【摘要】：當(dāng)前,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥的過量施用帶來了一系列的環(huán)境問題,包括土壤酸化、土壤結(jié)構(gòu)退化、微生物多樣性下降、溫室氣體排放增加及硝酸鹽淋溶污染地下水等。有機(jī)肥取代化肥已經(jīng)成為可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),但是有機(jī)肥本身也存在速效養(yǎng)分不足等問題。本研究試圖在有機(jī)肥施用的過程中利用土壤動(dòng)物(蚯蚓)進(jìn)行生物調(diào)控,達(dá)到改善土壤質(zhì)量、提高生產(chǎn)力和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的多重目標(biāo)。蚯蚓作為土壤生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)工程師,其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與功能是土壤生態(tài)學(xué)的核心內(nèi)容之一。蚯蚓可以通過掘穴、取食和排泄影響著土壤物理性質(zhì)(土壤結(jié)構(gòu))、化學(xué)性質(zhì)(養(yǎng)分有效性)及生物學(xué)性質(zhì)(微生物活性及多樣性)。雖然蚯蚓的益處已經(jīng)被大量報(bào)道,但在田間條件下研究其對(duì)土壤、作物和生態(tài)環(huán)境的綜合影響的報(bào)道較為罕見。在前人研究的基礎(chǔ)上,為了更全面了解蚯蚓的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,本研究設(shè)計(jì)了兩個(gè)蔬菜大棚田間試驗(yàn)。其一,在番茄-菠菜輪作體系試驗(yàn)中,選取兩種生態(tài)型的蚯蚓,分別為赤子愛勝蚓(Eisenia foetida)和威廉腔環(huán)毛蚯蚓(Metaphire guillemi);在有機(jī)物料表施或混施條件下,研究蚯蚓生態(tài)型和有機(jī)物料施用方式的交互作用對(duì)土壤肥力、作物生產(chǎn)、溫室氣體排放及硝酸鹽淋溶的影響。其二,在黃瓜-菠菜輪作體系試驗(yàn)中,通過不同有機(jī)物料的搭配并接種赤子愛勝蚓,研究蚯蚓對(duì)土壤肥力及作物生產(chǎn)的影響,并從中選取最好的有機(jī)物料搭配方式,為農(nóng)田生產(chǎn)應(yīng)用及管理提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下:1、在番茄-菠菜輪作體系中,除了牛糞混施接種赤子愛勝蚓外,兩種蚯蚓均顯著地提高了土壤團(tuán)聚體的平均重量直徑(MWD)、硝態(tài)氮(NO3--N)、可溶性有機(jī)碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和代謝熵(qCO2)。接種赤子愛勝蚓使土壤線蟲總數(shù)降低30%～33%,接種威廉腔環(huán)蚓降低線蟲總數(shù)31%～37%。在黃瓜-菠菜輪作體系中,在牛糞以及牛糞+食用菌渣的處理中接種赤子愛勝蚓,顯著地提高土壤MWD、NO3--N、MBC、MBN和qCO2含量,而在施用商品有機(jī)肥的處理中,接種赤子愛勝蚓僅顯著地提高了土壤NO3--N和qCO2含量。