全 文 ：第 26 卷第 6期
2006 年 6月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 26, No. 6
Jun. , 2006
不同土壤培肥措施下农田有机物分解的生态过程
李云乐, 乔玉辉* , 孙振钧, 张瑞清, 庞军柱
(中国农业大学资源与环境学院, 北京 100094)
基金项目:国家/ 9730重大基础研究前期研究专项资助项目( 2002CCA00800) ;北京市生态学重点学科资助项目( XK10019440)
收稿日期: 2005-04-18;修订日期: 2006-01-19
作者简介:李云乐( 1979~ ) ,女,辽宁鞍山人,硕士生,主要从事土壤生态学研究. E-mail: dream_lyl@ 163. com
* 通讯作者 Corresponding author. E-mail : qiaoyh@ cau. edu. cn
Foundation item: The project was supported by prophase research of 973 Nat ional Key Basic Project ( No. 2002CCA00800) , Beijing Key descipline construct ion
project for ecology( No. XK10019440)
Received date: 2005-04-18; Accepted date: 2006-01-19
Biography: LI Yun-Le,Master candidate, mainly engaged in soil ecology. E-mail: dream_lyl@ 163. com
摘要:通过在河北曲周实验站的田间试验, 研究了 4 种不同土壤培肥措施条件下农田生态系统中几种主要土壤生物随有机物分
解的变化规律、有机物的分解及其主要影响因素。研究结果表明:除土壤线虫外, 其他几种主要的土壤生物的分布规律基本上
是堆肥区> 原貌区> 对照区> 化肥区,与施入的有机物(小麦秸秆)的分解规律一致。在受人为扰动的堆肥区、化肥区和对照区
土壤中,细菌占绝对优势, 而在未开垦的原貌区中,真菌起着重要作用。
在有机物分解初期,土壤微生物能比较快地迁移到秸秆表面,秸秆表面的生物数量最多的是细菌,随着细菌的数量增加, 原
生动物数量亦呈现增加趋势,蚯蚓数量增多, 而线虫的数量则减少。而有机物分解后期, 真菌的数量逐渐减少,蚯蚓的数量也呈
下降趋势,有机物的分解速度减慢。通过灰色关联度分析, 9种外界因素(生物因素和环境因素 )对小麦秸秆分解作用的相对重
要程度排序:土壤温度( 01 844) > 蚯蚓( 01777) > 真菌( 01 764) > 全氮( 01754) > 线虫( 01753) > 有机质 ( 01742) > 细菌( 01738) > 原
生动物( 01693) > 土壤含水量( 01661) , 其中土壤温度和蚯蚓是影响土壤有机物分解的最重要的两个因素。
关键词:农田; 有机物分解;土壤生物; 生态过程
文章编号: 1000-0933(2006) 06-1933-07 中图分类号: Q143, S154. 5 文献标识码: A
The eco-process of agricultural organic matter decomposition under different soil
conditions
LI Yun-Le, QIAO Yu-Hui
*
, SUN Zhen-Jun, ZHANG Ru-i Qing, PANG Jun-Zhu ( China Agricultural University , College of
Agricultural Resource and Environment , Beij ing , 100094) . Acta Ecologica Sinica, 2006, 26( 6) : 1933~ 1939.
Abstract: The decomposition of organicmatter and the succession of different soil fauna population during this process were studied
under four different soil fertility maintaining treatments at Quzhou experimental Stat ion of Hebei Province. The results showed that
the numbers of somemain soil fauna excluding nematodes- differed between treatments with the highest number in the compost
plot (OF followed by the untilled plot (OR) and the control plot ( CK) with the lowest numbers in the chemical fertilization plot
(CF) . This trend was in accord with the trend of decomposit ion rate in the different treatments. In the compost plot, the control
plot and the chemical fertilization plot, bacteria-l based food webs play the main role in regulating organic matter decomposition.
Contrary to this, funga-l based food web plays a larger role in regulating organic matter decomposition in the untilled plot.
