蚯蚓活動(dòng)對(duì)農(nóng)田土壤生物種群數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、蚯蚓作為陸地生態(tài)系統(tǒng)最重要的大型土壤動(dòng)物，通過影響土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)等性質(zhì)在物質(zhì)循環(huán)及能量流動(dòng)過程中起著極其重要的作用。蚯蚓在土壤中穿行和取食形成蚓穴以及排泄土內(nèi)和土表的蚓糞等活動(dòng)將不可避免的影響到土壤棲息者-土壤生物（微生物和微動(dòng)物）的種群數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)。當(dāng)前，國(guó)際上有關(guān)蚯蚓影響土壤微生物和微動(dòng)物以及土壤酶活性的研究也很多，但大部分的研究是通過短期培養(yǎng)或室內(nèi)模擬試驗(yàn)而獲得，且關(guān)于蚯蚓活動(dòng)對(duì)土壤生物在土壤中空間分布的影響研究也很少。

2、尤其在自然的稻、麥輪作土壤生態(tài)系統(tǒng)中蚯蚓活動(dòng)對(duì)土壤生物影響的報(bào)道就更為少見。據(jù)此，選取在農(nóng)田中常見的威廉腔環(huán)蚓（Metaphire gui1le;mi），以長(zhǎng)期小區(qū)和室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方式來研究蚯蚓與其它土壤生物之間的關(guān)系。
　　 主要研究目標(biāo)如下：(1)小區(qū)試驗(yàn)條件下蚯蚓活動(dòng)對(duì)農(nóng)田土壤微生物數(shù)量和活性的影響；(2)小區(qū)試驗(yàn)條件下蚯蚓活動(dòng)對(duì)農(nóng)田土壤微生物群落和功能群以及它們的空間分布的影響；(3)小區(qū)試驗(yàn)條件下蚯蚓活動(dòng)對(duì)農(nóng)田土

3、壤線蟲、原生動(dòng)物種群數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)以及它們土層空間上分布的影響；(4)培養(yǎng)試驗(yàn)條件下研究蚯蚓活動(dòng)對(duì)土壤線蟲、原生動(dòng)物和線蚓的種群數(shù)量的影響及機(jī)制。結(jié)果表明：
　　 1玉米秸稈表施和混施促進(jìn)了土壤細(xì)菌、真菌、放線菌、氨化細(xì)菌、固氮菌、纖維素分解菌、無機(jī)磷分解菌數(shù)量和微生物生物量碳的增加。在秸稈表施方式下，接種蚯蚓使得細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量減少，而氨化細(xì)菌、固氮菌、纖維素分解菌、無機(jī)磷分解菌4種細(xì)菌生理菌群的數(shù)量增加；秸稈混施方式下

4、，接種蚯蚓增加細(xì)菌、放線菌、氨化細(xì)菌和無機(jī)磷分解菌數(shù)量。不論秸稈以何種方式施用，接種蚯蚓使得微生物量碳增大，但均未達(dá)到顯著性差異。另外，蚓糞中三大菌和4種細(xì)菌生理菌群的數(shù)量均高于其周圍土壤，且蚓糞中微生物量碳顯著高于其周圍土壤。
　　 2在秸稈表施條件下，接種蚯蚓提高了5-10cm層土壤微生物群落碳源的總利用活性（用平均顏色變化AWCD值表示）；而在秸稈混施條件下，接種蚯蚓提高了0-5cm和10-20cm層土壤微生物群落碳源的總

5、利用活性；與秸稈混施且接種蚯蚓處理相比，秸稈表施且接種蚯蚓處理在0-5cm和10-20cm兩層土壤有較高的微生物群落碳源總利用活性.通過對(duì)不同碳源類群利用的主成分分析，結(jié)果表明，秸稈兩種施用方式下接種蚯蚓改變了0-20cm層土壤微生物群落對(duì)不同碳源的利用。Shannon多樣性指數(shù)結(jié)果表明：秸稈兩種施用方式下，接種蚯蚓使0-20cm各層土壤微生物碳源利用多樣指數(shù)升高，但差異顯著性僅表現(xiàn)在秸稈表施處理的5-10cm層土壤中。蚓糞相比其周圍0

6、-5cm層土壤的微生物群落碳源利用活性和多樣性均降低；但與10-20cm層土壤相比，微生物群落碳源利用活性和多樣性均升高。
　　 3在稻麥兩季收獲后，與對(duì)照處理相比，玉米秸稈兩種施用方式均顯著地增加土壤蛋白酶、脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶和脫氫酶活性；不論秸稈以何種方式施用，接種蚯蚓進(jìn)一步增加了稻、麥兩季土壤的蛋白酶活性；在稻季的秸稈混施處理下，接種蚯蚓顯著地增加土壤堿性磷酸酶的活性；在稻、麥兩季的秸稈混施處理下，接種蚯蚓顯著地增加

