镉-乙草胺胁迫对蚯蚓-土壤-玉米系统的影响

重金属与农药复合型污染成为重要的环境问题之一,然而当前关于两者共同作用对蚯蚓-土壤-植物系统的影响研究还很少。为了探讨镉-乙草胺复合污染对蚯蚓-土壤-玉米农田系统的生态毒理效应和生态过程的影响,本研究通过室内模拟试验,从镉-乙草胺复合胁迫下蚯蚓生理响应、土壤理化性质及玉米形态特征等变化,探讨两者复合污染对玉米生长的影响机制。结果表明:1)随着处理时间的延长,镉-乙草胺复合胁迫下蚯蚓体内SOD活性呈先降低再升高的趋势,而MDA含量呈先升高后降低的趋势;复合胁迫处理第2d和50d时, 20～30 cm土层的蚯蚓数量占所有土层蚯蚓总量百分比比对照分别增加1.34倍和1.14倍,蚯蚓对镉-乙草胺复合污染作出规避效应而向深层土壤迁移。2)镉-乙草胺复合胁迫下土壤有机质和速效磷含量与处理时间、处理方式、污染物无关,随着处理时间的延长,土壤碱解氮含量呈先显著降低后升高的趋势。3)处理第50d,30 mg·kg~(-1)镉、200 mg·kg~(-1)乙草胺及30 mg·kg~(-1)镉+200 mg·kg~(-1)乙草胺处理组玉米根数均显著低于对照,抑制率分别为23.21%、42.86%和50.00%,玉米生物量与株高呈相同趋势,即30mg·kg~(-1)镉处理200mg·kg~(-1)乙草胺处理30 mg·kg~(-1)镉+200 mg·kg~(-1)乙草胺处理。相关分析表明,两种污染物除对蚯蚓SOD活性产生拮抗效应外,对蚯蚓MDA、土壤养分与玉米生长指标均不存在交互作用。本研究得出镉-乙草胺复合污染促进蚯蚓向下迁移影响其垂直分布,并且可以通过改变土壤营养元素含量最终抑制玉米的生长。     

铅单一及铅镉复合暴露对赤子爱胜蚓急性毒性效应及其掘穴行为响应

重金属是一种重要的土壤环境污染物,严重危害着土壤动物的生存。蚯蚓是最重要的土壤动物之一,被称为土壤生态工程师,对土壤污染物非常敏感。当前,关于重金属污染对土壤动物蚯蚓急性毒性效应的研究已经很多,但关于重金属对蚯蚓行为变化方面的研究还非常缺乏。本研究以赤子爱胜蚓为实验对象,采用滤纸急性毒性试验法研究铅单一及铅镉复合污染对蚯蚓的急性毒性效应,并采用2D装置评价蚯蚓的掘穴行为响应。研究结果表明：1）通过滤纸接触法,铅单一污染下赤子爱胜蚓的半致死浓度48 h（LC50）为439.33 mg/L;铅镉复合污染时赤子爱胜蚓的48 h LC50为Cd2+ 84.20 mg/L和 Pb2+ 239.55 mg/L,且两者联合毒性效应为拮抗作用。2）随着铅单一、铅镉复合处理浓度的增加,蚯蚓洞穴总长度和每日最大深度与对照相比显著下降,处理第7 d,150 mg/kg Pb胁迫下蚯蚓洞穴总长度和每日最大深度与对照相比分别降低了85.63%与59.65%,144 mg/kg Pb+35 mg/kg Cd复合胁迫下蚯蚓洞穴总长度和每日最大深度与对照相比分别降低了95.28%与61.63%;相关分析表明,洞穴长度与暴露时间、铅处理浓度、暴露时间×铅处理浓度、铅镉处理浓度、铅镉处理浓度×时间均存在极显著的相关性;洞穴每日最大深度与暴露时间、铅处理浓度、铅镉处理浓度存在极显著的相关性。本研究建立剂量-效应关系研究重金属对蚯蚓的直接毒性与潜在风险评估,为蚯蚓掘穴行为的洞穴长度与深度作为潜在且有前途的生物标志物提供了理论支持与科学依据。