At the initial stage of the decomposition, the biomass of bacteria was greater, the number of protozoa increased, and so did
the number of earthworms under all treatments. At the late decomposition stage, the biomass of fungi and the number of
earthworms decreased, which was correlated with a decreasing decomposition rate. Gray correlation analysis was used to study the
relationships between the organic matter decomposition rate and environmental or biological factors. The most important regulating
factors in descending sequence were Soil temperature ( 0. 844) , Number of earthworms ( 01777) , fungi ( 01764) , total nitrogen
( 01754) , Numbers of nematodes ( 01753) , Soil organicmatter( 01742) , Numbers of bacteria(01738) , protozoa( 01693) and soil
moisture(01661) , Therefore, soil temperature and the number of earthworms were the main factors that affected the organic matter
decomposition rates.
Key words: agriculture; wheat straw decomposition; soil biota; eco-process
随着我国农业的迅猛发展,每年都有大量的农业废弃物产生。据报道, 我国各类农作物秸秆的年总产量
达710 @ 108 t 以上,但利用率不足 30% [ 1] ,相当多的地区,每年将大量秸秆就地烧毁,使得其中 70%以上的纤
维素、木质素等得不到利用,而且燃烧释放出的有害气体严重污染大气,妨碍交通安全[ 2]。有机废弃物的分解
和处置成为一个必须解决的难题。
土壤生物处理是实现有机废弃物自然净化和资源化的一条有效途径。尽管目前对有机物的分解进行了
众多研究, 但多集中在土壤微生物对有机物分解的作用上面[ 3~ 5] ,并没有从土壤生态系统水平上去揭示土壤
生物(微生物与动物)间存在着的极其复杂的链网作用关系及其在有机物分解过程中的作用和演替规律。实
际上, 在土壤生态系统中,其中某一种群的变化会导致其它种群的相应变化,并影响有机物的高效分解, 本文
将在生态系统水平上,从农田有机物分解的生态过程入手, 研究农田有机物分解和转化的生态过程、影响因素
及调控途径;为土壤生态系统的模拟研究和有机废弃物资源高效利用提供科学依据。
1 研究地点概况
试验在中国农业大学曲周实验站进行,实验站位于河北省邯郸市曲周县北部,为黑龙港地区上游,属内陆
冲积平原浅层咸水型盐渍化低产地区。土壤为改良后的轻盐化潮褐土。全县面积 67418km2 , 属温带半湿润
季风气候区。冬春寒冷干燥, 夏季温暖多雨, 降水少, 蒸发强烈, 春旱尤为严重, 可一年两熟。年平均气温
1311 e , 7月份最热,平均气温 2618 e 。无霜期年平均 201d, 年均降水量 55612mm, 年平均蒸发量是平均降水
量的 313倍。
2 研究方案与材料方法
211 试验方案
试验于2004年 6月开始进行,在试验站内已有 11a的土壤培肥历史的试验区上,选取土壤条件不同的堆
肥区(OF) ,化肥区( CF) ,对照区( CK)及原貌区( OR)进行小区试验。对照区不施肥; 堆肥区使用的是传统的有
机肥, 每公顷 15t; 化肥区为当地施用的化肥量为每年每公顷 0175t 碳铵, 013t 尿素, 0175t 过磷酸钙;原貌区是
实验站北侧从未受到人为干扰的区域,其植被主要是盐蒿、茅草和零星分布的芦草等。小区随机分布,重复 3
