土壤小组报告(第二组).doc

蚯蚓生物量对土壤肥力的指示作用研究王普 车越 娄源海 郑丹妮 赵娜 尤勇 赵晨辰北京林业大学摘要：通过在西山鹫峰林场的调查，采用大型土壤动物手拣法，野外调查与室内实验相结合，研究了蚯蚓生物量对土壤肥力的指示作用。研究结果表明：不同紧实度状况，不同植被类型的土壤中蚯蚓的生物量不同，土壤有机质含量也不同。由于不同植物群落，形成的生态因子不同，所以蚯蚓的分布及生物量会有所不同。同时，海拔、土壤水分及温度也是影响蚯蚓生物量的因素，所以蚯蚓数量和土壤有机质含量的多少是由许多因素共同影响决定的，不是单纯的某一方面的原因。运用Microsoft Office Excel 软件对所得数据进行分析，得出结论：蚯蚓生物量对土壤肥力没有明显的指示作用。关键字：蚯蚓 有机质 土壤肥力 生物量 指示作用Research of Indicative Effect of Earthworm Biomass on the Soil Fertility.WANG Pu,CHE Yue,LOU Yuan-hai,ZHENG Dan-ni,ZHAO Na,YOU Yong,ZHAO Chen-chenBeijing Forestry UniversityAbstract: Our research is in XiShan timberland of JiuFeng. We used the hand-picking method of large-scale soil animals, and studied earthworm biomass on the instructions of the role of soil fertility by combining the field survey and indoor experiments. The results show that: In different conditions of different degree of compacting, different vegetation types, earthworms biomass in the soil is different, and the content of soil organic matter is also different. The different plant communities are formed due to different ecological factors, so the distribution of earthworm and the biomass will be different. At the same time, the altitude, the moisture and the temperature of the soil are also the influencing factors of earthworm biomass, so the number of earthworms and soil organic matter content is influenced by so many factors, not decided by simply one aspect. By using Excel software to analyze the data, we concluded: earthworm biomass has no clear indication on soil fertility.Key words: earthworm soil organic matter soil fertility biomass indication1.引言： 1840年达尔文发表了关于壤土的形成(On the Formation of Mould一文，引发诸多学者对蚯蚓生物学的研究，蚯蚓的分类学、形态学、生理学和生态学相继发展(徐芹，1999)。国外有关蚯蚓的研究比我国起步早，研究也较我国深入。有关蚯蚓的研究主要涉及的生理、生态、多样性以及蚯蚓在保持土壤结构、通气和肥力等方面的功能研究，而针对蚯蚓对土壤状况的指示作用的研究还很少见(Bhadauria and Ramakrishnan，1996；Smeaton eta1。