大型土壤動(dòng)物對(duì)煙草品種和短期地膜覆蓋的響應(yīng)

中圖分類號(hào)：S154.5；S572.04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2025）11-0270-07

王柳，鄒勛暉，楊茂發(fā)2，于曉飛2，黃純楊3，楊相，楊大星（1.貴陽(yáng)學(xué)院生物與環(huán)境工程學(xué)院/貴州省山地珍稀動(dòng)物與經(jīng)濟(jì)昆蟲重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/貴州省山地生物資源保護(hù)與高效利用工程中心，貴州貴陽(yáng)50005；2.貴州大學(xué)煙草學(xué)院/貴州省煙草品質(zhì)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽(yáng) 550025；3.貴州省煙草公司遵義市公司，貴州遵義563000）

土壤動(dòng)物是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)、維持生態(tài)穩(wěn)定和保持土壤健康等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用[1-2]，其通過(guò)調(diào)控微生物群落，優(yōu)化土壤根際微環(huán)境，有效緩解農(nóng)作物的連作障礙[3]，對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，作物種類、耕作方式和使用化肥農(nóng)藥等因素可直接或間接影響土壤動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)特征[4-6] 0覆膜是一種常見的農(nóng)業(yè)耕作措施，不僅能改變土壤結(jié)構(gòu)，減少土壤水分蒸發(fā)，提高作物對(duì)土壤水分的利用效率[7-8]，還能通過(guò)提高土壤溫度和降低氧氣含量控制雜草生長(zhǎng)9，影響農(nóng)田植被的組成與結(jié)構(gòu)，對(duì)病蟲害防治和作物產(chǎn)量提升有積極作用[10-1I]。已有研究表明，土壤動(dòng)物的生存分布與土壤理化性質(zhì)及植被狀況關(guān)系密切[12-14]。因此，地膜覆蓋可能通過(guò)作用于農(nóng)田植被的復(fù)雜程度和土壤特征，繼而影響土壤動(dòng)物的群落組成和多樣性，但目前關(guān)于地膜覆蓋種植與土壤動(dòng)物關(guān)系的研究仍較為有限[15]

煙草（NicotianatabacumL.）是茄科（Solanaceae）煙草屬一年生草本植物，是全世界種植范圍最廣的經(jīng)濟(jì)作物之一。我國(guó)的煙草種植面積和產(chǎn)量居世界首位，對(duì)全球煙草市場(chǎng)的貢獻(xiàn)份額高達(dá)30%[16]其產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)影響深遠(yuǎn)。因此，研究煙田土壤動(dòng)物對(duì)于探討如何提升煙草產(chǎn)量和品質(zhì)、促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。地膜覆蓋種植雖已被證實(shí)能增強(qiáng)煙草抗旱能力和提升煙葉品質(zhì)[7]，但該技術(shù)結(jié)合不同煙草品種應(yīng)用時(shí)對(duì)土壤動(dòng)物的影響尚不清楚。為深入理解地膜覆蓋和煙草品種對(duì)煙田的生態(tài)影響，構(gòu)建合理的煙田管理體系，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。本研究以大型土壤動(dòng)物為研究對(duì)象，通過(guò)解析地膜覆蓋和煙草品種與大型土壤動(dòng)物群落組成及多樣性的關(guān)系，進(jìn)而明確大型土壤動(dòng)物對(duì)地膜覆蓋和煙草品種的響應(yīng)特征，為喀斯特?zé)煵莺侠矸N植提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于貴州省遵義市鳳崗縣（ 107^°31^′20^′′～ 107^°56^′42^′′E，27^°32^′13^′′～28^°21^′14^′′N） ，海拔 398～ 1 406m 。該地區(qū)屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均氣溫 15.2^°C ，極端最高氣溫 37.8‰ ，極端最低氣溫-7.4°C ;無(wú)霜期 239～299d ，年降水量 1 257mm 年平均降水日數(shù) 180d ，年均日照時(shí)數(shù) 。區(qū)內(nèi)植物種類豐富，喬木樹種主要有馬尾松（Pinusmassoniana）柏木（CupressusfunebrisEndl.）楓香樹（LiquidambarformosanaHance）楊樹（Populus）等;灌木樹種主要有火棘［Pyracanthafortuneana（Maxim）H.L.Li]、金櫻子（Rosa laevigataMichx.）、白櫟（QuercusfabriHance）冬青葉鼠刺（IteailicifoliaOliv.）和莓（RubuscorchorifoliusL.f.）等;草本植物以禾本科為主。土壤類型主要有黃壤、石灰土、紫色土和水稻土等。

