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桉树的大面积种植带来了生物多样性下降、地力衰退等一系列生态环境问题,其中化感作用备受争议。目前桉树人工林化感作用机制研究还不深入,尤其缺乏化感物质对土壤生物的作用机制研究。同时,人工林化感作用研究停留在叶片、凋落物、根系等水浸提液对植物的生理作用上,还缺乏挥发性化感物质的关注更缺乏其对土壤动物的作用研究,这不能满足人工林经营和管理的需要。巨桉(Eucalyptusgrandis),由于其速生性及其对气候和环境变化较强的适应性,被广泛引种,成为当今世界种植面积最大桉树种。本研究以巨桉人工林为例,在前期巨桉人工林根际土壤挥发性物质(VOCs:volitale organic compounds)鉴定及其林龄效应的基础上,采取巨桉人工林附近的弃耕地土壤,外源添加由预备实验选出的8种有作用的VOCs(正辛烷,十一烷,正癸烷,3-甲基-庚烷,2,4-二甲基-庚烷,3,3-二甲基-庚烷,2,2,4,6,6-五甲基-庚烷,2,4-二叔-丁基苯酚)。外源添加这些物质,研究其对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)生长、生理特性、DNA损伤及皮肤和肠道显微结构的作用。以期为巨桉人工林科学经营和管理提供理论依据。结果表明:(1)随着处理时间和巨桉人工林根际土壤中存在的VOCs浓度的增加,赤子爱胜蚓的存活率显著降低。十一烷处理7d和14d时,E.fetida的半致死为9.33和10.39 ml kg-1,95%的置信区间分别为6.98-12.41ml kg-1和9.19-12.12mlkg-1,高于其他7种物质;2,2,4,6,6-五甲基-庚烷第7d和14d在土壤中的半致死浓度最低,分别为4.53和5.07 ml kg-1,95%的置信区间为4.12-6.08mlkg-1和4.69-6.34mlkg-1。八种VOCs中,正辛烷,2,4-二甲基-庚烷和3,3-二甲基-辛烷对E.fe ida存活率的影响更为显著。(2)赤子爱胜蚓的回避率与巨桉人工林根际土壤中存在的VOCs浓度呈正相关关系。在较低浓度时,除了 2,2,4,6,6-五甲基-庚烷和正辛烷,其它6种VOCs对E.fetida均具有显著吸引作用;当暴露于正癸烷、2,4-二甲基-庚烷和2,2,4,6,6-五甲基-辛烷较高浓度时,E.fetoda呈现明显的回避反应。(3)8种VOCs对赤子爱胜蚓的生长指数有一定的抑制作用,随处理时间和浓度增加抑制作用逐渐增强,其中,正癸烷,3-甲基-庚烷,2,4-二甲基-庚烷和3,3-二甲基-辛烷对E.fetida体重的抑制作用最强。(4)8种VOCs处理对赤子爱胜蚓的抗氧化酶(SOD,GST)和AChE活性具有显著影响。十一烷,3-甲基-庚烷和3,3-二甲基-辛烷处理下,E.fetida的AChE活被显著促进,而正癸烷和2,2,4,6,6-五甲基-庚烷对E.fetoda的AChE活性具有显著地抑制作用;在2,4-二叔-丁基苯酚和2,4-二甲基-庚烷的处理下,E.fetida的AChE活性在低浓度被抑制,在高浓度被促进。正辛烷和十一烷各处理浓度对E.fetida的SOD活性具有显著的促进作用,而2,4-二叔-丁基苯酚对SOD活性具有抑制作用;正癸烷和2,4-二甲基-庚烷对E.fetida的SOD活性具有低促高抑的作用;3,3-二甲基-辛烷和2,2,4,6,6-五甲基-庚烷在第7d促进了 SOD活性的增加,在第14d则抑制了E.fetida的SOD活性。E.fetida的GST活性在正辛烷和正癸烷的处理下被显著抑制,而在2,4-二甲基-庚烷的处理下被显著促进;当暴露于十一烷和2,2,4,6,6-五甲基-庚烷的较低浓度时,E.fetia的GST活性被促进,而随着浓度的上升,GST活性被显著抑制;3,3-二甲基-辛烷和2,4-二叔-丁基苯酚在第14d显著抑制了E.fetida的GST活性。总体上,八种VOCs中,正癸烷,2,4-二甲基-庚烷,2,2,4,6,6五甲基-庚烷和2,4-二叔-丁基苯酚对E.fetida的生理指数影响最为显著。(5)用单细胞凝胶电泳实验(彗星实验)检验蚯蚓体腔细胞DNA损伤,结果显示,随着VOCs浓度上升,彗星尾部DNA含量百分比(%)逐渐增加,彗尾长度和Olive尾矩在正辛烷,十一烷和正癸烷的处理下无明显变化,而在3-甲基-庚烷,2,4-二甲基-庚烷,3,3-二甲基-庚烷,2,2,4,6,6-五甲基-庚烷,2,4-二叔-丁基苯酚处理下则显著增加。8种VOCs中,3-甲基-庚烷,2,4-二甲基-庚烷和2,2,4,6,6五甲基-庚烷对赤子爱胜蚓体腔细胞DNA损伤较为显著。(6)研究表明,试验采用的VOCs对赤子爱胜蚓表皮与消化道显微结构具有一定的影响且具浓度效应。随着处理浓度的上升,部分E.fetida的身体出现红肿充血、环节膨大、弯曲变硬,尤其当暴露于高浓度时,E.fetida表皮和肠道结构都产生了严重的损伤,其中,2,4-二甲基-庚烷和2,4-二叔-丁基苯酚最为显著。综上所述,巨桉人工林根际土壤中含量较高的8种VOCs对赤子爱胜蚓具有一定的生态毒理影响。其中,2,4-二甲基-庚烷,2,2,4,6,6-五甲基-庚烷和2,4-二叔-丁基苯酚对赤子爱胜蚓化感抑制作用最强。研究结果揭示了巨桉人工林挥发性物质对土壤动物作用机制,为巨桉人工林的科学经营管理提供了理论依据。