蚯蚓与不同质量凋落物相互作用对土壤微生物活性的影响
摘要：为验证蚯蚓对土壤微生物群落的影响依赖于凋落物质量的假说，在控制条件下研究了不同质量凋落物分解过程中蚯蚓对土壤微生物群落的影响。双因素交互实验共包括12个处理：不添加凋落物以及添加五种不同凋落物，三叶草、玉米秸秆、稻草秸秆、羊蹄、甘蔗纤维等。每种凋落物都对应有接种蚯蚓与不接种蚯蚓两种处理。结果表明，从总体上看，凋落物的影响比较显著，施加凋落物能够显著提升土壤中微生物生物量碳、氮的含量。蚯蚓对于土壤微生物生物量的影响并不显著；施加凋落物后，土壤中微生物活性显著增加；不同凋落物下，接种蚯蚓，可以增加土壤中的微生物活性。实验表明，蚯蚓活动虽然对微生物生物量没有显著影响，但是能够改变土壤微生物群落的活性，且对于不同质量的凋落物影响不同。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1．1 供试材料 2
1．1．1 供试蚯蚓 2
1．1．2 供试土壤 2
1．1．3 供试凋落物 2
1．2 实验方法 2
1．2．1 研究方法 2
1．2．2 实验方案 2
1．2．3 培养方法 3
1．2．4 测定指标与方法 3
1．2．5 蚯蚓存活率调查 3
1．2．6 数据分析 3
2 结果与分析 3
2．1 蚯蚓存活率调查 3
2．2 凋落物对土壤微生物活性的影响 4
2．3 蚯蚓对土壤微生物活性的影响 4
3 讨论 5
3．1 不同质量凋落物对蚯蚓生长状况的影响 5
3．2 不同质量凋落物与蚯蚓相互作用对土壤微生物生物量的影响 5
3.3 不同质量凋落物与蚯蚓相互作用对土壤微生物活性的影响 5
4 总结 5
致谢 6
参考文献 6
蚯蚓与不同质量凋落物相互作用对土壤微生物活性的影响
引言
引言 凋落物分解与养分释放是土壤生态系统中物质循环和能量循环最重要的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
环节之一。凋落物中含有植物生长需要的氮磷等多种养分元素，是土壤中重要的养分来源[1]。凋落物还田后在土壤中分解，能有效提高土壤有机质的含量，改善土壤物理结构和微生物特征[2]。而土壤微生物不仅在凋落物分解过程中起到了至关重要的促进作用，同时其自身也在其中获取养分。
蚯蚓作为陆地生态系统大型土壤动物区系最重要代表，能破碎、分解和混合有机质，从而影响凋落物的分解过程[3]，具有较强调控土壤生态系统功能的潜力[4]。许多研究表明，蚯蚓与微生物的交互作用能够促进有机物料的矿化分解、土壤养分的转化循环，而这些功能的实现都依赖于土壤微生物群落的结构和功能。Dempsey等[5]发现蚯蚓刺激了土壤纤维素酶和βD葡萄糖苷酶活性，促进了土壤C循环。陶军等发现蚯蚓增强了土壤和蚓粪中多种酶的活性。以往研究表明，蚯蚓更喜好高质量的凋落物，但比较蚯蚓对不同质量凋落物的分解贡献时，结果可能与之相反。Tian等[67]发现接种蚯蚓更有助于低质量植物残体的降解，并认为蚯蚓对低质量植物残体降解促进明显。其原因在于相对于高碳氮比的凋落物，土壤微生物对低质量植物残体的分解率低，接种蚯蚓后通过蚯蚓的作用将凋落物粉碎，从而增加了土壤微生物可接近的表面积们，由此提高凋落物转化利用的效率；而高质量的植物凋落物，土壤微生物对高质量植物残体的分解率高，因而蚯蚓对该类植物残体分解的贡献反而不大[89]。
总体而言，土壤微生物因素是驱动土壤中矿质元素循环利用的最重要因素。但就目前国内外研究进展来看在凋落物蚯蚓的体系中，往往较少涉及到不同质量凋落物性质下蚯蚓的作用，同时，过去蚯蚓对微生物群落的作用主要关注于微生物量和微生物群落结构，而微生物活性在土壤有机质转化和养分循环中起着核心作用，是揭示蚯蚓对土壤生态系统功能的影响的关键依据，因此有必要进一步深入该方面的研究。
