外源性C、N干扰条件下黑土区农田土壤动物群落特征

土壤动物在维持土壤质量、促进土壤生化循环和改善土壤结构等方面具有功能性作用。外源性C、N是补充、更新土壤有机质重要来源，是实现农业可持续发展最重要因子之一，因此研究外源性有机C、N干扰下农田土壤动物群落特征，对改善土壤质量和土壤高效利用具有重要意义。研究以具有代表性南部典型黑土区为试验区，运用土壤动物学理论和方法并结合分子生物学技术，通过长期定位施肥试验土壤生态系统和人工土壤模型生态系统研究外源性C、N干扰条件下土壤动物群落组成、优势种群分布格局与优势种群多样性，探索不同类型、不同浓度外源性C、N干扰条件下，土壤动物群落变化规律和适应性，阐明农田土壤动物优势种群分布格局与多样性对外源干扰C、N的调控机制，揭示复杂的土壤动物的生态功能和生态系统过程，其结果将对农田黑土开展综合能力研究，实现黑土区农业可持续发展具有重要理论与实践意义。

项目在对黑土区长期定位施肥对农田土壤动物群落影响研究的基础上，研究外源C、N以及外源C、N混合干扰条件下黑土区农田土壤动物群落特征与时空变化规律；通过温室控制试验，分析了外源C、N分解过程中下黑土区农田优势类群—弹尾类、土壤线虫群落的变化规律与土壤微生物主要类群、土壤性质之间相互关系揭示了农田土壤动物群落因外源物的输入改变了土壤C、N等土壤主要性质而呈现出不同的变化，并呈现出一定的关联性，特别是土壤有机碳与土壤个体数与类群以及与以土壤线虫、弹尾类为主的小型土壤动物之间，反映外源性物质通过对农田土壤生态过程的影响，进而影响土壤动物群落的变化。主要表现为：（1）2011年-2012年作物生长季节，采用手拣法、改良干漏斗和湿漏斗法对研究区域13种干扰源39个试验小区农田土壤动物调查，共采集农田土壤动物23 0186只，其中大型土壤动物6472只，中小型土壤动物223708只，隶属3门11纲27目3亚目114科，幼虫42科。农田土壤动物主要分布在0-5cm，基本上随着土壤剖面的加深而呈递减趋势，其分布主要与外源营养物的种类与浓度有关；（2）与对照相比，农田土壤动物个体数基本随着外源C干扰源的浓度呈现递增趋势，大型土壤动物个体数与类群数呈递减趋势；不同处理与年季间不农田土壤动物个体数显著差异性，农田土壤动物类群数年季间农田土壤动物个体数差异显著。与未受干扰的农田小区相比，外源C、N以及C、N混合干扰后，农田土壤动物食物功能团数量出现递增。（3）在外源性C、N干扰下，农田土壤动物群落多样性与均匀性均呈递减趋势，而外源性C、N混合干扰下则呈现出递增的趋势，反映了单一外源性营养与混合型外源营养对农田土壤动物群落的不同影响。（4）外源性C干扰有利于增加农田土壤动物生物量，但农田土壤动物生物量未随浓度增加而增加；不同干扰浓度间差异不显著，年季间农田土壤动物生物量差异显著；土壤pH和土壤全氮对土壤动物主要类群作用最显著，土壤动物较好解释了土壤主要性质变化，是反映土壤主要性质变化分敏感指示物；（5）土壤线虫、弹尾虫、土壤微生物主要类群与土壤主要性质关系分析显示，外源性C、外源性N以及外源性C、N混合干扰对土壤动物影响方式不同，外源性物质通过影响对农田土壤生态各组成成分影响，进而影响土壤动物群落的变化。项目执行期内完成计划与增加部分内容，发表相关论文7篇，其中SCI收录2篇，培养研究生2人。