有機(jī)物料施用接種赤子愛勝蚯蚓均未顯著影響土壤pH,但降低了土壤線蟲總數(shù)及植食性線蟲的數(shù)量。2、在番茄-菠菜輪作體系中,兩種蚯蚓均顯著地提高蔬菜產(chǎn)量18%～47%。接種赤子愛勝蚓顯著地提高番茄果實(shí)和菠菜葉片中的可溶性糖和維生素C(Vc)含量,而對(duì)可溶性蛋白和硝酸鹽含量未達(dá)到顯著差異。接種威廉腔環(huán)毛蚓對(duì)蔬菜品質(zhì)的影響均未達(dá)到顯著水平。在黃瓜-菠菜輪作體系中,不同有機(jī)物料的施用下接種赤子愛勝蚓均顯著地提高了黃瓜和菠菜的產(chǎn)量,其中最大的效果出現(xiàn)在牛糞+食用菌渣并接種蚯蚓的處理中。同時(shí),在牛糞以及牛糞+食用菌渣的處理中接種赤子愛勝蚓均顯著地提高黃瓜果實(shí)和菠菜葉片中可溶性糖和Vc含量,但對(duì)可溶性蛋白和硝酸鹽含量無顯著影響。3、在番茄-菠菜輪作體系中,接種蚯蚓顯著地提高了累積的生態(tài)系統(tǒng)呼吸Recosyst(CO2)和N2O的排放量,分別為46%～87%和19%～25%。但對(duì)土壤累積CH4排放量及不同深度土壤滲漏水中NO3--N濃度未達(dá)到顯著影響。其中,蚯蚓提高土壤N2O的原因主要是通過促進(jìn)了土壤N的活性(NO3--N和MBN)和C的有效性(DOC)的增加,與蚯蚓生態(tài)型關(guān)系不大。4、在番茄-菠菜體系中,接種蚯蚓顯著地提高了番茄根系(NPProot)和果實(shí)(NPPfruit)凈初級(jí)生產(chǎn)力,提高了菠菜根系(NPProot)及地上部(NPPabove-ground)的凈初級(jí)生產(chǎn)力。在作物生長(zhǎng)季節(jié)尺度上,蚯蚓顯著地提高了凈綜合凈溫室效應(yīng)(net GWP)和碳排放當(dāng)量(CEE),對(duì)凈溫室氣體強(qiáng)度(netGHGI)和碳的效益比(CER)無顯著影響。另外,蚯蚓顯著地降低了土壤有機(jī)碳的變化量(ASOCD)和凈生態(tài)系統(tǒng)碳收支(NECB)。在番茄季,接種赤子愛勝蚓和威廉腔環(huán)毛蚓分別降低NECB 14.4%～15.4%和15.8%～16.0%,在菠菜季,接種赤子愛勝蚓和威廉腔環(huán)毛蚓分別降低NECB 9.5%～13.0%和13.1%～14.1%。其中,土壤因子DOC、MWD和MBN與NECB呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)。蚯蚓對(duì)NECB的影響與蚯蚓生態(tài)型關(guān)系不明顯�？傊�,在施用有機(jī)物料的菜地系統(tǒng)中,接種蚯蚓是一種有效的生物調(diào)控措施,顯著地提高了土壤養(yǎng)分和微生物生物量及活性,改善了土壤結(jié)構(gòu),增加了作物產(chǎn)量,但也存在增加溫室氣體排放,凈綜合溫室效應(yīng)及生態(tài)系統(tǒng)碳支出的風(fēng)險(xiǎn)。本研究促進(jìn)了全面理解蚯蚓在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的服務(wù)與功能,并為農(nóng)業(yè)實(shí)際應(yīng)用理論及經(jīng)營(yíng)管理提供了理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

