食微线虫及物料对土壤生态功能稳定性的影响

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随着自然环境波动和人类活动干扰的加剧,维持和提高土壤生态功能具有极其重要的意义。近年来,土壤微生物群落对干扰条件的响应及其对土壤生态功能稳定性的贡献引起了广泛的关注,而关于土壤食物网内的生物相互作用对土壤生态功能稳定性的研究非常少。食微线虫是土壤食物网中重要的功能类群,数量多,代谢活性高,特别是对微生物的传播及活性的促进,可能会间接影响土壤生态功能稳定性。本文采用施加模拟胁迫(加热40℃和加重金属铜640 mg Cu·kg-1干土)后测定土壤生态功能稳定性的研究方法,以有机物料的分解过程代表典型土壤生态功能。首先,研究了单种食微线虫与微生物的相互作用对加热或铜胁迫下土壤生态功能稳定性的影响;其次,采用原位富集线虫的方法,研究原位富集线虫群落对加热胁迫下土壤生态功能稳定性的影响;最后研究了添加不同物料对加热胁迫下土壤生态功能稳定性的作用。研究结果表明:(1).重金属铜胁迫抑制食真菌线虫的数量,而对食细菌线虫和食细菌/食真菌混合线虫数量影响不明显。在重金属铜胁迫下,与未接种线虫土壤相比,接种食真菌线虫以及食细菌/食真菌混合线虫土壤在培养第8至29天,显著提高土壤基础呼吸(p<0.05)。在加热胁迫下,与未接种线虫土壤相比,接种食真菌线虫土壤在培养第8天,接种食细菌/食真菌混合线虫土壤在除培养第15天的其它采样时间,显著提高土壤基础呼吸(p<0.05)。食真菌线虫促进加热胁迫下以大麦叶粉短期分解为代表的土壤生态功能恢复力,而食细菌线虫能够促进铜胁迫下土壤生态功能抗性。(2).到培养第35天,加热胁迫下添加水稻秸秆原位富集的线虫数量恢复到未施加胁迫水平。在培养末期,与阻止线虫迁移土壤以及未富集线虫土壤相比,原位富集线虫能够显著提高加热胁迫下大麦叶粉分解速率,而在未施加胁迫下无显著作用,说明原位富集线虫在胁迫条件下发挥更重要功能。与未富集线虫对照土壤相比,原位富集线虫土壤生态功能恢复力未达到显著差异。(3).水稻秸秆与氮肥共同施用能够调节土壤碳氮比,从而刺激微生物群落的发展,例如提高微生物生物量及活性。同时,水稻秸秆与氮肥共同施用能够提高加热胁迫下以水稻秸秆分解为代表的土壤生态功能恢复力,在培养第14天,与未施加物料的对照相比,增幅达24.05%。总之,本研究进一步明确了土壤食微线虫与微生物的相互作用对土壤生态功能稳定性的影响,即食真菌线虫能够促进加热胁迫下土壤生态功能恢复力,食细菌线虫能促进铜胁迫下土壤生态功能抗性;原位富化以食细菌线虫为主的线虫群落能够促进加热胁迫下大麦叶粉分解速率,说明土壤食物网的生物相互作用对于土壤生态功能的维持具有重要意义。研究结果同时表明,相比不施加物料、单施氮肥以及单施水稻秸秆土壤相比,水稻秸秆与氮肥共同施用能够促进微生物群落的发展,提高土壤生态功能恢复力。
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