本项目旨在通过室内培养试验，利用不同碳氮比的凋落物与蚯蚓相互作用，进一步阐明蚯蚓和植物凋落物特征对土壤微生物群落功能的影响机制。本项目主要包括以下研究目标：1）在施用同一种凋落物的处理下，通过比较是否添加蚯蚓，并测定土壤微生物生物量以及酶活性来判断蚯蚓对土壤微生物群落的影响；2）在添加蚯蚓的处理中，通过比较施用不同凋落物，测定土壤微生物生物量和土壤酶活性，来研究蚯蚓对微生物群落的影响是否依赖于凋落物的特征。
1 材料与方法
1．1 供试材料
1．1．1 供试蚯蚓 本实验所采用的蚯蚓为威廉腔环毛蚓，取自南通市某菜地。
1．1．2 供试土壤 本实验所采用的土壤为批量土壤采自江苏南通某菜地的土壤。取样深度0～20 cm。土壤采回后即进行预处理，用孔径为2 mm筛子筛分，剔除肉眼可见的根系、有机残体及大中型土壤动物。土壤为粉砂质壤土黏粒（<0.002mm）、粉粒（0.002～0.02mm）、沙粒（0.02～2）百分比分别为6.5%、63.5%和30.0%，土壤有机碳、全氮全磷含量分别为15.9g/kg、1.7g/kg和1.2g/kg。
1．1．3 供试凋落物 本实验所采用凋落物取自大学江浦农场某荒地，分别取三叶草、稻草秸秆、玉米秸秆、羊蹄、甘蔗纤维五种不同的凋落物，均作粉碎过1mm筛的处理。凋落物碳氮比见下表。
表1 植物凋落物碳、氮元素含量的比例
Table 1 The C、N content ratio of plant litter
凋落物
三叶草
玉米
稻草
羊蹄
甘蔗纤维
碳氮比
20.43
44.19
54.56
63.39
150.82
1．2 实验方法
1．2．1 研究方法 通过设计室内培养试验，分别以是否接种蚯蚓和添加不同碳氮质量比的凋落物为两种处理因素进行两因素完全交互设计，通过测定比较不同试验处理中土壤微生物群落活性，揭示蚯蚓与不同质量凋落物相互作用的机制。
1．2．2 实验方案 试验：研究施加不同碳氮比凋落物，接种或不接种蚯蚓对土壤养分水平的影响。
1）培养土壤：批量土壤采自江苏南通。取样深度0～20 cm。土壤采回后即进行预处理，用孔径为2 mm筛子筛分，剔除肉眼可见的根系、有机残体及大中型土壤动物。
2）凋落物秸秆：均粉碎过1mm筛后烘干，施加量为37.5g（2.5%土重）；
3）接种蚓种：为威廉腔环毛蚓。接种密度为每个盆钵（1.2kg干土）接种三条成年蚯蚓（生物量约7.5g)，在接种蚯蚓前调解土壤含水量为土壤最大持水量的60%。
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摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1．1 供试材料 2
1．1．1 供试蚯蚓 2
1．1．2 供试土壤 2
1．1．3 供试凋落物 2
1．2 实验方法 2
1．2．1 研究方法 2
1．2．2 实验方案 2
1．2．3 培养方法 3
1．2．4 测定指标与方法 3
1．2．5 蚯蚓存活率调查 3
1．2．6 数据分析 3
2 结果与分析 3
2．1 蚯蚓存活率调查 3
2．2 凋落物对土壤微生物活性的影响 4
2．3 蚯蚓对土壤微生物活性的影响 4
3 讨论 5
3．1 不同质量凋落物对蚯蚓生长状况的影响 5
3．2 不同质量凋落物与蚯蚓相互作用对土壤微生物生物量的影响 5
3.3 不同质量凋落物与蚯蚓相互作用对土壤微生物活性的影响 5
4 总结 5
致谢 6
参考文献 6
蚯蚓与不同质量凋落物相互作用对土壤微生物活性的影响
引言
引言 凋落物分解与养分释放是土壤生态系统中物质循环和能量循环最重要的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
环节之一。凋落物中含有植物生长需要的氮磷等多种养分元素，是土壤中重要的养分来源[1]。凋落物还田后在土壤中分解，能有效提高土壤有机质的含量，改善土壤物理结构和微生物特征[2]。而土壤微生物不仅在凋落物分解过程中起到了至关重要的促进作用，同时其自身也在其中获取养分。
