不同秸秆还田量对冬春季稻虾田大型底栖动物的影响.pdf

D O I:1 0.1 6 3 7 8/j.c n k i.1 0 0 3-1 1 1 1.2 1 0 6 3第4 2卷第4期2 0 2 3年7月水产科学F I S HE R I E S S C I E N C EV o l.4 2N o.4J u l.2 0 2 3不同秸秆还田量对冬春季稻虾田大型底栖动物的影响孙 颖1,2,3,李 威1,2,3,奚业文4,成永旭1,2,3,李嘉尧1,2,3(1.上海海洋大学,农业农村部稻渔综合种养生态重点实验室,上海2 0 1 3 0 6;2.上海海洋大学,上海水产养殖工程技术研究中心,上海2 0 1 3 0 6;3.上海海洋大学,水产科学国家级实验教学示范中心,上海2 0 1 3 0 6;4.安徽省水产技术推广总站,安徽 合肥2 3 0 0 0 0)摘 要:为探明不同秸秆还田量对冬春季稻虾田大型底栖动物群落结构的影响,于2 0 1 8年1 2月2 0 1 9年7月,采取田间小区试验,共设置3种秸秆还田量(1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2)组和1个对照组(还田量0),分析投放克氏原螯虾前后不同还田量处理对大型底栖动物的物种多样性、密度以及生物量的影响。试验结果表明,各组物种多样性指数在克氏原螯虾投放前表现为3 5 0 0k g/h m24 5 0 0k g/h m21 5 0 0k g/h m20,投放后表现为03 5 0 0k g/h m24 5 0 0k g/h m21 5 0 0k g/h m2。投放克氏原螯虾前,总密度和生物量与还田量的关系均表现为4 5 0 0k g/h m23 5 0 0k g/h m21 5 0 0k g/h m2。投放后,还田量1 5 0 0k g/h m2组、3 5 0 0k g/h m2组和4 5 0 0k g/h m2组总密度显著下降。优势度指数计算发现,霍甫水丝蚓、苏氏尾鳃蚓和大脐圆扁螺为投放克氏原螯虾前还田量3 5 0 0k g/h m2和4 5 0 0k g/h m2组主要优势种,在投放后优势度明显下降,表明以上种类可能是克氏原螯虾重要动物饵料,其中还田量3 5 0 0k g/h m2组优势种密度下降幅度明显高于还田量1 5 0 0k g/h m2组和4 5 0 0k g/h m2组。冗余分析结果显示,土壤容重、土壤有机质、土壤总磷是影响大型底栖动物的主要环境因子。在本试验条件下,综合克氏原螯虾投放前后大型底栖动物群落结构变化特点、土壤肥力以及养殖水体指标情况确定,最适秸秆还田量为3 5 0 0k g/h m2。关键词:稻虾种养;秸秆还田;大型底栖动物;群落结构;物种多样性中图分类号:S 9 1 7文献标识码:A文章编号:1 0 0 3-1 1 1 1(2 0 2 3)0 4-0 5 5 6-1 0收稿日期:2 0 2 1-0 4-1 2;修回日期:2 0 2 2-0 3-2 1.基金项目:国家重点研发计划项目(2 0 1 9 Y F D 0 9 0 0 3 0 4);财政部与农业农村部现代农业产业技术体系项目(C A R S-4 8);上海市科委社会发展科技攻关项目(2 1 D Z 1 2 0 1 9 0 0).作者简介:孙颖(1 9 9 4),女,硕士研究生;研究方向:稻虾养殖生态.E-m a i l:2 9 3 3 8 1 4 8 5 5q q.c o m.通信作者:李嘉尧(1 9 8 3),男,副教授;研究方向:稻虾种养模式和虾蟹类营养与饲料.E-m a i l:j y-l i s h o u.e d u.c n.稻-小 龙 虾 克 氏 原 螯 虾(P r o c a m b a r u sc l a r k i i)综合种养模式(以下简称“稻虾种养模式”)是我国长江中下游平原地区一种主流的将种植业和养殖业相结合的新型生态农业模式,近年来发展迅速,获得了较好的效益,2 0 1 9年全国稻虾养殖面积已达1 1 0万h m21-2。目前在稻虾种养模式的轮作阶段,通常采用秸秆还田的方式来增加土壤肥力,培养稻田生物作为克氏原螯虾的天然饵料3。水稻秸秆富含氮、磷、钾等营养元素,秸秆还田可以将秸秆中的营养元素释放到土壤中,改良土壤结构,提高土壤肥力,同时减少化肥的使用,从而改善稻田生态环境4-5。秸秆还田通过改变土壤有机质、土壤总磷、土壤容重等参数进而影响土壤动物的生长6-9,部分大型底栖动物具备较高营养价值,是虾蟹等水生动物喜食的动物饵料1 0-1 1。