1.2 樣地設(shè)置

2022年4月在研究區(qū)選擇K326和云煙87等2個(gè)煙草品種，分別設(shè)置地膜覆蓋和無(wú)地膜覆蓋處理。地膜覆蓋時(shí)間為整個(gè)返苗期，從伸根期開始揭膜。每種處理設(shè)置5個(gè)樣地，共計(jì)20個(gè)樣地（2個(gè)品種 ×2 種處理 ×5 個(gè)樣地）。地膜覆蓋云煙87和無(wú)地膜云煙87樣地間隔 500m 以上，其中地膜覆蓋云煙87樣地與林地靠近，同處理樣地間隔 50m 以上；地膜覆蓋K326和無(wú)地膜K326樣地位置相鄰，同類型的K326樣地間被 3m 寬的水溝分隔。每個(gè)樣地避開邊緣選取3個(gè)壟體，每個(gè)壟體設(shè)置1個(gè)樣方，樣方間距 5m 以上，呈品字形排布。各樣地?zé)熋缫圃郧笆┯袡C(jī)肥 1500kg/hm² 和復(fù)合肥（ N，P₂O₅ ）K₂O 含量分別為 10% / 10% 、 24% ） 900kg/hm² ，移栽煙苗后 ⁷.20d 分別施氮鉀肥（ _N，K20 含量分別為15%30%）37.5～60.112.5～150kg/hm² 。所有樣地采用壟作栽培，土壤類型為黃壤或紫色土。

1.3 取樣方法

從2022年4月按照煙草返苗期（種植后 7～ 10d ）、伸根期（返苗期后 25～30d 、旺長(zhǎng)期（伸根期后 25～30d 和成熟期（旺長(zhǎng)期后 50～60d 在每個(gè)樣方使用手撿法收集大型土壤動(dòng)物，取樣面積50cm×50cm ，取樣深度 15cm 。將所收集的大型土壤動(dòng)物裝入離心管并做好標(biāo)記，用 75% 乙醇固定。同時(shí)，在大型土壤動(dòng)物調(diào)查的樣方相鄰位置取0～15cm 土層適量土樣，裝入做好標(biāo)記的自封袋，用于土壤理化性質(zhì)分析。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，使用體視顯微鏡（OlympusSZX7）和光學(xué)顯微鏡（OlympusCX41），根據(jù)《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》[18]對(duì)大型土壤動(dòng)物進(jìn)行分類鑒定及計(jì)數(shù)，一般鑒定到科。土壤pH值及有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、有效氮、有效磷和有效鉀含量的測(cè)定方法參考《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析法》[19]

1.4數(shù)據(jù)分析

采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)分析大型土壤動(dòng)物多樣性，公式為： 。式中：S為類群數(shù)； P_i 為第 i 個(gè)類群的百分比。數(shù)據(jù)進(jìn)行 轉(zhuǎn)換降低非正態(tài)性后使用重復(fù)測(cè)量方差分析進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，若差異顯著則用 LSD 法或Tamhane's T2（M） 法進(jìn)行多重比較。使用單因素方差分析（one-wayANOVA）檢驗(yàn)不同煙草生長(zhǎng)期大型土壤動(dòng)物的差異。使用Pearson相關(guān)系數(shù)（雙尾檢驗(yàn)）進(jìn)行相關(guān)性分析。

使用主成分分析（principalcomponentanalysis，PCA）和置換多元方差分析（permutationalmultivariate analysis ofvariance，PERMANOVA）檢驗(yàn)地膜覆蓋和煙草品種對(duì)大型土壤動(dòng)物群落組成的影響。由于有較多樣地未發(fā)現(xiàn)大型土壤動(dòng)物，為降低“雙零問(wèn)題”的影響，將相同類型樣地4次取樣的數(shù)據(jù)合并后取平均值再進(jìn)行排序，排序前刪除僅出現(xiàn)1次的類群。

在MicrosoftExcel2010和SPSS16.0上完成數(shù)據(jù)的處理分析，使用R語(yǔ)言中的Vegan包進(jìn)行PCA分析，用ggplot2包作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1大型土壤動(dòng)物種類和數(shù)量

