全 文 ：中国生态农业学报 2013年 6月 第 21卷 第 6期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Jun. 2013, 21(6): 728−736


* 国家自然科学基金项目(41101048,41071033)、哈尔滨市科委项目(2011RFXXN039)和黑龙江省 2012 年研究生创新科研资金项目
(YJSCX2012-161HLJ)资助
** 通讯作者: 张雪萍(1962—), 女, 博士, 教授, 主要从事土壤动物、环境生态学等方面的研究。E-mail: hellozxp@163.com
王琳(1990—), 女, 硕士研究生, 研究方向为环境生态学。E-mail: wanglin-3161@163.com
收稿日期: 2012−11−18 接受日期: 2013−01−17
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2013.00728
土壤线虫群落对过量施用农用化学品的响应*
王 琳 1 张利敏 1,2 林 琳 1 张雪萍 1,2**
(1. 黑龙江省哈尔滨师范大学地理科学学院 哈尔滨 150025;
2. 黑龙江省普通高等学校地理环境遥感监测重点实验室 哈尔滨师范大学 哈尔滨 150025)
摘 要 为研究施用过量的农用化学品对土壤线虫群落组成及多样性的影响, 采用定点试验的方法, 在哈尔
滨市呼兰区选择典型农田生态系统进行试验, 对比研究土壤线虫群落对施用过量的氮肥、磷肥、钾肥、除草
剂及杀虫剂的响应。在试验田中共鉴定出土壤线虫 27科 45属, 其中 Cephalobus和 Aphelenchus为优势属。施
用不同浓度的各类农用化学品对土壤线虫群落组成、多样性均产生一定影响。线虫总数及食细菌线虫、食真
菌线虫、植物寄生线虫数量在不同处理间均存在显著差异(P<0.05); 其中, 植物寄生线虫的相对丰度随化肥施
用量的升高呈增加趋势。从土壤线虫的生态指数来看 , 除 PPI(植物寄生线虫成熟指数)外 , 其他生态指数
[MI(成熟度指数)、F/B(食真菌线虫与食细菌线虫数量比值)、Evenness(均匀度指数)、SR(丰富度指数)、H(多
样性指数)]在施用不同农用化学品处理之间也存在显著差异, 并且, MI 随着施用钾肥、氮肥浓度的增加而降
低。土壤线虫可以作为揭示施用农用化学品过程中土壤质量变化的生物学指标, 其群落及多样性的变化表明
土壤线虫群落对农用化学品的过量施用产生了响应, 过量施用农用化学品会增加土壤生态系统的干扰, 对土
壤环境造成威胁。
关键词 农用化学品 农田 土壤线虫 群落组成 多样性
中图分类号: S154.38 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2013)06-0728-09
Response of soil nematode community to excessive application of agrochemicals
WANG Lin1, ZHANG Li-Min1,2, LIN Lin1, ZHANG Xue-Ping1,2
(1. College of Geographical Sciences, Harbin Normal University, Harbin 150025, China; 2. Heilongjiang Province Key Laboratory
of Remote Sensing Monitoring of Geographic Environment; Harbin Normal University, Harbin 150025, China)
Abstract Soil nematodes are the most abundant group of soil animals. Nematodes rapidly react to environmental changes. In the
farmland ecosystem, any factor that affects the soil environment (tillage, fertilizer, pesticide and herbicide measures) influences the
composition and diversity of soil nematode community. The response of soil nematode community to excessive application of
agrochemicals was investigated in a typical farmland ecosystem in the Hulan area of Harbin in this study. The study used excessive
amounts of nitrogen, phosphate and potassium fertilizers along with herbicides and pesticides in soil, and investigated nematode
communities and community diversity. A total of 27 families and 45 genera were observed in the study. Cephalobus and Aphelenchus
were the most dominant genera. The composition of soil nematode community, relative abundance of different trophic groups and
diversities were influenced by different agrochemical treatments. Significant differences were noted among different treatments in
terms of the number of total soil nematodes, and bacterial-feeding, fungal-feeding and plant parasites nematodes (P < 0.05). With
increasing quantity of applied chemical fertilizers, the relative abundance of plant parasitic nematodes increased. Except for PPI
(plant parasitic index), soil nematode community responded differently to the different treatments in terms of the ecological indices
of MI (maturity index), F/B (number ratio of fungal-feeding nematode to bacterial-feeding nematode), Evenness (evenness index), SR
(richness index) and H (diversity index). Also MI declined with increasing quantity of applied nitrogen and potassium fertilizers. The
variations in soil nematode communities and diversities suggested that the response of soil nematode communities to agrochemicals
第 6期 王 琳等: 土壤线虫群落对过量施用农用化学品的响应 729


was a suitable bio-indicator that adequately reflected the effects of agrochemicals application on soil quality. The excessive
application of agrochemicals increased the level of disturbance of soil ecosystem and posed a significant threat to soil environment.