有研究表明,秸秆还田处理后的土壤动物种群和多样性明显高于未进行秸秆处理的土壤1 2-1 4。但若还田方法不当,会导致死苗、作物病害,造成土壤和水体污染,进而影响克氏原螯虾的后续生长1 5-1 6。有研究表明,还田量较低,促肥效果不明显,而还田量过大,则会导致土壤微生物与作物幼苗争夺养分,影响作物后续生长1 7。大型底栖动物作为稻虾生态系统的重要组成部分,参与生态系统的物质循环和能量流动1 8。在适宜的生态环境下,大型底栖动物物种数量均匀、物种多样性高;当生态环境恶化时,耐污种大量的生长会导致物种多样性降低1 9-2 1。因此,大型底栖动物的群落结构变化具有较好的环境指示作用,可用于评估秸秆还田及克氏原螯虾放养后的稻田生态环境情况。笔者研究不同秸秆还田量对稻虾田大型底栖动物群落结构的影响,结合环境因子分析,为冬春季稻虾田合理还田提供理论依据,同时也为促进稻虾种养模式的可持续发展提供参考。1 材料与方法1.1 试验设计及养殖管理本试验于2 0 1 8年1 2月2 0 1 9年8月在上海海洋大学崇明基地(N3 1 3 4,E1 2 1 3 3)进行,试验地处上海崇明区竖新镇,属亚热带海洋性季风气候,温和湿润。经检测试验地供试土壤为砂壤土,试验开始前02 0c m土层土壤总氮0.5 9g/k g,土壤总磷0.2 2g/k g,有机质1 0.8 9g/k g,土壤容重1.1 4g/c m3,p H7.6。每个稻虾田块面积1 2 5 m2(1 2.5m1 0.0 m),按田块面积的1 0%在四周开“回”字沟,环沟深度0.6m、上宽0.5m、下宽0.3m,中央为种稻平台。各田块均有独立进排水。2 0 1 8年1 2月2 7日按2 0 0 0k g/h m2的用量采用生石灰对稻虾田进行消毒。试验共设置3个还田量(1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2)组和1个对照组(还田量为0),每组3个平行(表1)。将自然风干的秸秆粉碎成35c m的段状,于2 0 1 9年1月2 4日铺盖于土壤表面,氮肥均匀泼洒在水稻种植平台上,各处理组统一深翻1 5c m,还田后当日对稻虾田进行加水,试验期间,每5d补水1次,保持水位在平台以上3 03 5c m。3月 中 旬 在 环 沟 内 种 植 伊 乐 藻(E l o d e an u t t a l l i i)和 空 心 莲 子 草(A l t e r n a n t h e r ap h i l o x e-r o i d e s)约占环沟总面积的3 0%,并及时打捞,控制所占面积。2 0 1 9年4月2 8日,除对照组外,每个稻虾田块投放平均体质量(5.21.2)g的克氏原螯虾6 0 0尾。此后每日1 8:0 0按虾体质量的3%5%投喂商业配合饲料(澳华饲料有限公司),根据天气情况和克氏原螯虾的生长状况灵活调整投喂量。饲料的营养组成:粗蛋白(干质量)2 8.6%、总脂肪(干质量)4.3 4%、水分8.3 6%、灰分(干质量)4.0 4%。表1 试验处理的秸秆和氮肥施用量以及碳氮比 T a b.1 A p p l i c a t i o nr a t e s o f r i c e s t r a wa n du r e a,a n dC/Nr a t i o si nt h ee x p e r i m e n t a l t r e a t m e n t s秸秆还田量/k gh m-2S t r a w尿素/k gh m-2U r e a碳氮比C/Nr a t i o0/1 5 0 07 2.9 81 513 5 0 01 7 0.3 01 514 5 0 02 1 8.9 61 511.2 样品采集及处理在2 0 1 9年1月2 4日、3月4日、4月1日、5月3日、6月1 7日和7月1 8日水温处于稳定上升期的晴天采集土壤大型底栖动物,使用面积为0.0 9m2的索伯网按照对角线布点法在每个田块采样。将样品用水洗净,除去可见杂质后,在实验室内进行物种鉴定、计数及质量计算。样品的鉴定参照 淡水微型生物与底栖动物图谱2 2,样品的数量及质量按照1m2进行密度(个/m2)及生物量(m g/m2)的换算。1.3 环境因子的测定采用“5点法”收集土壤表层土(02 0c m)装入自封袋带回实验室,剔除可见杂质。室内自然阴干后粉碎,过0.4 2 5mm筛网,用于土壤理化性质的测定。