弹尾虫和玉米交互作用对土壤养分的影响
摘要：作为地下碎屑食物网中的重要组成部分，土壤节肢动物弹尾虫发挥着重要的生态功能。本试验通过向覆盖秸秆的土壤中接入3种不同生态型弹尾虫，以不种玉米作为对照，探究弹尾虫群落对秸秆分解和土壤养分的影响。结果表明，和不种植玉米的处理相比，种植玉米的处理弹尾虫的数量显著降低。从拔节期到开花期，秸秆中的弹尾虫总数量减少，土壤中弹尾虫总数量增加。开花期，种植玉米的条件下弹尾虫能显著提高秸秆失重率。拔节期，不种玉米条件下弹尾虫能显著提高土壤可溶性氮含量。弹尾虫能显著降低土壤铵态氮、硝态氮以及速效磷含量。本研究结果为探究弹尾虫群落对土壤养分的影响，为今后研究弹尾虫群落结构在土壤生态功能中的作用打下基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言2
1材料与方法3
1.1温室盆栽试验概况 3
1.2试验设计3
1.3土壤样品采集4
1.4测定指标及方法4
1.4.1土壤理化性质4
1.5数据统计与分析4
2结果与分析5
2.1.玉米不同生育期土壤弹尾虫群落变化5
2.2弹尾虫和玉米对秸秆分解的影响5
2.3弹尾虫和玉米对土壤可溶性碳、氮的影响7
2.4弹尾虫和玉米对土壤速效养分的影响7
3讨论8
3.1弹尾虫组成和数量的变化8
3.2弹尾虫和玉米对秸秆分解的影响8
3.3弹尾虫和玉米对土壤可溶性碳、氮含量的影响9
3.4弹尾虫和玉米对土壤氨态氮、硝态氮以及速效磷的影响9
4小结9
致谢9
参考文献10
弹尾虫和玉米交互作用对土壤养分的影响
引言
引言
在土壤生态系统中，不同生态型弹尾虫具有不同的功能，对环境的选择也不同。比如，白符?在土壤pH 5.2的时候繁殖率最高，卵适合产生存在pH 57的环境中[1]。土壤弹尾虫的生态型根据形态和生活习性大致分为三种。简单地说，表居种一般生活在凋落物层，体型硕大，有弹器，活动能力强，喜欢取食高质量的食物。居
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
住在凋落物上的弹尾虫活动能力强，更容易躲避天敌，还可以通过取食真菌间接影响凋落物的分解。相反地，深居种生活在较深土层，一般没有眼，体型小，弹器退化，取食低质量的食物，活动能力差。居住在土壤里的可以通过对微生物的影响来影响土壤的养分循环，改变植物根系形态，植物吸收养分。半土居种介于两者之间，在凋落物中和土壤中都可以生活[2, 3, 4]。
土壤可溶性碳氮是土壤中的活性养分，在土壤养分循环中起到了重要作用[5]。土壤DOC可以作为资源被微生物利用，同时微生物死亡后残体分解也会释放出DOC，也是土壤肥力的重要指标[57]。DON可以作为为土壤的一个活性氮素库，易被植物吸收利用。有研究认为，DON是植物分泌的有机酸或酶进入土壤中[8, 9]。土壤铵态氮和硝态氮是土壤中的矿质态氮，可以直接被植物吸收利用，其重要性不言而喻。土壤速效磷可以被植物直接吸收利用，是土壤中最为有效的磷组分。土壤中的总磷含量不低，但是有效态磷比较低。尤其在红壤地区磷，素淋失严重，养分利用率更较低[10]。土壤中这些活性养分和速效养分，对土壤微生物以及植物生长都有重要的作用。
在中国，随着粮食产量的提高，每年产生的秸秆越来越多，产量能达到5.541×108t，是一种非常宝贵的可再生资源。而对秸秆的处理，大部分人会选择焚烧，这不仅是一种对资源的浪费，更对环境产生了严重的污染[11]。秸秆还田得到了越来越多的推广，对农田生态系统的可持续发展有很大的贡献[12, 13]。水稻秸秆覆盖可以改善土壤团聚体的组成，减少小团聚体的比例，增加大团聚体的比例，增加各级团聚体的碳氮含量[14, 15]。秸秆还田主要影响养分循环和微生物的易变的、轻组有机质[16, 17]。秸秆的施入还可以减少土壤中无机氮，增加土壤中氮固定，减少氮的淋失[18]。丰富的有机物资源和土壤生境的时空异质性是支持土壤生物多样性和食物网结构的基础[19, 20]。
很多研究表明适中密度的弹尾虫能促进凋落物分解，密度过低或者过高对凋落物分解有抑制作用。弹尾虫对凋落物分解的影响：（1）通过破碎凋落物，增加微生物和凋落物的接触面积，加速凋落物的分解；（2）通过取食真菌来影响凋落物的分解。弹尾虫对真菌影响如何取决于弹尾虫的密度，低密度时，弹尾虫能去除衰老的菌丝来刺激真菌生长，弹尾虫密度增加到一定的量，由于过度的取食，抑制菌丝生长的作用会增加[21, 22]。弹尾虫的取食也会引起真菌产生相应的变化，比如：产生胞外酶，改变菌丝形态增加或减少生物量[23]。土壤中的腐生真菌和植物之间有竞争养分的关系，这些可溶性的、速效的养分是它们竞争的最直接的资源。AMF能和植物形成共生体提高植物竞争养分的能力，腐生真菌生AMF植物之间有着复杂的相互作用[24]。有研究表明，在腐生真菌和AMF数量都丰富的条件下，弹尾虫更偏好取食腐生真菌[25]。弹尾虫可以通过调节腐生真菌AMF植物之前的关系来影响土壤养分循环，甚至影响植物生长。