This study was important in guiding future research on agricultural production and providing the theoretical basis for the sustainable
development of agriculture and ecological systems.
Key words Agrochemical, Farmland, Soil nematode, Community composition, Diversity
(Received Nov. 18, 2012; accepted Jan. 17, 2013)
土壤动物能够分解凋落物, 参与地球物质循环,
是土壤生态系统中的重要组成部分。同时土壤动物
数量和群落结构也会对地上群落的结构和组成产生
很大影响, 使其与其他地上和地下的生物构成一个
完整的生态系统[1]。土壤线虫是土壤动物中数量最
丰富的类群 [2], 其分布广泛 , 对环境的变化能够做
出迅速的反应 [3], 因此常被看作是农田生态系统受
到农业管理等干扰的敏感性指示生物[4−7]。在农田生
态系统中, 任何影响土壤环境的因素(耕作措施、施
用化肥、杀虫剂、除草剂等)均对土壤线虫群落组成
及其多样性产生一定的影响。胡诚等 [8]、梁文举
等[9−10]及刘艳军等[11]学者就长期施肥对土壤线虫群
落结构的影响进行了大量细致研究, 结果表明, 土
壤线虫的群落结构对长期施肥的响应较明显。但是
由于现在为追求农产品的高产量以及耕作活动的不
科学性, 在农业生产中往往存在过量施用化肥及杀
虫剂、除草剂等农用化学品的现象。对于这种过量
施用农用化学品对土壤线虫群落组成及多样性影响
方面的研究甚少。
松嫩平原作为我国东北肥沃的黑土区, 是生产
力较高的重要农牧业发展基地。随着人们施肥量增
加, 过量施肥对土壤生态系统的影响越来越严重。
本文以东北松嫩平原区典型农田生态系统为试验样
地, 着重研究施用农用化学品对土壤线虫群落组成
及多样性产生的影响, 为黑土地区农业生态系统健
康管理和合理施肥提供基础数据和理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况与试验设计
研究区域位于哈尔滨师范大学江北校区南侧 1
km处(东经 126o, 北纬 45o), 该地区位于松嫩平原东
南部, 土壤类型为黑土, 属典型温带大陆性季风气
候, 冬季寒冷干燥, 夏季短促湿热, 年平均气温 3.5
℃, 最冷月平均气温−19 ℃, 最热月平均气温 23 ℃。
年降雨量 533 mm, 无霜期 135 d[11]。
田间试验设置施用 5 种农用化学品, 包括氮肥
(N, 尿素)、磷肥(P, 磷酸二氢钙)、钾肥(K, 氯化钾)、
除草剂(C, 乙草胺)及杀虫剂(S, 甲氨基阿维菌素苯
甲酸盐), 另设一个空白对照样地(CK)处理, 根据当
地农民的实际施用量(化肥 25 g·m−2、除草剂 0.025
mL·m−2、杀虫剂 0.025 g·m−2), 每种农用化学品设 3
个浓度处理(除对照样地外)(表 1)。样地面积 480 m2,
采取完全区组设计, 共 16 个处理, 每个处理 3 个重
复。供试作物为玉米(“金玉九号”), 于 5 月种植, 化
肥于播种前采用土埋法一次性施入, 并将除草剂及
杀虫剂在水中搅匀喷洒到土壤表面。
1.2 试验方法
1.2.1 取样方法
2011年 5月施用农用化学品, 7月取样。在所调
查的样地中随机选取 5 个取样点, 去掉表土, 以 5
cm×5 cm面积为 1个取样点范围, 沿 0~15 cm的深
度均匀取样。5 点充分混合装袋, 封口, 做好标签,
带回实验室放在 4 ℃冰箱中保存备用。
样地的土壤理化性质测定: 有机质(OM)含量测
定采用重铬酸钾容量法−外加热法 , 全氮(NT)含量
测定采用重铬酸钾−硫酸消化法 , 全磷含量测定采
用 SMT 方法 , 有效磷含量测定采用 0.5 mol·L−1
NaHCO3 浸提−钼锑抗比色法, 速效钾含量测定采用
1 mol·L−1NH4Ac浸提−火焰光度法[12]。

表 1 不同试验处理施用农用化学品量
Table 1 Agrochemicals application rates in different treatments
浓度梯度 Concentration gradient
1 2 3 农用化学品
Agrochemicals 处理编号
Treatment No.
浓度
Concentration
处理编号
Treatment No.
浓度
Concentration
处理编号
Treatment No.
