蚯蚓养殖对幼龄胶园土壤养分及橡胶树根系生长的影响
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蚯蚓对土壤结构的影响摘要:本文从蚯蚓对土壤结构形成、土壤结构形态、土壤结构性质以及对土壤团聚体形成和稳定的作用、机制五个方面的影响进行了综述,重点探讨了蚯蚓对土壤团聚体形成和稳定的作用及机制。
关键词:蚯蚓土壤结构团聚体蚯蚓属于环节动物门(Annelida) 寡毛纲(Oligochaeta) 环毛属(Pheretima)陆生动物,是分布非常广泛的土壤动物,在温带土壤无脊椎动物中,其生物量是最大的。
蚯蚓种广类多,据不完全统计,目前世界上的蚯蚓约有2500多种,我国已记录的有229种。
同时,蚯蚓也是陆地生态系统中最重要的大型土壤动物之一,被称为“生态系统工程师”。
它在生态系统中的角色一般有三种:消费者、分解者、调节者,通常认为,它作为消费者在生态系统中的地位并不重要。
蚯蚓生活在土壤中,昼伏夜出,以畜禽粪便和有机废物垃圾为食,连同泥土一同吞入,也摄食植物的茎叶等碎片。
蚯蚓可使土壤疏松、改良土壤、提高肥力,促进农业增产。
土壤结构是指初级土壤颗粒聚集成较大的具有不同起源、尺寸和形状的组合单元(土壤自然结构体或团聚体)。
土壤的基本结构单元是团聚体或自然结构体,是颗粒内或颗粒间的结合程度高于外部环绕颗粒的土壤颗粒联合体。
土壤结构由土壤孔隙和团聚体的类型及空间分布构成,并不是静态不变的,而是在持续、联合的各种作用下,其成分单元不断破坏和更新。
大气变化、人为活动以及土壤生物作用等外力作用,是土壤结构在形成过程中的关键作用力,不仅可以促进较大土壤颗粒破碎成细小的颗粒,而且可以促进小颗粒之间的黏结。
其中,土壤动物,尤其是蚯蚓,它的取食和掘穴行为形成的生物孔隙和团聚体,强烈地影响了土壤结构。
1. 蚯蚓对土壤结构形成的影响黄福珍(1979)在早期为了了解蚯蚓对土壤结构形成的速度及不同科、属蚯蚓的加工能力,采集了北京、安徽、武汉、福建四个地区的环毛属、杜拉属和异唇属蚯蚓进行了研究,研究结果表明:四个地区的蚯蚓,除异唇属外,每天形成土壤团聚体的重量为蚯蚓本身体重的1.3倍至2.9倍,平均可达本身体重的1.7倍左右。
蚯蚓的作用与功效蚯蚓是地球上最常见的无脊椎动物之一,它具有重要的作用和功效。
在生态系统中,蚯蚓的存在对土壤的结构和质量起着重要的作用。
首先,蚯蚓的作用之一是改良土壤结构。
蚯蚓通过在土壤中游动和钻洞的方式,使土壤松软、疏松,有利于根系的生长和空气的渗透。
蚯蚓还会将土壤混合,与土壤中的有机物一起形成腐殖质,提高土壤肥力。
它们将残破的植物材料和有机废弃物拉入地下,促进其分解过程,使土壤中的养分更易被植物吸收利用。
此外,蚯蚓的钻洞也可以促进土壤的水分渗透,增强土壤保水能力,避免土壤水分的流失。
其次,蚯蚓还能控制土壤中的有害生物。
蚯蚓对于一些害虫的幼虫的摄食具有很大的作用。
它们会主动钻进植物根部附近,将有害昆虫的卵、幼虫等吞食,起到了一定的防治作用。
同时,蚯蚓在肠道中会分泌出一些抗菌物质,具有一定的杀菌作用,减少土壤中病原菌的数量,对保护植物的健康也带来了积极的影响。
此外,蚯蚓还可以提供优质的养料和草料。
蚯蚓对于植物残渣和废弃物具有很高的消化能力,将这些废物转化为有机肥料。
由于蚯蚓的消化过程是微生物共生的,它们的粪便中含有丰富的微生物、有机质和腐殖质,具有良好的肥力效果。
这种蚯蚓粪便被称为“黑土金”,被广泛用于农业生产中改良土壤质量和提高农作物产量。
此外,蚯蚓还可以用于饵料、鱼类养殖等方面。
在钓鱼中,蚯蚓是非常常见且受欢迎的饵料之一。
而在水产养殖业中,蚯蚓也常被用作供给鱼类的饲料,富含蛋白质和营养成分,对促进鱼类的生长和健康非常有益。
总的来说,蚯蚓在生态系统中具有重要的作用和功效。
通过改良土壤结构、提供有机肥料、控制有害生物等,蚯蚓为植物的生长和生态系统的平衡做出了重要贡献。
