保護性耕作對土壤團聚體、微生物及線蟲群落的影響研究進展

2020-12-18 農業環境科學

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來源:《農業資源與環境學報》2020 年 03 期專刊

作者:沈曉琳1,王麗麗1*,汪洋1,王明亮2,楊殿林1,趙建寧1,李剛1,軒清霞3,王亮3

單位:1. 農業農村部環境保護科研監測所;2. 天津農學院農學與資源環境學院;3. 齊河縣農業局

摘 要

保護性耕作具有良好的生態效益,有利於農業生態系統的可持續發展。本文對比分析了國內外有關常規耕作和保護性耕作措施對土壤團聚體、土壤有機碳、土壤微生物及土壤線蟲影響的研究進展。

結果表明:保護性耕作減少土壤大團聚體的破壞,降低團聚體周轉速率,提高土壤結構的穩定性;保護性耕作提高表層土壤總有機碳及活性有機碳含量;保護性耕作可以提高耕層微生物生物量,尤其對真菌生物量影響顯著;保護性耕作不同程度地提高了團聚體中微生物量和微生物多樣性,但並未改變微生物在團聚體中的分布模式;保護性耕作可提高土壤線蟲多度,提高原狀土壤和土壤各粒級團聚體中線蟲群落的成熟度指數和結構指數,但並未改變線蟲總數、營養類群、功能團及生態指數在團聚體中的分布模式。

針對目前國內外研究現狀,展望了保護性耕作今後的研究重點,以期為因地制宜選取保護性耕作措施提供理論支持,推進我國農業可持續發展。

結論與展望

根據現有研究,保護性耕作對土壤團聚體、微生物及線蟲群落的影響主要表現在以下幾方面:保護性耕作減少土壤大團聚體的破壞,降低團聚體周轉速率,提高土壤結構的穩定性;保護性耕作提高表層土壤總有機碳及活性有機碳含量,免耕能減少土壤有機碳因礦化作用造成的損失,但秸稈覆蓋會使礦化作用加快;保護性耕作可以提高耕層微生物生物量,尤其對真菌生物量影響顯著;保護性耕作不同程度地提高了團聚體中微生物量和微生物多樣性,但並未改變微生物在團聚體中的分布模式;保護性耕作可提高土壤線蟲多度,提高原狀土壤和土壤各粒級團聚體中線蟲群落的成熟度指數和結構指數,但並未改變線蟲總數、營養類群、功能團及生態指數在團聚體中的分布模式。

我國資源短缺,保護性耕作對於推進我國農業可持續發展意義重大。國內外研究人員對保護性耕作的環境效應進行了大量的研究,雖然在結論上存在一定差異,但探索差異背後的原因更有助於深入認識保護性耕作的作用。在國內外相關研究的基礎上,本論文對保護性耕作日後的研究重點進行以下展望:

(1)關於保護性耕作對土壤團聚體形成和穩定機制影響的研究,可結合同位素標記法,對外源輸入碳進行追蹤,探索各粒級團聚體中有機碳的輸入、轉化與穩定特徵及其在團聚體形成和穩定中的作用。

(2)針對不同土壤類型及土壤微生物本底狀況,需探究保護性耕作下土壤團聚體中微生物遺傳多樣性、微生物群落結構和功能多樣性,並評價微生物群落在團聚體形成和穩定中的作用。

(3)應更多地研究各粒級團聚體中土壤線蟲的群落分布和生態功能,探究保護性耕作下各功能類群線蟲在團聚體中的分布狀況,為提高土壤肥力和病蟲害防治提供新的理論依據。

(4)我國各地區氣候條件差異大,土壤類型和種植模式多樣,對於保護性耕作的研究還應結合當地土壤狀況,探索耕作方式對土壤結構、土壤肥力、土壤生態的影響機制,並結合生態效益與經濟效益,建立各地區適宜的保護性耕作技術體系。

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