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蚯蚓对农田土壤养分和作物产量的影响

蒋洋杨  刘满强  李辉信  胡锋  
【摘要】:蚯蚓作为陆地生态系统中的大型土壤动物代表,通过自身取食、掘穴、代谢、分泌等活动,直接或者间接改变土壤的物理化学和生物学性质,从而影响土壤养分的循环和转化,并促进植物对养分的吸收和转移,在土壤生态系统中起着重要且不可替代的作用。鉴于此,在连续15年稻麦轮作的南京农业大学网室进行两年田间试验,研究秸秆两种不同施用方式下蚯蚓对农田土壤养分和作物产量的影响,揭示蚯蚓长期作用的结果。以不同玉米秸秆施用方式(秸秆表施和混施)的稻麦轮作长期定位试验农田为研究对象,通过收获季的土壤和作物,测定土壤中速效养分(有效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮)含量,全量养分(全氮、全磷、有机碳)含量,微生物学性质和作物产量。结果表明:秸秆两种施用方式下,蚯蚓作用均能提高小麦季土壤有效磷的含量,平均增幅达13.9%,并在秸秆混施情况下达到显著水平。秸秆表施处理中,蚯蚓活动能增加水稻季和小麦季土壤速效钾的含量,平均增幅分别为21.2%和22.3%。但在秸秆混施处理中,蚯蚓作用却降低了土壤速效钾含量,分别降低了15.4%和9.2%。稻麦轮作体系中,两种秸秆施用方式下,蚯蚓活动促进了土壤微生物量碳氮含量的增加,最高值达207.8mg·kg-1和68.5mg·kg-1。蚯蚓作用有降低小麦季、增加水稻季土壤全氮含量的趋势,对土壤有机碳和全磷含量均无明显影响。接种蚯蚓对旱作水稻有一定增产作用,增幅达8.1%。表明长期作用下,蚯蚓活动未造成土壤碳库的衰减,土壤碳、氮、磷基本维持平衡,蚯蚓活动未对土壤全量养分造成显著影响。蚯蚓活动与速效养分和微生物量成正相关,说明蚯蚓通过粉碎作用增加有机物料的可利用面积来加速有机物的降解,促进了小分子有机化合物和矿质营养元素向环境中释放,从而加速了土壤速效养分的利用率和再循环过程。蚯蚓对土壤养分循环有重要促进作用。蚯蚓的增产作用表明:蚯蚓活动可以引起土壤有机质矿化增加,从而增加养分有效性,促进植物对有效养分的吸收。蚯蚓对土壤物理结构的改变改善了植物对土壤中水分和氧气的利用,与微生物活动的相互作用刺激植物生长调节剂的产生,增加作物产量。

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