我们应该重视蚯蚓的保护和利用,进一步发挥其作用,在农业、环保和生态恢复等领域中发挥更大的作用。
曲蟮对土壤的影响
蚯蚓能破碎、分解和混合有机质。
蚯蚓的取食活动加强了植物残体分解中的生物过程,富含易水解氮的蚓粪又加快了周围凋落物的矿化过程。
蚯蚓活动能改变土壤有机质的空间分布,并能将有机质与矿质土混合,形成富含有机质的土壤微粒,为有机质提供物理保护。
蚯蚓能提高土壤中可利用氮和磷的水平,原因是蚯蚓消费了大量的土壤微生物,加速了微生物组织的矿化和周转。
蚯蚓主要通过其排泄物及孔道影响土壤结构,能促进土壤团聚过程,使空气和水容易抵达植物的根部。
蚯蚓的活动还能对土壤pH值、氧化还原状态、土壤温度等土壤调节因子有所影响。
如蚯蚓排泄物pH 值明显高于周围土壤,能起到一定的调节作用。
蚯蚓在活动的时候可以将土壤中的有机质和土壤充分的混合,矿物质成分在蚯蚓体内受到研磨和各种的消化作用,从而发生了变化,排出体外以后,这些物质就会更容易被分解,就有利于植物的吸收,提高土壤的养分。
园 艺 学 报 2009,36(10):1405-1410Acta Horticulturae Sinica蚯蚓对苹果园土壤生物学特性及幼树生长的影响申为宝1,2,杨洪强13,乔海涛1,申 洁3(1山东农业大学作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018;2山东省临沂市农业局,山东临沂276001;3浙江大学竺可桢学院,杭州310058)摘 要:以果园褐土、潮土和棕壤以及2年生红富士苹果(M alus do m estica Borkh.)幼树为试材,在盆栽条件下,通过向盆土埋放蚯蚓,研究蚯蚓对土壤酶、土壤微生物量碳和氮以及苹果根系和新梢生长的影响。
结果表明,引入蚯蚓后,3类土壤中脲酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性以及微生物量氮均显著提高,其中棕壤脲酶活性提高7819%,潮土碱性磷酸酶活性提高17010%,棕壤微生物量氮提高18014%。
蚯蚓处理也显著提高褐土和潮土微生物量碳,其中潮土微生物量碳提高幅度最大,达29912%。
3类土壤经蚯蚓处理后,苹果幼树根系活力、根系和新梢生长量均显著提高,其中,棕壤中的幼树根系活力最高,褐土中的幼树根系生长量最大,潮土中的幼树新梢生长量最大。
关键词:苹果;土壤;蚯蚓;酶;微生物量碳;微生物量氮中图分类号:S66111 文献标识码:文章编号:05132353X(2009)1021405206Effects of Earthwor m on B i olog i ca l Character isti cs of So il and the Growth of Apple TreesSHEN W ei2bao1,2,Y ANG Hong2qiang13,Q I A O Hai2tao1,and SHE N J ie3(1S tate Key L aboratory of C rop B iology,Shandong A gricultural U niversity,Taiπan,Shandong271018,China;2L inyi A gricultu2 ral B ureau,L inyi,Shandong276001,China;3Chu Kochen Honors College,Zhejiang U niversity,Hangzhou310058,China)Abstract:The effects of earth wor m on s oil enzy me activities,m icr obi omass carbon,m icr obi omass nitr o2 gen and the gr owth of app le tree were studied by pot experi