乙草胺和镉单一与复合污染对蚯蚓—土壤—玉米系统生态过程影响研究

发布时间：2020-03-18 12:39

【摘要】：在我国,农田除草剂滥用对土壤生态系统造成了严重的危害。此外,由于采矿业的发展,重金属污染也是我国部分农田土壤面临的严重环境问题,但缺乏系统的研究手段。本研究以蚯蚓-土壤-玉米系统为研究对象,探讨除草剂和镉单一与复合处理对该系统中动物行为的影响,及通过动物行为变化介导的对土壤理化性质和作物生长影响。(1)乙草胺单一处理实验表明,乙草胺表施造成蚯蚓损伤,随着乙草胺浓度的增加,蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐降低,而丙二醛(MDA)含量逐渐增加,对蚯蚓生理损害逐渐增加。因此,为了规避这种危害,蚯蚓行为模式发生了变化,有从表层(0-10cm)向深处(10-30cm)分布的趋势,且该现象随着处理时间的增加,趋势越来越明显。处理50天后,表层土壤中蚯蚓数量随着乙草胺浓度的增加显著降低,50mg/kg处理组从88.41%降低到15%,100mg/kg处理组从83.23%降低到0%。蚯蚓分布模式的变化进一步对土壤理化性质和植物的生长产生了影响。实验结束时,土壤有机质、速效磷、根系SOD活性变化不明显,而土壤碱解氮、根系MDA、植物生物量和株高在实验结束时表现出显著差异,即除了侧根数量在中等浓度下数量最低外,随着乙草胺浓度的增加,土壤碱解氮、植物生物量和株高逐渐下降。(2)镉单一处理实验表明,镉浓度的增加使蚯蚓体内SOD活性逐渐降低,且在实验结束时高浓度处理中SOD活性显著高于对照,而MDA含量随着处理时间的增加有增加的趋势,但只在第25天时有显著差异。蚯蚓生理的变化同样说明其受到了毒害,因此蚯蚓表现出与乙草胺处理相似的行为规避反应,深层土壤中蚯蚓百分比随着处理浓度和处理时间的增加而增加,处理50d后,30mg/kg处理组从88.54%降低到3.63%,10mg/kg处理组从91.11%降低到6.06%,达到显著水平。此外,部分土壤理化指标及作物生理指标也随处理浓度和时间的变化而有所变化,其中,土壤有效磷、根系SOD和MDA没有显著变化,而土壤碱解氮、有机质含量随处理浓度增加有上升的趋势,且在时间结束时最为明显,与之相反,实验结束时,侧根数量、生物量和株高随着处理浓度增加降低显著降低。(3)镉和乙草胺复合实验表明,相对单独作用,两者共同作用对蚯蚓的影响减弱。具体而言,蚯蚓体内MDA含量在高浓度乙草胺或镉处理下显著增加,但是两者共同作用时,其增加的幅度反而小于两者单独作用下变化幅度,相应的蚯蚓向底层分布现象减弱,处理50d,表层分布百分比为:53.09%、23.93%、47.09%、36.17%,即蚯蚓有向深处土壤分布的趋势,但是共同作用的效果反而小于单独作用。土壤指标的变化不明显,除了土壤有机质在乙草胺或镉单独处理时显著下降外,其他土壤指标变化不显著。生物量和、株高和根数量的响应与蚯蚓行为分布、生理响应及土壤指标的变化略有区别,在实验结束时三个指标都是在交互处理中最低,说明两种污染物共同作用对作物生长的影响可能还与其他因素有关,如土壤微生物等。综合以上结果可知,乙草胺除了能够直接作用于有害杂草从而影响作物外,还能通过介导土壤动物的行为,改变土壤理化性质,最终影响作物的生长。并且该影响还受镉污染情况调控,因此,从系统的角度分析这两种环境污染的生态后果必不可少,这可以为以后其他污染物生态风险的正确界定提供借鉴。
【图文】：

技术路线图

乙草胺和镉单一与复合污染对蚯蚓—土壤—玉米系统生态过程影响研究

乙草胺浓度与处理时间对蚯蚓垂直分布的影响
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X503.2

【参考文献】