长期施用有机肥对中亚热带红壤旱地土壤线虫群落结构的影响

摘要

基于红壤旱地（玉米）的长期施肥试验，进行土壤线虫数量分布、群落结构与季节动态研究;同时对不同有机肥处理条件下的环境因子与土壤线虫组成进行多种分析。本研究在江西中国科学院红壤生态实验站内进行，田间试验处理包括:CK（对照）、ON1（低量有机肥）、ON2（高量有机肥）和ON2L（高量改良有机肥）。结果表明，施肥9a后，红壤旱地中共捕获线虫4301条，其中CK中424条，ON1中1339条，ON2中1514条，ON2L中1024条。处理中线虫总数的范围是72到880之间，分别隶属于14科、27属土壤线虫，包括6属植物寄生线虫、10属食细菌线虫、3属食真菌性线虫和8属捕食杂食性线虫。短体属(Pratylenchus)在四个处理中都是优势属，而小杆属（Rhabditis）、原杆属（Protorhabditis）和短体属（Pratylenchus）可以作为红壤旱地的“关键种”。从营养类群的丰度来看，在对照和低肥处理中，植物寄生线虫是优势类群，而对于两个高量有机肥处理来说优势类群是食细菌线虫。施用不同量有机肥显著地影响了线虫的群落结构，土壤线虫总数最小值是春季（4月），最大值是在玉米收获前的夏季（7月），其大小顺序为ON2＞ON1＞ON2L＞CK。食真菌线虫和植物寄生线虫表现为ON1＞ON2＞ON2L和CK，有机肥对捕食杂食线虫影响较小。土壤线虫功能类群组成以c-p1和c-p3类群占据优势，而c-p4，5的数量最少。线虫多样性指数中Shannon-Wiener指数(H')和优势度指数（λ）在处理和取样日期间差异显著(p＜0.05)，线虫功能指数中总成熟度指数(∑MI)、线虫通道指数(NCR)和结构指数(SI)在处理和取样日期间差异极显著(p＜0.01)。线虫通道指数表明高量有机肥处理促进细菌分解，而低量有机肥中真菌分解比例更高。线虫区系分析表明，施用有机肥的处理大部分土壤食物网处于干扰状态，而对照处理大部分采样时间土壤食物网受干扰程度比较低，属于成熟状态，并且玉米成熟期可以作为整个采样时期的转折时期。冗余分析（RDA）表明典型轴1和轴2共解释了土壤线虫属和土壤因子总体变异的26.3％，总氮、有机质、pH、有效磷和有效钾对线虫群落种属组成影响较大。变量分割(VPA)分析表明气候因子能单独解释土壤线虫群落结构的17.3％，土壤因子能单独解释24.7％，它们之间的交互作用能解释其中的25.3％，未解释量为32.7％。ABT(Aggregated boosted tree)分析表明除了有效磷和有效钾占食细菌线所有理化性质可解释量最大以外，铵态氮或/和硝态氮对于食真菌线虫、植物寄生线虫和捕食杂食线虫三种营养类群的影响最大。结合长期定位试验，运用新的分析方法，通过线虫群落结构的变化很好地反映了土壤的肥力变化状况，土壤线虫可以作为中亚热带红壤旱地施有机肥过程中指示土壤健康质量的一个重要的生物学指标。

目录

论文说明

声明

摘要

第一章 前言

1．1 红壤的研究背景和意义

1．1．1 红壤的形成及特性

1．1．2 国内外红壤研究现状和展望

1．2 国内外长期肥料试验研究概况

1．2．1 国外长期肥料试验研究概况

1．2．2 我国长期肥料试验研究概况

1．3 有机肥对土壤生态系统的影响

1．3．1 有机肥的特点

1．3．2 我国有机肥的现状

1．4 土壤线虫多样性及作为土壤生态系统指示者的优势

1．4．1 土壤线虫

1．4．2 土壤线虫在土壤生态系统中的功能

1．4．3 土壤线虫作为土壤健康指示者的优势

1．5 本研究的立项依据，目的与技术路线

1．5．1 本研究的立项依据

1．5．2 研究目的

1．5．3 研究的技术路线

第二章 材料与方法

2．1 田间试验区概况

2．2 试验设计与样品采集

2．2．1 试验设计

2．2．2 样品采集

2．3 测定指标与方法

2．3．1 土壤理化性质

2．3．2 土壤线虫的分离

2．3．3 土壤线虫的鉴定与摄像

2．3．4 土壤线虫生态指标的计算

2．4 数据分析

第三章 结果分析

3．1 长期施用有机肥对土壤理化性质的影响

3．2 长期施用有机肥对土壤线虫群落组成的影响

3．2．1 土壤线虫群落分类及丰度

3．2．2 土壤线虫数量动态变化

3．2．3 土壤线虫群落生态指数

3．3 土壤线虫群落与环境因子的相关分析

第四章 讨论

4．1 长期施用有机肥对土壤理化性质影响

4．2 长期施用有机肥对土壤线虫群落组成的影响

4．3 长期施用有机肥对土壤线虫群落结构的影响

4．4 环境因子对于线虫群落组成的相对重要性

4．5 线虫作为红壤旱地土壤健康的指示作用

第五章 全文结论与研究展望

5．1 全文结论

5．2 主要创新点

5．3 不足之处和研究展望

参考文献

附录Ⅰ：试验中红壤旱地部分土壤线虫属图集

附录Ⅱ：在校期间发表的论文

致谢