m ent,using the orchard cinna mon s oil,br own s oil and fluvo2aquic s oil and t w o2year old‘Red Fuji’app le(M alus do m estica Borkh.)trees as materials.The re2 sults showed that the earth wor m enhanced the activities of s oil urease,acid phos phatase and alkalin phos pha2 tase,and increased m icr obi o mass nitr ogen in the three kinds of s oils,in which the urease activity in br own s oil,the alkalin phos phatase activity in fluvo2aquic s oil and the m icr obi omass nitr ogen in br own s oil increased 7819%,17010%and18014%res pectively.The treat m ent of earthwor m increased the m icr obi omass carbon in cinna mon s oil and fluvo2aquic s oil,and the increased degree of that in fluvo2aquic s oil is the largest,which reached29912%.The r oot activity,r oot gr owth and ne w shoots gr owth of the app le trees in the s oils treated by earth wor m increased significantly;The r oot activity in br own s oil,the gr o wth of r oot in cinna mon s oil and the gr owth of ne w shoots in fluvo2aquic s oil were the highest res pectively in the three kinds of s oils treated by earthwor m.Key words:app le;s oil;earth wor m;enzy me;m icr obi omass carbon;m icr obi omass nitr ogen土壤酶活性与土壤养分状况密切相关,土壤微生物量碳和微生物量氮是土壤有机碳和有效态氮的重要来源,是反映土壤肥力及其健康状况的重要指标(Sparling,1992;Doran et al.,1996)。
蚯蚓的功能
蚯蚓是生活在土壤中的无脊椎动物,虽然它们看起来简单而不起眼,但是它们在生态系统中发挥着非常重要的功能。
下面就是蚯蚓的一些主要功能。
首先,蚯蚓是土壤的重要改良者。
它们通过进食土壤和有机物质,将有机物质消化后排泄出来,形成一种被称为蚯蚓粪的物质。
这种粪便富含有机质和养分,可以有效地改善土壤的肥力,促进植物的生长。
同时,蚯蚓的活动还可以松散土壤,增加土壤的通气性和水分渗透性,有助于植物的根部生长。
另外,蚯蚓的穿地能力也对土壤有着积极影响。
蚯蚓通过挖掘土壤,形成一系列的通道和壤土结构,这些通道可以使水分更加容易渗透到土壤深处,避免水分滞留在表面,防止土壤水分过多导致的植物病害。
此外,这些通道也可以提供氧气进入土壤,有助于土壤中微生物的发展和活动,提高土壤的氧化还原能力。
此外,蚯蚓还在土壤中起到了一种循环的作用。