用环刀采集土壤,放入烘箱,1 0 0烘干至恒等质量,利用土壤湿质量与干质量差值计算土壤容重。在稻田环沟四周每条边的中心点进行水样的采集,用1L采水器在每个点距离水面3 0c m处采集水样进行水化分析,一部分水样进行水体总氮、总磷的测定,一部分水样混匀经0.2 2m的微孔滤膜过滤后用于氨氮、硝态氮、亚硝态氮和磷酸盐含量的测定。水体溶解氧水平、p H、水温采用哈希多参数水质测量仪测定。土壤有机质采用重铬酸钾容量法测定,土壤总氮采用凯式定氮法测定,土壤总磷采用酸溶-钼锑抗分光光度法测定。水体总氮采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(G B1 1 8 9 48 9)测定,水 体 总 磷 采 用 钼 酸 铵 分 光 光 度 法(G B1 1 8 9 38 9)测定、水体氨氮含量采用纳氏试剂分光光度法(G B7 4 7 98 7)测定,硝态氮含量采用紫外分光光度法(H J/T3 4 62 0 0 7)测定,亚硝态氮含量采用分光光度法(G B7 4 9 38 7)测定,磷酸盐含量采用钼锑抗分光光度法(G B1 1 8 9 38 9)测定。试验中所用试剂均购自国药集团化学试剂有限公司。土壤样品的采集及处理参照 土壤农业化学分析方法2 3。1.4 数据分析采用香农-维纳多样性指数(H)以及优势度指数(Y)分析不同采样月的大型底栖动物物种多样性及优势种2 4-2 5,各参数计算公式如下:H=-Pil o g2Pi(1)Y=Pifi(2)式中,Pi为第i种的个数与总个数的比值,fi为物种i出现的频率。Y0.0 2时,该种为优势种。试验结果用平均值标准差表示。利用S P S S2 0.0软件对密度、生物量、多样性指数、土壤和水质指标进行单因素方差分析,利用邓肯法进行组间差异性分析,P0.0 5为差异显著。利用t检验进行755第4期孙 颖等:不同秸秆还田量对冬春季稻虾田大型底栖动物的影响相同处理不同时间段差异性分析,P3 5 0 0k g/h m21 5 0 0k g/h m2,投放克氏原螯虾后,6月各组均有下降,下降幅度依次为3 5 0 0k g/h m21 5 0 0k g/h m24 5 0 0k g/h m20。7月对照组已显著高于其他组(P0.0 5)。大型底栖动物生物量变化见图1 b,整体也呈先升后降趋势。其中还田量4 5 0 0k g/h m2组提升生物量作用明显。还田量4 5 0 0k g/h m2组在3月已显著高于其他处理组(P3 5 0 0k g/h m21 5 0 0k g/h m2。投放克氏原螯虾后,各处理组在6月开始下降,下 降幅度依次 为3 5 0 0k g/h m21 5 0 0k g/h m24 5 0 0k g/h m20。7月对照组有所下降,还田量1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组小幅度上升。图1 大型底栖动物总密度和生物量F i g.1 M a c r o b e n t h i cd e n s i t ya n db i o m a s s0k g/h m2.秸秆不还田不施氮肥;1 5 0 0k g/h m2.秸秆还田量为1 5 0 0k g/h m2;3 5 0 0k g/h m2.秸秆还田量为3 5 0 0k g/h m2;4 5 0 0k g/h m2.秸秆还田量为4 5 0 0k g/h m2;不同字母表示不同处理组差异显著(P0.0 5);图中数据为平均值标准差(n=3);下同.0k g/h m2.s t r a wr e m o v a l a n dn oNf e r t i l i z e r;1 5 0 0k g/h m2.t h es t r a wr e t u r n i n ga m o u n t o f 1 5 0 0k g/h m2;3 5 0 0k g/h m2.t h es t r a wr e t u r n i n ga m o u n to f 3 5 0 0k g/h m2;4 5 0 0k g/h m2.t h es t r a wr e t u r n i n ga m o u n to f 4 5 0 0k g/h m2;m e a n sw i t hd i f f e r e n t l e t t e r s a r e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s