【摘 要】
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土壤团聚体是土壤生物的栖息地,不同粒径的土壤团聚体结构和组成存在差异,影响了土壤生物群落的分布及其生态功能,从而影响了不同团聚体中生物物理和化学过程,这种团聚体-生物之间的相互作用影响了土壤的生物功能,最终影响了土壤肥力的培育.我们假设在长期不同的施肥措施下土壤团聚体的物理结构和化学性质发生显著变化,导致团聚体中线虫和微生物群落结构及其分布的随之变化,由于土壤生物之间存在的交互作用影响了土壤碳氮转
【机 构】
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土壤与农业可持续发展国家重点实验室,中国科学院南京土壤研究所,南京210008 土壤与农业可持续发
【出 处】
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中国土壤学会第十二届全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会
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土壤团聚体是土壤生物的栖息地,不同粒径的土壤团聚体结构和组成存在差异,影响了土壤生物群落的分布及其生态功能,从而影响了不同团聚体中生物物理和化学过程,这种团聚体-生物之间的相互作用影响了土壤的生物功能,最终影响了土壤肥力的培育.我们假设在长期不同的施肥措施下土壤团聚体的物理结构和化学性质发生显著变化,导致团聚体中线虫和微生物群落结构及其分布的随之变化,由于土壤生物之间存在的交互作用影响了土壤碳氮转化等生态过程(体现在土壤呼吸熵等生物功能指标的变化上),最终影响了不同施肥措施下土壤肥力的培养效果.为了验证上述假设,我们选择南方丘陵区典型的贫瘠红壤(第四纪红黏土发育,黏化湿润富铁土),在江西鹰潭红壤生态试验站建立了长期(9年)施用有机肥(猪粪)的定位试验,在土壤团聚体尺度下：①研究长期施用有机肥下不同团聚体中线虫和微生物群落的分布特征；②阐明土壤线虫和土壤微生物之间的交互作用以及对土壤呼吸代谢熵(qCO2)的影响；③定量评估土壤化学性质对土壤线虫和微生物群落变化的相对重要性.试验设置4种施肥处理：不施肥(CK),低量有机肥(LM,150 kg N/ha/a),高量有机肥(HM,600 kg N/ha/a),高量有机肥+石灰(3000 kg/ha/3a)(HML).团聚体粒径分为3级：大团聚体(＞2000μm；LMA),小团聚体(250～2000μm； SMA),微团聚体(＜250μm； MI).鹰潭站年均气温17.6℃,年均降水量1795mm.试验前红壤表层土壤(0～20 cm)基本性质为：有机质6.0 g/kg,全氮0.29 g/kg,速效磷0.02 g/kg,速效钾48.45 mg/kg,pH 4.90.研究结果表明：土壤团聚体结构对于线虫丰度存在显著影响,如线虫总数(P=0.001),食细菌线虫(优势属：原小杆属,P＜0.001)和植食性线虫(优势属：短体属,P＜0.001),且不同团聚体中趋势表现为：LMA＞SMA＞MI(如图l所示).大团聚体中较高的结构指数(SI)表征在大团聚体食物网络中生物群落结构之间的联系越为复杂(如图2所示).磷脂脂肪酸(PLFA)指纹图谱分析揭示随着团聚体粒径的减小微生物生物量(如图3所示)和多样性(香农指数Shannnon index)随之增大(如图4所示),然而,小团聚体中qCO2却显著高于微团聚体(P＜0.05)(如图4所示).基于CCA的变量分割定量分析表明仅施肥处理对土壤线虫的群落组成有显著影响(P＜0.001),而施肥处理和团聚体结构均对微生物群落结构具有显著影响(P＜0.001).施肥处理和团聚体结构对线虫群落结构变异的贡献率分别为46.53％和21.21％,而对微生物群落结构变异的贡献率分别为40.21％和6.18％(如图5所示).聚合推进树(ABT)分析表明全C含量对微生物生物量和多样性起着最为重要的影响,而除食细菌线虫和植食性线虫外,pH对土壤线虫的影响最强.食细菌线虫和细菌存在显著相关性(r=0.41,P=0.026),表明在不同施肥处理和团聚体构成中食微生物线虫和微生物生物量存在着联系(如图6所示).偏相关分析表明qCO2和土壤线虫总数之间呈显著负相关,这可能是由食微生物线虫和微生物之间的相互作用所导致的.
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