它们通过食物链,成为其他生物的食物,如鸟类、蛇类等。
在它们的消化过程中,有机物质被分解并释放出来,进而又作为肥料供给植物生长。
这样不断的食物链循环,使得土壤中有机物质得到了有效利用,提高了土壤的养分循环能力。
除了对土壤的改良和循环作用外,蚯蚓还对环境的健康与稳定发挥着积极影响。
它们可以清除土壤中的有毒物质,如重金属离子等。
另外,蚯蚓的活动还有助于减少土壤的侵蚀,保护水
源和水域的健康。
此外,蚯蚓还可以作为一种天然的食物链,维持着土壤生态系统的平衡。
总结起来,蚯蚓是土壤中不可或缺的生物。
它们通过改良土壤、促进养分循环和水分渗透,以及维持土壤生态系统的平衡,对土壤和环境的健康与稳定起到了重要的作用。
蚯蚓养殖技术蚯蚓养殖可以说是一种古老的农业技术,至少可以追溯到古代中国人的农耕活动中。
在漫长的历史长河中,阐述蚯蚓养殖技术的文献出现了更多,这使得蚯蚓养殖技术在中国农业发展史上扮演了重要角色。
目前,蚯蚓养殖技术已成为中国现代农业自然资源利用的重要技术。
实际上,蚯蚓养殖技术具有许多优点,给中国农业带来了许多益处,例如改善土壤质量、减少土壤污染、增加土壤中有机物的含量、改善作物的生长性能、促进自然资源的循环利用、以及提高农作物出口的等等。
因此,蚯蚓养殖技术已成为中国现代农业自然资源利用的重要技术。
首先,蚯蚓养殖技术可以改善土壤质量,蚯蚓可以加快土壤中有机物的分解,增加土壤中的有机物,例如有机氮和氨基酸等,同时减少土壤中的毒素和硝酸盐等有害物质的含量,从而提高土壤肥力、改善土质结构,为植物生长提供良好的条件。
其次,蚯蚓养殖技术可以改善作物的生长性能。
蚯蚓可以加快植物根系的发育,增强根系的吸收能力,从而提高作物的产量。
此外,蚯蚓养殖技术还可以帮助植物抗病,防止病害的蔓延,从而有效提高农作物的收获率。
此外,蚯蚓养殖技术还可以促进自然资源的循环利用。
蚯蚓可以把大量的粪便和废弃物进行分解,有助于资源的再利用,减少污染,改善环境质量。
最后,蚯蚓养殖技术可以提高农作物出口的品质。
因为蚯蚓可以加速有机物的分解,改善土壤质量,为目标国家提供优质的农作物,同时减少农作物的生产开支和生产成本,从而提高农作物出口的品质。
总之,蚯蚓养殖技术是一种古老而具有重要意义的技术,也是中国现代农业自然资源利用的重要技术。
蚯蚓养殖技术不仅可以改善土壤质量、改善作物的生长性能、促进自然资源的循环利用,还可以提高农作物出口的品质。
因此,应该大力发展并推广蚯蚓养殖技术,以促进中国现代农业的发展。
蚯蚓的作用与功能主治1. 土壤改良•增加土壤通气性:蚯蚓通过在土壤中钻洞,改善土壤的通气性,促进根系的呼吸和吸收养分。
•促进土壤肥力:蚯蚓摄食有机物质,将其消化后排泄成蚯蚓粪便,这种粪便富含有机质和微量元素,对土壤肥力的提升具有显著作用。
•改善土壤结构:蚯蚓在穿梭土壤的过程中,将深层土壤与表层土壤混合,改善土壤的结构,增加土壤的孔隙度和保水性。
•降解和转化有害物质:蚯蚓能够将一些有害物质如农药、重金属等转化为无害或低毒的形态,减轻对环境的污染。
2. 生态环境保护•促进生物多样性:蚯蚓在土壤中活动,为其他微生物提供了良好的生境,促进了土壤中生物的多样性。
•保持水土资源:蚯蚓通过改善土壤结构和增加土壤肥力,减少了土壤的侵蚀和水土流失,有助于保持水土资源。
•减少化肥农药的使用:蚯蚓能够将有机肥料快速转化为植物可吸收的营养物质,减少了化肥的使用量,降低了对环境的污染。
3. 功能主治•预防和治疗肠道疾病:蚯蚓体内含有一种称为“蚯蚓素”的活性物质,具有抗菌、抗炎、促进肠道蠕动等作用,可用于预防和治疗肠道疾病。
•调节免疫功能:蚯蚓素还具有调节免疫功能的作用,可以增强机体的抵抗力,预防和治疗免疫相关疾病。
•促进伤口愈合:蚯蚓粪便中的多种生物活性物质可以促进伤口的愈合和组织的再生,对于外科手术后的伤口恢复有一定的帮助。
•改善湿疹和皮肤问题:蚯蚓粪便中的活性物质具有一定的抗炎和抗过敏的作用,可以改善湿疹和其他皮肤问题。