a m o n g t r e a t m e n t s(P0.0 5);t h ed a t e a r e a v e r a g ev a l u e sa n ds t a n d a r de r r o ro f t h r e er e p l i c a t e s(n=3);e t s e q u e n t i a.2.2 物种多样性试验开始后,各组香农-维纳多样性指数均呈上升趋势,还田量1 5 0 0k g/h m2组、3 5 0 0k g/h m2组和4 5 0 0k g/h m2组增速较快。还田量同样影响香农-维纳多样性 指数,4月 还 田 量3 5 0 0k g/h m2组 和4 5 0 0k g/h m2组已显著高于其他组(P0.0 5)。投放克氏原螯虾后,7月对照组持续上升并显著高于其他组(P0.0 5),但均显著高于还田量1 5 0 0k g/h m2组和对照组(P0.0 5)。投放克氏原螯虾后,6月结果显示,还田量1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组明显下降,而对照组持续上升并显著高于其他组(P0.0 5)。7月还田量1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组虽有所增加,但显著低于5月的采样结果(P0.0 5)(图3)。图3 苏氏尾鳃蚓的密度F i g.3 D e n s i t y i nB.s o w e r b y i上方“#”代表同一处理不同采样时间段差异显著(P3 5 0 0k g/h m204 5 0 0k g/h m2,还田量1 5 0 0k g/h m2组和3 5 0 0k g/h m2组无显著差异。投放克氏原螯虾后,各处 理 组 密 度 明 显 下 降。7月 还 田 量1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组密度相比5月下降显著(P3 5 0 0k g/h m24 5 0 0k g/h m20(图4)。955第4期孙 颖等:不同秸秆还田量对冬春季稻虾田大型底栖动物的影响图4 霍甫水丝蚓的密度F i g.4 D e n s i t y i nL.h o f f m e i s t e r i 大脐圆扁螺密度变化见图5。15月还田量1 5 0 0k g/h m2组 基本无增 长趋势。还 田 量3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组在5月达到峰值,密度与还田量的关系表现为4 5 0 0k g/h m23 5 0 0k g/h m2,差异不显著(P0.0 5)。投放克氏原螯虾后,7月对照组密度持续上升,还田量1 5 0 0k g/h m2组无大脐圆扁螺,而还田量3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组相比5月下降显著(P3 5 0 0k g/h m2,还田量4 5 0 0k g/h m2组密度在3月已显著高于其他组(P0.0 5)。图6 泉膀胱螺的密度F i g.6 D e n s i t y i nP.f o n c i n a l i s065水 产 科 学第4 2卷2.4 稻虾田大型底栖动物群落结构与理化因子的相关性分析冗余分析结果显示,在15月还田量1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组中,土壤总磷、土壤有机质和土壤容重是影响大型底栖动物群落的主要环境因子。优势种霍甫水丝蚓和苏氏尾鳃蚓的密度与土壤有机质和土壤总磷正相关,与土壤容重负相关(图7 a)。优势种密度分析结果显示(图5、图6),还田量1 5 0 0k g/h m2组泉膀胱螺和大脐圆扁螺的密度始终较低,因此单独将软体动物(铜锈环棱螺、泉膀胱螺、大脐圆扁螺、中华圆田螺、河蚬)和环境因子进行相关性分析。冗余分析表明,土壤总磷、水体总磷和水温是影响软体动物的主要环境因子,优势种大脐圆扁螺和泉膀胱螺的密度均与上述3种环境因子正相关(图7 b)。图7 大型底栖动物(a)及软体动物(b)与环境因子的冗余排序F i g.7 R D Ao r d i n a t i o nd i a g r a mo fm a c r o i n v e r t e b r a t e s(a)a n dM o l l u s c a(b)-e n v i r o n m e n t a l f a c t o r sS OM.