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紫色土线虫对长期不同施肥措施的响应

胡惠玲, 姚致远, 高世斌, 朱波

生物多样性 2022, 30 (12): 22189-. DOI: 10.17520/biods.2022189

摘要（785）

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土壤线虫在农田生态系统中数量丰富且对土壤环境变化敏感, 可用于评估不同田间管理条件下的土壤健康。本文探究了紫色土区长期不同施肥措施及土壤团聚体粒径对线虫群落的分布及其生态功能多样性的影响。试验设置了5个施肥处理: 不施肥(对照, CK)、单施化肥(NPK)、生物炭 + 化肥(BCNPK)、商品猪粪 + 化肥(OMNPK)和秸秆 + 化肥(RSDNPK)。团聚体粒径分为: 原状土(BS)、大团聚体(> 2 mm; LA)和小团聚体(0.25-2 mm; SA)。结果表明, 与对照相比, 施肥可促进线虫数量增长, 其中单施化肥处理下增幅最小(66%); 有机物料与化肥配施对线虫数量的提升更为显著, 秸秆 + 化肥处理下增幅达206%。不同施肥处理间线虫类群相对丰度差异显著, 大小均表现为: 食细菌线虫(BA) > 杂食/捕食线虫(OP) > 植食线虫(PP) > 食真菌线虫(FU)。小团聚体较其他土壤团聚体的杂食/捕食线虫丰度更低, 食细菌线虫丰度较高。秸秆与化肥配施处理下线虫群落结构指数和富集指数显著增加, 且各施肥处理下线虫功能足迹呈现明显差异。有机肥与化肥配施(尤其是秸秆 + 化肥)可提高土壤养分供应且有利于形成稳定健康的土壤生态系统, 助推区域农业的可持续发展。

营养类群 Trophic group	线虫类群 Nematode group	CK (%)	NPK (%)	BCNPK (%)	OMNPK (%)	RSDNPK (%)	c-p值 c-p value
食细菌线虫 Bacterivores (BA)	丽突属 Acrobeles	0.1	0.9	0.7	1.1	0.3	2
	头叶科 Cephalobidae	0.0	0.4	0.1	0.4	0.5	2
	头叶属 Cephalobus	0.8	1.0	0.6	0.8	0.8	2
	板唇属 Chiloplacus	44.9	45.6	41.3	41.1	25.2	2
	真头叶属 Eucephalobus	0.1	0.2	0.6	0.2	0.1	2
	中杆属 Mesorhabditis	1.8	0.3	3.9	0.6	4.0	1
	Oscheius	1.8	7.2	1.7	11.5	10.5	1
	盆咽属 Panagrolaimus	0.5	0.2	0.8	2.3	6.0	1
食真菌线虫 Fungivores (FU)	滑刃属 Aphelenchoides	0.7	1.7	1.3	1.1	6.4	2
	茎属 Ditylenchus	1.0	3.8	5.8	0.7	0.5	2
	丝尾垫刃属 Filenchus	1.0	1.3	0.8	2.0	3.6	2
	拟滑刃属 Paraphelenchus	4.6	4.3	6.5	4.2	4.3	2
植食线虫 Plant parasites (PP)	矮化属 Tylenchorhynchus	2.0	6.3	4.9	5.9	4.7	3
	伊朗垫刃属 Irantylenchus	0.2	0.2	0.1	0.4	0.8	2
	新平滑垫刃属 Neopsilenchus	2.8	2.6	6.0	1.7	0.7	2
	短体属 Pratylenchus	0.4	1.8	6.6	2.3	1.0	3
	根结属 Meloidogyne	2.6	3.0	5.4	3.3	1.3	3
杂食/捕食线虫 Omnivores/predators (OP)	异色矛属 Achromadora	1.5	1.0	2.4	1.2	0.5	3
	大茅属 Enchodelus	0.0	0.1	0.1	0.9	0.2	4
	挫齿属 Mylonchulus	0.2	0.6	0.9	1.7	0.4	4
	丝尾属 Oxydirus	19.1	0.3	0.6	2.4	0.7	5
	Pristionchus	2.9	7.5	2.5	2.0	12.9	1
	小三孔属 Tripylina	10.5	9.5	5.1	11.0	14.2	3
	三裂体属 Trischistoma	0.5	0.5	1.2	0.9	0.4	3

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表1 不同施肥处理下土壤线虫的相对丰度。CK: 不施肥对照; NPK: 单施化肥; BCNPK: 生物炭 + 化肥; OMNPK: 商品猪粪 + 化肥; RSDNPK: 秸秆 + 化肥。

正文中引用本图/表的段落

在试验样地中共检测出24类线虫(表1)。原状土、大团聚体和小团聚体中5个施肥处理下的线虫数量分别为559-1,713、824-1,606和591-1,673 ind./100 g干土。各粒径间线虫多度无显著差异, 且与施肥不存在交互效应。施肥有助于提升线虫多度, 其中秸秆 + 化肥处理线虫数量最多, 可达1,713 ind./100 g干土, 比单施化肥和对照处理分别高84%和206% (P < 0.05)。生物炭 + 化肥和商品猪粪 + 化肥处理线虫多度与单施化肥相比呈增加趋势, 相比对照显著提升125%和113% (图1)。

进行线虫区系分析可了解土壤食物网的状况。单施化肥和生物炭 + 化肥处理的通道指数较对照处理略有升高, 且生物炭 + 化肥处理下其值超过了50, 表明该处理以分解速率较慢、较稳定的真菌分解通道为主。而施入猪粪肥和秸秆则导致通道指数显著降低, 且秸秆 + 化肥处理较商品猪粪 + 化肥更低, 表明有机肥的施入使得养分分解途径朝分解速率更快的细菌降解方向发展。由于食细菌线虫对细菌的捕食作用可以通过调节土壤细菌的数量及活性间接促进养分转化、加速养分的周转(李琪等, 2007), 因此以细菌路径分解占优势的有机肥与化肥配施处理能更快为作物生长提供所需养分。由基础指数结果可知, 生物炭 + 化肥处理下土壤食物网的抵抗力最好, 而对照和秸秆 + 化肥处理的基础指数偏低, 表明该处理下土壤食物网相对抵抗力较小。富集指数除了可反映土壤养分状况外, 还能反映食细菌线虫的c-p1和c-p2等类群对进入土壤的资源的响应(Ferris et al, 2001)。有机物料的添加可以提高富集指数, 从而有助于提高土壤养分供应, 促进作物生长。结构指数的大小指示了土壤食物网连通性, 值越大表明食物网相对连通性越高, 食物链越长(陈云峰等, 2014)。结构指数主要受杂食/捕食线虫影响。该类群对土壤扰动更为敏感, 并且需要较长的恢复时间, 因此结构指数高通常意味着土壤受到的扰动更小(Ferris et al, 2001)。5个施肥处理中, 对照处理的结构指数显著高于其他施肥处理, 可见施肥会降低食物链长度, 其中单施化肥和生物炭 + 化肥处理的结构指数下降明显, 表明这两个处理受到的扰动最为明显, 而秸秆 + 化肥和商品猪粪 + 化肥有助于维持土壤环境的稳定。

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