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肥际微域内土壤线虫群落结构对化学氮肥的响应

徐晶晶  
【摘要】:线虫作为土壤中数量最丰富的后生动物,在土壤食物网中占据多个营养级,且对资源与环境变化的响应非常敏感,因此研究土壤线虫不仅有助于揭示土壤生态系统的结构,还可以提供有关土壤生态过程的独特信息。在农田生态系统中,影响土壤环境的因素诸如有机肥、化肥和农药的使用等,都会对土壤线虫群落产生一定的影响。许多研究表明施氮肥可强烈影响土壤线虫群落结构。为了更系统地了解施用氮肥对微域土壤线虫群落的影响,本文分别从线虫水平方向(内圈和外圈)和垂直方向研究微域土壤线虫群落对化学氮肥的响应。选用硫酸铵、硝酸钾、尿素三种形态氮肥(铵态、硝酸态和酰胺态),研究不同形态氮肥和不同施氮量对微域土壤线虫数量、群落结构和生态指数的影响;选用尿素和硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP),研究尿素不同施肥量及尿素与DMPP配施对微域土壤线虫数量及其群落结构的影响以及微域土壤线虫群落在垂直方向上的迁移和分布。本研究旨在探讨微域土壤线虫群落对不同形态氮肥的响应特征,以期为增进农业生态系统土壤健康、提高土壤质量和合理施肥提供科学依据。主要研究结果如下:1、施用不同量的硫酸铵均导致内圈土壤线虫总数和食细菌线虫数量的减少,在培养7天后差异达到显著水平,且其减少的幅度与施肥量呈正相关。中杆属(Mesorhabditis)对硫酸铵的响应较为强烈,在培养期内数量显著减少。在培养第21-2 8天时,硫酸铵处理显著减少内圈土壤的食细菌线虫比例,增加杂食-捕食线虫比例。施硫酸铵后线虫通道指数(NCR)的变化表明土壤食物网分解途径逐渐由食细菌途径转变为食真菌途径。冗余分析(RDA)结果表明土壤pH对线虫群落种属影响较大,可能是造成中杆属(Mesorhabditis)数量减少的主要原因。2、培养期内,硝酸钾处理显著减少内圈土壤的线虫总数和食细菌线虫数量。硝酸钾处理内圈土壤的食真菌线虫数量在培养第1-7天时显著降低,且高氮处理在整个培养期内下降幅度最大。在培养后期,硝酸钾处理中NCR值显著降低,土壤有机质由细菌分解途径逐渐转变为真菌分解途径。RDA分析表明施用硝酸钾导致的土壤pH和电导率变化对线虫群落有显著的影响。3、尿素处理在培养期内减少了内圈土壤的线虫总数,并在培养第7-21天时达到显著差异,主要是食细菌线虫数量的减少,高氮水平下内圈土壤的线虫总数减幅最大。在培养14天后,尿素处理显著减少中杆属(Mesorhabditis)的数量。尿素处理减少了内圈土壤的食细菌线虫数量,下降的幅度与施肥量呈正相关。中高用量尿素处理内圈土壤线虫群落的多样性和稳定性降低。RDA分析表明施用尿素导致的土壤pH变化对线虫群落有显著的影响。在培养7天后,三种形态氮肥对土壤线虫群落的影响增强,显著减少内圈土壤的线虫数量。硝酸钾处理对土壤线虫群落的影响最大,且高氮对线虫的抑制作用更明显。与硫酸铵处理相比,低中用量尿素对土壤线虫群落的影响较小,而高用量尿素的抑制作用较强。RDA结果显示土壤pH对三种形态氮肥的土壤线虫群落种属影响较大,与中杆属(Mesorhabditis)具有较好的正相关。土壤NO3--N和电导率与三种形态氮肥下绝大多数的土壤线虫属呈负相关。4、不同用量尿素对土壤线虫群落及垂直迁移影响研究的结果表明,施用不同量尿素均减少了施肥区(1 cm)微域土壤的线虫总数和食细菌线虫数量。线虫在土壤中较易迁移,而施用尿素抑制了线虫的运动功能,使其迁移能力受阻。在整个培养期内中杆属(Mesorhabditis)是优势属,滑刃属(Aphelenchoides)在第7-21天时是优势属。中高量尿素处理有助于滑刃属(Aphelenchoides)的生长和繁殖。中杆属(Mesorhabditis)和滑刃属(Aphelenchoides)向下迁移能力较强。5、在培养第7天时,添加DMPP显著减少了施肥区(1 cm)的土壤线虫总数,在培养第21-35天时,添加DMPP处理土壤线虫总数则高于单施尿素和对照处理。添加DMPP处理的土壤线虫总数在1-2 cm微域内在培养后期时显著增加,说明DMPP刺激了线虫在施肥区附近微域的增殖。单施尿素处理在培养期内的土壤线虫总数低于对照处理。添加DMPP处理较单施尿素处理相比,对土壤线虫优势属的影响较小。添加DMPP增加了食细菌线虫的数量和比例。单施尿素增加了食真菌线虫的数量和比例,且在培养第21-35天时,食真菌线虫比例随着与施肥区距离的增加而逐渐降低,这可能与微域土壤铵硝养分浓度梯度有关。在培养第21-35天时,单施尿素和添加DMPP处理均降低了 1-5 cm微域内的植食线虫比例。


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