价格便宜等特点。有机硒包括富硒酵母、游离态硒氨基酸等，具有毒性低、转化率高、活性高、易富集等优点。目前很多学者就生物体富集硒进行了研究，如肉鸡富硒[2]、蚯蚓富硒[3]等，这些研究都表明动物体富硒具有良好的效果。

本试验在半发酵牛粪中添加两种硒元素进行蚯蚓养殖，探究硒元素对蚯蚓和蚓粪的影响，筛选富硒蚯蚓的养殖浓度及复合硒比例，提升蚯蚓富硒效果，同时探讨硒元素对牛粪中重金属的影响，以期实现富硒蚯蚓低成本、高效益的规模化养殖和牛粪的资源化利用。

1、试验动物与试验材料

1.1试验动物

试验动物为“太平二号”蚯蚓，取自内蒙古正时蚯蚓养殖基地。

1.2试验材料

奶牛粪便经半发酵后做蚯蚓养殖基料。牛粪基料的营养成分见表1。

表1 养殖基料养分含量

1.3试验方法

试验共分为6组，分别为CON组、SS组、SY组、混合Ⅰ组(SY∶SS =1∶1)、混合Ⅱ组(SY∶SS=2∶1)、混合Ⅲ组(SY∶SS=4∶1),每组设置6个重复，每个重复接种50条蚯蚓。预试期7 d,正试期30 d,蚯蚓养殖期间保证养殖环境的温度并每天喷水保持牛粪基料的湿度。

试验中所用亚硒酸钠(SS)为100%分析纯，硒含量为45.65%;富硒酵母(SY)硒含量2 000 mg·kg-1。试验中硒含量与浓度均按试剂中的实际硒元素含量计算。

1.4测定项目及方法

总抗氧化能力(T-AOC):比色法；总蛋白(TP):考马斯亮蓝法；谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、谷胱甘肽磷脂过氧化物酶(PHGPx)、超氧化物岐化酶(SOD):酶联免疫分析；过氧化氢酶(CAT):可见光法；蚯蚓蚓体铜(Cu)、砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、硒(Se):ICP-MS法。试剂盒购自南京建成生物工程研究所，具体操作按照试剂盒说明书进行。

1.5数据处理

数据经过Excel整理，用SPSS 17.0进行方差分析，试验结果采用“x¯±sx¯±s”形式，P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著。

2、结果与分析

2.1蚯蚓蚓体重金属含量

2.1.1蚓体的铜含量

由图1A可知，对照组铜含量显著高于各试验组(P<0.05)。试验组中根据铜含量依次是SY组>混合Ⅲ组>SS组>混合Ⅰ组>混合Ⅱ组，其中，SY组显著高于其它试验组(P<0.05),混合Ⅱ组与混合Ⅰ组差异不显著(P>0.05),但显著低于其它各试验组(P<0.05)。

2.1.2蚓体的砷含量

由图1B可以看出，CON组砷含量最高，且显著高于SS组、混合Ⅰ组、混合Ⅱ组(P<0.05),与SY组和混合Ⅲ组差异不显著(P>0.05)。试验组中，SY组砷含量显著高于SS组和混合Ⅱ组(P<0.05),SS组、混合Ⅰ组、混合Ⅱ组、混合Ⅲ组之间差异不显著(P>0.05)。

2.1.3蚓体的镉含量

由图1C可知，CON组镉含量显著低于各试验组(P<0.05),SY组、SS组镉含量显著高于混合Ⅲ组(P<0.05),SY组、SS组、混合Ⅰ组、混合Ⅱ组之间差异不显著(P>0.05)。

2.1.4硒对蚯蚓蚓体铬含量的影响

由图1D可以看出，CON组铬含量显著高于各试验组(P<0.05)。试验组中，混合Ⅲ组显著高于其它试验组(P<0.05),SY组、SS组显著高于混合Ⅰ组和混合Ⅱ组(P<0.05),SY组与SS组差异不显著(P>0.05),混合Ⅰ组和混合Ⅱ组差异不显著(P>0.05)。