许多研究表明，弹尾虫可以影响凋落物分解以及土壤养分循环，最终影响植物生长，他们却忽略了弹尾虫和植物之间也存在着反馈作用[26]。实际上，土壤理化性质以及微生物群落容易受到根系生长和根系分泌物的影响，这种资源和空间的改变，对弹尾虫群落结构及其功能的发挥会产生很大的影响。
本研究基于野外调查，在覆盖秸秆的红壤中按照一定比例接入3种不同生态型弹尾虫，探究弹尾虫群落对土壤养分的影响，为今后探究弹尾虫生态功能打下基础，。
1 材料与方法
1.1 温室盆栽试验概况
温室盆栽实验于2015年9月至2016年2月在大学资环学院玻璃温室中进行。供试土壤采自江西省红壤研究所（116°20′24"N，28°15′30"E），基本理化性质为：pH 5.49，全氮1.07 g kg1，全磷0.86 g kg1，有效磷33.48 mg kg1，铵态氮77.55 mg kg1，硝态氮56.38 mg kg1。该采样点原来为蔬菜大棚，种植多年后撂荒，因此在布置短期盆栽实验时没有再施肥。秸秆来自江西进贤红壤研究所长期定位试验（调控有机物料和耕作措施对红壤生态系统的影响）小区收获的玉米秸秆，秸秆基本性质为：碳 416.81g kg1，氮24.42 g kg1。供试作物为玉米，玉米品种为掖单13号。2015年9月份采集土壤，收集秸秆。将土壤在室外晾晒4天，去除土壤中动物，全部过5cm筛，挑根，待用。秸秆在65 ℃烘箱中烘3天，剪碎过1cm筛，待用。
1.2 试验设计
试验采用塑料盆钵（27.5cm×22cm）作为盆栽容器，每盆装土5.0 kg。调节含水量至田间最大持水量的30%。2015年9月17日至22日，经过5天预培养后，随机挑选24盆种玉米，其余的作为对照，每盆种7粒，一周后进行间苗，留下5株。2015年9月30日，将秸秆表施到土壤表面每盆25g。2015年10月11日13日，按照Sinella: Folsomia: Thalassphorura = 24:78:76来接种（基于田间调查结果，考虑到预备试验中弹尾虫存活，因此接入数量是田间数量的1.5倍）。分别于2015年11月22日和2016年1月6日进行两次采样。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言2
1材料与方法3
1.1温室盆栽试验概况 3
1.2试验设计3
1.3土壤样品采集4
1.4测定指标及方法4
1.4.1土壤理化性质4
1.5数据统计与分析4
2结果与分析5
2.1.玉米不同生育期土壤弹尾虫群落变化5
2.2弹尾虫和玉米对秸秆分解的影响5
2.3弹尾虫和玉米对土壤可溶性碳、氮的影响7
2.4弹尾虫和玉米对土壤速效养分的影响7
3讨论8
3.1弹尾虫组成和数量的变化8
3.2弹尾虫和玉米对秸秆分解的影响8
3.3弹尾虫和玉米对土壤可溶性碳、氮含量的影响9
3.4弹尾虫和玉米对土壤氨态氮、硝态氮以及速效磷的影响9
4小结9
致谢9
参考文献10
弹尾虫和玉米交互作用对土壤养分的影响
引言
引言
在土壤生态系统中，不同生态型弹尾虫具有不同的功能，对环境的选择也不同。比如，白符?在土壤pH 5.2的时候繁殖率最高，卵适合产生存在pH 57的环境中[1]。土壤弹尾虫的生态型根据形态和生活习性大致分为三种。简单地说，表居种一般生活在凋落物层，体型硕大，有弹器，活动能力强，喜欢取食高质量的食物。居
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
住在凋落物上的弹尾虫活动能力强，更容易躲避天敌，还可以通过取食真菌间接影响凋落物的分解。相反地，深居种生活在较深土层，一般没有眼，体型小，弹器退化，取食低质量的食物，活动能力差。居住在土壤里的可以通过对微生物的影响来影响土壤的养分循环，改变植物根系形态，植物吸收养分。半土居种介于两者之间，在凋落物中和土壤中都可以生活[2, 3, 4]。