浓度
Concentration
氮肥 Nitrogen fertilizer N1 25 g·m−2 N2 50 g·m−2 N3 100 g·m−2
磷肥 Phosphate fertilizer P1 25 g·m−2 P2 50 g·m−2 P3 100 g·m−2
钾肥 Potassium fertilizer K1 25 g·m−2 K2 50 g·m−2 K3 100 g·m−2
除草剂 Herbicides C1 0.15 mL·m−2 C2 0.075 mL·m−2 C3 0.025 mL·m−2
杀虫剂 Pesticides S1 0.09 g·m−2 S2 0.05 g·m−2 S3 0.025 g·m−2
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1.2.2 土壤线虫的提取、分离和鉴定
将采集的每份土壤样品分别称取 100 g 鲜土,
采用浅盘法进行线虫分离[13]; 所提取到的线虫采用
温和热法(Gentle Heating)杀死, 再用福尔马林固定
液固定。每个样品在解剖镜下线虫计数, 并随机选
取 100 条线虫在光学显微镜下进行科属鉴定, 不足
100 条的则全部鉴定, 线虫的分离鉴定参照 Bongers
等[14]的方法进行。依据土壤湿度, 将土壤线虫种群
数量折算成每 100 g 干土含有的土壤线虫条数[15]。
根据线虫的头部形态学特征和取食生境将土壤线虫
分成以下 4 个营养类群: 食细菌类(BF)、食真菌类
(FF)、植物寄生类(PP)、捕食类或杂食类线虫(OP)[16]。
1.3 群落多样性指标的计算方法
相对多度(RA)[17]:
/ 100RA ni N= × (1)
Shannon-Weaner多样性指数(H′)[17]:
lni iH P P′ = −∑ (2)
Pielou均匀性指数(Evenness)[18]:
/ lnEveness H S′= (3)
丰富度指数(SR)[19]:
SR=(S−1) /lnN (4)
食真菌线虫与食细菌线虫的比率(F/B)[20]:
F/B=FF/BF (5)
成熟指数[21]:

1
( )
n
i i
i
MI PPI cp p
=
= ×∑

(6)
式中：ni为第 i种个体数, N为群落内所有类群总个
体数, Pi = ni/N; S为群落内类群数; FF为食真菌线虫
数量; BF为食细菌线虫数量; MI为自由生活线虫成
熟指数; PPI为植物寄生线虫成熟指数; cpi为非植物
寄生性土壤线虫第 i类群 cp值。
1.4 统计分析方法
采用单因素方差分析(One way ANOVA, LSD)
检验不同农用化学品对土壤线虫群落结构参数的显
著性影响, 采用相关分析对土壤理化性质与土壤线
虫营养类群相对丰度的相关性进行分析。所有数据
分析均采用 SPSS统计软件。
2 结果与分析
2.1 施用农用化学品对土壤线虫群落组成的影响
本研究共获得线虫 27科 45属, 其中Cephalobus
和 Aphelenchus 为优势属(占总个体数 10%以上), 共
占土壤线虫总数量的 43.78%; 常见属(占总体个数
1%~10%)13 个 : Acrobeloides、Heterocephalobus、
Acrobeles、 Prismatolaimus、Metateratocephalus、
Aphelenchoides 、 Ditylenchus 、 Paratylenchus 、
Filenchus 、 Ecphyadophora 、 Helicotylenchus 、
Eudorylaimus、Aporcelaimellus, 占总个体数 47.77%;
稀有属 30 个, 占总个体数 1%以下, 占土壤线虫总
数量的 8.45%。
不同处理之间优势类群有明显差异, Cephalobus
为各处理共有优势属。Aphelenchus在 K3、S1和 CK
处理中为常见属, 在其他处理中则为优势属。此外,
Paratylenchus 在 S1、S2、S3、C2、C3 处理中为优
势属; Acrobeloides在 N2、N3、P1、K3处理中为优
势属; Prismatolaimus只在 S1处理中为优势属; 这些
种类在其他处理中均为常见属。而 Heterocephalobus
在 N1、K3处理中为优势属, 在 CK处理中则为稀有
属。Ditylenchus只在 CK处理中为优势属, 而在 N1、
P1、C3、K1、S1中均为稀有属。
在不同处理中, Acrobeloides、Heterocephalobus、
Cephalobus、Prismatolaimus、Metateratocephalus、
Aphelenchus 、 Ditylenchus 、 Paratylenchus 、
Aporcelaimellus 为共有属; 此外 , 不同处理样地还
有各自特有属, Cephalenchus和 Nagelus仅出现在 S1
处理中; Wilsonema、Tylenchorhynchus、Pungentus、