7、土壤蔗糖酶的活性；不論秸稈以何種方式施用，接種蚯蚓沒有改變兩季土壤的脫氫酶活性。另外，本試驗(yàn)通過收集土壤表面新鮮蚓糞，測(cè)得蚓糞的五種酶活性顯著地高于其周圍土壤，特別是蔗糖酶和脫氫酶的活性。除了土壤脫氫酶活性外，麥季收獲后各處理的土壤和蚓糞的酶活性都高于稻季。
　　 4玉米秸稈的施用強(qiáng)烈地影響土壤線蟲和原生動(dòng)物的數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)；與對(duì)照比較，玉米秸稈兩種施用方式增加了土壤總線蟲和各營(yíng)養(yǎng)功能群的數(shù)量，但顯著性僅僅表現(xiàn)在秸稈混施處理上。

8、玉米秸稈混施方式下，接種蚯蚓顯著地減少了各土層(0-5cm、5-10cm和10-20cm)土壤的總線蟲數(shù)量；而玉米秸稈表施方式下，接種蚯蚓降低了表土層（0-5cm和5-10cm）土壤的線蟲總數(shù)量，但差異不顯著。線蟲總數(shù)的減少以食細(xì)菌性線蟲數(shù)量的減少為主。同時(shí)接種蚯蚓也強(qiáng)烈影響到總線蟲及食細(xì)菌性和植食性線蟲兩營(yíng)養(yǎng)功能群數(shù)量在土壤深度上的分布。在玉米秸稈兩種施用方式下，接種蚯蚓顯著地增加了所有土層土壤的總原始動(dòng)物和鞭毛蟲數(shù)量，而土壤變形蟲數(shù)

9、量?jī)H在玉米秸稈表施且接種蚯蚓的處理中增加。另外，在土壤表面的新鮮蚓糞中總線蟲數(shù)量顯著地高于其周圍0-5cm層土壤，且以食細(xì)菌性和食真菌性線蟲的增加為主；而蚓糞中總原始動(dòng)物的數(shù)量顯著地低于其周圍0-5cm層土壤，且以鞭毛蟲和變形蟲減少為主。
　　 5利用土壤線蟲和線蚓能自由穿過1mm孔徑網(wǎng)而不能穿過5μm孔徑網(wǎng)的特點(diǎn)，在1mm、5μm孔徑的網(wǎng)內(nèi)接種蚯蚓，研究蚯蚓活動(dòng)對(duì)網(wǎng)內(nèi)、外土壤線蟲、線蚓和原生動(dòng)物的種群數(shù)量變化，以期揭示蚯蚓活動(dòng)

10、影響土壤微動(dòng)物種群數(shù)量的機(jī)制。研究結(jié)果表明：在整個(gè)試驗(yàn)培養(yǎng)期，玉米秸稈施用使土壤原生動(dòng)物、線蟲和線蚓的數(shù)量隨著培養(yǎng)時(shí)間而增加，且高于對(duì)照（未添加玉米秸稈和蚯蚓）處理。在整個(gè)培養(yǎng)期，1mm、5μm孔徑的內(nèi)圈土壤的線蟲和線蚓總數(shù)均顯著低于對(duì)應(yīng)孔徑外圈土壤；盡管1mm、5μm孔徑的內(nèi)圈土壤微生物量碳在整個(gè)培養(yǎng)期均低于1mm、5μm孔徑的外圈土壤，但它們?cè)诘?、3周時(shí)顯著地高于單獨(dú)玉米秸稈處理。1mm的內(nèi)圈土壤原生動(dòng)物總數(shù)在第7周時(shí)顯著地高于1

11、mm孔徑的外圈土壤；而1mm、5μm孔徑的內(nèi)圈土壤原生動(dòng)物總數(shù)在第3、7培養(yǎng)期顯著地高于單獨(dú)玉米秸稈處理土壤；無論與單獨(dú)玉米秸稈處理或5μm孔徑的外圈土壤比較，1mm孔徑的外圈土壤有較低的土壤線蟲和線蚓數(shù)量.
　　 總之，農(nóng)田土壤中蚯蚓活動(dòng)改變土壤微生物數(shù)量和酶活性，造成土壤微生物群落碳源利用的差異；同時(shí)蚯蚓活動(dòng)也改變了土壤線蟲和原生動(dòng)物的種群數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)，這種影響還取決于有機(jī)物物料的施用方式。蚯蚓排泄的產(chǎn)物-蚓糞顯著地增加了