森林病虫害成灾率怎么计算（专题报道凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体分布及其碳氮的影响）

森林病虫害成灾率怎么计算（专题报道凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体分布及其碳氮的影响）通讯作者作者简介南京林业大学生物与环境学院，南方现代林业协同创新中心。土壤团聚体是土壤结构最基本的单元 在土壤中胶结物质的作用下形成 是土壤的重要组成部分。Tisdall等研究发现大团聚体的水稳定性很大程度上取决于根系和菌丝 而无机胶体或者多糖在阳离子桥的作用下胶结形成小团聚体。对团聚体以粒径大小进行区组分离分析是土壤团聚体研究的常用方法 赵长巍研究发现 接种蚯蚓显著增加了土壤中水稳性团聚体含量 改善了土壤的理化性状 保持了土壤肥力;Brown等研究发现蚯蚓通过对凋落物的取食 使其有利于与土壤混合 促进了凋落物的分解;于建光研究发现蚯蚓活动加快了土壤有机碳的更新 使红壤微团聚体分散性降低 且水稳性大团聚体的比例增加 更多的土壤有机碳分布于大团聚体中。本期论文推荐的作者采用野外定位实验 研究了杨树凋落叶和蚯蚓对林地土壤团聚体的分布及有机碳和全氮含量的影响 以期为改善杨树人工林土壤质量提供理论

原创 王 瑞等 南京林业大学学报

专题报道

凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体分布及其碳氮的影响

王 瑞，王国兵*，徐 瑾，徐 晓

南京林业大学生物与环境学院，南方现代林业协同创新中心。

土壤团聚体是土壤结构最基本的单元 在土壤中胶结物质的作用下形成 是土壤的重要组成部分。Tisdall等研究发现大团聚体的水稳定性很大程度上取决于根系和菌丝 而无机胶体或者多糖在阳离子桥的作用下胶结形成小团聚体。对团聚体以粒径大小进行区组分离分析是土壤团聚体研究的常用方法 赵长巍研究发现 接种蚯蚓显著增加了土壤中水稳性团聚体含量 改善了土壤的理化性状 保持了土壤肥力;Brown等研究发现蚯蚓通过对凋落物的取食 使其有利于与土壤混合 促进了凋落物的分解;于建光研究发现蚯蚓活动加快了土壤有机碳的更新 使红壤微团聚体分散性降低 且水稳性大团聚体的比例增加 更多的土壤有机碳分布于大团聚体中。本期论文推荐的作者采用野外定位实验 研究了杨树凋落叶和蚯蚓对林地土壤团聚体的分布及有机碳和全氮含量的影响 以期为改善杨树人工林土壤质量提供理论参考。

下面跟学报君一探究竟！

作者简介

通讯作者

王国兵，1979年生，副教授，硕士生导师，博士毕业于南京林业大学。

主要从事土壤C、N循环及生物调控、林业碳汇计量与监测、生态系统修复、生物多样性保护与规划等研究工作。主持承担教育部高校博士点专项科研基金、江苏省自然科学基金青年基金、科技部基础资源调查专项子课题、江苏省高等学校自然科学研究重大项目4项；参与国家“十三五”重点研发计划课题、国家重点基础研究发展计划（973计划）课题、国家林业公益性行业重大专项、国家自然科学基金等科研项目7项。发表学术论文20余篇。

第一作者

王瑞，南京林业大学生态学专业硕士研究生。

关键词：杨树人工林；凋落叶；蚯蚓；土壤团聚体；有机碳；全氮

基金项目：国家重点研发计划(2016YFD0600204);江苏省高等学校自然科学研究重大项目(18KJA220001);江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)。

引文格式：王瑞 王国兵 徐瑾 等.凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体分布及其碳氮的影响[J].南京林业大学学报(自然科学版) 2021 45(3);25-29.WANG R，WANG G B XUJ et al.Effects of litterfalls and earthworms on distribution of soil aggregales and organic carbon and nitrogen in poplar plantations[J].Journal of Nanijing Forestry University (Natural Sciences Edition)，2021 45( 3):25-29.DOI:10.12302/j.issn.1000-2006.202003077.