次。小区大小为 1015m @ 3m,当季作物为玉米, 前茬作物为冬小麦; 4种土壤的理化性质见表 1。
将风干的小麦秸秆剪成 3~ 5cm段, 80 e 烘干 8h,称取 2010g, 装入网眼大小约为 1cm的塑料网袋( 20cm@
20cm)中, 网袋的底面铺网眼 1mm 的尼龙网布防止麦秸漏出。将封好的网袋于 2004年 6月 22日埋入上述 4
种不同条件的土壤中,埋深为 20cm左右,分别于 2004年 7月 2日、7月 12日、8月 1日、8月 23日、9月 15日、
10月 9日取样 6次。
表 1 供试土壤的基本理化性质
Table 1 Soi l chemical properties of the experiment fields
处理
Treatment
有机质
O1M1
( gPkg)
全氮
Total N( gPkg)
有效氮
Available N
( mgPkg)
速效钾
Available K
(mgPkg)
有效磷
Available P
(mgPkg)
pH
( 0101 molPL
CaCl2)
含盐量
(mgPkg)
堆肥区OF 1710 0111 102102 73155 34137 7193 0188
化肥区CF 1110 0108 57145 42117 11136 8102 1119
对照区CK 1010 0107 49111 75160 12112 7198 1127
原貌区OR 7160 0133 4199 128180 4169 7187 11147
212 调查取样及分析方法
蚯蚓种群调查采用样方徒手分离法,取样时, 在每个采样点取土(长 @ 宽 @深) 20 @ 20 @ 20cm3 的样方,置
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于平展于地的塑料布上采用手捡法捡取蚯蚓 [6] 。小心取出样袋,去除分解的秸秆表面附着土, 分离参与有机
物分解的主要土壤生物。土壤线虫采用湿漏斗法分离,体视镜下计数(表 2) ,并按口器形态等特征划分为植
食性线虫(植物寄生线虫) 、食细菌线虫、食真菌线虫和捕-杂食线虫等 4 个营养类群 [ 7] ;土壤原生动物采用/ 3
级10倍0环式稀释法来间接计数(表3) ,并鉴定鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫3类。测定用环式稀释法 [ 8] ,土壤微生
物用稀释平板法培养计数,其中细菌培养基为牛肉膏蛋白胨,真菌培养基为马铃薯葡萄糖 [ 6] 。
秸秆分解率采用粗灰化法测定 [ 9] ,土壤理化性质测定方法按照常规分析方法进行[ 9]。
所得试验数据采用 SPSS数据处理软件进行统计分析。无特殊说明, 均取显著水平 p = 0105。
表 2 4种培肥措施下土壤线虫总数的变化(条Pg)
Table 2 dynamic changes of total nematode numbers in four different soil during organic matter decomposition ( indivPg)
处理
Treatment
日期 Sampling date
2004-07-2 2004-07-12 2004-08-1 2004-08-23 2004-09-15 2004-10-9
均值
Average
堆肥区OF 66710 36010 13218 35515 37811 28114 36215
化肥区 CF 58417 60915 25718 43012 43714 62611 49110
对照区CK 61418 33010 11518 34814 38112 82415 43518
原貌区 OR 30810 58017 15713 37112 45114 34715 37215
表 3 4种不同培肥措施下土壤原生动物总数的变化( @ 104 个Pg)
Table 3 dynamic changes of total protozoa numbers in four different soil during organic matter decomposi tion ( @ 104 ind.Pg)
处理
Treatment
日期 Sampling date
2004-07-2 2004-07-12 2004-08-01 2004-08-23 2004-09-15 2004-10-09
均值 Average
堆肥区OF 10171 1124 1106 10117 1181 4195 4199