•促进生长发育:蚯蚓素中富含的氨基酸、多肽以及多种微量元素对人体生长发育具有重要意义,可用于儿童的生长发育补充。
•缓解运动负荷:蚯蚓素能够加速乳酸的分解和排除,提高乳酸阈值,缓解运动负荷。
总结起来,蚯蚓的作用与功能主治十分广泛,不仅对土壤有着显著的改良作用,还对生态环境保护起到积极的效果。
此外,蚯蚓素在医学上具有一定的药用价值,可以用于预防和治疗一些疾病,促进人体健康。
因此,善待环境中的蚯蚓,充分发挥其重要的作用,对人类和自然界都有着巨大的益处。
第1篇一、实验目的通过本次实验,了解蚯蚓对土壤改良的作用,探究蚯蚓对土壤理化性质、微生物数量和植物生长的影响,为蚯蚓在农业生产中的应用提供理论依据。
二、实验材料1. 实验地:选择一块具有代表性的农田,面积为10平方米。
2. 蚯蚓:选用本地常见的红蚯蚓,选取健康、大小一致的蚯蚓。
3. 土壤:采集实验地0-20cm的土壤,过筛后备用。
4. 植物种子:选取生长周期短、适应性强的小麦种子。
5. 实验器具:土壤分析仪器、培养箱、温度计、pH计、显微镜等。
三、实验方法1. 土壤预处理:将采集的土壤过筛,去除石块、杂草等杂物,将土壤分为两组,一组为实验组,另一组为对照组。
2. 蚯蚓投放:在实验组土壤中投放100条红蚯蚓,对照组不投放蚯蚓。
3. 土壤理化性质测定:在实验开始前和实验结束后,分别测定两组土壤的pH值、有机质含量、全氮、全磷、全钾等指标。
4. 微生物数量测定:在实验开始前和实验结束后,分别采用平板计数法测定两组土壤中的细菌、真菌、放线菌等微生物数量。
5. 植物生长实验:在实验开始前,将实验组和对照组土壤分别播种小麦种子,观察并记录植物的生长情况。
6. 数据分析:对实验数据进行统计分析,比较实验组和对照组土壤理化性质、微生物数量和植物生长情况的差异。
四、实验结果与分析1. 土壤理化性质实验结果表明,实验组土壤的pH值、有机质含量、全氮、全磷、全钾等指标均有所提高,与对照组相比,差异显著(P<0.05)。
这表明蚯蚓能够改善土壤的理化性质,提高土壤肥力。
2. 微生物数量实验结果表明,实验组土壤中的细菌、真菌、放线菌等微生物数量均高于对照组,差异显著(P<0.05)。
这表明蚯蚓能够促进土壤微生物的繁殖和活动,有利于土壤养分循环。
3. 植物生长实验结果表明,实验组小麦的生长情况明显优于对照组,株高、叶面积、产量等指标均显著提高(P<0.05)。
这表明蚯蚓能够促进植物生长,提高作物产量。
五、结论通过本次实验,我们得出以下结论:1. 蚯蚓能够改善土壤的理化性质,提高土壤肥力。
蚯蚓的功能主治介绍蚯蚓是一种常见的环境工程生物,它们具有丰富的功能和主治效果。
本文将重点介绍蚯蚓的主要功能以及其在环境改善、农业、医疗领域的主治作用。
环境改善蚯蚓在环境改善中起到了重要的作用,以下是它们的几个功能点:- 土壤改良:蚯蚓通过不断地钻掘和吞食土壤,促进土壤的通气性和透水性,改善土壤结构。
它们还通过排泄体内的有机物,将养分释放到土壤中供植物吸收,提高土壤肥力。
-有机废弃物处理:蚯蚓以腐烂的有机废物为食,通过吞食和排泄的过程,将有机废物进行分解和转化,减少有机废物的堆积和污染。
- 植被保护:蚯蚓通过多次挖掘土壤,增加土壤的透水性和抗风蚀能力,有助于植物生长和根系发育。
同时,它们的排泄物也为植物提供了丰富的养分。
农业应用蚯蚓在农业领域有着重要的应用价值,以下是它们的几个主治作用: - 有机肥料生产:蚯蚓的排泄物富含有机物和养分,可以作为优质的有机肥料使用。
通过蚯蚓的饲养和养殖,可以大量生产有机肥料,提高农作物的产量和品质。
- 土壤改良:蚯蚓在农田中的活动能够改善土壤结构,增加土壤肥力。
它们的钻掘和排泄作用可以改善土壤通气性和透水性,提高作物的生长环境。
- 害虫防治:蚯蚓是土壤中的一种常见生物,它们的存在可以影响土壤中的害虫种群,起到一定的害虫防治作用。