Labronema则分别为 S2处理、K2处理、K1处理、
K3处理的特有种(表 2)。
2.2 施用农用化学品对土壤线虫总数的影响
不同农用化学品处理土壤线虫总数差异显著
(P<0.01)(表 3)。除 N1、N2、C3 和 P3 处理外, N3
和 P2 处理下, 线虫总数显著高于其他处理, 且其他
处理间线虫总数无显著差异, 而 P1、K2、K3 及杀
虫剂处理(S)下的线虫总数低于对照 CK, 但差异不
显著。化学品的不同浓度对土壤线虫个体数存在显
著影响(表 3), 但变化趋势不同。其中, 施用氮肥土
壤线虫总数随氮肥浓度增加而增加, 其他处理则呈
先增后减或先减后增的趋势。
2.3 施用农用化学品对土壤线虫营养类群的影响
不同营养类群线虫种类数量不同, 植物寄生线
虫种类最多, 为 15个属, 其次食细菌线虫为 14个属,
食真菌线虫种类和捕食杂食类均为 8个属。其中, 食
细菌线虫营养类群个体数所占比例最高, 捕食/杂食
性线虫营养类群的个体数比例最小(表 3)。施用农用
化学品的种类和浓度对营养类群线虫丰度产生不同
影响。与对照处理相比 , 施用各类不同浓度农用
化学品均使土壤中食细菌线虫的相对丰度显著升
高, 而使食真菌线虫相对丰度显著减少(P<0.01)(表
3); 不同处理间食细菌类群、食真菌类群、植物寄
生类群土壤线虫相对丰度存在显著差异 (P<0.01)
(表 3)。
第 6期 王 琳等: 土壤线虫群落对过量施用农用化学品的响应 731




732 中国生态农业学报 2013 第 21卷





第 6期 王 琳等: 土壤线虫群落对过量施用农用化学品的响应 733


表 3 不同农用化学品处理对土壤线虫数量和营养类群的影响
Table 3 Effects of different agrochemicals treatments on the numbers of soil nematode and different trophic groups
处理
Treatment
线虫总数
Total number of
nematode
食细菌线虫
Bacterial-feeding
nematode (BF)
食真菌线虫
Fungal-feeding
nematode (FF)
植物寄生线虫
Plant parasitic
nematode (PP)
捕食/杂食线虫
Predator/omnivore
nematode (OP)
N1 24.87±0.12ab 73.03±0.13a 16.97±0.05c 6.66±0.06c 3.64±0.16a
N2 26.01±0.07ab 61.86±0.63ab 22.47±0.03bc 7.63±0.09c 3.04±0.02a
N3 31.35±0.09a 68.53±0.13ab 21.60±0.09bc 8.02±0.14c 1.85±0.06a
P1 13.05±0.05b 71.37±0.14a 15.11±0.12c 11.64±0.12bc 1.88±0.05a
P2 30.55±0.22a 64.10±0.07ab 16.69±0.11c 13.94±0.03bc 5.27±0.15a
P3 23.80±0.03ab 59.08±0.05b 20.90±0.03c 17.21±0.05bc 2.81±0.13a
K1 15.79±0.02b 51.45±0.12bc 31.22±0.14bc 13.22±0.24cd 4.11±0.19a
K2 10.57±0.07b 57.58±0.14bc 24.22±0.21bc 13.34±0.11bc 4.86±0.17a
K3 15.00±0.05b 63.34±0.42ab 15.35±0.15c 14.56±0.17bc 6.75±0.15a
S1 12.74±0.14b 62.20±0.22ab 11.92±0.13c 19.63±0.02bc 6.25±0.09a
S2 13.56±0.73b 44.98±0.14c 30.03±0.06bc 17.64±0.05bc 7.35±0.03a
S3 12.82±0.24b 51.50±0.15bc 22.90±0.02bc 18.15±0.04bc 7.45±0.05a
C1 16.22±0.12b 45.41±0.13c 32.57±0.02b 14.77±0.11bc 7.25±0.11a
C2 15.45±0.15b 35.42±0.16cd 14.18±0.07c 43.60±0.15a 6.80±0.16a
C3 16.66±0.64ab 45.22±0.16c 23.10±0.08bc 25.02±0.17b 6.66±0.09a
CK 15.01±0.44b 22.87±0.18d 59.24±0.15a 16.93±0.12bc 0.96±0.03a
不同英文小写字母表示处理间差异显著(P<0.01), 下同。 Different lowercase letters indicate significant difference among treatments at 0.01
level. The same below.