化肥区 CF 0115 1101 0164 4130 1129 0159 1133
对照区CK 1147 0151 1148 3164 4141 0167 2103
原貌区 OR 0112 6146 0172 16143 0155 1177 4134
3 结果与分析
311 有机物分解过程中土壤生物的变化
图 1 4种不同土壤条件下有机物分解过程中土壤细菌、真菌的动态变化
Fig. 1 Changes of soil bacteria and fungi amount in four different soil during organic matter decomposit ion
31111 土壤微生物 图 1是有机物分解过程中细菌和真菌的动态变化。从图 1可以看出, 4个处理的细菌
数量其动态变化趋势基本处于平稳状态,同时分别在 7、8月中旬出现两次小的高峰,而真菌数量则在有机物
分解过程中呈现下降趋势。不同土壤条件下的微生物数量存在着一定差异, 堆肥区比对照区细菌数量高
113% ~ 11710%。方差分析结果显示,堆肥区、原貌区细菌数量与其它处理差异显著;化肥区和对照区之间差
异不显著( p> 0105) , 土壤中细菌数量大小顺序为堆肥区> 原貌区> 对照区= 化肥区(表 4)。而对于土壤真
菌来说,方差分析表明: 4个处理之间差异显著,其数量大小顺序为:原貌区> 堆肥区> 对照区> 化肥区, 原貌

19356期 李云乐 等:不同土壤培肥措施下农田有机物分解的生态过程
图 2 4种不同土壤条件下有机物分解过程中蚯蚓数量的动态变化
Fig. 2 Changes of earthworm individuals in four different soils during organic
matter decomposition
区真菌数量的平均值分别比堆肥区、化肥区和对照区
高出 12717% , 29118%和 17016%。
31112 几种主要土壤动物的动态变化 图 2是不同土
壤条件下蚯蚓的数量动态变化情况。由图 2可以看出,
4个处理中蚯蚓的数量随季节的变化趋势基本相似, 先
增加后逐渐减少,最高种群密度出现在 8月份, 这与当
地夏季温暖多雨, 土壤潮湿,有利于蚯蚓生长有关。一
般蚯蚓种群的大小在耕地中每平方米从几十条到 100
多条, 而堆肥区的蚯蚓数量平均为 161条Pm2。显著高于
其它3个处理,尤其是第 2、3、4次取样时差异比较明显。
方差结果表明:堆肥区蚯蚓数量与其它 3个区的差异显
著,而化肥区、原貌区和对照区之间差异不显著(表 4)。
本试验的土壤生物调查还发现食细菌线虫数量占
观察到全部线虫的 9619% ,植食性线虫和食真菌线虫约占全部观察到线虫的 311% ,未发现捕食性线虫。表 2
反映了不同土壤条件下线虫随时间的变化动态。从季节变化来看, 4个不同培肥处理小区中土壤线虫的数量
普遍在第 3次取样时( 2004年 8月 1日)最少。从第1次取样( 2004年 7月 2日)到第 2次取样时( 2004年 7月
12日)堆肥区和对照区的变化趋势相似, 数量减少;原貌区和化肥区的变化趋势类似, 数量增加。在 4个培肥
处理中,化肥区线虫数量最多,方差分析结果:化肥区与堆肥区、原貌区和对照区之间差异显著,而后三者之间
差异不显著(表 4)。
试验对土壤原生动物的变化状况进行了调查,结果表明鞭毛虫数量占原生动物总数的 7117% ,纤毛虫占
2216%, 肉足虫占 517%。可见鞭毛虫丰富度较高, 是原生动物的优势类群。表 3反映了原生动物丰富度的变
化情况。堆肥区和原貌区波动较大;堆肥区先逐渐减少,而原貌区先增加,两者从 2004年 8月 1日数量均迅
速增加。对照和化肥区变化较平缓,基本趋势是数量逐渐增加。原生动物的数量堆肥区> 原貌区> 对照区>
化肥区,方差分析表明:堆肥区和原貌区的原生动物数量最多,明显高于对照区和化肥区(表 4)。
表 4 不同时间、不同处理之间土壤生物的方差分析结果
Table 4 Variance analysis on soil biota changes at different decomposi tion period for four treatments
处理 Treatment 堆肥区OF 化肥区 CF 原貌区CK 对照区 OR
细菌 Bacteria( @ 106 ) 5117a 3180c 4143b 3117c
真菌 Fungi( @ 105) 1101b 0159d 2130a 0186c
原生动物总数Total numbers of protozoa( @ 104 ) 5100a 1133b 4134b 2103b
