免耕条件下蚯蚓对农田水分及土壤物理性质的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0429

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (16): 77-81.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0429

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免耕条件下蚯蚓对农田水分及土壤物理性质的影响

熊丽军(), 马莉(), 刘美泽, 李亦男

宝鸡文理学院/陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室，陕西宝鸡 721013

收稿日期:2022-05-22 修回日期:2022-09-03 出版日期:2023-06-05 发布日期:2023-05-22
通讯作者: 马莉，女，1982年出生，陕西延安人，副教授，博士，主要从事土壤生态与土壤物理研究。通信地址：721013 陕西省宝鸡市渭滨区高新大道1号，E-mail：mali4166@163.com。
作者简介:
熊丽军，女，1995年出生，四川广安人，硕士研究生，主要从事土壤物理研究。通信地址：721013 陕西省宝鸡市渭滨区高新大道1号，E-mail：xlj5127@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金“关中平原典型土地利用下蚯蚓对土壤水分运动的影响”(42007006); 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室开放基金“不同密度蚯蚓对黄土区土壤水分入渗影响的试验研究”(SKLLQG2032)

Effect of Earthworms on Soil Moisture Changes and Physical Properties in Agricultural Fields Under No-tillage

XIONG Lijun(), MA Li(), LIU Meize, LI Yinan

Baoji University of Arts and Science/Key Laboratory of Disaster Monitoring and Mechanism Simulation of Shaanxi Province, Baoji, Shaanxi 721013

Received:2022-05-22 Revised:2022-09-03 Online:2023-06-05 Published:2023-05-22

摘要/Abstract

摘要：

研究蚯蚓活动对免耕条件下农田土壤含水量、土壤团聚体、土壤容重的影响，揭示蚯蚓种群数量对土壤水分特征和土壤物理性质的影响机制。在免耕条件下，以接种蚯蚓数量为试验变量，设置NT₀（对照，0条/m²）、NT₂₀（2条/m²）、NT₅₀（5条/m²）和NT₁₀₀（11条/m²） 4个接种水平。结果表明：（1）蚯蚓活动提高了0~100 cm土壤深度土壤含水量(0.32%~20.06%)，且土壤含水量受接种蚯蚓数量的影响。（2）蚯蚓活动增加了土壤大团聚体数量和稳定性，增加了土壤0.25~0.5、2~5、>5 mm粒级团聚体百分占比。（3）接种足够数量的蚯蚓会减小表层(0~10 cm)的土壤容重，接种蚯蚓会使犁底层(10~20 cm)的土壤容重增加。（4）土壤含水量与2~5 mm粒级团聚体呈显著负相关(P<0.01)，与土壤容重(10~20 cm)呈显著正相关(P<0.05)。研究结果可为关中塿土区寻找适宜的耕作手段和合适的蚯蚓接种数量提供科学依据和技术支持。

关键词: 蚯蚓活动, 土壤含水量, 土壤团聚体, 土壤容重, 相关性分析

Abstract:

The study aims to investigate the effects of earthworm activity on soil moisture content, soil aggregates and soil bulk density in agricultural fields under no-tillage condition, and to reveal the influencing mechanism of earthworm population size on soil moisture changes and physical properties. Under no-tillage condition, four inoculation levels of NT₀ (control, 0 earthworm/m²), NT₂₀ (2 earthworms/m²), NT₅₀ (5 earthworms/m²) and NT₁₀₀ (11 earthworms/m²) were set as experimental variables. The results showed that: (1) earthworm activity increased soil moisture content (0.32%-20.06%) at 0-100 cm soil depth, and soil moisture content was influenced by the number of earthworms inoculated; (2) earthworm activity increased the number and stability of soil macroaggregates, increased the percentage of soil agglomerates in the 0.25-0.5, 2-5 and >5 mm grain classes; (3) inoculation with sufficient numbers of earthworm reduced soil bulk density in the surface layer (0-10 cm), and inoculation with earthworm increased soil bulk density in the bottom layer of the plough (10-20 cm); (4) soil moisture content was significantly negatively correlated (P<0.01) with 2-5 mm grain-size aggregates and significantly positively correlated (P<0.05) with soil bulk density (10-20 cm). The results of the study could provide a scientific basis and technical support for finding suitable tillage methods and appropriate number of earthworm inoculation in the Guanzhong small mound area.

Key words: earthworm activity, soil moisture content, soil aggregates, soil bulk density, relevance analysis

熊丽军, 马莉, 刘美泽, 李亦男. 免耕条件下蚯蚓对农田水分及土壤物理性质的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(16): 77-81.

XIONG Lijun, MA Li, LIU Meize, LI Yinan. Effect of Earthworms on Soil Moisture Changes and Physical Properties in Agricultural Fields Under No-tillage[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(16): 77-81.

