施肥对水曲柳落叶松人工林土壤线虫季节动态影响研究

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土壤线虫在土壤生态系统C和养分循环过程中扮有重要角色。本研究主要以相同立地条件下的水曲柳(Fraxinus mandshurica)和落叶松(Larix gmelinii)人工林为研究对象,于2007年和2008年5月(春)、7月(夏)和10月(秋)对该两个林分内土壤线虫进行调查研究。采用淘洗-过筛-蔗糖离心法提取土壤线虫。探讨了土壤总线虫和各营养类群线虫密度树种间的差异、季节动态与土层变化及其对增施N肥的响应。主要研究结果如下:水曲柳林地土壤总线虫和各营养类群线虫密度均显著高于落叶松林地(P<0.05)。水曲柳林总线虫(TN)730-1341条·100 g-1,落叶松林321-505条·100 g-1。水曲柳林内植食线虫(PF)、食细菌线虫(BA)和杂食-捕食线虫(OM-PR)分别为629-1056、67-188、34-97条·100 g-1;落叶松林地分别为266-353、41-107、16-45条·100 g-1。这些差异主要是由于树种类型不同导致的腐殖质、根系分泌物和微生物碳、氮的差异造成的。两个林分中均以PF占绝对优势,BA次之,OM-PR最小。水曲柳林地PF占78.7%-86.2%,BA占9.3%-14.0%,OM%-PR占4.2%-7.3%;落叶松林地分别为69.9%-82.7%(PF)、12.9%-21.1%(BA)和4.9%-8.9%(OM-PR)。这主要是由于PF赖以生存的根系在该两个林分中较丰富造成的。两年中,水曲柳与落叶松林内总线虫和各营养类群线虫密度存在明显的季节动态。水曲柳林TN秋季最高(占56.8%),春季次之(占26.5%),夏季最少(占20.3%);落叶松林TN秋季最高(占58.9%),但是夏季次之(占22.3%),春季最少(占21.2%)。两个林分中土壤各营养类群线虫密度也存在明显的时间动态变化(P<0.01),均表现为秋季最高。细根生物量和细根组织中碳水化合物浓度以及土壤微生物生物量的季节变化可能是土壤线虫密度存在季节动态变化的主要原因。两个林分不同土层之间TN密度具有显著差异,表层(0-10 cm)最高,水曲柳占41%,落叶松占42%;底层(20-30cm)最低,水曲柳占23%,落叶松占28%。这种随土层深度增加线虫密度下降的格局在各营养群类线虫(PF、BA、OM-PR)中也存在。森林土壤各层理化性质和细根生物量分布可能是影响线虫垂直分布的主要原因。施肥对水曲柳和落叶松林地土壤各营养类群线虫密度存在不同程度的影响。施肥导致两个树种林分内OM-PR密度显著降低,水曲柳降低54.7%(P<0.05),落叶松降低41.4%(P<0.05),但是施肥处理对两个林分BA和PF没有显著的影响。这可能是施肥后根系生物量降低;林地土壤微生物数量、微生物生物量碳和氮降低以及林地pH值下降几方面导致的。这些研究结果显示,北方森林生态系统中,阔叶林内土壤线虫密度比针叶林内高;林地内土壤线虫营养类群中主要以植食线虫为主;各营养类群线虫密度具有明显的季节动态和土层变化格局;增施N肥后显著降低高级营养类群线虫(杂食-捕食线虫)密度。这表明,土壤线虫密度的变化能为森林土壤环境的变化起到指示作用,对进一步认清土壤线虫在土壤养分循环过程中扮演的重要角色提供科学依据。
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