蚯蚓改良水浇地土壤入渗性能及影响因素分析

【目的】探究蚯蚓不同生态类型和密度对水浇地土壤水分入渗特征的影响。【方法】选取表栖型赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)和深栖型参状远盲蚓(Amynthas aspergillum)为研究对象,以无蚯蚓土壤处理为对照,采用一维定水头土柱模拟试验,探究蚯蚓不同生态类型和密度(低密度4 g·kg^(-1),高密度8 g·kg^(-1))对土壤湿润锋、累积入渗量、入渗速率、含水率的影响及其与土壤性状的关系,并利用Philip模型和Kostiakov模型拟合分析土壤水分入渗规律。【结果】(1)在相同时间内,蚯蚓明显降低湿润锋推进距离、推进速率、累积入渗量及入渗速率,尤其是低密度参状远盲蚓影响最为显著(P<0.01),且低密度蚯蚓的入渗性能较高密度蚯蚓处理差。(2)各处理入渗结束后,土壤含水率存在差异,参状远盲蚓极显著提高土壤含水率(P<0.01),且低密度处理最佳。(3)蚯蚓通过改变土壤的理化性质来降低土壤水分的入渗性能,其中电导率(Electricity conductivity,EC)值、有效磷(Available phosphorus,AP)值和砂粒为土壤水分入渗的主要驱动因素。(4)与Philip模型拟合结果相比,采用Kostiakov模型拟合效果更适用,对参状远盲蚓处理土壤入渗过程的拟合精度(RMSE≤4.80 mm)更高,且参状远盲蚓极显著降低了累积入渗量衰减程度(P<0.01)。【结论】经赤子爱胜蚓和参状远盲蚓改良后的水浇地土壤(壤砂质地),水分入渗性能降低,但对水分的蓄持能力增加。在改良水浇地土壤时,添加低密度的参状远盲蚓有利于土壤持水。

蚯蚓生态类型和密度对水浇地土壤综合质量的影响

【目的】通过室内培养试验探究不同生态类型蚯蚓及其接种密度对土壤物理指标、pH、养分指标和阳离子交换性能的影响,为改善华南地区水浇地土壤质量提供参考依据。【方法】分别设无蚯蚓对照土壤(CK)、低密度赤子爱胜蚓处理(E1:20条,约10 g)、高密度赤子爱胜蚓处理(E2:40条,约20 g)、低密度参状远盲蚓处理(A1:2条,约10 g)和高密度参状远盲蚓处理(A2:4条,约20 g),测定并对比分析不同处理的土壤机械组成、pH、养分含量和阳离子交换性能。【结果】与CK相比,各蚯蚓处理均显著降低土壤砂粒含量(P<0.05,下同),并显著提升土壤的粉粒和黏粒含量,然而相同密度下不同生态类型及相同生态类型下不同密度处理之间的机械组成均无显著差异(P>0.05)。低密度接种条件下,与CK相比,接种赤子爱胜蚓显著降低土壤pH,提高土壤交换性镁含量;接种参状远盲蚓显著降低土壤电导率和有效磷含量;相比接种赤子爱胜蚓处理,接种参状远盲蚓处理的土壤pH更高,电导率、有效磷和交换性镁含量更低。高密度接种条件下,与CK相比,接种2种生态类型蚯蚓均显著降低土壤电导率,而接种参状远盲蚓也显著降低有效磷含量及显著提高土壤p H、有机碳含量和碳氮比;相比接种赤子爱胜蚓处理,接种参状远盲蚓处理的土壤pH、有机碳、碳氮比更高,有效磷含量更低。主成分分析结果显示,接种蚯蚓处理的土壤养分含量、阳离子交换性能及黏粒、粉粒含量均有提高;接种高密度蚯蚓有更高的碳氮比、有机碳、粉粒和黏粒含量,接种低密度蚯蚓有更高的砂粒和有效磷含量;赤子爱胜蚓处理的阳离子交换性能、电导率、有效磷、全氮和碱解氮含量较高,参状远盲蚓处理的pH、碳氮比和有机碳含量较高。基于主成分分析结果进行土壤综合质量指数计算,结果显示接种低密度赤子爱胜蚓处理可显著提高土壤综合质量。【结论】在华南地区水浇地的生态管理上,选择接种低密度的表栖型赤子爱胜蚓有利于改变土壤质地并提升土壤综合质量。