蚯蚓作为陆地生态系统大型土壤动物区系最重要代表，能破碎、分解和混合有机质，从而影响凋落物的分解过程[3]，具有较强调控土壤生态系统功能的潜力[4]。许多研究表明，蚯蚓与微生物的交互作用能够促进有机物料的矿化分解、土壤养分的转化循环，而这些功能的实现都依赖于土壤微生物群落的结构和功能。Dempsey等[5]发现蚯蚓刺激了土壤纤维素酶和βD葡萄糖苷酶活性，促进了土壤C循环。陶军等发现蚯蚓增强了土壤和蚓粪中多种酶的活性。以往研究表明，蚯蚓更喜好高质量的凋落物，但比较蚯蚓对不同质量凋落物的分解贡献时，结果可能与之相反。Tian等[67]发现接种蚯蚓更有助于低质量植物残体的降解，并认为蚯蚓对低质量植物残体降解促进明显。其原因在于相对于高碳氮比的凋落物，土壤微生物对低质量植物残体的分解率低，接种蚯蚓后通过蚯蚓的作用将凋落物粉碎，从而增加了土壤微生物可接近的表面积们，由此提高凋落物转化利用的效率；而高质量的植物凋落物，土壤微生物对高质量植物残体的分解率高，因而蚯蚓对该类植物残体分解的贡献反而不大[89]。
总体而言，土壤微生物因素是驱动土壤中矿质元素循环利用的最重要因素。但就目前国内外研究进展来看在凋落物蚯蚓的体系中，往往较少涉及到不同质量凋落物性质下蚯蚓的作用，同时，过去蚯蚓对微生物群落的作用主要关注于微生物量和微生物群落结构，而微生物活性在土壤有机质转化和养分循环中起着核心作用，是揭示蚯蚓对土壤生态系统功能的影响的关键依据，因此有必要进一步深入该方面的研究。
本项目旨在通过室内培养试验，利用不同碳氮比的凋落物与蚯蚓相互作用，进一步阐明蚯蚓和植物凋落物特征对土壤微生物群落功能的影响机制。本项目主要包括以下研究目标：1）在施用同一种凋落物的处理下，通过比较是否添加蚯蚓，并测定土壤微生物生物量以及酶活性来判断蚯蚓对土壤微生物群落的影响；2）在添加蚯蚓的处理中，通过比较施用不同凋落物，测定土壤微生物生物量和土壤酶活性，来研究蚯蚓对微生物群落的影响是否依赖于凋落物的特征。
1 材料与方法
1．1 供试材料
1．1．1 供试蚯蚓 本实验所采用的蚯蚓为威廉腔环毛蚓，取自南通市某菜地。
1．1．2 供试土壤 本实验所采用的土壤为批量土壤采自江苏南通某菜地的土壤。取样深度0～20 cm。土壤采回后即进行预处理，用孔径为2 mm筛子筛分，剔除肉眼可见的根系、有机残体及大中型土壤动物。土壤为粉砂质壤土黏粒（<0.002mm）、粉粒（0.002～0.02mm）、沙粒（0.02～2）百分比分别为6.5%、63.5%和30.0%，土壤有机碳、全氮全磷含量分别为15.9g/kg、1.7g/kg和1.2g/kg。
1．1．3 供试凋落物 本实验所采用凋落物取自大学江浦农场某荒地，分别取三叶草、稻草秸秆、玉米秸秆、羊蹄、甘蔗纤维五种不同的凋落物，均作粉碎过1mm筛的处理。凋落物碳氮比见下表。
表1 植物凋落物碳、氮元素含量的比例
Table 1 The C、N content ratio of plant litter
凋落物
三叶草
玉米
稻草
羊蹄
甘蔗纤维
碳氮比
20.43
44.19
54.56
63.39
150.82
1．2 实验方法
1．2．1 研究方法 通过设计室内培养试验，分别以是否接种蚯蚓和添加不同碳氮质量比的凋落物为两种处理因素进行两因素完全交互设计，通过测定比较不同试验处理中土壤微生物群落活性，揭示蚯蚓与不同质量凋落物相互作用的机制。
1．2．2 实验方案 试验：研究施加不同碳氮比凋落物，接种或不接种蚯蚓对土壤养分水平的影响。
1）培养土壤：批量土壤采自江苏南通。取样深度0～20 cm。土壤采回后即进行预处理，用孔径为2 mm筛子筛分，剔除肉眼可见的根系、有机残体及大中型土壤动物。
2）凋落物秸秆：均粉碎过1mm筛后烘干，施加量为37.5g（2.5%土重）；
3）接种蚓种：为威廉腔环毛蚓。接种密度为每个盆钵（1.2kg干土）接种三条成年蚯蚓（生物量约7.5g)，在接种蚯蚓前调解土壤含水量为土壤最大持水量的60%。
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