【摘要】：蚯蚓對土壤結(jié)構(gòu)和土壤有機(jī)碳(soil organic carbon,SOC)變化有顯著影響,而保護(hù)性耕作下由于減少土壤擾動和增加有機(jī)物質(zhì)還田能增加土壤中蚯蚓數(shù)量,進(jìn)而影響土壤結(jié)構(gòu)和有機(jī)碳變化。然而,保護(hù)性耕作下蚯蚓和秸稈互作時土壤有機(jī)碳的分布和周轉(zhuǎn)以及土壤孔隙結(jié)構(gòu)又發(fā)生怎么樣的變化,尚需要深入的探討。本研究通過保護(hù)性耕作長期定位試驗田間監(jiān)測和室內(nèi)對原狀土壤進(jìn)行蚯蚓和秸稈添加培養(yǎng)實驗,分析長期不同種耕作方式對蚯蚓種類、數(shù)量和生物量的影響,探討傳統(tǒng)性耕作和免耕下蚯蚓對土壤總碳及其活性組分、土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性和孔隙結(jié)構(gòu)的影響,揭示不同耕作方式下蚯蚓對土壤結(jié)構(gòu)形成和有機(jī)碳周轉(zhuǎn)過程中的作用機(jī)制。主要研究結(jié)論如下:(1)免耕下玉米連作和玉米-大豆輪作明顯增加了日本杜拉蚓蚯蚓的數(shù)量,壟作還田連作明顯增加了微小雙胸蚓的蚯蚓數(shù)量。(2)蚯蚓對土壤CO_2排放無顯著影響,秸稈添加顯著增加土壤CO_2排放。(3)長期免耕可以提高表層0-5 cm土層的SOC含量,而蚯蚓在免耕土壤中會。分解原土壤中秸稈,使得有機(jī)碳增加。新添加的秸稈抑制免耕下原土壤中秸稈的分解,且新秸稈的分解量低于原土中SOC的流失量,使有機(jī)碳含量降低。比較而言,免耕土壤蚯蚓對原秸稈的刺激分解作用大于新添加秸稈對原有秸稈分解的抑制作用。(4)培養(yǎng)180天后,添加秸稈增加了傳統(tǒng)性耕作土壤(1000μm)和(250-1000μm)粒級的團(tuán)聚體及其結(jié)合碳,降低免耕土壤(1000μm)粒級、(250-1000μm)粒級和(53-250μm)粒級的團(tuán)聚體結(jié)合碳。只添加蚯蚓或秸稈時免耕土壤(53-250μm)粒級的團(tuán)聚體含量顯著增加。對于傳統(tǒng)耕作而言,蚯蚓添加則提高了其土壤(1000μm)粒級的團(tuán)聚體結(jié)合碳,降低了(53μm)粒級的團(tuán)聚體結(jié)合碳。(5)免耕能夠提高表層0-5 cm土層的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,提高土壤小孔隙數(shù)量和孔隙連接性。添加蚯蚓后免耕土壤小孔隙數(shù)量降低,大孔隙平均直徑和孔隙度增加,促進(jìn)免耕土壤孔隙像橢球形發(fā)展,土壤孔隙的連接性降低。新添加秸稈提高了傳統(tǒng)性耕作中土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性,促進(jìn)了傳統(tǒng)性耕作土壤孔隙連接性的增加;但有蚯蚓存在時,添加秸稈卻降低了傳統(tǒng)性耕作土壤大孔隙數(shù)量。(6)傳統(tǒng)性耕作通過增加土壤孔隙的各向異性和大孔隙度來減少SOC含量,而蚯蚓進(jìn)入土壤后通過影響團(tuán)聚體的形成、團(tuán)聚體結(jié)合碳的變化、微生物的活動和酶的變化等影響SOC。免耕通過增加平均重量直徑和孔隙連接性來增加SOC含量。蚯蚓進(jìn)入后通過增加土壤小孔隙度、大孔隙度、孔隙各向異性、團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和降低孔隙連接性來增加SOC。
【圖文】：

圖 3.1 不同耕作措施下蚯蚓生物量在不同培養(yǎng)天數(shù)的損失量培養(yǎng)實驗結(jié)果表明，，常規(guī)耕作下，30，60，120 和 180 天時 ES 處理的蚯蚓生物量損失率低于 EN。免耕下則是 30 天和 60 天 ES 的蚯蚓生物量損失率低于EN（圖 3.1）。在培養(yǎng)結(jié)束時兩種耕作措施下 ES 和 EN 的生物損失量趨于相等。Amossé（2015）研究表明，經(jīng)過一個月和三個月的培養(yǎng)后，除了郊區(qū)土壤中的A. rosea 外，兩種土壤的蚯蚓生物量都增加，與我們的結(jié)果不同。Speratti（2008）發(fā)現(xiàn)，蚯蚓在所有處理中的生物量都降低，在研究期間生物量下降了 10-17％，與我們的研究結(jié)果相同。這可能是由不同的管理措施下土壤因素和氣候條件以及蚯蚓種類不同所引起的（Castellanos-Navarrete 等，2012；Crittenden 等，2014；Curry 等，2002）；深棲類蚯蚓在耕作下蚯蚓生物量會降低，特別是在深耕下；內(nèi)棲類蚯蚓的數(shù)量會增加，特別是當(dāng)食物供應(yīng)增加時（Chan，2001）；表棲類蚯蚓在免耕中也會增加（李文鳳等，2007）。

土壤呼吸在不同耕作措施和處理下的變化
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S154

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2631853