調(diào)查共獲得大型土壤動(dòng)物283個(gè)，隸屬8綱17目44科（表1）。優(yōu)勢(shì)類群為蟻科（Formicidae），占總密度的14. 29% ；常見類群為絲尾螻科（Diplatyidae）、鈍科（Japygidae）和單向蚓科（Haplotaxidae）等18類，占總密度的 71.06% ；其余為稀有類群，占總密度的 14.65% 。

其中，地膜覆蓋云煙87優(yōu)勢(shì)類群為蟋蟀總科（Grylloidae）弱蛛科（Leptonetidae）、蟻科、擬扁蛛科（Selenopidae）和鱗嚙科（Lepidopsocidae），分別占總密度的15. 63% ！ 15.63% 、 10.16% 、 10.16% 和

10.16% ；常見類群為狼櫛蛛科（Zoridae）、蜚蠊科（Blattidae）和長(zhǎng)角象甲科（Anthribidae）成蟲等，占總密度的 38.29% ；無(wú)稀有類群。

無(wú)地膜云煙87優(yōu)勢(shì)類群為單向蚓科、絲尾螻科和鈍蚣科3類，分別占總密度的 12.03% 、 10.65% 和10. 65% ；常見類群為蜚蠊科、舌文蚓科（Glossoscolecidae）和弱蛛科（Leptonetidae）等19個(gè)類群，占總密度的 58.42% ；其余11類為稀有類群，占總密度的 8.25% 。

地膜覆蓋K326優(yōu)勢(shì)類群為蟻科、絲尾科、鈍蟻科和狼櫛蛛科4類群，分別占總密度的 19.74% 、17.60% 、17. 60% 和 12.01% ；常見類群為蟋蟀總科、康蚣科（Campodeidae）和鞘翅目幼蟲（Coleopteralarvae）等15類，占總密度的 33.05% ；無(wú)稀有類群。

無(wú)地膜K326優(yōu)勢(shì)類群為蟻科和蛄蝓科（Limacidae）2類，分別占總密度的25. 35% 和21. 36% ；常見類群為步甲科（Carabidae）成蟲、單向蚓科和蜚蠊科等20類，占總密度的 53.29% ；無(wú)稀有類群。

PCA分析結(jié)果（圖1）表明，第一、第二排序軸分別解釋了 26.35% ，21.51% 的變異信息。置換多元方差分析顯示，煙草品種和地膜覆蓋對(duì)大型土壤動(dòng)物群落組成格局有明顯的影響（ F=3，50 ， Plt; 0.01），與地膜覆蓋云煙87、K326煙田相比，無(wú)地膜云煙87、K326煙田大型土壤動(dòng)物群落組成差異更大。地膜覆蓋K326各樣地間的大型土壤動(dòng)物群落組成分化程度較其他類型煙田更高，地膜覆蓋云煙87分化程度最低。

蟻科 2 步甲科成蟲 地膜覆蓋云煙87 蛞蝓科 長(zhǎng)角象甲科成蟲 ▲ 無(wú)地膜云煙87 鞘翅目幼蟲 地膜覆蓋K326 15551115 1 足裝科 □ 無(wú)地膜K326 正蚓科 磊科 □ 蝶科 蟋蟀總科 絲尾科 擬扁蛛科 異紡蛛科 0 1 狼櫛蛛科 B L 舌文蚓科 大蠶蛾科 A 料料 縫科 科 蜚蠊科 單向蚓科 0 2 PC1（26.35%）

2.2大型土壤動(dòng)物多樣性變化

重復(fù)測(cè)量分析（圖2）表明，生境、生長(zhǎng)期及其交互作用顯著影響大型土壤動(dòng)物類群數(shù)、密度和Shannon-Wiener指數(shù)（ Plt;0.05 ）。其中，無(wú)地膜云煙87大型土壤動(dòng)物類群數(shù)顯著高于地膜覆蓋云煙

