微塑料添加对简化土壤食物网中蚯蚓抗氧化系统及土壤理化性质的影响

摘要

为探究简化土壤食物网微塑料胁迫下，蚯蚓的生长和抗氧化系统，以间接评估土壤环境健康状态和微塑料污染的影响程度。本研究以灰漠土为供试土壤，以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为指示生物，通过28 d的培养试验，外源添加浓度为3%(w/w),粒径为2μm的聚乙烯微塑料，为简化土壤食物网，设置土壤灭菌处理。共设置8组处理：空白处理组、微塑料组、土壤灭菌组、灭菌+微塑料组、蚯蚓组、微塑料+蚯蚓组、灭菌+蚯蚓组、灭菌+微塑料+蚯蚓组。监测了第3天、第7天、第14天蚯蚓的体重损失率、酶活性以及第28天时土壤理化性质。试验结果显示，土壤灭菌处理蚯蚓体内的过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)与空白处理比较增加明显(P<0.05)。在微塑料胁迫第14天时，灭菌+微塑料组蚯蚓体内丙二醛(MDA)达到19.78 nmol/g,为空白处理的1.55倍(P<0.05)。灭菌+微塑料+蚯蚓组的有机质与空白处理相比显著增加(P<0.05)。蚯蚓对聚乙烯微塑料添加在氧化应激反应上存在负面响应，具体表现为灭菌+微塑料+蚯蚓组的CAT、SOD和MDA活性显著高于微塑料+蚯蚓组(P<0.05);微塑料+蚯蚓组的土壤有机质、全氮、全磷和速效磷含量与空白处理相比显著增加(P<0.05)。在简化土壤食物网之后，灭菌+微塑料+蚯蚓组的氧化应激反应较蚯蚓组进一步加剧；土壤全氮、碱解氮和速效磷较微塑料+蚯蚓组有所增加，但差异不显著(P>0.05)。

关键词

蚯蚓 / 聚乙烯微塑料 / 抗氧化系统 / 土壤灭菌 / 土壤动物