紅壤地區(qū)農(nóng)田土壤線蟲群落對耕作年限和施肥措施的響應(yīng)及指示價值分析.pdf

1、我國熱帶和亞熱帶地區(qū)的紅壤農(nóng)田肥力水平低，嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提升。不同農(nóng)業(yè)管理措施會對土壤理化性質(zhì)和生物群落產(chǎn)生不同的影響。雖然土壤線蟲群落分析具有指示土壤健康或質(zhì)量的潛力，但是在紅壤地區(qū)的研究相對缺乏，并且很少有研究涉及水田和旱地兩種典型農(nóng)業(yè)利用方式的綜合比較。本研究選取了不同耕作年限以及不同長期施肥條件下的水田和旱地土壤，研究土壤線蟲群落對不同農(nóng)業(yè)管理措施的響應(yīng)，并進(jìn)一步分析了線蟲群落與其它常用土壤質(zhì)量指標(biāo)之間的關(guān)系，以探究土壤

2、線蟲群落分析對于土壤質(zhì)量或健康的指示價值，研究結(jié)果將對該地區(qū)農(nóng)業(yè)管理措施具有一定的指導(dǎo)意義。主要結(jié)果如下:
　　1)旱地改為水田后隨稻作年限的增加土壤非生物和生物性質(zhì)發(fā)生改變?；诤蹈乃?a、10a、20a、50a和100a五個時序的土壤性質(zhì)的調(diào)查分析，結(jié)果表明，隨著稻作年限的延長，土壤有機碳、全氮、微生物生物量碳氮、基礎(chǔ)呼吸、礦質(zhì)氮、速效磷、線蟲數(shù)量及線蟲屬數(shù)均隨稻作時間增長而逐漸上升，在50a達(dá)到最高，在100a后變化漸緩或

3、有所下降。隨著稻作年限的延長，線蟲群落中植食者的比例顯著上升（P＜0.05），捕雜食者的比例有所下降但差異不顯著。線蟲通道指數(shù)(NCR)也隨稻作年限的增加而發(fā)生顯著變化（P＜0.05），表明土壤食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)趨向細(xì)菌通道?？傊寥牢⑸飳W(xué)性質(zhì)和線蟲群落在旱改水50a時土壤各項性質(zhì)均達(dá)到較高水平，隨稻作年限的繼續(xù)延長呈現(xiàn)穩(wěn)定趨勢。同時從冗余分析（RDA）排序圖可以看出，土壤微生物生物量碳和礦質(zhì)氮對線蟲群落種屬組成影響最大。
　　2)旱

4、地紅壤不同利用年限的農(nóng)田分別選擇了耕作10a、20a、50a的花生地和菜地，并以未開墾的荒地作為對照。結(jié)果顯示，與荒地相比，各年限花生地的土壤肥力等指標(biāo)表現(xiàn)出下降的趨勢，菜地土壤的各項性質(zhì)則呈現(xiàn)提升的趨勢。耕作20a的花生地土壤有機碳、全氮、微生物生物量碳、速效磷等指標(biāo)均最低，同時耕作50a的菜地各項性質(zhì)相對于10a有顯著的提升（P＜0.05）。花生地由于土壤中作物根系較少，相對表現(xiàn)出植食性線蟲比例的下降。而菜地長期施用有機肥，食細(xì)菌線

5、蟲比例伴隨耕作年限延長而逐漸上升。線蟲生態(tài)指標(biāo)方面，花生地相對于頻繁施肥和耕作的菜地表現(xiàn)出更為穩(wěn)定的土壤食物網(wǎng)。從RDA排序圖可以看出，食真菌線蟲莖屬線蟲（Ditylenchus）且與微生物代謝熵(qCO2)具有顯著的正相關(guān)關(guān)系，與速效磷呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;食細(xì)菌線蟲中的頭葉屬（Cephalobus）與土壤微生物量氮(MBN)呈正相關(guān)。
　　3)長期不同施肥措施下的水田和旱地均選擇了始于1981年的五個施肥處理:不施肥(CK)，施用無機

6、肥(NPK)，雙倍施用無機肥(2NPK)，單施有機肥(OM)和有機無機配施(NPK+OM)。水田土壤中，有機肥的施用顯著提高了土壤有機碳、全氮、微生物生物量碳氮、速效磷、礦質(zhì)氮和線蟲數(shù)量(P＜0.05);旱地土壤中，有機肥對微生物生物量碳氮和礦質(zhì)氮的增加有明顯促進(jìn)作用(P＜0.05)。水田和旱地的速效磷含量均對磷的施入量響應(yīng)靈敏，倍施無機肥和有機無機配施顯著提高了速效磷的含量（P＜0.05），水田的微生物生物量磷也表現(xiàn)出相同的趨勢。無機

7、肥的施用均導(dǎo)致了兩種利用方式下土壤的酸化，且施入量越大，酸化越明顯;而施用有機肥則使土壤pH上升，在水田和旱地土壤中均達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。
　　土壤功能指標(biāo)方面，有機肥的施用可促進(jìn)參與土壤碳循環(huán)的蔗糖酶，木聚糖酶，β-葡糖苷酶和纖維素酶的活性，參與氮循環(huán)的脲酶，L-天（門）冬酰胺酶、谷氨酰胺酶和組氨酸脫氨酶以及參與磷循環(huán)的磷酸酶活性，尤其以單施有機肥效果最顯著（P＜0.05），但在旱地中對蔗糖酶(INV)的促進(jìn)作用不明顯

8、。水田土壤可礦化碳也對單施有機肥響應(yīng)敏感(P＜0.05)，而分解功能穩(wěn)定性則對有機無機配施更為敏感，旱地土壤中則無明顯的趨勢。土壤的生態(tài)功能還以原位土壤微生物對不太碳源的利用能力(MicroRespTM)進(jìn)行評價，水田中單施化肥、有機無機肥配施和對照較為接近，而旱地中則表現(xiàn)出有機無機配施、單施有機肥和倍施化肥更為接近，但未發(fā)現(xiàn)特定碳源利用能力與施肥措施之間的關(guān)系。
　　施用有機肥增加了水田和旱地中線蟲總數(shù)，降低了兩種土壤線蟲群落中

9、植食者的比例，增加了自由生活線蟲（食微者和捕雜食者）的比例，并且長期單施有機肥的效果尤為明顯。非參數(shù)多變量排序圖（nMDS）顯示，稻田和旱地線蟲群落截然分開;但從RDA分析中未發(fā)現(xiàn)特定線蟲屬與土壤因子之間的顯著相關(guān)關(guān)系，暗示了線蟲群落分析在指示傳統(tǒng)土壤質(zhì)量指標(biāo)方面的局限性。
　　綜上所述，農(nóng)田土壤線蟲群落對不同的農(nóng)田管理措施響應(yīng)不同，根據(jù)本研究中土壤環(huán)境因子和線蟲群落組成關(guān)系可以看出，線蟲群落對不同耕作年限下農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)的變化