蜣螂活动对玉米田土壤理化性状及玉米生长的影响

来源 :江苏农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liarcher
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:在农业生产系统中引入有益昆虫,是解决农业生产问题的有效途径之一。蜣螂不仅具有重要的药用价值,而且对改善土壤理化性状有重要意义。采用田间试验方法,研究蜣螂活动对玉米田土壤理化性状及玉米生长的影响。结果表明:CN处理下土壤密度为1.18 g/cm3,显著低于CK、N处理;其土壤速效氮、速效磷和有机质含量比CK处理增加66%、24%、22%,比N处理增加29.2%、5.1%、2.3%。在玉米田投放蜣螂能有效降低土壤密度,增加土壤速效氮和速效磷含量。CN处理在玉米苗期、喇叭口期和乳熟期的地上部生物量比CK处理增加2.6%、9.2%、12.5%,比N处理增加14.7%、48.5%、15.3%;其玉米产量比CK处理增加12.5%。在玉米田投放蜣螂可提高玉米产量,但蜣螂具体投放密度、投放时期等问题有待进一步深入研究。
  关键词:蜣螂;玉米;土壤;产量;速效磷;速效氮
  中图分类号: S513.04文献标志码: A文章编号:1002-1302(2016)05-0132-02
  蜣螂别称屎克螂、屎虼螂、推丸、黑牛儿、铁甲将军、夜游将军等,属鞘翅目蜣螂科,在四川省俗称推屎跋[1]。蜣螂体黑色或黑褐色,大中型昆虫。大多数蜣螂营粪食性,以动物粪便为食,有“自然界清道夫”的称号,在生态系统平衡中起着重要作用。新鲜牛粪中的有机酸、药毒等物质对植物生长有抑制作用[2],草地中牛粪堆积常导致草地生长面积变小、生产力降低[3-4],并且导致牲畜拒绝取食牛粪周围的牧草[5],造成草地资源浪费。蜣螂的消化系统能快速破碎哺乳动物粪便,动物粪便经过蜣螂消化系统后,仅有少量被吸收消化,大部分被蜣螂排泄到土壤中,增加了土壤的肥力[6]。另外蜣螂在土壤中的掘洞活动可以疏松土壤[7],减少根系生长阻力,促进土壤气体交换,增加植物根系活力。
  在雨水较多的南方地区,丘陵山地在连续免耕条件下,土壤紧实度增加,不利于作物种子萌发和根系下扎,降低了土壤蓄水保墒能力[8-10]。农民往往通过深松或深翻降低土壤紧实度。在农田耕作系统中引入蜣螂、蚯蚓等土壤活动昆虫,利用昆虫活动疏松土壤是一条有效途径。蜣螂作为传统中药材,有定惊破淤、通便攻毒、消疮之功效,可对其药用成分进行开发利用[11-13]。近年来蜣螂的药用价值受到众多学者关注,随着蜣螂系列产品的开发和投产,1 kg蜣螂的市场价格从几十元提高到现在的200多元。因此,在旱田中引入蜣螂不仅可以改善土壤理化性状,而且可以增加农民收入。然而,蜣螂活动对农田作物生长的影响尚不明确,亟待深入研究。本研究采用田间试验方法,研究蜣螂活动、鲜牛粪投放对土壤密度、土壤养分含量、玉米产量的影响,旨在为农业生产中引入蜣螂提供理论依据。
  1材料与方法
  1.1试验设计
  本研究在四川省绵阳市青义镇丘陵坡耕地玉米田进行,试验田为连续多年免耕田。试验包括:施用鲜牛粪(N)、施用鲜牛粪并投放蜣螂(CN)、不投放鲜牛粪和蜣螂(CK)3个处理。每个处理设3次重复,总计9个小区,小区面积4 m2(2 m×2 m),投放蜣螂小区四周及上方用尼龙网包围成 2 m×2 m×2 m的立方空间,防止蜣螂外逃。试验用玉米品种为Q玉7号,株距30 cm,行距50 cm。试验用蜣螂为当地常见蜣螂品种,投放密度为5只/m2。蜣螂投放后每周在玉米行间施用1 kg鲜牛粪,牛粪距玉米植株10 cm以上。其他玉米田间管理与当地玉米高产田相同。