鞭毛虫 Number of flagellates( @ 104) 3113a 0185b 3167b 1146b
肉足虫 Number of amoebae( @ 104) 0137a 0119b 0117b 0118b
纤毛虫 Number of ciliates( @ 104) 1150a 0129b 0150b 0139b
线虫总数(条Pg) Total number of nematodes( ind.Pg) 36215b 49110a 37215b 43518a
蚯蚓(条Pm2) Number of earthworms( ind.Pm2) 11610a 7910b 4012b 8417b
* 所给数值是多次取样各重复的平均值; 同一行中标不同字母这表示差异显著( p < 0105) Mean value is given; and the value w ith different
letters in the same row mean signif icant difference among the treatments ( p < 0105)
312 不同土壤培肥措施农田有机物分解状况
4种培肥措施下麦秸分解率如表 5所示。埋入网袋时正值夏季, 7~ 8月份降雨多,温度高,微生物活动频
繁,埋入堆肥区、原貌区、对照区和化肥区的秸秆在 110d后分别分解了麦秸总量的 85190%、75163%、64121%
和51111%。从不同处理看,堆肥区的分解率一直高于其它 3个处理。
土壤中有机物的分解率与其分解速率有关, 以堆肥区为例, 分解前期,埋入 10~ 20d 时相对分解速率较
高,埋入 20d时相对分解速率为 1713 @ 10- 3 gP( d#g) ; 分解 60d后,相对分解速率逐渐减慢, 埋入 85d 为 5178 @
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10
- 3
gP( d#g) ; 110d 4141 @ 10- 3 gP( d#g) (表 6)。在整个试验过程中各处理相对分解速率平均值分别是堆肥区
( 8196 @ 10- 3gP( d#g) ) > 原貌区( 7161 @ 10- 3gP( d#g) ) > 对照区( 6182 @ 10- 3gP( d#g) ) > 化肥区( 5153 @ 10- 3gP( d#
g) )。这与前面所分析的生物变化规律基本上相吻合。
表 5 4种不同培肥措施小麦秸秆的分解率( % )
Table 5 decomposition rates of wheat straw in four different soi l during organic matter decomposition ( % )
日期 date 2004-07- 02 2004-07-12 2004-08-01 2004-08-23 2004-09-15 2004-10-09
天数 days( d) 10 20 40 60 85 110
堆肥区OF 9135 ? 0164 26165? 0155 40190 ? 2120 60143 ? 0109 74187? 4143 85190*
化肥区 CF 1178 ? 0124 15194? 0191 22115 ? 1146 41101 ? 1124 48145? 4129 51111 ? 2. 90
对照区CK 1115 ? 0186 19172? 0119 36119 ? 2138 52189 ? 5158 54151? 6119 64121 ? 4. 34
原貌区 OR 2117 ? 0178 20103? 2143 39125 ? 2113 54104 ? 0163 63130? 1185 75163 ? 4. 34
* 残留样品太少,没有重复
表 6 有机物分解率与外界因素的时间变化
Table 6 variables of organic matter decomposition rates and other biotic and environmental factors
指标 Index
日期Date 2004-07-02 2004-07-12 2004-08-01 2004-08-23 2004-09-15 2004-10-09
分解时间
Decomposition t ime( d)
10 20 40 60 85 110
生物因素
Biot ic factors