蚯蚓通过捕食害虫和竞争食物资源,能够减少害虫的数量和危害。
医疗应用除了在环境改善和农业领域的应用,蚯蚓还具有一定的医疗功能,以下是它们的主治作用: - 伤口愈合:蚯蚓分泌的唾液中含有多种生物活性物质,具有促进伤口愈合的作用。
蚯蚓唾液中的某些成分能够促进血液循环和新生血管的生成,加速伤口的愈合过程。
- 抗菌消炎:蚯蚓分泌的抗菌蛋白具有较强的抗菌和消炎作用。
这些蛋白能够破坏细菌细胞壁,抑制细菌的生长和繁殖,对治疗一些细菌感染性疾病起到一定的作用。
- 抗氧化:蚯蚓体内的抗氧化物质可以清除体内的自由基,抑制氧化反应的发生,起到抗衰老和保护细胞的作用。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 蚯蚓养殖对幼龄胶园土壤养分及橡胶树根系生长的影响 作者:李艺坚 谢学方 孔令泽 丰明 来源:《热带作物学报》2018年第12期
摘 ;要;;本研究旨在探讨林下蚯蚓养殖对幼龄胶园土壤养分及橡胶树根系生长的影响。以牛粪作为原料,于2017年4—11月在4年生幼龄胶园铺设粪垄养殖蚯蚓,并测定土壤养分和根系生长情况。结果表明,与对照(CK)相比,铺设粪垄无蚯蚓养殖(WQ)和铺设粪垄蚯蚓养殖(Q)处理总体上可显著提高土壤硝态氮、速效磷、速效钾和土壤水分含量以及土壤pH,而对土壤铵态氮、有机质、微生物活性及微生物群系数量无显著影响(p<0.05);和CK相比,WQ和Q处理显著促进根的生长,并提高吸收根的比例(p<0.05)。综上所述,在幼龄胶园养殖蚯蚓短期内(半年)可提高土壤速效养分含量,促进根系生长。
关键词 ;蚯蚓养殖;土壤养分;橡胶树;根系中图分类号;;S31;S794.1;;;;;;文献标识码;;A DOI;;10.3969/j.issn.1000-2561.2018.12.001 橡胶是我国四大战略物资之一,主要产自巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)。我国主要在海南、云南和广东三省栽培[1]。橡胶树原产于高温潮湿的亚马孙流域,我国自20世纪50年代开始大规模植胶,经过60多年的发展,无论是天然橡胶总产量还是植胶面积都增长迅速[2]。
施肥是保证橡胶树增产稳产的基本措施,然而经过多年的植胶生产,各植胶区已面临单产提升困难、土壤酸度下降和肥料养分损失严重等重大问题[2]。另一方面,由于近几年植胶效益明显减少,胶农和植胶企业迫切需要提高胶园单位面积的经济效益[3],发展林下经济的呼声高涨。其中,橡胶林下蚯蚓养殖是新尝试的模式之一。
蚯蚓养殖可以加大农业废弃物转化,提高农业废弃物转化的生态效益、社会效益和经济效益,开创一条农业废弃物变废为宝、效益高端的农业循环经济模式[4]。海南省是我国唯一的一个全部面积位于热带地区的省份,终年高温多雨,大部分地区的温度和湿度都符合蚯蚓的生长条件。海南省养牛规模较大,产生的牛粪总量在所有畜禽的粪便产生量中是最大的,且约为第二大产生量(猪粪)的2倍,存在牛粪严重污染环境的现象。据测定,一头牛每天产生的牛粪是其体重的5%~6%,一头450 kg的牛平均每天可排泄25 kg左右的粪便,一年可产9;000 kg牛粪。因此,利用大量产生的牛粪等材料发展蚯蚓养殖业具有一定的可行性[5-8]。据测算,每天 450头牛所产的粪可养蚯蚓1 hm2,每公顷可年产蚯蚓45 t,蚓粪900 t,可增收入人民币;22.5万元[9]。蚯蚓喜阴凉潮湿的环境,目前一般采用工厂化或搭建简易棚进行饲养[10-11]。橡胶树为高大乔木,种植几年后林下郁闭度高,许多作物不能间作,大量土地因此闲置而得不到利用。利用林下闲置土地养殖蚯蚓不仅利用了林下废地,而且树木生长与蚯蚓养殖两者之间存在很强的互补作用,林下阴凉,适合蚯蚓生长繁殖,目前已有林下采用畜禽粪便成功养殖蚯蚓龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 的报道[12]。蚯蚓分解有机物的养分理论上可部分转移至土壤供植物吸收,促进作物生长。因此,本研究以4龄橡胶胶园为场所,以牛粪作为蚯蚓养殖原料,探讨林下养殖蚯蚓对胶园土壤养分以及橡胶树根系的影响,为发展橡胶林下蚯蚓养殖模式提供一定的数据支撑。