  1.2取样与分析
  1.2.1土壤相关田间试验展开前以及玉米收获后,分别取0~50 cm土层土样,测定土壤密度,土壤速效氮、速效磷、有机质含量。采用环刀称质量法测定土壤密度,采用半微量开氏法测定土壤速效氮含量,采用化学浸提法测定土壤速效磷含量,采用重铬酸钾容量法测定土壤有机质含量。
  1.2.2玉米相关在玉米苗期、喇叭口期、乳熟期分别各测定一次地上生物量。玉米适期收获并进行室内考种测产。
  2结果与分析
  2.1蜣螂活动对土壤密度的影响
  试验展开前土壤密度为1.23 g/cm3,玉米成熟期CK处理下土壤密度为1.21 g/cm3,N处理下土壤密度为 1.20 g/cm3,CN处理下土壤密度为1.18 g/cm3。其中CK处理与N处理间土壤密度差异不显著,CN与N处理间及CN与CK处理间土壤密度差异显著。表明蜣螂活动能降低免耕田土壤密度,在一定程度上缓解长期免耕田土壤紧实问题。本研究中蜣螂投放密度较低,在没有蜣螂活动的CN处理中,仍然存在玉米田土壤紧实度分布不均情况。因此,在实际应用过程中,可适当增加蜣螂的投放密度,另外蜣螂具有一定的趋食性、趋光性,在利用蜣螂活动改良土壤的过程中,需投放足够的食物(哺乳动物粪便)。
  2.2蜣螂活动对土壤养分含量的影响
  表1表明,与CK处理相比,CN处理的土壤速效氮、速效磷、有机质含量分别增加了66%、24%、22%;与N处理相比,CN处理的速效氮、速效磷、有机质含量分别增加了29.2%、5.1%、2.3%。其中,CK、CN、N处理间土壤速效氮含量差异显著,土壤速效磷含量也差异显著;CN和N处理间土壤有机质含量差异不显著,CK与N处理及CK与CN处理间有机质含量差异显著。表明蜣螂活动在一定程度上增加了土壤速效氮、速效磷含量;土壤有机质含量的增加主要是添加鲜牛粪的结果。本研究结果表明,30~50 cm土层CN 处理下有机质含量比N处理高,这主要是蜣螂活动的结果。
  2.3蜣螂活动对玉米生长的影响
  表2表明,与CK处理相比,CN处理下玉米苗期、喇叭口期、乳熟期的地上部生物量分别增加2.6%、9.2%、12.5%,N处理的地上部生物量在相应时期分别降低了10.5%、26.4%、2.5%;与N处理相比,CN处理在玉米苗期、喇叭口期、乳熟期的地上部生物量分别增加了14.7%、48.5%、15.3%。与CK处理相比,CN处理下玉米产量提高了 12.5%。鲜牛粪中的有机酸等物质对植物生长有抑制作用,在N处理下,鲜牛粪未被蜣螂处理,因此其玉米苗期地上部生物量显著低于CK、CN处理。CN处理下,蜣螂活动将鲜牛粪不断运输到地下,显著降低了鲜牛粪对玉米生长的不利影响,其玉米产量显著高于CK处理。由此可知,在玉米田直接施入鲜牛粪不利于玉米生长和产量的提高。在有蜣螂活动的情况下,玉米田适当投入鲜牛粪有利于提高玉米产量。   3结论与讨论