Y 秸秆分解速率 Decomposit ion rates( @ 10- 3gP( g#d) ) 9. 35 17. 30 7. 13 9. 77 5. 78 4. 41
x1 细菌( @ 106 个Pg) Bacteria( @ 106 ind.Pg) 4. 63 6. 03 4. 81 6. 59 8. 74 6. 33
x2 真菌( @ 104 个Pg) Fungi( @ 104 ind.Pg) 16. 49 14. 10 12. 05 13. 69 3. 69 0. 51
x3 原生动物总数( @ 104 个Pg)Protozoa( @ 104 ind.Pg) 10. 71 1. 24 1. 06 10. 17 1. 81 1. 09
x4 线虫总数(条Pg)Total number of nematodes( ind.Pg) 667. 0 360. 0 132. 8 355. 5 378. 1 281. 4
x5 蚯蚓(条Pm2 )Number of earthworms( ind.Pm2 ) 158 175 208 217 133 75
环境因素
Environmental
factors
x6 土壤温度 Soil temperatures( e ) 29 25 25. 5 25 19 11. 8
x7 土壤含水量Moisture content( % ) 8. 0 21. 6 17. 2 9. 5 9. 6 8. 0
x8 全氮Total nitrogen( % ) 0. 123 0. 131 0. 125 0. 130 0. 134 0. 129
x9 有机质 Soil organic matter content ( % ) 1. 86 0. 93 1. 85 0. 90 1. 83 0. 95
313 有机物分解的动态与生物、环境因素的灰色关联度分析
有机物的分解受众多因素的影响, 除了有机物自身的性质外, 生物因素和环境因素对有机物的分解也起
重要作用,为分析在众多影响因素中对有机物质分解的主次关系本文采用灰色关联分析, 选取堆肥区有机物
分解与环境、生物因素,对其关系进行量化、序化和比较分析。将有机物秸秆分解率作为母数列 Yi ,各种因素
分别定义为子因素 Xi [ 10]。
通过计算, $Kmax= 1173, $K min= 0,取分辨系数 015, 得灰色关联系数, 计算关联度, 9种外界因素(生物
因素和环境因素)对小麦秸秆分解作用的相对重要程度可由灰色关联度经排序得出: x 6 ( 01844) > x 5 ( 01777)
> x 2 ( 01764) > x8 ( 01754) > x 4 ( 01753) > x 9 ( 01742) > x1 ( 01738) > x 3 ( 01693) > x 7 ( 01661)。即土壤温度> 蚯蚓
> 真菌> 全氮> 线虫> 有机质> 细菌> 原生动物> 土壤含水量。
从以上灰色关联序可得出:土壤温度和蚯蚓是影响麦秸分解的最重要的两个因素。土壤温度是影响微生
物数量和活性的主要因子;土壤中的蚯蚓,不仅能通过自身摄食、粉碎和搬运等来帮助土壤有机物质的分解,
而且蚯蚓活动中所产生的废物,还能刺激微生物的分解过程。农业生态系统中,在土壤水分含量充足的条件
下,土壤呼吸与土壤温度成正相关, 而水分含量成为限制因子的干旱、半干旱地区, 水分含量和温度共同起作
用。本研究中土壤含水量影响最小,这可能是由于实验站灌溉条件便利,且堆肥区土壤保水持水力强,因此不
是限制因素。
4 讨论
411 土壤生物参与的有机物分解过程
土壤微生物是土壤的重要组成部分和最活跃的部分,其生命活动可以加速有机物的分解和营养元素在土
19376期 李云乐 等:不同土壤培肥措施下农田有机物分解的生态过程
壤生态系统中的循环,提高土壤肥力,一般在农田土壤微生物中,细菌占绝对优势。原貌区是未受人为影响的
区域, 这与免耕能提高土壤真菌的生物量和休耕土壤中真菌占绝对优势的结论一致[ 11,12]。在 4个处理中堆肥
区因较高的土壤有机质而利于微生物生存,而化肥区对土壤微生物有较大的干扰,其数量明显低于其他处理。
实验中,堆肥区和对照区的线虫数量较少。推断原因是堆肥区的有机物质丰富和对照区蚯蚓数量较多,
抑制了线虫的发生, 而化肥区和原貌区蚯蚓数量偏少, 尤其是原貌区最少, 并且化肥区有适合线虫生长繁殖的
营养物质。到了 8月 1日,线虫数量都降低,是因为蚯蚓的大量繁殖,降低了线虫的发生率。随后蚯蚓数量的
减少使得线虫的数量又逐渐增加。线虫功能团结构的改变与土壤中微生物群落结构有关,食细菌的线虫占绝
大多数 [ 13] ,这也与上述以细菌为主的土壤微生物的结论相吻合。一些农业管理措施如无机肥和杀虫剂的使
