不同管理方式和休耕制度对稻田中小型土壤动物群落的影响

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管理方式和休耕制度是主要的农业措施。管理方式涉及到肥料和农药的使用,绿色管理指在农业生产过程中减少化肥农药的使用量,而休耕指在一段时间内停止对土地的耕作,两者对农田生态系统的可持续发展和土壤健康具有重要影响。中小型土壤动物作为具有代表性的土壤生物,在土壤生态系统功能中具有关键作用,是土壤健康的重要指标,因此了解不同农业措施对中小型土壤动物群落的影响十分重要。本研究在上海市奉贤区庄行镇长堤村水稻田设置样地,以稻田中小型土壤动物为研究对象,于2020年4月(水稻种植前)和2020年11月(水稻收获后)分别调查分析了不同管理方式(常规管理、绿色管理)和休耕模式(冬季休闲、冬种绿肥)以及不同休耕年限(休耕一年、休耕两年)和施肥措施(常规施肥对照、化肥氮减量30%+蚯蚓肥2250 kg/hm~2、化肥氮减量30%+蚯蚓肥4500 kg/hm~2)下稻田中小型土壤动物的群落特征和土壤理化性质差异,为选择适宜的农业措施提供科学依据。主要结果如下:(1)绿色管理相比于常规管理,能显著提高中小型土壤动物总密度、类群数以及干生和湿生土壤动物密度(P<0.05);冬种绿肥相比于冬季休耕,能显著提高中小型土壤动物的总密度和湿生土壤动物密度(P<0.05)。休耕一年耕地中小型土壤动物总密度、类群数、干生和湿生土壤动物密度显著大于休耕两年耕地(P<0.05);配施蚯蚓肥相比于单施化肥能显著提高中小型土壤动物的总密度、类群数和干生土壤动物的密度(P<0.05)。水稻收获后中小型土壤动物总密度显著大于水稻种植前(P<0.01)。(2)绿色管理相比于常规管理能显著提高中小型土壤动物Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数(P<0.05),而显著减小Simpson优势度指数(P<0.05);休耕模式对中小型土壤动物群落多样性无显著影响(P>0.05)。休耕两年耕地中小型土壤动物Pielou均匀度指数显著大于休耕一年耕地(P<0.05),而Margalef丰富度指数和Simpson优势度指数显著小于休耕一年耕地(P<0.05);配施蚯蚓肥相比于单施化肥能显著提高中小型土壤动物Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数(P<0.05),而显著减小Simpson优势度指数(P<0.05)。(3)管理方式仅显著影响表层的中小型土壤动物密度、类群数以及干生和湿生土壤动物密度(P<0.05);休耕模式仅显著影响表层的中小型土壤动物密度和湿生土壤动物密度(P<0.01)。休耕年限对各层中小型土壤动物密度均有显著影响(P<0.01);施肥措施仅对表层中小型土壤动物类群数和干生土壤动物密度有显著影响(P<0.01)。(4)绿色管理相比于常规管理,能显著提高捕食性和腐食性土壤动物的密度(P<0.05),而使菌食性土壤动物密度显著减小(P<0.05);冬种绿肥相比于冬季休闲能显著提高捕食性土壤动物的密度(P<0.05),而使腐食性土壤动物密度显著减小(P<0.05)。休耕一年耕地腐食性和菌食性土壤动物密度显著大于休耕两年耕地(P<0.05);配施蚯蚓肥相比于单施化肥能显著提高腐食性和菌食性土壤动物的密度(P<0.05)。(5)绿色管理相比于常规管理能显著提升土壤有机质和总氮含量(P<0.05);冬种绿肥相比于冬季休闲能显著提升土壤有机质含量(P<0.05)。休耕一年耕地土壤总氮含量显著大于休耕两年耕地(P<0.05);配施蚯蚓肥相比于单施化肥能显著降低土壤容重(P<0.05),显著增加土壤有机质含量和总氮含量(P<0.05)。土壤总氮、总磷、有机质含量以及土壤容重对中小型土壤动物群落组成有显著影响(P<0.05),中小型土壤动物总密度、类群数、干生和湿生土壤动物密度与土壤总氮、有机质含量呈显著正相关(P<0.05),与土壤容重成显著负相关(P<0.05)。综上所述,在上海地区稻田推行绿色管理和冬种绿肥,能提高中小型土壤动物多样性,从而有利于提高土壤生态系统的稳定性而实现农业的可持续发展。配施蚯蚓肥在提升稻田土壤肥力的同时也有利于中小型土壤动物的生存繁衍,是良好的施肥措施。在休耕年限的选择上,休耕一年在养地的同时避免了农业生产力大幅降低,也保证了较高的稻田中小型土壤动物多样性,因此一年的休耕年限优于两年。
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