2003；Sun，2003；黄福珍，1979)。蚯蚓是西山典型的土壤动物，主要集中生活在表土层和枯落物层。土壤有机质是土壤的重要组成成分，其含量是衡量土壤肥力的重要指标。从生态学观点出发，在对该区蚯蚓进行数量测定的基础上，通过研究蚯蚓生物量与土壤有机质含量的关系，可以得到蚯蚓生物量对土壤肥力的影响，从而阐明该区蚯蚓的生态分布规律及其与环境因子的相互关系，既可填补该区蚯蚓对土壤状况的指示作用的空白，又可以为提高土壤肥力提供措施，指导农业生产。2. 研究地点概况与研究方法2.1北京西山鹫峰概况鹫峰国家森林公园位于北京市西北约30公里的群山怀抱之中，在北京市第二条景观大道北清路的西尽头，距中关村高科技园仅2公里。从颐和园乘346路公共汽车到北安河北口下车,西行1公里即到。是北京市最近的国家森林公园之一。隶属北京林业大学的鹫峰国家森林公园，林地面积832.04公顷，年均气温12.2。鹫峰主峰海拔465米，公园最高峰1153米，是海淀区第二高峰。鹫峰数目繁多，森林覆盖率高达96.2%，共有陆地植物110科313属684种，是绿色植物的天然储藏地。2.1.1取样点概况（调查路线）果园 灌丛 侧柏林 中日友好林（油松、侧柏林） 栓皮栎林 路线图：2.2 研究方法 2.2.1 调查方法 为了找到蚯蚓与土壤有机质含量之间的关系，按不同植被类型和不同海拔高度，采用大型土壤动物手捡法调查在不同样地的蚯蚓生物量，并利用罗盘仪测定样地的坡向、坡位，采用手测法测定土壤质地、紧实度、湿度，观察土壤结构、根量、新生体以及侵入体，观察样地周围的植被种类，包括乔木、灌木、草本等，并记录。2.2.2样品采集与处理 土壤样品主要采自蚯蚓活动层，根据第一天的经验，第二天在没有蚯蚓的样地里，我们同样采集了1030cm层的土样。土壤样品主要收集到标本袋内，在袋内放标签，标签上记录土壤的性质以及所采土样层距地面的深度。 回到学校，对土样进行风干处理，然后再收集到标本袋中。2.2.3 室内实验 采用释热法，即重铬酸钾容量法测定土壤有机质含量。 2.2.3.1. 测定原理利用浓硫酸与重铬酸钾混合产生的稀释热促使有机质氧化成二氧化碳，铬离子被还原，剩余的重铬酸钾用标准硫酸亚铁溶液滴定。从氧化有机碳消耗的重铬酸钾的用量，算出有机碳含量。稀释热法发热温度较低，对土壤有机质的氧化率为77%，因此测定结果需乘以校正系数1.33。一般土壤有机质平均含碳量为58%，有机碳含量乘以1.724（=100/58）,即得有机质含量。 2.2.3.2. 测定方法： （1）称样：称取通过0.25mm筛孔的风干土样1.0000g2.0000g放入250ml锥形瓶底部。（2）消化：由滴定管加入0.2000mol/L的重铬酸钾10.00ml，使与土样混合均匀。用量筒迅速将20ml浓硫酸倒入其中，将锥形瓶缓缓转动一分钟，放置30分钟。（3）滴定：向反应后的溶液中加入60ml蒸馏水及35滴邻啡啰啉指示剂，用0.5mol/L的硫酸亚铁标准溶液滴定，溶液由橙红变绿，再经灰绿突变为棕红色即为终点。（4）空白标定：同时进行四份空白标定试验，除了不加土样外，其他操作均与上述相同。2.2.3.3结果计算：有机碳=0.2000 610（V0V）0.0031.33100/（V01.0000K）有机质有机碳1.724 0.2000重铬酸钾溶液浓度（mol/L）； 1.0000风干土样重（g）； 61摩重铬酸钾与6摩硫酸亚铁起反应； 10重铬酸钾溶液的体积（ml）； V0空白滴定消耗的硫酸亚铁的体积（ml） V到滴定终点时滴定管的读数；1.33校正系数； 0.0031毫摩1/4碳原子的质量（g）； K水分换算系数烘干土重/风干土样重，本次试验中K值为1；2.2.3.4.仪器设备 烘箱、250ml三角瓶、移液管、玻璃棒、信封、烧杯、分析天平、500ml锥形瓶、滴定管、铁架台、50ml量筒、1000ml容量瓶。2.2.3.5.试剂配制（1）0.2000mol/L重铬酸钾标准溶液：58.84g于105烘干的重铬酸钾溶于水，用水定容至1升。（2）0.5mol/L硫酸亚铁标准溶液：140.0g硫酸亚铁溶于水，加15ml浓硫酸，用水定容至1升。（3）邻啡啰啉指示剂：1.485g邻啡啰啉及0.695g硫酸亚铁，溶于100ml水，形成红棕色络合物贮于棕色瓶中。（4）比重为1.84的浓硫酸。3.