除杂食捕食类线虫外, 农用化学品施用浓度对
其他营养类群相对丰度影响差异显著(P<0.01)(表 3),
并呈现不同变化趋势。其中, 食细菌线虫类群相对
丰度随磷肥浓度升高而降低, 随钾肥浓度升高而增
加。食真菌线虫类群则正好相反。植物寄生线虫类
群相对丰度随施用氮肥、磷肥、钾肥施用量升高均
呈现增加趋势; 捕食杂食线虫类群相对丰度随钾肥
及除草剂浓度的增加而升高, 施用氮肥及杀虫剂浓
度越高其相对丰度逐渐减少(表 3)。
2.4 施用农用化学品对土壤线虫生态指数的影响
在不同处理条件下土壤线虫生态指数差异显著
(P<0.01)(表 3)。其中, 施用农用化学品使 F/B 值显
著减少, 而 PPI 指数普遍增加(除 C1)。施用浓度对
F/B、H、Evenness、SR及 MI 生态指数的影响存在
显著差异(P<0.01)(表 3)。其中, 随着钾肥、氮肥施
用量的增加, SR、MI指数值均减小, H值随着磷肥及
杀虫剂浓度的增加而降低, 其他生态指数随不同处
理浓度的增加而没有呈现明显规律性(表 4)。
2.5 土壤主要理化性质与线虫营养类群的关系
从土壤理化性质与土壤线虫营养类群关系中可
以看出, 在不同农用化学品处理的土壤线虫群落中,
食细菌线虫的相对丰度均与土壤有机质、全磷、速效
磷及全氮含量呈显著正相关(P<0.01); 而植物寄生线
虫的相对丰度则与土壤有机质 (P<0.01)、全磷(P<
0.01)、速效磷(P<0.01)、全氮(P<0.01)及速效钾(P<0.05)
含量呈显著负相关。食真菌线虫与全磷、速效磷表现
出显著的正相关(P<0.05)。捕食/杂食线虫相对丰度与
各种土壤理化指标之间均未表现出相关关系(表 5)。
3 讨论与结论
3.1 农用化学品种类对土壤线虫的群落结构及多
样性影响
在本试验中, 鉴定出线虫 45 属, 比梁文举等[10]
在辽河平原稻田生态系统中发现的 19属多, 可能是
由于玉米田和稻田的差异所致[11]。
在农业生产过程中, 影响土壤环境的因素包括
耕作措施、化肥和农药的使用等, 都能对土壤线虫
产生一定影响[2]。由于施用化肥及农药增加了农田
土壤的扰动, 对土壤线虫的群落结构特征产生较大
影响。梁文举等[10]对辽河平原稻田土壤线虫的研究
表明, 施肥能够显著降低土壤线虫的数量。而在本
研究中, 除 N1、N2、C3和 P3处理外, 在 N3和 P2
处理条件下, 线虫总数显著高于其他处理, 且其他
处理间线虫总数无显著差异。其原因之一可能主要
与土壤质地有关, 本研究中土壤质地为黑土。刘艳
军等[11]对哈尔滨黑土土壤线虫的研究中, 单施氮肥、
磷肥处理土壤线虫的总数高于对照处理, 但其总数
变化未达到显著水平。施用氮肥可以显著提高食细菌
线虫的数量[22]。在本研究中食细菌线虫营养类群为优
势类群, 食细菌线虫数量的升高导致线虫总数显著
增加。到目前为止, 对于土壤线虫数量与干扰水平的
关系还没有定论, 还需要大量试验来验证。
734 中国生态农业学报 2013 第 21卷


表 4 不同农用化学品处理对土壤线虫生态指数变化的影响
Table 4 Effects of different agrochemicals treatments on ecological indices of nematode community
生态指数 Ecological index 处理
Treatment F/B H Evenness SR MI PPI
N1 0.23±0.09c 1.44±0.06c 0.59±0.06c 2.90±0.18bc 2.20±0.03b 2.18±0.10b
N2 0.30±0.04bc 1.83±0.09b 0.69±0.03b 2.80±0.09bc 2.12±0.04b 2.10±0.08b
N3 0.32±0.06bc 1.91±0.10b 0.71±0.03b 2.27±0.16c 2.11±0.04b 2.28±0.16ab
P1 0.36±0.03c 1.98±0.14b 0.71±0.04b 2.88±0.73bc 2.18±0.08b 2.18±0.09b
P2 0.26±0.03c 1.96±0.09b 0.70±0.04b 3.35±0.17b 2.27±0.03b 2.11±0.11b
P3 0.22±0.12bc 1.85±0.24b 0.71±0.01b 3.28±0.39b 2.17±0.05b 2.27±0.08ab
K1 0.60±0.06bc 2.10±0.17ab 0.73±0.05b 4.13±0.31ab 2.31±0.08b 2.30±0.15ab
K2 0.42±0.08bc 2.29±0.04ab 0.76±0.01ab 4.11±0.11ab 2.25±0.02b 2.42±0.03a
K3 0.31±0.02c 2.40±0.09a 0.78±0.02ab 3.80±0.15ab 2.23±0.11b 2.20±0.07ab
S1 0.26±0.07c 2.38±0.12a 0.80±0.02ab 4.00±0.37ab 2.61±0.15a 2.07±0.04b
S2 0.66±0.05bc 2.43±0.04a 0.84±0.04a 3.88±0.31ab 2.46±0.18ab 2.08±0.07b
S3 0.44±0.01bc 2.49±0.05a 0.8±0.002ab 4.03±0.20ab 2.48±0.05ab 2.09±0.02b
C1 0.71±0.07b 2.28±0.06ab 0.77±0.03ab 4.08±0.18ab 2.32±0.01b 2.02±0.02b
C2 0.42±0.10bc 2.15±0.02ab 0.71±0.01b 4.06±0.12ab 2.45±0.15ab 2.09±0.05b
C3 0.52±0.11bc 2.44±0.03a 0.78±0.02ab 4.35±0.26a 2.35±0.06b 2.22±0.02ab
CK 2.58±0.47a 1.68±0.25bc 0.65±0.06bc 2.58±0.42bc 2.21±0.11b 2.07±0.07b
F/B: 食真菌线虫与食细菌线虫数量比值; H: 多样性指数; Evenness: 均匀度指数; SR: 丰富度指数; MI: 成熟度指数; PPI: 植物寄生线
虫成熟指数。F/B: number ratio of fungal-feeding nematode to bacterial-feeding nematode; H: diversity index; Evenness: evenness index; SR: richness
index; MI: maturity index; PPI: plant parasite index.