1目的

研究凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体的分布及不同粒径团聚体中C和N含量的影响 为改善杨树人工林土壤质量提供参考。

2方法

以东台滨海杨树人工林为研究对象 采用随机区组法设置野外固定试验样地 共设置6个不同处理 即对照(CK)）、杨树凋落叶表施(T1)、杨树凋落叶混施(T2) 接种蚯蚓(T3)、杨树凋落叶表施 接种蚯蚓(T4)、杨树凋落叶混施 接种蚯蚓(T5)。每种处理设置4个重复样地。按照粒径的不同对土壤中的团聚体进行分级 测定每种粒径团聚体中的有机碳和全氮含量 同时以平均质量直径(MWD)作为指标来考察土壤团聚体稳定性。

2.1 试验材料

试验地位于江苏省盐城市东台林场(120°07'E~120°53' 32°33'~32°57'N) 属于季风性气候 年平均气温14.8 ℃ 年平均降雨量1055 mm。土壤类型为沙质壤土 pH为8.05 容重1.18 g/cm³ 土壤含水率为25.65%。选择其中的中龄林为试验林分 采用随机区组设计进行野外样地布置。野外样地在2017年11月布置完毕 并于12个月后 开始系统采集各样地0~20 cm土层的土样 新鲜土样保存在实验室内的冰箱4℃中 其余土样进行自然风干处理。采用蚯蚓为华东地区比较常见的威廉腔环蚓 分类上该蚯蚓属于 是介于表栖类和内栖类之间的蚓种 在生态对策上该蚓种则介于r对策与k对策之间。

2.2 研究方法

设计6种不同处理:对照（编号CK)、杨树凋落叶表施(编号T1)、杨树凋落叶混施(编号T2)、接种蚯蚓(编号T3)、杨树凋落叶表施 接种蚯蚓(编号T4)、杨树凋落叶混施 接种蚯蚓(编号T5）。每种处理设4个重复样地 每块样地设置为1 m×1m的小样方 在其四周使用宽为20 cm的PVC扣板对蚯蚓进行隔离 隔离深度50 cm 并在地表留出15 cm的高度 以防止样地内的蚯蚓逃逸。PVC板拼接时留有较小的缝隙 以确保小样方内外的水分保持一致。PVC隔板设置好后 在各实验小方内使用蚯蚓电击诱捕仪(神龙八号 自制)对其内的蚯蚓进行去除。在各处理设置中 先将杨树凋落叶进行烘干粉碎 称取1 kg的凋落叶基质均匀覆盖在样地的地表 即表施处理;与样地内的土壤混合均匀的 为混施处理;在处理为接种蚯蚓的样地内接种蚯蚓50~60 g。样地布置完毕后再在每个样地覆盖一层化纤织物 保持样地的湿润并且可以让表施处理的凋落叶固着在样地内 之后需要定期对样地内的蚯蚓存活状况进行观察及补充。

▲样地布置1

▲样地布置2

▲样地布置完毕

▲单个样地布置完毕

3结果

不同粒径水稳性土壤团聚体中的有机碳含量一般随着粒径的增大而提高。杨树凋落叶混施 接种蚯蚓(T5)比杨树凋落叶表施 接种蚯蚓(T4)更能提高团聚体中的有机碳含量。在同时接种蚯蚓后 杨树凋落叶无论是表施还是混施均使得各粒径团聚体的有机碳含量有所提高。对比同一处理不同粒径团聚体全氮含量 粒径在≥0.250~2.000 mm之间团聚体的全氮含量普遍要高于其他粒径团聚体的 而粒径<0.053 mm团聚体的全氮含量相对最低。

3.1 凋落物和蚯蚓对杨树林地不同粒径土壤团聚体的分布及其稳定性的影响

分析发现（图 1），不同的处理对杨树人工林土壤团聚体的分布有着重要的影响。除了对照（CK）外 其余处理>2.000 mm的大团聚体在土壤中所占比例最高 达37.43%~49.18%;各个处理中 粒径≥0.053~0.250 mm的微团聚体在土壤中所占比例最低 为5.39%~9.43%。