结果与分析3.1 蚯蚓对不同种类落叶的摄食作用不同由上图可以看出，不同植被类型下蚯蚓数量的关系是：桃树荆条樱桃侧柏油松栓皮栎；土壤有机质含量的关系：油松侧柏栓皮栎荆条桃树樱桃。在果园里，桃树和樱桃以及荆条灌丛下的土壤中，蚯蚓数量较多，而侧柏、油松及栓皮栎林下的土壤中，蚯蚓数量明显减少很多。这是因为，蚯蚓对凋落叶的摄食具有选择性(Cortez，1998)，主要取决于凋落叶中有机物对蚯蚓的适口性，这与凋落叶的化学组成密切相关，如凋落叶中氮的含量、碳水化合物的含量、可溶性多酚含量等。蚯蚓不喜食单宁含量高的红松、落叶松、云杉和栎树等凋落叶及含有苦味生物碱或有害芳香酚类化合物的凋落叶(Cortez and Bouch6，2001；Edwardsand lofty，1984)。再者，杂木林、灌木丛地落叶种类多、质地柔软，易腐，为蚯蚓提供充足的食物、且营养丰富。而针叶林落叶单一，质地硬不易分解。特别是针叶不但质地硬，且而落叶不易腐烂，又多含有芳香油脂、单宁酸、树脂或树脂液，对蚯蚓体有害，影响蚯蚓摄食，引起蚯蚓逃逸。因而蚯蚓在自己喜食的阔叶落叶林以及灌丛中分布较多，而在山上侧柏、油松及栓皮栎林中分布较少。 3.2 水分果园中蚯蚓数量偏高，还可能与水分有关系。因为，在我们调查的前一天，果园浇过水，当天果园的地面比较湿润，而山上相对较干旱些，不适于蚯蚓活动，所以果园的土壤中蚯蚓数量较多，而山上的侧柏、油松及栓皮栎林的土壤中较少。3.3 季节与气候由上图可以看出，总体上，各样方中蚯蚓数量较少，这与季节有关系。从3月到6月10日是蚯蚓生长的春季产卵高峰期，6月10日至8月20日是夏季高温期，8月20日以后至9月末，是蚯蚓第二次产卵高峰期，以后蚯蚓将逐渐进入休眠。而我们调查的时间在10月份，天气逐渐变冷，温度相对较低，蚯蚓基本已经进入休眠状态，所以总体土壤中蚯蚓数量较少。3.4 结论通过Microsoft Office Excel软件对所得数据进行分析，得出各样地中的土壤有机质含量与蚯蚓数量的相关系数r-0.2163，表明蚯蚓数量与土壤有机质含量呈负相关，即蚯蚓数量多的地方，土壤有机质含量少。所以，蚯蚓数量对土壤有机质含量没有明显的指示作用，从而不能指示土壤肥力。4.讨论4.1影响蚯蚓活动的因素很多，土壤温度、土壤紧实度、土壤含水量、土壤类型、植被类型，凋落物重及有机质密切相关。所以，蚯蚓生物量不是单纯由某一方面的因素所决定的。4.2有些样地土壤中石砾含量较多，影响了蚯蚓活动，导致样地中蚯蚓生物量较少。4.3 相关资料表明：蚯蚓是以土壤有机质作为食物的，所以，有机质含量少的一个原因也有可能是蚯蚓的摄食作用造成的。4.4本次实验采用释热法（重铬酸钾容量法）来测定土壤有机质含量，运用经验公式，有机质有机碳1.724，而有机质还包括氮、磷等其他化学元素，所以，可能某些蚯蚓摄食的有机碳较多，使得蚯蚓生物量大的土壤中有机碳减少，从而得到有机质含量减少。4.5由于调查的季节蚯蚓数量较少，取样地点不典型，取样数量不足等，导致最终可能得不到正确的结论。致谢：土壤学老师查同刚先生；司机师傅们；北京林业大学图书馆；鹫峰林场；果园老板；研究生学姐；梁希07-2班全体同学；北京林业大学。参考文献：1 李典友.蚯蚓的生物学特性及其对土壤环境质量的指示和改造作用.现代农业科学.安徽.2008，15(5)2 董炜华,殷秀琴.蚯蚓对不同阔叶落叶的摄食作用. 长春.动物学报Acta Zoologica Sinica 2007，53(1)：69753 于德江,孟经恒,刘亚杰,李忠古.吉林省不同植物群落蚯蚓的数量及群体结构的调查报告.4 黄初龙,黄初齐,张雪萍.帽儿山森林生态系统蚯蚓生态分布研究.长春，福建，哈尔滨.生态学杂志Chinese Journal of Ecology 2005，24(1)：9-145 范明铭，许忠能，丘明霞，黎婉华，马霭能，黄泽棋，黄滔，李丰耀.茂名大雾岭中次生林植被蚯蚓多样性的空间特征.广州.生态科学ECOLOGIC SCIENCE 2003，22(4)：2942996 贺淹才.蚯蚓对改良土壤和改善农业生态环境的作用.泉州.黑龙江农业科学 Hei1ongiiang Agricultura1 Sciences 2004,(6)：42-447 蚯蚓生活习性的六喜六怕.饲养天地报.8 曹志平,乔玉辉,王宝清,徐芹.不同土壤培肥措施对华北高产农田生态系统蚯蚓种群的影响.北京.生态学报 ACTA ECOLOGICA SINICA 2004,24(