图/表 5

参考文献 19

[1]	MA L, SHAO M, FAN J, et al. Effects of earthworm (Metaphire guillelmi) density on soil macropore and soil water content in typical Anthrosol soil[J]. Agriculture ecosystems & environment, 2021, 311(5):107338. doi: 10.1016/j.agee.2021.107338 URL
[2]	HALLAM J, HODSON M E. Impact of different earthworm ecotypes on water stable aggregates and soil water holding capacity[J]. Biology and fertility of soils, 2020(2):607-617.
[3]	成德久, 邵将, 张学海, 等. 蚯蚓多样性与土壤生态功能的研究进展[J]. 安徽农学通报, 2020, 26(17):23-24,144.
[4]	张卫信, 陈迪马, 赵灿灿. 蚯蚓在生态系统中的作用[J]. 生物多样性, 2007, 15(2):142-153. doi: 10.1360/biodiv.060294
[5]	李彦霈, 邵明安, 王娇. 蚯蚓粪覆盖对降雨后黄土区土壤水分影响的室内模拟研究[J]. 土壤通报, 2019, 50(1):89-95.
[6]	梁运江, 陈旸, 宋涛, 等. 季节性冻融对苹果梨园机械稳定性团聚体的影响[J]. 土壤通报, 2019, 50(3):562-570.
[7]	王仁杰, 强久次仁, 薛彦飞, 等. 长期有机无机肥配施改变了塿土团聚体及其有机和无机碳分布[J]. 中国农业科学, 2015, 48(23):4678-4689. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.23.009
[8]	刘文利, 吴景贵, 傅民杰, 等. 种植年限对果园土壤团聚体分布与稳定性的影响[J]. 水土保持学报, 2014, 28(1):129-135.
[9]	GILOT-VILLENAVE C, LAVELLE P, GANRY F. Effects of a tropical geophagous earthworm, Millsonia anomala, on some soil characteristics, on maize-residue decomposition and on maize production in Ivory Coast[J]. Applied soil ecology, 1996, 4(3):201-211. doi: 10.1016/S0929-1393(96)00119-9 URL
[10]	于建光, 胡锋, 李辉信, 等. 接种蚯蚓对土壤团聚体分布、稳定性及有机碳赋存的影响[J]. 水土保持学报, 2010, 24(3):175-179.
[11]	刘杰, 许石林, 周玮. 从机械、土壤、作物体系看农田机械化发展途径[J]. 华北农学报, 1987(3):119-124. doi: 10.3321/j.issn:1000-7091.1987.03.021
[12]	LANG B, RUSSELL D J. Effects of earthworms on bulk density: A meta analysis[J]. European journal of soil science, 2019, 71(1):80-83. doi: 10.1111/ejss.v71.1 URL
[13]	李帅霖, 王霞, 王朔, 等. 生物炭施用方式及用量对土壤水分入渗与蒸发的影响[J]. 农业工程学报, 2016, 32(14):135-144.
[14]	刘武仁, 郑金玉, 罗洋, 等. 不同耕作方式对玉米叶片冠层光合特性的影响[J]. 玉米科学, 2012, 20(6):103-106,111.
[15]	柴冠群, 赵亚南, 黄兴成, 等. 不同炭基改良剂提升紫色土蓄水保墒能力[J]. 水土保持学报, 2017, 31(1):296-302,309.
[16]	BOSSUYT H, SIX J, HENDRIX P F. Rapid incorporation of carbon from fresh residues into newly formed stable microaggregates within earthworm casts[J]. European journal of soil science, 2010, 55(2):393-399. doi: 10.1111/ejs.2004.55.issue-2 URL
[17]	周鹏翀. 深松对麦玉两熟农田土壤结构及水分利用的影响[D]. 泰安: 山东农业大学, 2020.
[18]	LEFFELAAR P A. Water movement, oxygen supply and biological processes on the aggregate scale[J]. Geoderma, 1993, 57(1-2):143-165. doi: 10.1016/0016-7061(93)90152-B URL
[19]	灵灵. 赛罕乌拉自然保护区不同植被类型下土壤水分特征及物理性状究[D]. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2011.

处理	有机碳/(g/kg)	全氮/(g/kg)	全磷/(g/kg)	黏粒/%	粉粒/%	砂粒/%
NT₀	6.44	0.88	0.79	33.16	40.43	26.41
NT₂₀	6.69	0.78	0.74	32.14	38.66	29.21
NT₅₀	6.92	0.67	0.67	33.30	41.08	25.62
NT₁₀₀	7.40	0.80	0.73	33.01	41.38	25.61

处理	有机碳/(g/kg)	全氮/(g/kg)	全磷/(g/kg)	黏粒/%	粉粒/%	砂粒/%
NT₀	6.44	0.88	0.79	33.16	40.43	26.41
NT₂₀	6.69	0.78	0.74	32.14	38.66	29.21
NT₅₀	6.92	0.67	0.67	33.30	41.08	25.62
NT₁₀₀	7.40	0.80	0.73	33.01	41.38	25.61

处理	平均重量直径 (MWD)/mm	平均几何直径 (GMD)/mm	土壤容重/(g/cm³)
处理	平均重量直径 (MWD)/mm	平均几何直径 (GMD)/mm	0~10 cm	10~20 cm
NT₀	3.39±0.08b	1.45±0.01ab	1.28±0.03b	1.32±0.06b
NT₂₀	3.27±0.02b	1.36±0.02c	1.45±0.05a	1.49±0.05a
NT₅₀	3.41±0.12ab	1.42±0.02b	1.29±0.07b	1.48±0.06a
NT₁₀₀	3.61±0.05a	1.49±0.01a	1.22±0.05b	1.37±0.02b