  本研究结果表明,玉米收获期,CN处理下土壤密度为 1.18 g/cm3,显著低于CK、N处理;其土壤速效氮、速效磷、有机质含量分别比CK处理增加66%、24%、22%,比N处理增加29.2%、5.1%、2.3%。在玉米田投放蜣螂可有效降低土壤密度,增加土壤速效氮、速效磷含量。CN处理在玉米苗期、喇叭口期和乳熟期的地上部生物量比CK处理增加 2.6%、9.2%、12.5%,比N处理增加14.7%、48.5%、153%;其玉米产量比CK处理增加12.5%。在玉米田投放蜣螂有利于提高玉米产量。
  蜣螂通过对粪便的取食和埋藏,对哺乳动物粪的分解起到直接促进作用[14],同时,蜣螂在粪中的活动会导致牲畜粪物理结构发生变化,粪分解速率提高[7]。刘伟等认为,在有蜣螂作用的情况下,牛粪分解平均时间为22.74个月,分解速率较自然状态下提升19%[15]。刘新民等研究结果表明,蜣螂在粪块中的活动会降低马粪的失水速度,进而促进马粪分解[16]。本研究结果表明,CN处理下速效氮、速效磷含量较N处理显著提高,有机质含量较N处理提高不显著,表明蜣螂活动提高了牛粪中氮和磷的有效性。长期处于免耕状态下的丘陵区玉米田土壤密度、紧实度增加,不利于玉米萌发和根系生长,对玉米产量有一定影响[8-10]。蜣螂的掘洞工作完成后,小洞上会出现1.5~2.0 cm的坟状松软小土堆,洞内土层较松软[7],土壤密度显著低于周边土壤,因此蜣螂活动能够显著降低土壤密度,对解决免耕田土壤密度增加问题是条有效途径。本研究结果表明,CN处理下土壤密度为 1.18 g/cm3,显著低于CK、N处理,表明蜣螂活动可以显著降低免耕玉米田土壤密度。然而,因收集蜣螂困难,本研究在玉米田投放的蜣螂数量较少,今后需进一步研究丘陵玉米田适宜的蜣螂投放密度。
  特古斯巴雅尔认为,蜣螂活动不但可以改善土壤理化性状,还可以起到小水库的作用,增加土壤对雨水的蓄积能力,从而确保牧草在干旱季节的水分供应,提高牧草产量[7]。汪开治研究结果表明,牛粪中的有机酸、药毒等成分不利于植物生长[2]。本研究结果表明,CN处理下玉米地上部生物量显著高于CK、N处理,表明蜣螂活动能够减轻新鲜牛粪对玉米生长的不利影响,同时因蜣螂活动有利于牛粪养分释放,土壤有效磷、有效氮含量增加,CN处理下玉米产量显著提高。蜣螂一般1年1代,以成虫及幼虫(老熟及未老熟)越冬。越冬成虫于4月下旬出土活动,6月中旬开始产卵,下旬卵孵化为幼虫,8月上旬化蛹,9月中旬羽化为成虫,11月上旬进入越冬[17]。蜣螂活动周期与四川省玉米生产周期基本重叠,这是在玉米田投放蜣螂的有利因素;同时,蜣螂的活动受到气候、土壤类型、光源、食物等因素的影响。随着农药和化肥的大量投入,农田中蜣螂和蚯蚓等生物数量显著下降[15]。蜣螂在沙壤土的产卵深度偏浅,沙土偏深,黏土介于两者之间,沙壤土对屎克螂产卵有利,黏土次之,沙土最差[18]。虽然在玉米田投放蜣螂可以在一定程度上提高玉米产量,但本研究是在常年免耕玉米田展开的试验,化肥用量较少,同时本研究中的蜣螂被尼龙网固定在较小的空间进行活动,在大田条件下,如何控制蟑螂的活动范围并降低鲜牛粪对玉米生长的不利影响等问题有待进一步研究。
  参考文献:
  [1]舒治军. 清代至民国年间巴蜀方志动物名研究[D]. 成都:四川师范大学,2011.
  [2]汪开治. 牛粪中的药毒可抑制植物生长[J]. 植物杂志,2002(5):44.
  [3]姜世成,周道玮. 牛粪堆积对草地影响的研究[J]. 草业学报,2006,15(4):30-35.
  [4]何奕忻,孙庚,罗鹏,等. 牲畜粪便对草地生态系统影响的研究进展[J]. 生态学杂志,2009,28(2):322-328.
