淺析培肥措施對中國農田土壤動物群落的影響

耿云燦 董煒華 李曉強 王海濤 翟麗華

【摘? ?要】 本文總結了國內當前研究較多的培肥措施（單施無機肥、單施有機物料、無機肥與有機物料配施）對農田土壤動物群落的組成、多樣性及結構的影響。結果表明無機肥與有機物料配施比單施化肥更有利于土壤動物數量的增加;營養均衡、施有機肥或有機無機配施更有利于保持土壤動物多樣性;土壤動物多樣性可指示有機質含量變化、土壤結構狀況等肥力特征;土壤動物存在表聚性和時間變化特征。今后可加強生物菌肥等環境友好型肥料利用及對土壤動物群落影響研究，為促進農業可持續生產提供一定理論依據。

【關鍵詞】 培肥措施;中國農田;土壤動物群落

中圖分類號：S365? ? ? ? ? ? ? ?文獻識別碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-1073（2020）09-0054-55

A Brief Analysis of the Effects of Fertilizing Measures on Soil Fauna

Communities in Farmland in China

GENG Yuncan1， DONG Weihua1*， LI Xiaoqiang1， WANG Haitao1， ZHAI Lihua2

（1.College of Geographic Science， Changchun Normal University? ?Changchun， Jilin? ?130032; 2.Changchun No. 48 Middle School? ?Changchun， Jilin? ?130032）

[Abstract] In this paper， the effects of fertilizing measures （inorganic fertilizer only， organic material only， inorganic fertilizer combined with organic material） on the composition， diversity and structure of farmland soil animal community were summarized. The results showed that the combination of inorganic fertilizer and organic material was more beneficial to increase the number of soil animals than the single fertilizer. Balanced nutrition， organic fertilizer or organic and inorganic fertilizer is more conducive to the preservation of soil animal diversity; Soil animal diversity can indicate fertility characteristics such as organic matter content change and soil structure status. Soil animals have the characteristics of surface aggregation and time variation. In the future， we can strengthen the utilization of bio-bacterial fertilizer and other environmentally friendly fertilizers and its influence on soil animal community， so as to provide some theoretical basis for promoting sustainable agricultural production.

[Key words] fertilizing measures; Chinese farmland; soil fauna community

1? 引言

土壤動物是土壤養分的制造者，其類群或群落組成等差異能夠反映土壤生態系統中環境的變化[1]。目前人們為提高土壤肥力采取不同培肥措施，對土壤動物的群落結構及多樣性產生很大影響。當前大部分培肥以無機肥、有機物料或無機有機物料配施為主。培肥的影響更多關注于對土壤理化性質、微生物以及作物產量的影響及不同體型土壤動物如大型土壤動物（蚯蚓、白蟻等）、中型土壤動物（螨類、跳蟲等）和小型土壤動物（線蟲、原生動物等）對不同培肥措施的響應研究[2 -6]。

本文總結了國內當前研究較多的培肥措施（單施無機肥、單施有機物料、無機肥與有機物料配施）對農田土壤動物群落的組成、多樣性及結構的影響。土壤動物的豐度、多樣性和活動有助于農業可持續生產的土壤物理和化學過程。通過相關研究的綜合分析對于充分利用土壤動物特征為農田的科學、精準培肥措施提供一定理論參考。

2? 培肥對土壤動物群落組成的影響

在低肥力農田中，只施加化肥隨施肥量增加會導致蚯蚓數量增加，這可能與施化肥后有利于植物的生長，為其提供更多的食物來源有關，但在其他肥力農田中，大部分研究發現單施化肥會抑制大型土壤動物數量。無機物與有機物料合理配施有利于蚯蚓繁殖，說明有機物料與化肥的配施，可以提高土壤生物活性，有利于土壤肥力的形成。施用有機肥促進蚯蚓數量增加，趨勢隨著時間的增加更明顯[2]。

多數研究表明化肥與有機物料配施有利于中小型土壤動物個體數的增加，效果優于單施化肥，但類群數可能增加、減少或無變化。個體數增加的原因可能是秸稈施入能夠疏松土壤，為動物提供更大的生存空間;土壤動物碎裂有機物質，增加了其比表面積，促進微生物生長，以真菌、細菌以及植物凋落物碎屑為食螨類和彈尾目類增加[3-5]。此外，有機肥對中小型土壤動物數量的增長優于無機肥，有機肥和無機肥對中小型土壤動物的不同類群影響也不同，如高比例的無機氮有利于根生物量的產生，刺激植食性群落的增長，同時，有機肥則更有利于腐食性群落的增加。

相關研究已證明土壤動物的數量變化可指示一定的肥力特征。土壤蚯蚓、甲螨和線蟲個體數能反映有機質含量的變化。中小型土壤動物優勢類群和常見類群的個體數與土壤有機質、全氮、速效鉀、速效磷和含水量關系較密切[2-6]。但量化土壤肥力綜合指標不能只依據土壤動物數量和類群的變化，還需結合微生物活性、土壤理化性質等進行綜合分析。