土壤有机质;S T N.土壤总磷;S B D.土壤容重;T.温度;T P.总磷;B r a.苏氏尾鳃蚓;L i m.霍甫水丝蚓;P e l.粗腹摇蚊;B e l.铜锈环棱螺;P h y.泉膀胱螺;H i p.大脐圆扁螺;C i p.中华圆田螺;H i r.水蛭;C h i.羽摇蚊;C o r.河蚬.S OM.s o i l o r g a n i cm a t t e r;S T N.s o i l t o t a lp h o s p h o r o u s;S B D.s o i lb u l kd e n s i t y;T.w a t e rt e m p e r a t u r e;T P.t o t a lp h o s-p h o r o u s;B r a.B.s o w e r b y i;L i m.L.h o f f m e i s t e r i;P e l.P e l o p i a;B e l.B.a e r u g i n o s a;P h y.P.f o n c i n a l i s;H i p.H.u m b i l i c a-l i s;C i p.C.c a h a y e n s i s;H i r.H i r u d o;C h i.C.p l u m o s u s;C o r.C.f l u m i n e a.2.5 水土理化指标冗余分析得出的影响15月大型底栖动物群落变化的主要环境因子的参数见表2。各月还田量1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组土壤有机质含量均无显著差异(P0.0 5),且高于对照组;随时间延长,各组有机质含量均呈上升趋势。随时间延长,各组土壤总磷呈上升趋势,各组间无显著差异(P0.0 5),还田量3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组始终高于还田量1 5 0 0k g/h m2组和对照组。随时间延长,还田量1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组土壤容重均呈下降趋势,对照组几乎无变化,还田量3 5 0 0k g/h m2组下降幅度始终高于还田量1 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组。随时间延长,对照组水体总磷质量浓度呈下降趋势且变化较小;还田量1 5 0 0k g/h m2组始终低于还田量3 5 0 0k g/h m2组和4 5 0 0k g/h m2组,3个处理组均呈波动上升趋势。还田期间,各组水体总氮质量浓度先升后降,在4月达到峰值,然后随着时间的推移迅速下降,保持较低的水平。表2 稻虾田块环境参数 T a b.2 E n v i r o n m e n t a l p a r a m e t e r s i nr i c e-c r a y f i s hf i e l d s日期D a t e秸秆还田量/k gh m-2Am o u n to f s t r a wr e t u r n i n g有机质/gk g-1O r g a n i cm a t t e r土壤总磷/gk g-1T o t a l p h o s p h o r u s土壤容重/gm-3S o i lb u l kd e n s i t y水体总磷/gL-1T o t a lP水体总氮/gL-1T o t a l n i t r o g e n2 0 1 9-0 1-2 401 1.5 80.2 9a0.2 20.0 2a1.3 00.0 3a0.0 70.0 0b3.1 00.0 8a1 5 0 01 1.0 50.2 6a0.2 30.0 1a1.1 30.0 3b0.0 70.0 0b2.9 00.0 6a3 5 0 01 1.0 10.3 0a0.2 10.0 1a1.2 90.0 3a0.1 00.0 0a2.9 00.0 8a4 5 0 01 1.6 90.0 1a0.2 10.0 2a1.3 30.0 3a0.0 70.0 0b2.9 00.0 4a165第4期孙 