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土壤是维持地球生命活动复杂的生态系统,各种生物以及非生物的环境因子相互作用都会对土壤系统带来影响。其中,土壤镉污染因面积广、对生物产生潜在有害风险大而被国内外学者高度重视。营养元素硫是植物体形成各种蛋白酶的必需元素,而且含硫的蛋白如植物螯合素、金属硫蛋白和谷胱甘肽对重金属胁迫下植物的存活起着关键作用,使得全球每年投入大量硫肥用来提高农作物产量。现有研究多集中于外源硫的添加对土壤植物镉胁迫的影响,而有关外源硫对土壤动物镉胁迫的影响鲜见报道。土壤动物是土壤生态系统的重要组成部分,不仅在土壤形成和发育过程中起不可替代的作用,更是评价土壤质量和健康状况的重要指标之一。因而有必要以土壤动物为研究对象,探讨外源硫施加对土壤动物镉胁迫的影响,旨在明确土壤动物在外源生源要素下,对其镉胁迫的生态健康风险影响。本课题选择常见的土壤动物赤子爱胜蚓(Eisenia Fetida)、白符跳虫(Folsomia Candida)和秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)为研究对象,通过研究闽南地区红壤与水稻土生长条件下,赤子爱胜蚓、白符跳虫及秀丽隐杆线虫三种土壤动物镉胁迫下添加外源硫,其生态毒性、抗氧化系统及遗传毒性等相关参数的变化,探讨外源硫对土壤动物镉胁迫的影响机制。研究结果表明:(1)外源硫对三种土壤动物镉胁迫生态毒性影响研究的结果表明,赤子爱胜蚓(E.fetida)、白符跳虫(F.candida)和秀丽隐杆线虫(C.elegan)的繁殖数基本上均随镉浓度的增加而显著下降(p<0.05),其中添加硫后,赤子爱胜蚓和白符跳虫在同一镉浓度下,繁殖数量均不同程度的增加,并且添加硫浓度为100mg?kg-1时,赤子爱胜蚓和白符跳虫增加的繁殖数量较添加的硫浓度为250 mg?kg-1时明显,但在秀丽隐杆线虫实验组中却观察到添加硫后繁殖数均降低,甚至未观察到幼虫的存在。(2)研究发现,同一生物在不同土壤中毒性阈值不同,不同生物在同一土壤中的毒性阈值也不同,三种土壤动物对镉的敏感度高低依次为:赤子爱胜蚓>秀丽隐杆线虫>白符跳虫,而在繁殖毒性的试验中,半数效应浓度顺序由小到大依次为白符跳虫<秀丽隐杆线虫<赤子爱胜蚓。阳离子交换量和有机质含量是显著影响镉的毒性阈值(p<0.05)的重要土壤环境因子。此外,若要进行土壤污染的生态风险评估,动物的繁殖率作为测试终点其灵敏度优于死亡率。(3)外源硫对三种土壤动物镉胁迫抗氧化系统影响研究结果表明,赤子爱胜蚓、白符跳虫和秀丽隐杆线虫的过氧化氢酶(CAT)活性、谷胱甘肽(GSH)和金属硫蛋白(MT)含量随着镉浓度的增加,出现时高时低的波动,并且变化趋势不尽相同。但在同一镉浓度下与未添加硫时相比,添加硫后均能够发现三种动物过氧化氢酶(CAT)活性、谷胱甘肽(GSH)和金属硫蛋白(MT)含量在一定程度上有所增加,并且在白符跳虫实验中同一地区水稻土实验组过氧化氢酶(CAT)活性和谷胱甘肽(GSH)含量均大于红壤组。(4)外源硫对三种土壤动物镉胁迫遗传毒性影响研究结果表明,镉单一处理表现出致赤子爱胜蚓、白符跳虫和秀丽隐杆线虫细胞DNA损伤作用,其中镉单一处理与赤子爱胜蚓细胞DNA损伤存在明显的剂量-效应关系;在赤子爱胜蚓和秀丽隐杆线虫实验中,添加硫后,低浓度镉中Olive尾距(OTM值)同未添加硫时的Olive尾距(OTM值)相比,时高时低,而在每个地点土壤最高镉浓度下,添加硫(100 mg?kg-1和250 mg?kg-1)后,细胞DNA损伤指标Olive尾距(OTM值)均小于未添加硫的Olive尾距(OTM值),表明添加硫后一定条件下镉对赤子爱胜蚓和秀丽隐杆线虫细胞DNA的损伤降低。而在白符跳虫实验中添加硫后的Olive尾距(OTM值)与未添加硫时的Olive尾距(OTM值)相比出现时高时低的现象,表明硫对白符跳虫细胞镉胁迫下DNA的损伤既有增强作用也有减弱作用。