  [5]姜世成,周道玮. 草原牛粪对牲畜取食影响的研究[J]. 中国草地,2002,24(1):41-45,54.
  [6]何奕忻,孙庚,刘琳,等. 牦牛粪便对川西北高寒草甸土壤养分的影响[J]. 应用与环境生物学报,2009,15(5):666-671.
  [7]特古斯巴雅尔.“班布”在蒙古高原自然环境和牧业经济形态下的生态学意义——关于蜣螂的民族昆虫学研究之一[J]. 原生态民族文化学刊,2011,3(4):3-7.
  [8]郝春天,刘聪,李社潮,等. 玉米免耕播种作业常见技术问题解决方案[J]. 农机科技推广,2014(9):26-27.
  [9]刘其潼,张晋国,杨娜,等. 玉米免耕深松全层施肥精量播种机播前碎土镇压轮的研制[J]. 农机化研究,2015(7):127-130.
  [10]李春华,盖志佳,王立秋,等. 免耕对玉米产量及农艺性状的影响研究[J]. 安徽农学通报,2015,21(3/4):41-42.
  [11]范钦栋. 昆虫生态服务价值的评估——以河南省蜣螂为例[J]. 江苏农业科学,2014,42(9):356-358.
  [12]马家骅,谭承佳,邓霞,等. 蜣螂药渣中壳聚糖的回收与初步表征[J]. 中药材,2012,35(7):1029-1032.
  [13]侯仙明,张书金,贾云芳,等. 蜣螂古今应用研究[J]. 河北中医药学报,2014(2):42-44.
  [14]白明,杨星科. 蜣螂的生态价值和保护意义[J]. 昆虫知识,2010,47(1):39-46.
  [15]刘伟,门丽娜,刘新民. 内蒙古武川县农田退耕还草对粪金龟子群落的影响[J]. 生态学报,2013,33(15):4724-4736.
  [16]刘新民,海英. 荒漠草原马粪中粪金龟子组成及分解作用[J]. 生态学杂志,2011,30(10):2269-2276.
  [17]顾国华,刘立春,杨顾新,等. 药用独角仙的形态与生物学特性观察[J]. 昆虫知识,1995,32(3):154-156.
  [18]刘立春,陈建军,陈小波,等. 屎克螂适宜的繁殖条件初步研究[J]. 华东昆虫学报,1995,4(2):51-55.成晓松,张俊喜. 申嗪霉素与王铜混用对水稻穗期病害防治技术研究[J]. 江苏农业科学,2016,44(5):190-192.
其他文献
摘要:利用已报道的iPBS引物2249 和3个杨梅品种的DNA为模板进行iPBS-PCR扩增,采用单因素法对杨梅iPBS-PCR反应体系的4个组分(dNTP、Mg2 、引物、模板)用量进行优化,确定了杨梅iPBS-PCR 20 μL反应体系:2 μL 10×Taq buffer,1.6 μL 25 mmol/L Mg2 ,1.6 μL 2.5 mmol/L dNTP,1 μL 10 μmol/L
摘要:为探讨珠子参多样性及生态适应性,在横断山区选取具有代表性的24个珠子参自然居群,对其叶片的叶长、叶宽、长宽比、正面和背面表皮毛密度及气孔密度等指标进行研究,结果显示:珠子参叶片形态变异显著,变异系数大小顺序为正面表皮毛密度>背面表皮毛密度>气孔密度>叶长宽比>叶长>叶宽;地理距离邻近的居群间指标差异不显著,较远的居群间指标差异显著;叶长与遮阴度呈显著正相关,相关系数达0.51;背面表皮毛密度
摘要:研究了自溶酶解制备蚯蚓小分子多肽提取物的工艺,并对其抗氧化活性进行了初步研究。通过单因素和正交试验法,以肽的得率为评价指标,确定了最佳制备工艺:反应时间1 h,料液比1.0 g ∶ 1.5 mL,温度35 ℃,pH值676。在此工艺条件下,1.7 kg鲜蚯蚓制自溶酶解,酶解液经分子膜截留并冷冻干燥,共得到了103.39 g蚯蚓小分子多肽提取物。该产品为微黄色粉末,略带独特香味,主要为相对分子