2.2蚯蚓的抗氧化酶活性

蚯蚓的抗氧化酶活性见表2。SOD活性依次为混合Ⅲ>混合Ⅰ>SY>混合Ⅱ>SS>CON,混合Ⅲ组与混合Ⅰ组差异不显著，CON组最低(P<0.01)。GSH-Px活性SY组最高，与混合Ⅲ组差异不显著(P>0.05),但极显著高于其他各组(P<0.01),对照组的GSH-Px活性最低。PHGPX活性SY组最高，混合Ⅲ组次之，CON组最低，几组间差异极显著(P<0.01),SS组、混合Ⅰ组和混合Ⅱ组差异不显著(P>0.05),极显著高于对照组(P<0.01)。T-AOC活性混合Ⅰ组极显著高于其他各组(P<0.01),其他各处理组间差异不显著。CAT活性依次为混合Ⅰ>混合Ⅱ>CON>SS>混合Ⅲ>SY,混合Ⅰ组极显著高于其余各组(P<0.01),SS、SY与混合Ⅲ组间差异不显著(P>0.05)。总蛋白含量各处理组与对照组之间差异不显著(P>0.05)。

2.3蚓粪中的硒及重金属含量

2.3.1蚓粪的硒含量

由图2A可以看出，CON组蚓粪中硒含量显著低于各试验组(P<0.05)。试验组中混合Ⅰ组蚓粪硒含量显著高于SS组和混合Ⅱ组(P<0.05),与SY组、混合Ⅲ组差异不显著(P>0.05)。SS组蚓粪中硒含量最低，与SY组、混合Ⅰ组、混合Ⅲ组差异显著(P<0.05),与混合Ⅱ组差异不显著(P>0.05)。SY组、混合Ⅱ组、混合Ⅲ组蚓粪硒含量居中，3组之间差异不显著(P>0.05)。

2.3.2蚓粪的铜含量

由图2B可以看出，混合Ⅰ组粪中铜含量最高，显著高于CON组、SY组、SS组、混合Ⅱ组(P<0.05),与混合Ⅲ组差异不显著(P>0.05)。SS组、混合Ⅱ组含量最低，显著低于混合Ⅰ组合混合Ⅲ组(P<0.05),与CON组、SY组差异不显著(P>0.05)。CON组、SY组和混合Ⅲ组差异不显著(P>0.05)。

2.3.3蚓粪的砷含量

由图2C可知，SS组蚓粪中砷含量最高，显著高于其它各组(P<0.05),混合Ⅲ组砷含量居于第二，显著高于CON组、SY组、混合Ⅰ组以及混合Ⅱ组(P<0.05)。

2.3.4蚓粪的铬含量

由图2D可以看出，各组蚓粪中铬含量均有差异，含量由高到低依次为混合Ⅲ组>SY组>混合Ⅰ组>CON组>混合Ⅱ组>SS组。其中，CON组、SS组、混合Ⅱ组之间差异不显著(P>0.05),其余各组之间均差异显著(P<0.05)。

2.3.5蚓粪的镉含量

各组蚓粪中均未检出镉。

3、讨 论

3.1混合硒对蚯蚓重金属富集的影响

蚯蚓喜食畜禽粪便，并且能在重金属浓度不高的环境中生存，并且能够富集一部分重金属到蚓体中。黄炜等[4]研究发现，蚯蚓能富集猪粪中的Cu、Cr、Cd、As等重金属元素。邢宇翚等[5]研究发现，蚯蚓蚓体能富集牛粪中的Cd、Cr、Pb等。王凯[6]将蚯蚓放在不同浓度的硒与锑的土壤中，硒与锑(Sb)同时被蚯蚓富集到体内时，其在蚯蚓体内的协同与拮抗作用同时存在，硒浓度在2～10 mg·kg-1时，硒对锑有解毒的作用。类延菊[7]研究发现，在Cu含量0.02 mg/L和Cd含量0.35 mg/L两种净水中养殖皱纹盘鲍，并喂食添加不同硒浓度的饲料，结果表明硒在一定浓度下对Cu、Cd胁迫均有解毒作用。戴宇飞等[8]研究发现，硒砷联合染毒组大鼠血砷含量显著低于砷中毒组，硒能促进砷从血液排出，具有一定的解毒功能。本次试验研究结果显示，在牛粪基料中添加硒元素，蚯蚓蚓体重金属含量比对照组有明显的降低，说明硒对重金属有一定的拮抗作用。