邐（Ｍｉｃｈａｅｌｓｅｎ，邋１８９引。番茄品種選擇Ｆｎ／ｃ化ｉ’邋Ｚｙｃｏｐｅｒａ’ｄ逡逑Ｅｓｃｗ／ｅｎ＂品種，范菜品種選擇內(nèi)蒙古圓葉大薇菜邸切ａａ’ａ邋ｏ／ｅｒａｃｅ口邋Ｚｉｎｎ品種。兩種不同逡逑啦蝴的照片參見圖２－１。逡逑威廉腔環(huán)蝴邐赤子愛勝蝴逡逑（Ｍｗａｐｈｉｎ，｛Ｅｉｓｅｎｉａ邋ｆｏｅｔｉｄａ）逡逑＾邐＞邐■夏逡逑圖２－１供試郵蝴圖片逡逑Ｆｉｇ．邋２－１．邋Ｐｈｏｔ：ｏｇｒａｐｈｓ邋ｓｈｏｗｉｎｇ邋ｔｈｅ邋ｅａｒｔｈｗｏｒｍｓ邋ｉ打邋ｔｈｅ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．逡逑１５逡逑

每季作物種植前補(bǔ)充贓蝴數(shù)量或用手撿去除到６０邐密度。番茄生長(zhǎng)季逡逑為每年４月初到７月初，，薇萊生長(zhǎng)季為每年１０月初到１２月初。在蔬菜生長(zhǎng)期間，其種植逡逑管理按照當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理種植。番茄－薇菜輪作試驗(yàn)照片參見圖２－１。逡逑１６逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S154.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙晶晶;郭穎;陳欣;史奕;韓曉日;;有機(jī)物料對(duì)土壤有機(jī)磷組分及其礦化進(jìn)程的影響[J];土壤;2006年06期

2 陳欣;趙晶晶;魯彩艷;趙牧秋;史奕;;有機(jī)物料中磷素研究進(jìn)展[J];河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年01期

3 陸曉輝;黎成厚;涂成龍;;有機(jī)物料對(duì)黃壤性質(zhì)及外源銅有效性的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年06期

4 練成燕;張?zhí)伊?王興祥;;有機(jī)物料對(duì)紅壤幾種形態(tài)碳氮及酸度的影響[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年11期

5 商曉芳;;有機(jī)物料的作用及其開發(fā)利用[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2012年04期

6 周江濤;呂德國(guó);;有機(jī)物料覆蓋對(duì)果園土壤環(huán)境的影響[J];北方果樹;2013年06期

7 石元亮,王晶,姜淑華;有機(jī)物料改良蘇打鹽漬土機(jī)制的研究——對(duì)土壤化學(xué)組成及鹽堿特性的影響[J];土壤通報(bào);1989年04期

8 朱紅霞,姚賢良;有機(jī)物料在稻作制中的物理作用[J];土壤學(xué)報(bào);1993年02期

9 周衛(wèi)軍,王凱榮,劉鑫;有機(jī)物料循環(huán)對(duì)紅壤稻田系統(tǒng)磷素營(yíng)養(yǎng)的影響[J];植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào);2005年05期

10 匡恩俊;遲鳳琴;宿慶瑞;張久明;張曉偉;劉濤;;砂濾管條件下不同有機(jī)物料的分解規(guī)律[J];黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 李建明;吳景貴;;不同有機(jī)物料對(duì)土壤和環(huán)境影響差異性的研究進(jìn)展[A];2013中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第八卷）[C];2013年

2 遲鳳琴;張久明;匡恩俊;宿慶瑞;;不同條件下有機(jī)物料在黑土中分解規(guī)律的研究[A];中國(guó)土壤學(xué)會(huì)第十一屆全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨第七屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會(huì)論文集（上）[C];2008年

3 李建明;吳景貴;;不同來源有機(jī)物料對(duì)黑土腐殖質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)影響差異性的研究[A];面向未來的土壤科學(xué)（上冊(cè)）——中國(guó)土壤學(xué)會(huì)第十二次全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨第九屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2012年

4 張玉華;宋成軍;劉東生;張艷麗;徐哲;李想;王延昌;;江蘇省兩種有機(jī)物料的稻田土壤固碳有效性評(píng)價(jià)[A];發(fā)展低碳農(nóng)業(yè) 應(yīng)對(duì)氣候變化——低碳農(nóng)業(yè)研討會(huì)論文集[C];2010年

5 張小勇;莫海濤;;固體有機(jī)物快速腐熟的微波預(yù)處理研究[A];全國(guó)畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖污染監(jiān)測(cè)與控制治理技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2008年

6 婁燕宏;諸葛玉平;郭文文;;銅污染土壤施加有機(jī)物料對(duì)微生物量碳的影響[A];中國(guó)土壤學(xué)會(huì)第十一屆全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨第七屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會(huì)論文集（下）[C];2008年