表 5 土壤线虫营养类群丰度与土壤理化性质的相关系数
Table 5 Pearson’s correlation coefficients between relative abundance of soil nematode trophic groups and physicochemical properties
线虫营养类群
Nematode trophic group
有机质
Organic matter
全磷
Total phosphorus
速效磷
Available phosphorus
全氮
Total nitrogen
速效钾
Available potassium
食细菌线虫 Bacterial-feeding nematode (BF) 0.708** 0.636** 0.606** 0.706** 0.295
食真菌线虫 Fungal-feeding nematode (FF) 0.085 0.478* 0.489* 0.144 −0.402*
植物寄生线虫 Plant parasitic nematode (PP) −0.634** −0.712** −0.714** −0.656** −0.495*
捕食/杂食线虫 Predator/omnivore nematode (OP) −0.217 −0.135 −0.072 −0.225 −0.092
**和*分别代表 P<0.01和 P<0.05水平上的显著性 ** and * indicate significant correlation at 0.01 and 0.05 levels, respectively.

施肥处理对土壤线虫营养类群有影响[23]。刘艳
军等[11]研究表明, 单施钾肥大大提高了土壤中食细
菌线虫的相对丰度。而胡诚等[8]研究发现, 施用化肥
与对照相比, 食细菌线虫的数量并没有增加, 是由
于化肥处理中细菌类群数量较少的原因所致。在本
研究中, 所有施用农用化学品处理的土壤食细菌线
虫类群数量均显著增加, 而食真菌线虫的数量均显
著降低, 可能是由于不同处理改变了土壤养分情况
和生态环境, 提高了土壤中细菌类群生物量而降低
了真菌类群生物量所致。
施用不同农用化学品对土壤线虫生态指数有显
著影响。其中, F/B值为食真菌线虫的数量与食细菌
线虫数量的比值, 可以反映土壤微生物的群落结构,
能够显示出土壤腐食食物网的降解途径[24]。在本研
究中食细菌线虫是优势类群, 导致 F/B 值偏小, 其
平均值是 0.542, 与 Frechman 和 Ettema[15]报道的农
田生态系统土壤线虫的 F/B 值(0.54~0.65)相似。施
肥、杀虫剂及除草剂处理的 F/B 值显著低于对照处
理, 说明施用农用化学品导致土壤中食细菌线虫增
加, 而对照处理中有更大的真菌群落。在本研究中,
植物寄生线虫成熟指数(PPI)平均值是 2.17, 与 Lenz
和 Eisenbeis[25]报道的农田生态系统土壤线虫的 PPI
值(2.1~2.6)及吴东辉等[26]报道的吉林省西部农牧交
错带土壤线虫的 PPI值(2.13)相似。同时, 除 C1处理
外, 其他处理 PPI值均高于对照。PPI值与土壤扰动
频率呈正相关, 表明施用过量的农用化学品使土壤
受到的干扰程度加大, 土壤环境处于受胁迫状态。
3.2 农用化学品浓度的不同对土壤线虫群落结构
及多样性的影响
农用化学品浓度对土壤线虫总数存在显著影
响。其中, 土壤线虫总数随氮肥浓度增加而增加, 可
能是由于施用氮肥可以增加食细菌线虫的数量[22]。
第 6期 王 琳等: 土壤线虫群落对过量施用农用化学品的响应 735


本试验中食细菌线虫为优势类群, 氮肥浓度增加导
致食细菌线虫数量的增加, 从而使其线虫个体数呈
递增趋势。
从农用化学品施用量不同的角度来看, 施用不
同浓度农用化学品使土壤线虫营养类群相对丰度的
变化产生一定规律, 其原因可能是由于线虫对土壤
细菌、真菌、放线菌的数量有明显影响[22], 并且施
用农用化学品可能导致土壤微生物类群产生变化 ,
促进或抑制微生物增殖, 对土壤线虫的食物来源产
生影响, 从而使其营养类群相对丰度产生变化。在
本试验中, 植物寄生线虫的相对丰度随氮肥、磷肥、
钾肥施用量的增加均呈现增加趋势, 与刘艳军等[11]
报道的向土壤中施用不同的肥料对土壤中植物寄生
线虫均有一定抑制作用的结果相反, 可能是由于本
试验处于施肥过量状态, 过量施肥是导致设施农田
土壤环境恶化的根本原因[27], 施用过量化肥对植物
寄生线虫有促进作用, 而植物寄生线虫大多为有害
类群, 其丰度的增加不利于农作物的生长, 同时过
量施用化肥及农药会造成土壤板结, 对土壤环境产
生不利影响。
施用不同浓度的农用化学品对土壤线虫多样性
(H)有显著影响。其中, H值越大说明多样性越高[15],
而在本试验中, H值随磷肥及杀虫剂浓度的增加而
降低。说明随着磷肥及杀虫剂施用量的增加, 土壤
线虫种群趋于单一化, 过量施用农用化学品对土壤
线虫多样性产生不良影响。从丰富度指数(SR)来看,
一般认为, 扰动程度高的生态系统丰富度较低[28]。
本研究中, 随着钾肥、氮肥施用量的增加, SR指数不
断降低, 说明施用氮肥及钾肥量过多, 对土壤的干
扰程度增加。从成熟度指数(MI)看, MI 指数的平均
值为 2.29, 较 Liang 等[29]报道的地中海生态系统中
的 MI值(1.53)及 Steinberger等[30]报道的以色列沙漠
生态系统 MI 值(2.25)高, 较董道峰等[31]报道的常规
耕地 MI 值(2.46)低。以上现象可能是由于气候差异
导致土壤水热条件差异所致。MI指数是用来反映生
态系统稳定性及干扰影响的程度, 指数越低说明生
态系统受干扰程度越大。在本试验中, MI 指数随着
施用钾肥、氮肥浓度的增加而普遍降低。说明过量
施用氮肥及钾肥使土壤受到更多扰动, 进而使土壤
线虫受到的干扰程度增加。
施用农用化学品既带来了经济效益的提高又带
来了新问题, 对土壤环境造成很大威胁。本试验中,