摘要:在盐度07%~42%范围内研究盐度对日本囊对虾生长、存活与饵料系数的影响,结果表明,日本囊对虾生长、存活率、增长率与饵料系数均有显著差异(P<005),盐度27%的生长最快,明显大于07%盐度组(P<005);存活率变化范围为(8500±282)%~(9850±211)%,盐度27%存活率最高,高盐度或低盐度的存活率均低于中间盐度,但高盐度的存活要比低盐度高;生长性状的增长率变化范围(106
摘要:为合理利用喀斯特山区的土地,选取贵州省贵阳市作为研究区域,基于Logistic-CA-Markov模型预测不同情境下2020年贵阳市土地利用情况并对土地利用变化驱动下的生态系统服务价值(ESV)进行评估。结果表明,贵阳市在2000—2010年年间,草地、耕地、林地均有向居民工矿用地转移的趋势,居民工矿用地面积增加202.53 km2,耕地面积减少了452.90 km2,ESV呈上升趋势,林地
摘要: 针对基于XML的农产品溯源平台中的数据集成问题,提出一种XML Schema模式匹配方法。该方法同时考虑元素的语义性和结构性,结合文档元素的名称、数据类型以及基数约束3个方面,通过相应的度量标准计算出元素的语义相似度,实现语义匹配;通过计算模式树中元素节点的祖先相似度,同时考元素本身的语义相似度,实现结构匹配。阐述了匹配算法的设计过程和试验评估结果。结果表明,相比较现有的几种方法,该方法能
论一个体育老师是班主任有什么好处?长得好看,全班成绩优异,在全年级闻名!  高三分班,经历到了从小到大都没感受过的……男班主任的温柔,而且……还是个体育老师!还那么好看!!赚到了欸!!!其实,我还没想到的是,有了老张的高三是想象不到的精彩。  老张差不多一米八的身高,浓眉大眼高鼻梁,越看越好看,一笑起来又成了可爱的娃娃脸,不过凶起来又是凶得人心肝一颤。高三这一年,最喜欢他也最感谢他。一个体育老师,
摘要:麻风树(Jatropha curcas L.)的有限分枝是限制麻风树油产量的最主要因素之一,为了奠定基因调控麻风树分枝的基础,研究并优化了侧枝萌发诱导基因LIF(lateral shoot-inducing factor )的原核表达条件,并成功获得了重组蛋白。通过研究农杆菌浓度、抗生素浓度建立了稳固高效的麻风树农杆菌((LBA4404)高效转化体系;将LIF基因转入麻风树基因组中,通过GU
摘要:通过设置不同的覆膜垄面和垄沟宽度比例,研究不同覆膜集雨方式对马铃薯生长发育的影响,结果表明,不同覆膜集雨方式均对马铃薯株高、叶绿素值、干物质含量、块茎产量、商品薯率有显著影响,影响程度依次表现为 M50G20 处理>M60G10处理>M40G30处理>CK。其中M50G20处理集雨效果最好,不同生育期均显著提高了马铃薯的株高、叶片叶绿素含量、干物质积累量,马铃薯产量、商品薯率分别比CK提高4
在麦克尔眼里,爸爸有两大糟糕透顶的习惯——最容不得苍蝇和太注意餐桌礼仪。  这天,爸爸要请老板来家里吃饭。麦克尔知道,一有客人,特别是重要的客人,爸爸就更加讲究餐桌礼仪。当然,倒霉的还是麦克尔,他不知道要挨多少批評。  “你不应该每次吃饭都将麦克尔数落个没完。”妈妈不满地说,“今晚这顿饭,不许你再数落麦克尔。”  爸爸沉默了好一会儿才说:“好吧,我不会在吃饭时和他过不去的,一次都不会。但你也不能责