蚯蚓活动对关中平原农田土壤生态环境的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 马莉 |
| 答辩日期 | 2021-05 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 邵明安 |
| 关键词 | 蚯蚓 大孔隙 土面蒸发 微生物多样性 土壤养分 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 英文摘要 | 在全球气候变暖的趋势下，关中平原农田生态系统土壤健康问题日益突出。而蚯蚓作为该区域一种典型的大型土壤动物，通过其取食、掘穴、排泄等一系列活动改变着土壤结构，进而对农田土壤水分、养分循环过程、微生物活动和植被生长等产生重要影响。本论文以蚯蚓为研究对象，采用室内土柱模拟实验和田间实验相结合的方法，分析了不同密度蚯蚓条件下，土壤孔隙特征、团聚体结构、土壤养分分布特征，及其对土壤土面蒸发、土壤含水量、土壤微生物多样性和植被生长等的影响，进而阐明蚯蚓活动在农田土壤生态环境中的作用。主要结论如下： （1）蚯蚓的活动改善了孔隙特征(大孔隙度、直径、大孔隙数、连通性和成员率)。大孔隙直径为2.12-7.30 mm，孔隙度增加了0.61%-1.35%，蚯蚓大孔隙改变了水分运移过程，从而影响了土壤水分分布特征。在0-30 cm 土层，随着蚯蚓密度的增加，SWC 值降低。土壤大孔隙的数量和土壤水分消耗之间存在线性相关关系。 （2）蚯蚓通过排泄过程，在地表形成覆盖层，调节土壤温度和减少土面蒸发耗水。与无蚯蚓的土壤蒸发过程相比，接种蚯蚓后土壤总蒸发量减少了5.0-20.9%。0-100 cm 土层土壤累积蒸发量与蚯蚓密度呈线性相关，土壤累积蒸发量随着蚯蚓数量的增加而减小。蚯蚓种群通过调节土壤水分和热量循环过程来影响农田土壤水文过程，进而影响作物产量。 （3）蚯蚓活动改变了土壤团聚体的粒级组成，增加了大团聚体和中团聚体的含量，提高了团聚体平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）。蚯蚓主要增加了大团聚体有机碳的含量，对中、微团聚体有机碳含量影响不明显。蚯蚓处理三叶草下三叶草根系长度、根系表面积、根系直径和根系重量明显高于对照，蚯蚓处理通过改变土壤理化性质间接提高了三叶草根系特征指标。 （4）田间试验显示，蚯蚓活动提高免耕秸秆+覆盖处理下土壤耕作层（0～30cm）土壤C、N、P 养分的聚集。而翻耕处理和免耕处理下，蚯蚓密度的增加导致土壤全N 和P 含量的减少和有机碳的增加。蚯蚓密度越大， 免耕+秸秆覆盖处理下的土壤微生物丰度和多样性越高，而翻耕处理反之。蚯蚓密度不同导致土壤微生物群落结构发生显著改变。同种耕作方式，蚯蚓密度对土壤微生物及环境因子之间的影响具有一定的差异性。 （5）免耕覆盖+接种蚯蚓（NTSE）更有利于改善农田土壤环境，增加玉米叶片叶绿素含量。本研究引入SPAD 值对直接双曲线模型进行修正，并对玉米叶片光净光合速率进行模拟。模拟结果显示新修正的直角双曲线模型（Model 2）对玉米叶片光响应曲线参数的计算值更精确。Model 2 可以用作不同耕作措施下玉米叶片的净光合速率的模拟。光合参数显示，NTSE 处理下的玉米叶片最大净光合速率值最大（40.145μmol•s-1•m-2），暗呼吸速率最小值（3.095μmol•s-1•m-2），可见，在免耕覆盖条件下接种蚯蚓（NTSE）更有利提高玉米光合性能，提高产量。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 94 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/194157]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 马莉. 蚯蚓活动对关中平原农田土壤生态环境的影响[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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