1.1;;试验点概述 本研究的试验点位于中国热带农业科学院试验场三队,该地区为典型的热带海洋季风气候,每年有旱季和雨季,雨季为5—10月,年均温为20.8~26.0 ℃,年降雨量约为1;600 mm,主要集中于7—9月(约占全年的70%)。土壤质地为粉砂黏壤土,pH为4.20,土壤有机质含量为12.0;g/kg,硝态氮为13.5 mg/kg,铵态氮为3.0;mg/kg,速效磷为29.0 mg/kg,速效钾为36.4;mg/kg。
1.2;;方法 1.2.1;;试验设计;;试验于2017年4月开始开展,橡胶树林段为8-72,种植株行距为3 m×7 m,品种为热研7-33-97,林龄为4 a。试验开展前清除胶园杂草,平整土地并做好排水。在胶园地面铺设防草布(2 m宽),再在防草布的一侧上铺放一垄堆沤过的纯牛粪,垄面呈龟背形,垄宽80;cm,垄高40;cm。调节水分使牛粪保持适宜水分含量。于4月25日投放蚯蚓苗,每米粪垄投放0.5 kg,投放后再将另一侧防草布对折盖在糞垄上,制造阴暗环境并尽量避免牛粪水分损失过快。根据牛粪消耗情况及时补充新的牛粪。天气较干时,对牛粪进行适宜补水。试验共6垄,每垄长63 m。试验设对照(CK)、铺牛粪无蚯蚓养殖(WQ)和铺牛粪蚯蚓养殖(Q)3个处理,每个处理3次重复。试验期间,保持CK处理与WQ和Q处理铺放牛粪的相同位置不长杂草。于半年后(11月2日)进行根系和土壤取样。WQ和Q处理根系取样时,随机选取相邻的3株橡胶树,将防草布移开,在牛粪铺设区域的正下方(离树行2.2;m)养殖区域,在正对橡胶树和橡胶树之间的位置挖取30 cm×30 cm×20 cm(长×宽×深)的土壤,每小区共6个位置(图1)。CK处理取样位置与WQ和Q相同。将挖出土壤中的根系挑出,送回试验室进行分拣。在根系取样位置旁边,用直径5;cm的土钻钻取0~20 cm土壤用于土壤理化性质的分析。
1.2.2;;测定指标与方法 1.2.2.1 ;土壤理化指标;;土壤取样后,分别采用烘干法、重铬酸钾-硫酸氧化法、分光光度法、钼锑抗比色法、火焰分光光度法和电位法测定土壤的水分、有机质、无机氮(硝态氮和铵态氮)、速效磷、速效钾和pH,具体方法参照《土壤农业化学分析方法》[13]。
1.2.2.2 ;土壤微生物特性;;采用诱导呼吸-碱吸收法测定土壤呼吸强度,表征土壤微生物活性,具体方法参照《土壤农业化学分析方法》[13]。土壤细菌、真菌和放线菌采用平板培养记数法[14]测定。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 1.2.2.3 ;根重;;根系分拣时,将死根剔除,挑出的活根再进一步清洗分拣,区分直径小于和大于2 mm的根系。其中直径小于2 mm的为吸收根[15-16],将挑出的根用干燥纱布吸干后称重,测定总根重和吸收根重。
1.3;;数据处理 采用Excel 2010和DPS 6.5软件进行数据处理和统计分析,采用最小显著差异法进行方差分析(p<0.05)。
2.1;;土壤理化性状 表1为不同处理土壤养分、pH和水分含量。由表1可看出,WQ和Q处理土壤养分含量总体上高于CK处理。与CK相比,WQ和Q处理可极大幅度提高土壤速效钾含量,速效磷含量得到显著提高,硝态氮含量亦有所提高,但仅Q处理显著高于CK处理(p<0.05);而不同处理之间的土壤有机质和铵态氮含量则无显著差异(p>0.05)。WQ和Q处理使土壤pH升高了1.56~1.58,并显著高于CK处理(p<0.05)。土壤水分含量的变化趋势与土壤pH类似。总体而言,WQ和Q处理主要提高了土壤速效养分(除铵态氮外)含量、pH和水分含量,而WQ和Q处理之间差异不明显。