土壤可溶性碳氮是土壤中的活性养分，在土壤养分循环中起到了重要作用[5]。土壤DOC可以作为资源被微生物利用，同时微生物死亡后残体分解也会释放出DOC，也是土壤肥力的重要指标[57]。DON可以作为为土壤的一个活性氮素库，易被植物吸收利用。有研究认为，DON是植物分泌的有机酸或酶进入土壤中[8, 9]。土壤铵态氮和硝态氮是土壤中的矿质态氮，可以直接被植物吸收利用，其重要性不言而喻。土壤速效磷可以被植物直接吸收利用，是土壤中最为有效的磷组分。土壤中的总磷含量不低，但是有效态磷比较低。尤其在红壤地区磷，素淋失严重，养分利用率更较低[10]。土壤中这些活性养分和速效养分，对土壤微生物以及植物生长都有重要的作用。
在中国，随着粮食产量的提高，每年产生的秸秆越来越多，产量能达到5.541×108t，是一种非常宝贵的可再生资源。而对秸秆的处理，大部分人会选择焚烧，这不仅是一种对资源的浪费，更对环境产生了严重的污染[11]。秸秆还田得到了越来越多的推广，对农田生态系统的可持续发展有很大的贡献[12, 13]。水稻秸秆覆盖可以改善土壤团聚体的组成，减少小团聚体的比例，增加大团聚体的比例，增加各级团聚体的碳氮含量[14, 15]。秸秆还田主要影响养分循环和微生物的易变的、轻组有机质[16, 17]。秸秆的施入还可以减少土壤中无机氮，增加土壤中氮固定，减少氮的淋失[18]。丰富的有机物资源和土壤生境的时空异质性是支持土壤生物多样性和食物网结构的基础[19, 20]。
很多研究表明适中密度的弹尾虫能促进凋落物分解，密度过低或者过高对凋落物分解有抑制作用。弹尾虫对凋落物分解的影响：（1）通过破碎凋落物，增加微生物和凋落物的接触面积，加速凋落物的分解；（2）通过取食真菌来影响凋落物的分解。弹尾虫对真菌影响如何取决于弹尾虫的密度，低密度时，弹尾虫能去除衰老的菌丝来刺激真菌生长，弹尾虫密度增加到一定的量，由于过度的取食，抑制菌丝生长的作用会增加[21, 22]。弹尾虫的取食也会引起真菌产生相应的变化，比如：产生胞外酶，改变菌丝形态增加或减少生物量[23]。土壤中的腐生真菌和植物之间有竞争养分的关系，这些可溶性的、速效的养分是它们竞争的最直接的资源。AMF能和植物形成共生体提高植物竞争养分的能力，腐生真菌生AMF植物之间有着复杂的相互作用[24]。有研究表明，在腐生真菌和AMF数量都丰富的条件下，弹尾虫更偏好取食腐生真菌[25]。弹尾虫可以通过调节腐生真菌AMF植物之前的关系来影响土壤养分循环，甚至影响植物生长。
许多研究表明，弹尾虫可以影响凋落物分解以及土壤养分循环，最终影响植物生长，他们却忽略了弹尾虫和植物之间也存在着反馈作用[26]。实际上，土壤理化性质以及微生物群落容易受到根系生长和根系分泌物的影响，这种资源和空间的改变，对弹尾虫群落结构及其功能的发挥会产生很大的影响。
本研究基于野外调查，在覆盖秸秆的红壤中按照一定比例接入3种不同生态型弹尾虫，探究弹尾虫群落对土壤养分的影响，为今后探究弹尾虫生态功能打下基础，。
1 材料与方法
1.1 温室盆栽试验概况
温室盆栽实验于2015年9月至2016年2月在大学资环学院玻璃温室中进行。供试土壤采自江西省红壤研究所（116°20′24"N，28°15′30"E），基本理化性质为：pH 5.49，全氮1.07 g kg1，全磷0.86 g kg1，有效磷33.48 mg kg1，铵态氮77.55 mg kg1，硝态氮56.38 mg kg1。该采样点原来为蔬菜大棚，种植多年后撂荒，因此在布置短期盆栽实验时没有再施肥。秸秆来自江西进贤红壤研究所长期定位试验（调控有机物料和耕作措施对红壤生态系统的影响）小区收获的玉米秸秆，秸秆基本性质为：碳 416.81g kg1，氮24.42 g kg1。供试作物为玉米，玉米品种为掖单13号。2015年9月份采集土壤，收集秸秆。将土壤在室外晾晒4天，去除土壤中动物，全部过5cm筛，挑根，待用。秸秆在65 ℃烘箱中烘3天，剪碎过1cm筛，待用。
1.2 试验设计
试验采用塑料盆钵（27.5cm×22cm）作为盆栽容器，每盆装土5.0 kg。调节含水量至田间最大持水量的30%。2015年9月17日至22日，经过5天预培养后，随机挑选24盆种玉米，其余的作为对照，每盆种7粒，一周后进行间苗，留下5株。2015年9月30日，将秸秆表施到土壤表面每盆25g。2015年10月11日13日，按照Sinella: Folsomia: Thalassphorura = 24:78:76来接种（基于田间调查结果，考虑到预备试验中弹尾虫存活，因此接入数量是田间数量的1.5倍）。分别于2015年11月22日和2016年1月6日进行两次采样。
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