有机种植模式土壤动物多样性的调查与评价

摘要

现代农业农药和化肥的大量使用已经造成了严重的环境问题，制约了农业的可持续发展。有机农业可以改善土壤结构和提高土壤供肥能力，有利于环境保护以及生态系统的平衡与稳定，对维持土壤动物的多样性具有重要意义。本论文为了解有机和常规农业动物资源的差异，揭示有机种植对土壤动物群落的影响，于2013-2014年期间，选取了华东、华中和西部地区9个样点的有机种植和常规种植样地，进行了土壤动物多样性的调查分析及比较研究。主要结果如下:
　　在所有有机种植和常规种植样地中，本次调查中共发现土壤动物30目102科，其中大型土壤动物共鉴定出20目63科，其中地表层19目，56科，土壤层16目，37科。有机种植共鉴定出18目57科，常规种植共鉴定出19目47科。鞘翅目(Coleoptera)、蜘蛛目(Araneae)、柄眼目(Stylommatophra)为有机种植和常规种植地表层的优势类群，分别占地表层土壤动物数量的12.9％（有机）和11.9％（常规）、21.4％（有机）和33.9％（常规）以及10.4％（有机）和19.1％（常规），寡毛纲(Oligochaeta)为土壤层的优势类群，占土壤层大型土壤动物数量的43.3％（有机）和37.8％（常规）。另外，不同作物的土壤动物优势类群有所不同:等足目(Isopoda)仅在蔬菜地中为优势类群，柄眼目(Stylommatophra)在水稻田中为优势类群，蜚蠊目(Blattoptera)和半翅目(Hemiptera)在茶园、橘园中为优势类群。T检验显示，有机种植的土壤动物数量（5.9×105头/m2）、密度-类群指数DG显著高于常规种植(P＜0.05)，其中大型土壤动物的数量(203头/m2)、多样性指数(H')、密度-类群指数(DG)均显著高于常规种植（116头/m2）(P＜0.05)。有机种植的土壤生物学质量指数(FAI)显著高于常规种植，表明有机种植使得土壤环境得到改善。
　　关于土壤线虫的群落结构分析中，本次调查中共发现和鉴定出27科57属土壤线虫。其中食细菌线虫21属，食真菌线虫9属，植食线虫10属，捕杂食线虫17属。有机样地共发现57属线虫，常规样地共发现51属线虫。广杆属(Caenorhabditis)、双胃属（Diplogaster）、鹿角唇属（Cervidellus）、威尔斯属(Wilsonema)、拟桑尼属(Thorneella)、伊龙属（Ironus）仅在有机种植中出现。有机和常规种植的优势线虫属为头叶属（Cephalobus）、真头叶属（Eucephalobus），滑刃属(Aphelenchoides)和丝尾垫刃属（Filenchus）。方差分析结果显示，管理措施、地区及交互作用对土壤线虫的数量有着显著影响。与常规种植的土壤线虫数量（748条/100g干土）相比，有机种植（1037条/100g干土）的显著增加，其中c-p值为1的食细菌线虫和c-p值为4的捕杂食线虫数量显著增加是有机种植线虫数量显著增加的主要原因。食真菌线虫的数量在有机和常规种植之间差异不显著。有机种植年限较长（10年以上）样地中的植食线虫数量高于常规种植，而在有机种植年限较短（3-4年）样地中低于常规种植。
　　冗余分析表明，土壤养分因子与土壤动物群落显著相关，尤其是与优势类群的相关性关系。相关性分析显示土壤养分因子与土壤线虫群落有着显著关系，其中，与食细菌线虫数量有显著正相关性，与植食线虫数量有显著负相关性。
　　综上所述，有机种植可以增加土壤有机质，提高土壤养分水平，进而有利于提高土壤动物数量和多样性，且大型土壤动物的多样性较土壤线虫具有更好的指示作用。土壤线虫对土壤肥力的指示作用更好。因此，土壤动物对土壤生态系统具有很好的指示作用。

目录

论文说明

声明

摘要

第一章 文献综述

1 有机农业的发展概况

1．1 有机农业的产生及定义

1．2 我国有机农业的发展

2 有机农业的生态意义

2．1 有机管理模式对土壤质量的影响

2．2 有机管理模式对植物生长的影响

2．3 有机管理模式对土壤动物多样性的影响

3．1 土壤动物的研究进展

3．2 土壤动物在生态系统的作用

3．3 土壤动物对农业生态系统功能的指示作用

4 本研究的目的和意义

第二章 材料与方法

1．1 样点选择

1．2 土壤动物的样品采集

2 土壤理化指标的测定

3 土壤动物的分离鉴定及生态指数计算

3．1 土壤动物的分离和鉴定

3．2 生态指数计算

4 数据处理

第三章 有机种植模式土壤动物多样性调查研究

1 结果与分析

1．1 土壤动物数量

1．2 土壤动物群落组成

1．3 有机种植和常规种植土壤动物群落多样性差异

1．4 土壤动物多样性指数的主成分分析和因子分析

1．5 土壤动物与土壤理化性质的相关关系

2 讨论

2．1 有机种植土壤动物数量和群落结构

2．2 有机种植土壤动物的多样性指数

3 小结

第四章 有机种植模式土壤线虫群落特征的调查研究

1 结果与分析

1．1 土壤线虫数量

1．2 土壤线虫群落组成和营养类群结构

1．3 土壤线虫群落结构评价

1．4 土壤线虫与土壤理化性质的相关关系

2．1 有机种植土壤线虫总数和群落结构

2．2 有机种植土壤线虫生态指数

2．3 有机种植的土壤养分与土壤线虫的相关关系

3 小结

第五章 全文结论与研究展望

1 全文总结

2 创新点

3 不足及研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文