3? 培肥對土壤動物群落結構的時空影響

土壤動物群落的種類和數量存在時間變化特征，最大值一般出現在7-9月。秸稈及有機肥在水熱條件較好的時期提高了土壤微生物對有機肥和秸稈的分解速率[2]，有利于土壤動物多樣性。也有研究表明不同取樣時間中型土壤動物各指標差異均不顯著，這可能與實驗時間長短有關[7]。

相關研究表明土壤動物的種類和數量從地表向下逐漸減少，即表聚性。這與地表和地下有機質含量、土壤水分等的垂直分布密切相關。0～5cm、5～10cm土層中土壤動物分布均占優勢，土壤動物平均密度具表聚性[8]。土壤動物對水分具有依賴性，不同施肥處理土壤動物平均密度具表聚性。中小型土壤動物在不同月份間其個體數和類群數都有明顯的表聚性，在7月較明顯，該月水熱條件有利于秸稈和有機肥的分解并為其提供充足的食物[3]。

4? 培肥對土壤動物群落多樣性的影響

分析土壤動物群落多樣性大小時常用Shannon-Weiner多樣性指數、Margalef豐富度指數、Simpson優勢度指數、Pielou均勻度指數等作為指標。多樣性的各項指標可以表征一定的土壤肥力，如營養是否均衡、土壤結構狀況、食物是否充足等。研究表明NPK、有機肥或兩者合理配施更有利于保持土壤動物多樣性，因增加了有機質、營養均衡，且使土壤理化性質變得更利于其生存。秸稈還田多樣性指數和均勻度指數最高，因秸稈能夠降低土壤容重，增加濕度，提供充足食物;有機肥處理下優勢度指數增加，原因為腐食性土壤動物的主要食物來源的增加。可見，施用有機肥的多樣性指標變化存在差異。

不同指數的對不同物種變化的敏感程度可針對性地表征土壤肥力的變化，如表征線蟲群落多樣性對化肥投入產生的反應更適宜用Shannon多樣性指數、豐富度指數[4]。但目前針對不同培肥多樣性指標的變化的原因還無確定性的結論，如何從數據或模型中得出確定性原因有還需加強研究。

5? 展望

5.1? 加強生物菌肥等環境友好型肥料利用研究

施用化肥、有機肥會對環境造成不同程度的污染，因此急需尋找環境友好型肥料，如生物菌肥。生物菌肥是由有益微生物發酵而成的新型無污染肥料，可提高土壤理化性質和作物的品質。目前國內關于生物菌肥對土壤酶活性和微生物的研究較多，但關于這些微生物數量的變化間接造成的土壤動物類群或數量的影響還需加強研究，以更全面地反映生物菌肥對整體土壤生物的影響。

5.2? 加強培肥對土壤動物深層機制影響研究

當前研究基本包括培肥對土壤動物多樣性特征指標的影響，但對其影響結果的原因往往是不明確的，關于培肥是如何改變土壤動物數量及多樣性等深層機制的研究較少。比如化肥配施有機物料，它可以通過直接提供了食物來源，也可以間接的通過改變土壤理化性質影響微生物使得土壤動物發生變化，確定了主導因素，我們才能重點調控某一過程，向有利于土壤動物多樣性的方向發展。我們可建立模型找到潛在的因果關系，但模型的使用也有嚴格的限制，所以如何選擇合適的模型需要注意。可以借助同位素標記或其他手段追蹤，從更微觀的角度找到主導因素，制定合理的培肥措施。

參考文獻：

[1] 尹文英.土壤動物學研究的回顧與展望[J].生物學通報，2001（08）：1-3.

[2] 喬玉輝，曹志平，王寶清，等.不同培肥措施對低肥力土壤生態系統蚯蚓種群數量的影響[J].生態學報，2004（04）：700-705.

[3] 王文東，紅梅，趙巴音那木拉，等.不同培肥措施對黑土區農田中小型土壤動物群落的影響[J].應用與環境生物學報，2019，25（06）：1344-1351.

[4] 梁文舉，張萬民，李維光，等.施用化肥對黑土地區線蟲群落組成及多樣性產生的影響[J].生物多樣性，2001（03）：237-240.

[5] 吳憲，張婷，孔云，等.配施有機物料對華北小麥-玉米輪作體系土壤節肢動物的影響[J].生態學雜志，2019，38（12）：3689-3696.

[6] 林英華，朱平，張夫道，等.吉林黑土區不同施肥處理對農田土壤昆蟲的影響[J].生態學報，2006（4）：1122-1130.

[7] 葉成龍，劉婷，張運龍，等.麥地土壤線蟲群落結構對有機肥和秸稈還田的響應[J].土壤學報，2013，50（05）：997-1005.

[8] 羅熳麗，蘭琴，王戈，等.施肥對農田土壤動物群落結構的影響[J].浙江農業學報，2019，31（6）：946-954.

（編輯：赫亮）