蚯蚓对油松人工林土壤肥力的影响

裴明阳

摘 要：在油松人工林土壤中接种蚯蚓，比较接种后土壤pH值、有机碳、全氮的变化情况。结果表明，与未接种蚯蚓的对照相比，接种蚯蚓后第14、28、42天，pH值沒有明显的变化，第56天时变化显著;第14、28、42d的有机碳含量变化不明显，第56天时差异显著;第14、28天时全氮含量变化不明显，第42天时差异明显，第56天时差异达到了极显著水平。

关键词：蚯蚓;油松人工林;土壤肥力

中图分类号 S714文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）05-0108-02

森林中的枯枝落叶落在地表，经过分解，成为林木生长发育所需养分的主要来源。森林系统中这些凋落物的分解是该系统物质循环、能量流动的重要途径，在维持森林土壤生产力、形成土壤养分等方面作用显著[1]。凋落物的分解效率与气候因素、凋落物自身的性质、生物因子等有着密切的关系，这些因素对凋落物养分归还、森林土壤肥力起到重要的作用[2]。蚯蚓是土壤生物因子中比较大型的一类，有“生态系统的工程师”之称，通过取食、消化、排泄、分泌、挖掘洞穴等对凋落物的分解有积极的促进作用[3]，可明显地改善土壤的理化性质以及土壤的肥力[4]。

油松是我国北方干旱、半干旱地区主要的造林树种之一，其抗旱能力强、耐瘠薄土壤、有发达的根系，适应能力强。北票市属于半干旱地区，油松是当地防风固沙、抗旱的主要造林树种，每年油松林内的凋落物量巨大，其分解的效率对林内土壤肥力、系统内养分循环等起着重要的作用。为了提高当地油松人工林内凋落物的分解、增加土壤养分，特在林下土壤中接种蚯蚓这类生物因子，通过比较试验，以探究接种前后土壤中的主要养分的肥力变化情况。

1 材料与方法

1.1 试验地情况 为避免除蚯蚓以外其他因素对土壤肥力的影响，试验安排在实验室进行。采集土壤的地点为辽宁省北票市境内某林场内某片油松人工林内，为典型的半干旱大陆季风性气候，气候干旱，水土流失严重，平均海拔852m左右，年均温5.8℃，极端最高、最低气温分别为40.8、30.5℃，无霜期年均129.2d，日照时数年均2840h左右，年降水量平均400mm，分布不均匀，年蒸发量平均在1700mm左右。

1.2 试验材料 从油松人工林内随机选3点（面积为10cm×5cm），将上方的凋落物都收集起来装入自封袋中，并取0～10cm土层的鲜土样，稍微风干后混合均匀过2mm筛，用自封袋装好，尽快将收集的凋落物、土样带回实验室;供试蚯蚓来源于油松人工林下土壤中，试验前对蚯蚓进行清肠处理：将其清洗干净，放在铺有吸水纸的盒子内，置于黑暗中24h[5]。

1.3 试验设计 试验设2个处理，分别在2个相同玻璃容器中（提前装入处理好的土样、凋落物）接种蚯蚓、未接种蚯蚓（CK）。每个处理设3次重复。

1.4 试验方法 试验过程中除了试验设计环节不同以外，其余措施均保持一致。用6个体积约900mL的玻璃容器，分别装入之前风干过筛的土壤400g左右，并分别在每个容器内的土壤上方覆盖从油松人工林下方采集的凋落物8g左右，铺撒均匀。选择15条大小、体重、活力一致的提前进行清肠处理的蚯蚓，随机选择3个玻璃容器（3次重复）进行接种，每个容器接种量为5条，剩余3个容器不接种作为对照。最后将各处理置于20℃、相对湿度50%的人工气候箱中避光培养，上方容器盖子钻孔[6-7]。

1.5 调查方法 试验前，测定土壤中的pH值;接种蚯蚓后，每14d取土样，参照文献[8]测定pH值以及土壤中主要的养分含量，连续取4次（60d），3次重复取平均值。最后对接种蚯蚓前后的变化进行分析。

2 结果与分析

2.1 接种蚯蚓对油松人工林土壤pH值的影响 对接种蚯蚓前后土壤的pH值进行测定，结果见表1。从表1可以看出，与未接种蚯蚓的对照相比，接种蚯蚓处理的pH值在第14天时没有变化，均为7.98，第28、第42天时分别比对照高0.04、0.08，未达到显著性差异水平;第56天高0.17，达到了显著性差异水平。

2.2 接种蚯蚓对油松人工林土壤主要养分的影响 对接种蚯蚓前后土壤的有机碳、全氮含量进行测宝石，结果见表2。从表2可以看出，接种蚯蚓处理的有机碳含量在第14、28、42天时分别比与未接种蚯蚓的对照高0.03、0.04、0.05g/kg，差异不显著，第56天时比对照高0.53g/kg，差异达到了显著水平;接种蚯蚓处理的全氮含量在第14、28天时分别比未接种蚯蚓的对照相比高0.01、0.03g/kg，未达到显著性差异，第42天时比对照高0.12g/kg，差异显著，第56天时高0.18g/kg，差异达到了极显著水平。

3 结论与讨论

研究表明，在土壤表面添加凋落物、接种蚯蚓后可以提高土壤的pH值，差异不明显[9];在凋落物的分解过程中，较高的土壤盐基饱和度对土壤的pH值有一定的影响[10]。本研究在实验室进行，处于封闭环境中，没有盐基离子的淋溶作用，以及选择的蚯蚓类型、凋落物等方面可能存在差异，试验结果与前人研究存有一定差异，本研究结果表明，在有凋落物的油松人工林土壤中接种蚯蚓，可以适当提高土壤的pH值，前42d提高效果不明显，第56天达到了显著的效果。

本试验表明，接种蚯蚓后并没有对土壤中有机碳的含量产生明显的影响[7]，前42d的结果与这一结论保持一致。在密闭环境中，蚯蚓会消耗土壤中大量的有机质，进而减少土壤中的有机碳含量[11]，这与本试验结果相反，可能与蚯蚓的类型、试验条件的控制等有一定关系。第42天土壤中全氮含量显著提高，第56天时增加幅度达到了极显著水平，这一结果与王霞等[12]的结论不一致，可能与加入的蚯蚓类型、试验条件、凋落物类型等有关。

参考文献

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[4]李辉信，胡锋，沈其荣，等. 接種蚯蚓对秸秆还田土壤碳、氮动态和作物产量的影响[J].应用生态学报，2002，13（12）：1637-1641.

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[11]Lubbers I M， Pulleman M M， Van Groenigen J W. Can earthworms simultaneously enhance decomposition and stabilization of plant residue carbon？[J]. Soil Biology and Biochemistry， 2017， 105：12-24.

[12]王霞，胡锋，李慧信，等.秸秆不同还田方式下蚯蚓对旱作稻田土壤碳、氮的影响[J].生态环境学报，2003，12（4）：462.

（责编：张 丽）