87、地膜覆蓋K326和無(wú)地膜K326，地膜覆蓋K326 和無(wú)地膜K326大型土壤動(dòng)物類群數(shù)顯著高于地膜 覆蓋云煙87；地膜覆蓋云煙87大型土壤動(dòng)物密度 顯著低于無(wú)地膜云煙87、地膜覆蓋K326和無(wú)地膜 K326，無(wú)地膜云煙87大型土壤動(dòng)物 Shannon - Wiener指數(shù)顯著高于地膜覆蓋云煙87、地膜覆蓋 K326和無(wú)地膜K326，其余無(wú)顯著差異。單因素方 差分析顯示，無(wú)地膜云煙87、地膜覆蓋K326和無(wú)地 膜 K326大型土壤動(dòng)物類群數(shù)（ ， （20 30.74，Plt;0.001 ）、密度 " .001）和 Shannon－Wiener指數(shù) （2 ， Plt;0.001 ;F_{K326I?+[4，H]?}=6.16，Plt;0.01） 受煙草生長(zhǎng)期

影響明顯（ ?Plt;0.05） 。

2.3大型土壤動(dòng)物與土壤因子的關(guān)系

煙草品種和地膜覆蓋影響土壤理化性質(zhì)見表2。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示，無(wú)論是否存在地膜覆蓋，K326樣地土壤有機(jī)質(zhì)和有效氮含量均顯著高于云煙87 （Plt;0.05） 。地膜覆蓋對(duì)土壤有效氮含量的影響因煙草品種而不同，地膜覆蓋顯著降低了云煙87土壤有效氮含量（ Plt;0.05 ），但未對(duì)K326產(chǎn)生顯著影響。其余影響均不顯著。

大型土壤動(dòng)物與土壤理化性質(zhì)相關(guān)性分析（表3）顯示，僅Shannon-Wiener指數(shù)與有效磷含量顯著正相關(guān)（ Plt;0.05 ），其余無(wú)顯著相關(guān)性。

3討論與結(jié)論

雜食性是土壤動(dòng)物對(duì)不穩(wěn)定環(huán)境適應(yīng)的表現(xiàn)[20-21]，而本研究區(qū)個(gè)體數(shù)量最為豐富的類群為雜食性的螞蟻（表1），螞蟻的優(yōu)勢(shì)地位有效表征了煙田的弱穩(wěn)定性特征。地膜覆蓋K326樣地被水溝所環(huán)繞，絲尾螻科在地膜覆蓋K326的密度占比達(dá) 17.60% ，遠(yuǎn)高于無(wú)地膜云煙87（ 10.65% ）和地膜覆蓋云煙

87（0），絲尾螻科在不同生境中分布狀況符合其對(duì)潮濕環(huán)境偏好的特點(diǎn)。對(duì)環(huán)境濕度要求較高的蛄蝓科僅出現(xiàn)于K326煙田，在云煙87煙田未發(fā)現(xiàn)，表明蛞蝓科分布范圍狹窄，環(huán)境敏感性強(qiáng)。絲尾蝮科和蛞蝓科在不同樣地的分布特征有效反映了不同煙田環(huán)境條件的差異，K326煙田大型土壤動(dòng)物群落組成更具濕生性特點(diǎn)。以上結(jié)果說(shuō)明，環(huán)境條件變化會(huì)導(dǎo)致大型土壤動(dòng)物群落組成分化，進(jìn)而反映環(huán)境的差異。