2.2;;土壤微生物活性 不同处理微生物呼吸强度见图2。由图2可看出,与CK相比,WQ和Q处理的呼吸强度分别提高81.9、48.9 mg CO2/g,表明土壤微生物量活性增强,但不同处理之间没有显著差异(p>0.05)。
2.3;;土壤微生物群系 图3为不同处理细菌、真菌和放线菌数量。由图3可知,WQ处理土壤细菌和真菌数量略高于CK,而Q处理则相反,WQ和Q处理的放线菌数量均高于CK,但不同处理之间不同微生物群系数量无显著差异(p>0.05)。
2.4;;不同处理对橡胶树根重的影响 图4为不同处理总根重和吸收根重(p<0.05)。由图4可知,WQ和Q处理均较CK提高了总根重和吸收根重。其中,Q处理总根重显著高于CK,而WQ和Q处理吸收根重均显著高于CK。CK、WQ和Q处理的吸收根重占总根重的比例分别为27%、52%和43%,WQ和Q处理不仅提高了吸收根重,还提高了其所占比例。
3.1;;橡胶林下蚯蚓养殖对土壤理化性质的影响 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 畜禽粪便是天然的肥料,作为肥料施入土壤时,可提高土壤肥力,促进作物生长[17]。據测定,牛粪中有机质、全氮、全磷和全钾的含量分别为60.17%、1.85%、1.06%和0.30%[18],直接还田可补充土壤养分。而以牛粪为原料在林下养殖蚯蚓,;牛粪不直接还田,但通过自然降雨或补水,牛粪中的养分可随下渗的水分转移至土壤中。海南地
区5—10月为降雨集中的时期,本研究主要观测了该时期林下蚯蚓养殖后土壤养分的差异。结果表明,林下蚯蚓养殖提高了土壤的可溶性速效养分的含量,特别是速效钾,增幅达15.7~16.6倍。由于被防草布所隔离,养殖过程中有机肥无法转移入土壤,有机质则无明显影响。韩桂鸥等[12]在园艺苗木林下养殖蚯蚓的结果表明,与对照相比,蚓床覆盖下0~20 cm土层的容重下降了34.60%,土壤水解氮、有效磷分别提高了54.66%和12.02%,速效钾含量则增加了3.08倍,此结果与本研究一致。
土壤酸化过程能使土壤酸度升高、营养元素淋溶流失、活化和释放有毒重金属,造成土壤肥力的下降,最终影响作物的正常生长。目前,胶园土壤酸化现象持续存在,且胶园土壤酸化速度快于裸地,钠离子、镁离子等盐基离子的淋失可能是橡胶树人工林地土壤pH下降的原因之一[19]。本研究发现,通过短期的林下蚯蚓养殖,土壤pH可较对照提高1.56~1.58,缓解了土壤酸化现象。牛粪呈现弱碱性[18],以牛粪为原料在林下养殖蚯蚓可明显提高土壤电导率[12],电导率的提高意味着土壤的总盐量提高。林下蚯蚓养殖之所以能缓解土壤酸化,可能是转
移入土壤中的盐基离子使土壤碱化而提高土壤pH。
另外,蚯蚓摄食牛粪后排出粪便的过程,可对牛粪进行进一步降解。但本研究结果表明,虽然Q处理总体上速效养分的含量高于WQ处理,但两者之间土壤速效养分含量的差异不显著,说明蚯蚓养殖对进一步释放牛粪中的速效养分有一定的促进作用,但作用不明显。因此,WQ和Q处理中土壤速效养分增加的主要原因在于牛粪中养分下渗转移至土壤中,而与是否养殖蚯蚓关系不大。类似地,WQ和Q处理的土壤pH变化亦是由于牛粪中盐基离子转移导致的。受防草布隔离,WQ和Q处理对土壤有机质亦无显著影响。
土壤呼吸是表征土壤质量和肥力的重要生物学指标[20]。本研究中WQ和Q处理的土壤呼吸强度高于CK,尽管未达到显著差异,亦在一定程度上反映出土壤肥力有所提高。细菌、放线菌和真菌是土壤中的三大类微生物,它们对土壤有机物的分解、氮和硫及其化合物的转化具有重要促进作用[20]。土壤微生物数量与土壤肥力显著相关[21],但本研究却没有发现土壤细菌、真菌和放线菌数量明显增加的趋势,应该是林下蚯蚓养殖提高土壤肥力主要表现在提高土壤速效磷和速效钾方面,而对土壤微生物主要利用的碳源和氮源贡献较小,导致以上微生物数量变化不明显。