3.2混合硒对蚯蚓抗氧化酶活的差异性分析

肖雪等[9]研究发现，鸡日粮中添加不同硒源均能使鸡肝脏中GSH-Px、SOD活性升高，且有机硒效果优于无机硒。张磊等[10]研究发现，富硒地区山羊PHGPx的表达量显著高于普通地区山羊，说明PHGPx的表达受到硒的影响。与试验结果一致，在牛粪基料中添加硒元素能显著提升蚯蚓抗氧化酶活性。吴香莹等[11]研究发现，刺参饲料中添加不同水平的酵母硒，刺参体腔液的GSH-Px、SOD、T-AOC活性随着硒浓度升高而降低，与本试验中蚯蚓的SOD活性变化一致。司雪阳等[12]研究发现，蛋鸡饲料中添加不同水平的富硒酵母，GSH-Px活性随着硒水平升高而增加，与本试验中蚯蚓GSH-Px活性变化一致。吉莹利等[13]研究发现，蛋鸡日粮中添加亚硒酸钠、富硒酵母、纳米硒，有机硒组蛋黄T-AOC活性显著低于无机硒组，但有机硒组蛋黄SOD活性显著高于无机硒组。董改香等[14]在猪日粮中添加不同水平的亚硒酸钠及纳米硒，显著提升猪血清中GSH-Px活性、T-AOC,但同一硒源不同硒水平对猪血清中的SOD活性无显著影响，但都显著高于对照组，并且有机硒比无机硒更能显著提升猪血清抗氧化能力，与本试验结果一致，有机硒组的GSH-Px活性最高，无机硒组与对照组的GSH-Px活性最低；混合Ⅰ组蚯蚓T-AOC活性最高，显著高于对照组，混合硒组SOD活性也显著高于对照组。刘虎[15]在罗曼蛋鸡日粮中添加不同水平的亚硒酸钠与富硒酵母，结果表明，不同来源及水平的硒源较对照组能显著提升机体GSH-Px、SOD、T-AOC、CAT活性，相同水平之间，富硒酵母较亚硒酸钠更能提高T-AOC活性。本试验中混合Ⅰ组对蚯蚓T-AOC活性提升效果最为显著，混合有富硒酵母的处理组，抗氧化酶活性均有显著提升，高于CON组与SS组，说明富硒酵母比亚硒酸钠更能提高蚯蚓抗氧化酶活性。

3.3蚯蚓粪中硒的富集

胡华锋等[16]研究发现，在蛋鸡日粮中添加不同硒源(亚硒酸钠、富硒酵母、富硒苜蓿),均能显著提升鸡粪中的硒含量。仲崇华等[17]研究发现，在断奶仔猪日粮中添加硒元素，猪粪中的硒含量均有提高，添加富硒酵母组显著高于亚硒酸钠组的猪粪硒含量。杨晓表[18]研究发现，在肉鸡日粮中添加不同水平及不同硒源，添加有机硒的鸡粪中的硒含量高于无机硒。本次试验的研究结果与上述研究结果基本一致，牛粪中添加硒元素养殖蚯蚓，蚯蚓粪中的硒含量均显著高于对照组。

3.4蚯蚓粪肥中重金属变化

根据NY884-2012《生物有机肥》[19]中对生物有机肥的重金属含量有明确的规定，总砷(As)≤15 mg·kg-1,总镉(Cd)≤3 mg·kg-1,总铬(Cr)≤150 mg·kg-1。本次试验中，无论处理组还是对照组，重金属含量均低于国家标准。此次检测蚯蚓粪中镉含量低于检出限(<0.05 mg·kg-1);各处理组蚯蚓粪中As含量最高的是SS组，为3.54 mg·kg-1,最低为混合Ⅰ组2.76 mg·kg-1,均远远低于国家标准中规定的总砷(As)≤15 mg·kg-1;各处理组蚯蚓粪中Cr含量最高的是混合Ⅲ组，为24.43 mg·kg-1,最低为SS组9.17 mg·kg-1,均远远低于国家标准中规定的总铬(Cr)≤15mg·kg-1。

4、小 结

本研究结果表明：蚓体重金属含量，试验组Cu、Cr含量均显著低于对照组，Cd含量显著高于对照组，SS、混合Ⅰ与混合Ⅱ组As含量显著低于对照组。试验组蚯蚓的抗氧化酶活性基本都高于对照组，其中混合Ⅰ组的SOD、T-AOC和CAT活性均为最高，GSH-Px和PHGPX也极显著高于对照组。蚓粪的硒含量混合Ⅰ组高于其他处理组。蚓粪中的重金属，铜含量混合Ⅰ组最高，SS组最低；砷含量SS组中最高，混合Ⅰ组最低；铬含量混合Ⅲ组中最高，SS组最低；镉未检出。综合各项指标，建议SS与SY混合养殖富硒蚯蚓及生产富硒蚓粪的最适配比为1∶1。

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文章来源:刘念,萨仁高娃,卢媛等.蚯蚓处理添加硒源的牛粪后蚓体及牛粪元素变化的研究[J].家畜生态学报,2023,44(07):86-91.