处理	平均重量直径 (MWD)/mm	平均几何直径 (GMD)/mm	土壤容重/(g/cm³)
处理	平均重量直径 (MWD)/mm	平均几何直径 (GMD)/mm	0~10 cm	10~20 cm
NT₀	3.39±0.08b	1.45±0.01ab	1.28±0.03b	1.32±0.06b
NT₂₀	3.27±0.02b	1.36±0.02c	1.45±0.05a	1.49±0.05a
NT₅₀	3.41±0.12ab	1.42±0.02b	1.29±0.07b	1.48±0.06a
NT₁₀₀	3.61±0.05a	1.49±0.01a	1.22±0.05b	1.37±0.02b

	土壤含水量	<0.25 mm	0.25~0.5 mm	0.5~1 mm	1~2 mm	2~5 mm	>5 mm	GMD	MWD	土壤容重(0~10 cm)	土壤容重(10~20 cm)
土壤含水量	1
<0.25 mm	0.769	1
0.25~0.5 mm	0.785	0.980^*	1
0.5~1 mm	-0.063	0.491	0.549	1
1~2 mm	-0.548	-0.513	-0.358	0.353	1
2~5 mm	-0.996^**	-0.723	-0.731	0.153	0.59	1
>5 mm	0.188	-0.371	-0.434	-0.991^**	-0.449	-0.277	1
GMD	-0.13	-0.456	-0.586	-0.899	-0.525	0.039	0.885	1
MWD	-0.27	-0.513	-0.653	-0.832	-0.472	0.183	0.803	0.987^*	1
土壤容重(0~10 cm)	0.5	0.936	0.915	0.736	-0.337	-0.436	-0.644	-0.606	-0.61	1
土壤容重(10~20 cm)	0.971^*	0.88	0.908	0.179	-0.464	-0.945	-0.053	-0.34	-0.462	0.674	1

免耕条件下蚯蚓对农田水分及土壤物理性质的影响

Effect of Earthworms on Soil Moisture Changes and Physical Properties in Agricultural Fields Under No-tillage

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[1]	贾晓昀, 赵红霞, 朱继杰, 王国印, 李妙, 王士杰. 陆地棉资源主要产量和纤维品质性状的遗传多样性分析研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(6): 35-40.
[2]	孙力扬, 徐明岗, 王晋峰, 李建华, 刘平, 孙楠. 北方地区土壤速效养分及容重对秸秆还田的响应[J]. 中国农学通报, 2023, 39(5): 100-108.
[3]	陈慧玲, 刘华, 黄国伟, 马林江, 周雄, 张新叶. 湖北16个山桐子野生资源分布区叶片形态多样性分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(5): 63-68.
[4]	刘敏, 赵财, 范虹, 殷文, 樊志龙, 胡发龙, 孙亚斌. 长期间作及免耕对土壤物理性状及作物产量的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(2): 28-35.
[5]	卢倩倩, 冯琳骄, 王爽, 古力扎提·包尔汗, 褚韧, 周龙. 复合盐碱胁迫对鲜食葡萄生理生化指标的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 62-70.
[6]	王恕桥, 但言, 李燕, 沈子伟, 余凤琴. 嘉陵江合川段浮游生物及其与环境因子的关系[J]. 中国农学通报, 2022, 38(36): 74-79.
[7]	徐爽, 阚雨晨. 不同肥力水平的土壤紧实度与含水量的相关度分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(36): 94-100.
[8]	雷俊, 赵福年, 卢国阳, 姚瑞, 牛海洋, 李文举, 杨蕙宁. 黄土高原半干旱区春小麦产量变动的影响因子分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(32): 55-62.
[9]	赵丽娟, 只佳增, 张建春, 杜浩, 周劲松, 刘学敏, 张荣琴. 香蕉种质资源叶片表型性状多样性分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(30): 56-64.
[10]	李涌泉, 金赟, 李佳月, 孙学良, 陈树俊. 晋北谷子农艺和营养品质性状的相关性分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(29): 22-30.
[11]	罗静静, 王贺亚, 柳延涛. 不同食葵品种间农艺性状及产量的比较研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(28): 7-12.
[12]	范雅琦, 王亚南, 霍瑞轩, 姚涛, 杨珍平, 乔月静, 郭来春. 轮作模式下土壤微生物与线虫群落的互作研究现状[J]. 中国农学通报, 2022, 38(25): 108-113.
[13]	姚志龙, 韩萍, 王军锋, 王嘉倩. 庆阳苹果树需水规律分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(23): 27-31.
[14]	张含, 龚敏, 石汝杰. 重庆市蔬菜地土壤硒含量及其影响因素分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(19): 114-119.
[15]	王德美, 刘桂华, 范成五, 柴冠群, 罗沐欣键, 秦松. 黔产红托竹荪基地土壤-红托竹荪体系矿质元素含量及相关性分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(14): 72-76.