过量施用农用化学品改变了土壤线虫营养类群丰度
及生态指数, 揭示了其对土壤线虫群落的干扰程度,
从而对土壤健康状态做出指示。因此, 在农业管理
中应进一步开展关于施用农用化学品来改变土壤线
虫群落结构方面的研究, 从而抑制植物寄生线虫的
个体数, 对农业生产研究进行指导, 为农业及生态
环境的可持续发展提供理论依据。
参考文献
[1] Wardle D A, Bardgett R D, Klironomos J N, et al. Ecological
linkages between aboveground and belowground biota[J].
Science, 2004, 304(5677): 1629–1633
[2] Ritz K, Trudgill D L. Utility of nematode community analysis
as an integrated measure of the functional state of soils:
Perspectives and challenges[J]. Plant Soil, 1999, 212(1): 1–11
[3] Narioka Hajime. Drainbility of macrospores inviolacies ash
soils of the Kanto loam formations[M]. Soil Science:
Confronting New Realities in the 21st Century. 2002
[4] Bongers T. The maturity index: An ecological measure of
environmental disturbance based on nematode species
composition[J]. Oecologia, 1990, 83(1): 14–19
[5] Wardle D A. Impacts of disturbance on detritus food webs in
agro-ecosystems of contrasting tillage and weed management
practice[J]. Advances in Ecological Research, 1995, 26:
105–185
[6] 邵元虎 , 傅声雷 . 试论土壤线虫多样性在生态系统中的作
用[J]. 生物多样性, 2007, 15(2): 116–123
Shao Y H, Fu S L. The diversity and functions of soil
nematodes[J]. Biodiversity Science, 2007, 15(2): 116–123
[7] 李玉娟, 吴纪华, 陈慧丽, 等. 线虫作为土壤健康指示生物
的方法及应用[J]. 应用生态学报, 2005, 16(8): 1541–1546
Li Y J, Wu J H, Chen H L, et al. Nematodes as bioindicator of
soil health: methods and applications[J]. Chinese J Appl Ecol,
2005, 16(8): 1541–1546
[8] 胡诚, 曹志平, 白娅舒, 等. 长期不同施肥措施对土壤线虫
群落的影响[J]. 生态与农村环境学报, 2007, 23(3): 31–35
Hu C, Cao Z P, Bai Y S, et al. Effects of long-term
fertilization on nematode community[J]. Journal of Ecology
and Rural Environment, 2007, 23(3): 31–35
[9] 梁文举, 张万民, 李维光, 等. 施用化肥对黑土地区线虫群
落组成及多样性产生的影响[J]. 生物多样性 , 2001, 9(3):
237–240
Liang W J, Zhang W M, Li W G, et al. Effect of chemical
fertilizer on nematode community composition and diversity
in the Black Soil Region[J]. Biodiversity Science, 2001, 9(3):
237–240
[10] 梁文举, 姜勇, 李琪, 等. 施用化肥对下辽河平原稻田土壤
线虫群落产生的影响[J]. 土壤通报, 2004, 35(6): 773–775
Liang W J, Jiang Y, Li Q, et al. Effect of chemical fertilizers
on paddy soil nematode communities in the lower reaches of
Liaohe Plain[J]. Chin J Soil Sci, 2004, 35(6): 773–775
[11] 刘艳军, 张喜林, 高中超, 等. 长期施肥对哈尔滨黑土土壤
线虫群落的影响[J]. 土壤通报, 2011, 42(5): 1112–1115
Liu Y J, Zhang X L, Gao Z C, et al. Effect of long-term
fertilization on soil nematode communities in Harbin black
soil area[J]. Chin J Soil Sci, 2011, 42(5): 1112–1115
736 中国生态农业学报 2013 第 21卷


[12] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技
出版社, 2000
Lu R K. Soil and agro-chemical analytical methods[M].