同一煙草品種相比，地膜覆蓋顯著降低了云煙87 樣地土壤的有效氮含量，但并未對(duì)K326樣地土壤有效氮含量產(chǎn)生影響。相較于地膜覆蓋，煙草品種對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響更大，無(wú)論是否覆蓋地膜，K326樣地的土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量均顯著高于云煙87，即煙草品種變化對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和全氮的影響顯著大于地膜覆蓋處理（表2）。盡管地膜覆蓋改變了土壤有效氮和有機(jī)質(zhì)含量，但這并不會(huì)影響大型土壤動(dòng)物的空間分布格局（表3）。地膜覆蓋導(dǎo)致云煙87樣地大型土壤動(dòng)物類群數(shù)、密度和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)降低，可能與土壤孔隙變化有關(guān)。土壤結(jié)構(gòu)特征影響土壤養(yǎng)分供給、氣體交換及水分的保持滲透等一系列過(guò)程[22-23]，疏松的土壤結(jié)構(gòu)有利于氣體交換，提高入滲率和含水量，促進(jìn)微生物降解及植物根系生長(zhǎng)發(fā)育，適宜的物理環(huán)境使土壤動(dòng)物更為豐富[24-26]；而孔隙的減少不僅壓縮土壤動(dòng)物生存空間，土壤氧氣供應(yīng)也會(huì)受阻，從而抑制土壤動(dòng)物活動(dòng)[27-28]。Roithmeier 等研究發(fā)現(xiàn)，土壤孔隙減少會(huì)阻礙蚯蚓掘穴活動(dòng)及影響微生物生長(zhǎng)，對(duì)土壤養(yǎng)分周轉(zhuǎn)和供應(yīng)有限制作用[29]。吳東輝等指出，土壤孔隙的多寡是制約線蚓科個(gè)體數(shù)量的重要因素，牛羊踐踏使土壤緊實(shí)，從而導(dǎo)致線蚓科數(shù)量減少[30]。地膜覆蓋改變土壤結(jié)構(gòu)、減少孔隙數(shù)量[31]，可能使地膜覆蓋云煙 87 煙田大型土壤動(dòng)物類群數(shù)、密度和多樣性指數(shù)顯著降低。然而，在K326煙田，地膜并未使大型土壤動(dòng)物類群數(shù)、密度和多樣性指數(shù)發(fā)生顯著變化，這是因?yàn)橥寥绖?dòng)物的分布不僅受土壤孔隙的影響，還與樣地周圍的情況有關(guān)[32]。地膜覆蓋和無(wú)地膜 K326樣地均被水溝包圍，較高的土壤含水率能夠促進(jìn)土壤動(dòng)物的生長(zhǎng)活動(dòng)[33」，減弱了地膜覆蓋帶來(lái)的負(fù)面影響。相關(guān)研究顯示，林地?fù)碛休^大的斑塊面積和較高的植被覆蓋度，可為農(nóng)田節(jié)肢動(dòng)物提供良好的棲息環(huán)境和食物源，相較于自然（農(nóng)田邊界、溝渠等）和人工邊界（道路、溝渠緩沖帶）能支持更高的農(nóng)田蜘蛛活動(dòng)密度，因此農(nóng)田周圍營(yíng)建防護(hù)林等非耕作環(huán)境，有利于農(nóng)田節(jié)肢動(dòng)物的物種數(shù)和多樣性[34-35]。本研究中無(wú)地膜云煙87煙田與林地靠近，無(wú)論是大型土壤動(dòng)物個(gè)體密度還是多樣性都表現(xiàn)出高于其他生境的趨勢(shì)，顯示農(nóng)田相鄰非作物生境類型可在一定程度上影響大型土壤動(dòng)物群落特征。無(wú)地膜云煙87樣地蜘蛛種類和數(shù)量豐富，蜘蛛的捕食行為對(duì)被捕食者的競(jìng)爭(zhēng)排斥有限制作用[36-37]，可能通過(guò)下行控制作用提高無(wú)地膜云煙87樣地大型土壤動(dòng)物多樣性[38]，使無(wú)地膜云煙87大型土壤動(dòng)物多樣性顯著高于K326。

地膜覆蓋對(duì)大型土壤動(dòng)物密度和多樣性動(dòng)態(tài)變化的影響因煙草品種不同而不同。已有研究表明，季節(jié)變化過(guò)程中大型土壤動(dòng)物更易受植物群落的調(diào)控[39]。隨著煙草的生長(zhǎng)，雜草大量出現(xiàn)，煙田植被無(wú)論是高度還是覆蓋度都發(fā)生了明顯變化，復(fù)雜的植被形成適宜的微生境[33]，促使無(wú)地膜云煙87、地膜覆蓋K326和無(wú)地膜K326大型土壤動(dòng)物的類群數(shù)、密度和Shannon-Wiener指數(shù)從返苗期到旺長(zhǎng)期均有不同程度的增加；而到了成熟期后，由于煙葉采收，煙草所形成的弱光、高濕小環(huán)境受到破壞，大型土壤動(dòng)物尤其是喜濕性類群因生長(zhǎng)、繁殖受制約而向周圍環(huán)境轉(zhuǎn)移[40]，無(wú)地膜云煙87、地膜覆蓋K326和無(wú)地膜K326大型土壤動(dòng)物類群數(shù)、密度和Shannon-Wiener指數(shù)因此而降低。與其他煙田不同，地膜覆蓋云煙87大型土壤動(dòng)物受煙草生長(zhǎng)時(shí)間的影響并不明顯，這可能是由于大型土壤動(dòng)物類群數(shù)和密度過(guò)低，無(wú)法顯示統(tǒng)計(jì)學(xué)差異所致。

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