7 王艮梅;周立祥;;施用有機(jī)物料對(duì)污染土壤水溶性有機(jī)物和銅活性的動(dòng)態(tài)影響(摘要)[A];中國(guó)地壤學(xué)會(huì)第十次全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨第五屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會(huì)文集（面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境的土壤科學(xué)專題篇）[C];2004年

8 遲鳳琴;;影響黑土中有機(jī)物料分解因素的研究[A];中國(guó)地壤學(xué)會(huì)第十次全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨第五屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會(huì)文集（面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境的土壤科學(xué)專題篇）[C];2004年

9 張池;Velasquez, E.;Pando, A.;Brunet,D.;戴軍;Lavelle.P.;;不同有機(jī)物料作用下Aporrectodea caliginosa蚓糞的近紅外光譜(NIRS)特征[A];第四次全國(guó)土壤生物和生物化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

10 吳景貴;席時(shí)權(quán);曾廣賦;姜巖;王明輝;;土壤水浸液濃縮過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的傅里葉變換紅外光譜研究[A];全國(guó)第10屆分子光譜學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];1998年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 記者 趙引德;有機(jī)物料快速腐熟技術(shù)研制成功[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2007年

2 記者 王永康　通訊員 徐亮;聚海公司 三項(xiàng)技改打造循環(huán)鏈條[N];河北經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 李艷;微生物利用糖類和藍(lán)藻等有機(jī)物料參與形成腐殖質(zhì)的研究[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 李志剛;有機(jī)物料對(duì)寧夏人工草地的改良作用[D];寧夏大學(xué);2016年

3 吳迪;有機(jī)物料施用下接種蚯蚓對(duì)菜地土壤、作物及環(huán)境的影響[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 許衡;有機(jī)物料和氮素化肥對(duì)平邑甜茶實(shí)生苗生物學(xué)效應(yīng)的研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2003年

5 龍攀;有機(jī)物料還田對(duì)麥玉兩熟農(nóng)田土壤有機(jī)碳和系統(tǒng)碳凈平衡影響研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

6 劉曉雨;施用有機(jī)物料對(duì)農(nóng)田固碳減排及生產(chǎn)力的影響：田間試驗(yàn)及整合研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

7 毛志泉;有機(jī)物料對(duì)平邑甜茶實(shí)生苗根系結(jié)構(gòu)與功能影響的研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2002年

8 曹健;有機(jī)資源與化肥配施農(nóng)業(yè)模式的農(nóng)學(xué)和環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李金林;有機(jī)物料處理對(duì)沙化土壤碳氮及微生物活性的影響[D];寧夏大學(xué);2015年

2 鄧佳;有機(jī)物料對(duì)紫色土磷的遷移轉(zhuǎn)化及有效性影響[D];西南大學(xué);2015年

3 馮娜娜;不同類型有機(jī)物料對(duì)黑土中Pb含量及形態(tài)分布特征的影響[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 楊子儀;不同類型有機(jī)物料對(duì)黑土中Cu、Zn分布特征的影響及作用機(jī)理研究[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

5 劉玲;有機(jī)物料對(duì)小麥—玉米周年產(chǎn)量及土壤有機(jī)碳組分的影響[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

6 張微;長(zhǎng)期施用無機(jī)肥、有機(jī)物料對(duì)旱地紅壤線蟲群落結(jié)構(gòu)的影響[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 姚桂華;交流電場(chǎng)—有機(jī)物料提高東南景天修復(fù)重金屬污染土壤效率的研究[D];浙江農(nóng)林大學(xué);2015年

8 崔全紅;不同有機(jī)物料投入對(duì)X土有機(jī)碳和養(yǎng)分含量的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

9 張暢;不同有機(jī)物料還田對(duì)土壤肥力及玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

10 張名豪;有機(jī)物料對(duì)紫色土氮素的遷移轉(zhuǎn)化及其有效性的影響[D];西南大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2530205