Beijing: China Agricultural Science and Technology Press,
2000
[13] Goodfriend W L, Olsen M W, Frye R J. Soil microfloral and
microfaunal response to Salicornia bigelovii planting density
and soil residue amendment[J]. Pant and Soil, 2000, 223(1/2):
23–32
[14] Bongers T, De Nematoden Van Nederland. Stichting uitgeverij
koninklijke nederlandse natuurhistorische vereniging[M].
Dutch: Utrecht, 1988
[15] Freckman D W, Ettema C H. Assessing nematode communities in
agroecosystems of varying human intervention[J]. Agriculture,
Ecosystems and Environment, 1993, 45(3/4): 239–261
[16] Yeats G W, Bongers T. Nematode diversity in agroecosystems[J].
Agriculture, Ecosystems and Environment, 1999, 74(1/3):
113–135
[17] Shannon C E, Weaver W. The mathematics of communication[M].
Urbana: University of Illinois Press, 1949
[18] Pielou E C. Ecological diversity[M]. New York: John Wiley
& Sons Inc, 1975: 16–51
[19] Yeates G W, King K L. Soil nematodes as indicators of the
effect of management on grasslands in the New England
Tablelands (NSW): Comparison of native and improved
grasslands[J]. Pedobiologia, 1997, 41(6): 526–536
[20] Twinn D C. Nematodes[M]//Dickinson C H, Pugh G J F.
Biology of plant litter decomposition. London: Academic
Press, 1974: 421–465
[21] Bongers T. The maturity index: An ecological measure of
environmental disturbance based on nematode species
composition[J]. Oecologia, 1990, 83(1): 14–19
[22] Forge T A, Bittman S, Kowalenko C G. Responses of
grassland soil nematodes and protozoa to multi-year and
single-year applications of dairy manure slurry and
fertilizer[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2005, 37(10):
1751–1762
[23] 江春 , 黄菁华 , 李修强 . 长期施用有机肥对红壤旱地土壤
线虫群落的影响[J]. 土壤学报, 2011, 48(6): 1235–1241
Jiang C, Huang J H, Li X Q. Reponses of soil nematode
community to long-term application organic manure in upland
red soil[J]. Acta Pedologica Sinica, 2011, 48(6): 1235–1241
[24] Ruess L. Nematode soil faunal analysis of decomposition
pathways in different ecosystems[J]. Nematology, 2003, 5(2):
179–181
[25] Lenz R, Eisenbeis G. Short-term effects of different tillage in
a sustainable farming system on nematode community
structure[J]. Biology and Fertility of Soils, 2000, 31(3/4):
237–244
[26] 吴东辉 , 张柏 , 陈平 . 吉林省西部农牧交错区不同土地利
用方式对土壤线虫群落特征的影响 [J]. 农村生态环境 ,
2005, 21(2): 38–41
Wu D H, Zhang B, Chen P. Effect of land-use on soil
nematode communities in the agro-pastural ecotone of West
Jilin Province[J]. Rural Eco-Environment, 2005, 21(2): 38–41
[27] 王艳群, 彭正萍, 薛世川, 等. 过量施肥对设施农田土壤生
态环境的影响 [J]. 农业环境科学学报 , 2005, 24(增刊 ):
81–84
Wang Y Q, Peng Z P, Xue S C, et al. Effect of excessive
fertilization on soil ecological environment in the facility
farmland[J]. Journal of Agro-environment Science, 2005,
24(sup.): 81–84
[28] Kandji S T, Ogol D K P O, Albrecht A. Diversity of
plant-parasitic nematodes and their relationships with some
soil physico-chemical characteristics in improved fallows in
western Kenya[J]. Applied Soil Ecology, 2001, 18(2):
143–157
[29] Liang W J, Lavian I, Pen-Mouratov S, et al. Diversity and
dynamics of soil free-living nematode populations in a
Mediterranean agroecosystem[J]. Pedosphere, 2005, 15(2):
204–205
[30] Steinberger Y, Liang W J, Savkina E, et al. Nematode
community composition and diversity associated with a
topoclimatic transect in a rain shadow desert[J]. European
Journal of Soil Biology, 2001, 37(4): 315–320
[31] 董道峰 , 胡诚 , 曹志平 . 不同农业管理措施对土壤线虫的
影响[J]. 中国生态农业学报, 2008, 16(1): 80–85
Dong D F, Hu C, Cao Z P. Effect of different agricultural
management systems on soil nematode community and structure[J].
Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2008, 16(1): 80–85