经测定 各处理T1、T2、T3、T4、T5的团聚体MWD值分别为:1.26、1.09、1.28、1.22、1.29 mm 而对照(CK)的为1.01 mm。可以看出 与CK相比，其余各处理的MWD的值均有所增大 增幅为7.92%~27.72% 表明对杨树人工林土壤施加处理措施后均使得土壤中的团聚体稳定性得到提高。

▲图 1 凋落物和蚯蚓对杨树林地不同粒径土壤团聚体的影响

3.2 凋落物和蚯蚓对杨树林地不同粒径土壤团聚体有机碳和全氮的影响

3.2.1 不同粒径团聚体中有机碳的分布

土壤中不同粒径团聚体所含的有机碳含量可以作为土壤有机质平衡与矿化速率的微观表征。经测定发现(图2) 不同处理间土壤团聚体中的有机碳含量随团聚体粒径的不同而差异较大。随着团聚体粒径的增加 团聚体中的有机碳含量大致表现出递增的规律 但是增加的幅度有所不同。同时 粒径为>2.000 mm和≥0.250~2.000 mm的团聚体有机碳含量明显高于其他粒径 而粒径≥0.250~2.000 mm的团聚体有机碳含量普遍要高于粒径>2.000 mm的团聚体 这与郭菊花等和Mikha等的研究结果相同。与CK处理相比 接种蚯蚓后 土壤中的较大团聚体有机碳含量有一定的降低 而较小团聚体(粒径在≥0.053~0.250 mm和<0.053 mm)的有机碳含量则得到提高。

▲图 2 凋落物和蚯蚓对杨树林地不同粒径土壤团聚体中有机碳含量的影响

3.2.2 不同粒径团聚体中全氮的分布

经测定发现(图3) 随团聚体粒径增加 全氮含量也不断增加。对比同一处理的不同粒径团聚体全氮含量 粒径为≥0.250~2.000 mm 的团聚体含量普遍要高于其他粒径 而粒径为<0.053 mm的土壤团聚体全氮含量相对最低 不同粒径土壤团聚体全氮含量从大到小依次为≥0.250~2.000mm、>2.000 mm、≥0.053~0.250 mm <0.053 mm。与CK相比 接种蚯蚓(T3)与凋落叶混施 接种蚯蚓(T5)两种处理各粒径团聚体的全氮含量均得到了提高;凋落叶表施且接种蚯蚓(T4)处理中除了粒径>2.000mm 的团聚体的全氮含量与CK处理相比明显偏低，其余各粒径团聚体的全氮含量均得到了提高。

▲图 3 凋落物和蚯蚓对杨树林地不同粒径土壤团聚体中全氮含量的影响

3.3 凋落物和蚯蚓对杨树林地不同粒径土壤团聚体有机碳和全氮含量影响及其相关性

经分析发现(表1) 粒径>2.000 mm的团聚体中有机碳含量与相应粒径团聚体含量之间呈极显著正相关关系(P<0.01 F= 92.542 df= 5) 粒径≥0.053~0.250 mm和<0.053 mm的团聚体有机碳含量与该粒径团聚体含量之间呈负相关关系 这与武均等的研究结果相一致 而不同的是在本研究中粒径≥0.250~2.000 mm 的团聚体有机碳含量与该粒径团聚体含量之间则呈负相关关系。粒径>2.000 mm的团聚体中全氮含量与相应粒径团聚体含量之间呈正相关关系 粒径≥0.250~2.000mm 的团聚体全氮含量与该粒径团聚体含量之间呈显著正相关关系(P<0.05 F=57.456 df=5) 粒径≥0.053~0.250 mm和<0.053 mm的团聚体全氮含量与该粒径团聚体含量之间呈负相关关系。

▼表 1 不同粒径土壤团聚体有机碳和全氮含量的相关性

4结论

接种蚯蚓可以提高杨树人工林土壤团聚体中的全氮含量，同时杨树凋落叶混施比表施能更有效提高土壤团聚体中的全氮含量;接种蚯蚓加速了杨树人工林土壤有机质的腐殖化过程 使得土壤有机质的分解速率加快。相比杨树凋落叶表施处理 杨树凋落叶混施处理会加快土壤有机质的腐殖化过程。

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