沼液和生物炭联合施用对杨树人工林土壤动物群落结构的影响

论文摘要

沼液是粪便及农作物废料等各种有机物经厌氧发酵后的液态残留物,富含氨基酸、腐殖酸、吲哚乙酸等物质,并且含有以离子状态存在的N、P、K等元素,这些元素更易于植物的吸收。但沼液同时也含有重金属元素和一些难以降解的激素和抗生素,若不加以科学的处理和利用,沼液对生态安全是一大威胁。生物炭是生物有机原料在高温、厌氧条件下裂解所产生的固体物质,其疏松多孔的结构能吸附沼液有害物质,并且令沼液的养分得到缓释,提高其利用率。生物炭施入土壤还可以降低土壤容重,改善土壤结构。本实验通过在苏北沿海杨树人工林中开展联合施用沼液和生物炭对土壤动物群落影响的研究,以期探讨沼液、生物炭对地下生态系统的影响,为沼液、生物炭的科学利用提供理论依据。本试验采用巢式设计,在苏北沿海杨树人工林内设置不同浓度的沼液,即:对照(Ck-0m3·hm-2a-1)、低浓度(L-125 m3·hm-2a-1)、中等浓度(M-250 m3·hm-2a-1)和高浓度(H-375m3·hm-2a-1)4个处理,以及不同浓度生物炭,即:对照(B0-0 t·hm-2)、低浓度(B1-40 t·hm-2)、中等浓度(B2-80 t·hm-2)和高浓度(B3-120 t·hm-2)4个处理,本研究重点讨论不同土壤层（0-10 cm、10-25 cm、25-40 cm）中的土壤动物群落结构对联合施用不同浓度的沼液与生物炭的响应。结果表明:（1）总体上各浓度的沼液与生物炭的施用未改变土壤动物的类群组成,原有优势类群前气门亚目（Prostigmata）、甲螨亚目（Oribatida）依然保持着优势地位,施用沼液与生物炭未能使其他类群变为优势类群;但在7月份,前气门亚目的个体数明显减少,变为常见类群。（2）低、中、高3个浓度生物炭的施用使3月的3个土层土壤动物个体密度和类群数显著下降。在生物炭对照处理下,土壤动物个体密度和类群数随着施用的沼液浓度的增加而提高,3个土层中,高浓度沼液处理下的土壤动物个体密度和类群数均极显著高于对照组和低、中浓度沼液处理。而沼液和生物炭的施用对其他3个月土壤动物的影响未发现一定规律。在季节动态上,与春季相比,在生物炭对照组中,中、高浓度的沼液会抑制夏季的土壤动物类群数,低、中、高浓度的沼液会抑制夏季土壤动物的个体密度;而在低、中、高浓度的生物炭处理下,各浓度沼液对夏季土壤动物个体密度及类群数均有促进作用。（3）土壤动物个体密度与土壤pH呈显著负相关,个体密度随着pH的增大而降低,与土壤容重呈显著正相关,个体密度随着土壤容重的增大而增大;土壤动物的多样性与土壤MBC含量呈显著正相关,多样性随着土壤MBC含量的增加而增加,与土壤NO3-N含量呈极显著负相关,多样性随着土壤NO3-N含量的增加而降低;土壤动物的优势度与土壤容重呈正相关,优势度随着土壤容重的增大而增大,与土壤MBC含量呈正相关,优势度随着土壤MBC含量的增大而显著增大,与土壤NO3-N含量呈极显著负相关,优势度随着土壤NO3-N含量的增大而减小。总体而言,沼液和生物炭的施用显著改变了土壤的理化性质,从而对土壤动物的群落结构产生影响。在不施加生物炭的情况下,高浓度的沼液施用能显著提高春季的土壤动物个体密度及类群数,但沼液和生物炭的施用并未改变土壤动物的类群组成,土壤动物的群落结构与土壤pH、土壤容重、土壤MBC含量、土壤NO3-N含量有着密切关系。

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致谢

摘要

Abstract

第一章前言

1.1 研究背景及目的意义

1.2 沼液国内外研究现状

1.2.1 沼液的成分及化学性质

1.2.2 沼液利用研究进展

1.2.3 施用沼液对生态系统的影响

1.3 生物炭国内外研究现状

1.3.1 生物炭成分及性质

1.3.2 生物炭利用研究现状

1.3.3 生物炭对生态系统的影响

1.4 土壤动物国内外研究现状

1.4.1 土壤动物研究进展

1.4.2 土壤动物分类及地理分布研究现状

1.4.3 土壤动物群落结构研究现状

第二章研究区概况与研究方法

2.1 研究区概况

2.2 研究方法

2.2.1 试验设计

2.2.2 样品采集

2.2.3 样品处理及测定方法

2.2.4 数据分析方法

第三章施用沼液、生物炭对土壤动物群落结构的影响

3.1 研究结果

3.1.1 施用沼液、生物炭对土壤动物群落各大类群结构的影响

3.1.2 施用沼液、生物炭对土壤动物个体密度的影响

3.1.3 施用沼液、生物炭对土壤动物类群数的影响

3.1.4 施用沼液、生物炭对土壤动物多样性的影响

3.1.5 联合施用沼液、生物炭对土壤动物群落垂直结构的影响

3.2 小结

3.2.1 联合施用沼液、生物炭对土壤动物类群组成的影响

3.2.2 联合施用沼液、生物炭对土壤动物个体密度的影响

3.2.3 联合施用沼液、生物炭对土壤动物类群数的影响

3.2.4 联合施用沼液、生物炭对土壤动物多样性的影响

3.2.5 联合施用沼液、生物炭对土壤动物群落垂直结构的影响

第四章沼液、生物炭处理下土壤理化性质与土壤动物群落结构的相关性

4.1 土壤理化性质与土壤动物的相关性

4.2 土壤理化性质与土壤动物的回归分析

4.3 小结

第五章讨论与结论

5.1 讨论

5.1.1 施用沼液、生物炭对土壤动物群落组成的影响

5.1.2 施用沼液、生物炭对土壤动物个体密度的影响

5.1.3 施用沼液、生物炭对土壤动物类群数的影响

5.1.4 施用沼液、生物炭对土壤动物多样性的影响

5.1.5 施用沼液、生物炭对土壤动物个体密度垂直结构的影响

5.2 结论

附表

攻读学位期间发表的学术论文

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 龙秋宁

导师: 阮宏华

关键词: 沼液,生物炭,土壤动物

来源: 南京林业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业

单位: 南京林业大学

分类号: S714.3

DOI: 10.27242/d.cnki.gnjlu.2019.000220

总页数: 65

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沼液和生物炭联合施用对杨树人工林土壤动物群落结构的影响

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