用,对线虫的数量有直接的影响。Bohlen和 Edwards[ 14]报道无机肥的使用使玉米地里的植物性线虫数量增加,
长期施用化肥提高了线虫的发生率。又有研究表明蚯蚓可降低线虫的数量 [15] , 在上述讨论的蚯蚓在不同培
肥区的变化趋势基本上与土壤线虫的变化规律相反,这与 Jorge[ 15]的研究结果相吻合。
大型土壤动物蚯蚓通过影响其它土壤动物间接影响有机物的分解过程。土壤有机质是影响蚯蚓数量的
重要因素;堆肥区有机质含量和土壤肥力较高,另外堆肥区的堆肥原料(秸杆、糠麸、棉仁饼等)以及秸杆残渣
等都是这些蚯蚓较好的食物源。化肥区蚯蚓数量较少,有研究表明化肥的使用会对蚯蚓产生负面影响[ 16] 。
本实验研究发现在四个处理中原貌区的蚯蚓数量最少,分析其原因一是原貌区有机质含量最低;另外土壤盐
分含量高间接影响该区蚯蚓数量。
从试验结果可看出, 原生动物随着微生物的增殖而增加, 并且与细菌数量的变化基本相吻合。这与堆肥
区和原貌区微生物数量多有直接的关系,原生动物是一类个体很小, 生活周期(世代)很短,主要以细菌为食物
来源的低等动物。就决定了原生动物随着微生物的增殖而增加, 并且与细菌数量的变化基本同步,不存在明
显的滞后现象[ 17]。化肥区原生动物数量最少,由于原生动物的食物来源细菌在施用化肥的条件下数量很少,
从而也影响化肥区原生动物的数量。
412 有机物分解过程中几种主要生物的演替
一种土壤动物的变化,会影响或导致其它生物的相应变化, 分解初期, 土壤微生物能比较快地迁移到秸秆
表面,秸秆表面的生物数量最多的是细菌,细菌个体小,代谢强, 繁殖快与土壤接触的表面积大,是土壤中最活
跃的因素。因此最初细菌的数量是增加的,随着食细菌线虫和原生动物的迁移,它们的捕食作用使得细菌和
真菌的数量减少,并在第 3次取样( 8月 1日)时出现低谷。Regin等发现原生动物数量增加,微生物活性就会
增强[ 18]。4种处理原生动物总数和细菌总数在第 4次( 8月 23日)取样达到最高值。真菌的数量也出现了一
次小高峰。食细菌线虫与细菌的相关性为负相关,与堆肥区细菌数量较多但线虫数量最少的结果相吻合。
分解后期, 被分解的物质为纤维素和木质素, 土壤动物的咬碎、撕裂作用和刺激微生物的活性作用较为重
要,线虫、跳虫和螨类等典型土壤动物在此时对分解进程起着重要的作用。而微生物和小型土壤动物数量逐
渐减少。因本文研究有限,待进一步探讨。
总的来说, 土壤生物数量的变化趋势与秸秆分解的趋势基本相同。有机物组成成分的变化为土壤生物提
供质地不同的食物源和生境。麦秸最初被分解的是蛋白质、水溶性物和半纤维素等易分解成分,直接以其为
食的细菌、真菌和原生动物数量较多。并且温度和水分适宜,蚯蚓的数量也是逐渐增多。在有机物分解前期,
秸秆分解的相对速率较大。
413 有机物的分解的影响因素分析
从有机物分解的灰色关联分析可以看出:不同培肥措施的土壤中有机物分解有所不同, 有机物的分解是
多种土壤生物的作用和环境因素作用共同产生的结果。环境因素中土壤温度和土壤含水量是影响有机物分
解的重要因素。
414 由于受当地种植制度和耕作措施的影响,本实验只研究了部分土壤生物, 对有机物分解过程还应当进行
进一步的研究。
1938 生 态 学 报 26卷
5 结论
511 随着有机物的分解, 土壤生物呈现明显的动态变化规律。在受人为扰动的堆肥区、化肥区和对照区土壤
中,细菌占绝对优势,而在未开垦的原貌区中,真菌起着重要作用。对堆肥区而言, 适宜的环境和丰富的食物
源使细菌的数量增加,原生动物数量随之增加,细菌活性增强;蚯蚓繁殖加快,数量增多, 而线虫的数量减少。
512 在 4种不同的土壤培肥措施条件下, 有机物的分解速率各不相同, 分别是为堆肥区> 原貌区> 对照区>
化肥区。有机物分解前期的相对分解速率可达 15 @ 10- 3~ 18 @ 10- 3 gP( d#g) ,分解后期的相对分解速率减慢
为4 @ 10- 3 ~ 6 @ 10- 3 gP( d#g)。
513 灰色关联分析表明: 9种不同的生物和环境因素对堆肥区有机物麦秸分解的影响具有不同的灰色关联
度,灰色关联序为: 土壤温度( 01844) > 蚯蚓( 01777) > 真菌( 01764) > 全氮( 01754) > 线虫( 01753) > 有机质
( 01742) > 细菌( 01738) > 原生动物( 01693) > 土壤含水量( 01661)。
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