【摘 要】
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土壤酸铝（Al）毒害是不可忽视的生态环境问题。矿区土壤酸化Al毒的改良已引起广泛关注。蚯蚓对土壤生态系统有着十分重要的影响,但蚯蚓对土壤酸度的响应规律及其所能承受的精确阈值尚未揭示。蚯蚓对土壤中金属的迁移和转化具有重要的影响。然而,蚯蚓对土壤中Al的形态的影响尚不明确。本研究共设计3个试验:首先,以矿区和非矿区土壤为研究对象,分析了土壤pH和Al形态等酸化指标,以阐明两类土壤的酸化和Al的形态特征
【基金项目】
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《2018 年华南农业大学博士生创新人才（国内培养）培植项目（CX2018N030）》；
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土壤酸铝（Al）毒害是不可忽视的生态环境问题。矿区土壤酸化Al毒的改良已引起广泛关注。蚯蚓对土壤生态系统有着十分重要的影响,但蚯蚓对土壤酸度的响应规律及其所能承受的精确阈值尚未揭示。蚯蚓对土壤中金属的迁移和转化具有重要的影响。然而,蚯蚓对土壤中Al的形态的影响尚不明确。本研究共设计3个试验:首先,以矿区和非矿区土壤为研究对象,分析了土壤pH和Al形态等酸化指标,以阐明两类土壤的酸化和Al的形态特征的差异,为矿区土壤酸化修复提供理论依据。其次,以不同pH梯度土壤的为研究对象,研究了蚯蚓的生长及体内生化指标对土壤酸度的响应规律,并通过构建变相模型（Biphasic model）确定蚯蚓对土壤酸度的阈值,以期为田间条件下土壤酸胁迫对蚯蚓的准确评估提供理论依据。最后,以华南优势蚓种为研究对象,分析蚯蚓作用前后土壤的pH值、Al形态以及交换性盐基离子等指标的变化,揭示蚯蚓活动对于改变土壤Al形态、减轻土壤酸化铝毒方面的意义。主要研究结果如下:（1）矿区和非矿区土壤的酸性特征具有显著差异。矿区土壤酸性强,与矿区土壤相比,非矿区土壤具有更高的pH（H2O）、CEC和有机结合态铝(Al Or)和弱有机结合态铝(Al Orw)含量;pH<3.50组土壤具有更高的Ex-Al、Ex-H、Ex-Q和Al Ex含量。（2）土壤酸度对蚯蚓Eisenia fetida存活、生长和繁殖起抑制作用的临界值分别为pH 3.0、4.0和3.4;由剂量-反应模型（J型和倒U型曲线）得出,蚯蚓体内GSH-PX、SOD、POD、CAT活性、TP和MT含量对土壤pH响应的临界值分别为pH 3.63、3.56、3.44、3.60、3.53和3.88（均值pH 3.60）;蚯蚓体内CAT活性、TP和MT含量随土壤pH的变化规律符合Hormesis效应。（3）P.corethrurus、A.robustus和A.aspergillum显著提升了赤红壤的pH（H2O）值、均能改变Al的形态、降低土壤Al毒及促进土壤交换性钙(Ca Ex)、镁(Mg Ex)的释放,尤其是P.corethrurus,与对照处理相比,其蚓粪的pH提高了0.79个单位;交换态铝(Al Ex)含量降低了61.7%;交换性Ca Ex和Mg Ex分别提高了78.7%和12.1%。P.corethrurus、A.robustus和A.aspergillum的蚓粪与未吞食土壤在pH值、Al形态和交换性盐基离子的释放方面的特征不同。综上,矿区土壤酸性强,非矿区土壤具有更高的pH（H2O）、阳离子交换量和有机结合态Al;Eisenia fetida对土壤酸胁迫的临界值为3.60,蚯蚓体内CAT活性、TP和MT含量随土壤pH的变化规律符合Hormesis效应;蚯蚓能降低土壤酸度和铝毒、改变土壤Al形态以及促进土壤交换性盐基离子的释放。
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