颖等:不同秸秆还田量对冬春季稻虾田大型底栖动物的影响(续表2)日期D a t e秸秆还田量/k gh m-2Am o u n to f s t r a wr e t u r n i n g有机质/gk g-1O r g a n i cm a t t e r土壤总磷/gk g-1T o t a l p h o s p h o r u s土壤容重/gm-3S o i lb u l kd e n s i t y水体总磷/gL-1T o t a lP水体总氮/gL-1T o t a l n i t r o g e n2 0 1 9-0 3-0 401 1.6 00.4 7a0.2 40.0 1b1.3 10.0 3a0.0 70.0 0a1.3 00.0 2a1 5 0 01 1.7 20.7 2a0.2 60.0 1a b1.1 60.0 1b0.0 80.0 2a1.1 00.0 8a3 5 0 01 1.3 80.2 7a0.2 70.0 1a b1.2 50.0 2a0.1 10.0 1a1.2 00.0 9a b4 5 0 01 1.9 10.4 3a0.3 00.0 1a1.3 10.0 3a0.1 20.0 2a1.4 00.0 5a2 0 1 9-0 4-0 101 1.8 40.9 7a0.3 00.0 1a1.2 50.0 2a b0.0 50.0 0c3.4 00.1 3a1 5 0 01 3.3 80.7 2a0.2 90.0 2a1.0 90.0 2c0.0 70.0 0b3.0 00.0 4a3 5 0 01 3.3 60.5 4a0.3 10.0 1a1.1 80.0 4b0.1 00.0 1a2.9 00.1 3a4 5 0 01 2.7 50.9 1a0.3 30.0 0a1.2 60.0 1a0.0 80.0 1b4.1 00.0 4a2 0 1 9-0 5-0 301 2.1 50.5 6a0.3 10.0 1b1.3 00.0 4a0.0 30.0 0c0.3 00.1 3b c1 5 0 01 3.4 30.9 5a0.3 10.0 1b1.0 60.0 2c0.0 60.0 0b0.5 80.0 4a3 5 0 01 3.8 40.5 3a0.3 20.0 1a b1.1 00.0 4c0.0 90.0 1a0.4 90.1 3a b4 5 0 01 3.6 30.5 0a0.3 50.0 0a1.2 20.0 2b0.0 90.0 1a0.4 10.0 4c2 0 1 9-0 6-1 701 2.3 60.3 4a0.3 50.0 1b1.3 80.0 1a0.0 50.0 0c0.1 00.0 5c1 5 0 01 3.7 80.3 4a0.3 50.0 1b1.0 40.0 2c0.0 80.0 0b0.4 50.0 7b3 5 0 01 4.1 20.2 3a0.4 20.0 2a1.0 70.0 3c0.1 20.0 2a0.5 80.0 4a4 5 0 01 3.7 00.3 4a0.4 50.0 1a1.1 80.0 3b0.1 30.0 2a0.5 70.0 3a2 0 1 9-0 7-1 801 2.4 60.2 4a0.3 70.0 1b1.3 00.0 2a0.0 40.0 2c0.1 20.0 1c1 5 0 01 3.8 80.6 7a0.3 60.0 1b1.0 30.0 1c0.0 70.0 2b0.4 30.0 4b3 5 0 01 4.1 40.5 6a0.5 00.0 4a1.0 50.0 2c0.1 60.0 1a0.6 5 50.0 5a4 5 0 01 3.8 60.4 6a0.4 60.0 3a1.1 00.0 1b0.1 90.0 4a0.6 10.0 4a注:同列数据上标中不含有相同字母表示差异显著(P0.0 5).N o t e s:M e a n sw i t hd i f f e r e n t l e t t e r s i nt h es a m ec o l u m na r es i g n i f i c a n td i f f e r e n c e(P4 5 0 0k g/h m21 5 0 0k g/h m20。物种优势度分析发现,还田量1 5 0 0k g/h m2组对于螺类的密度促进作用较小。还田量4 5 0 0k g/h m2组的螺类则大量生长,但霍甫水丝蚓生长速度较慢。还田量3 5 0 0k g/h m2组的螺类和霍甫水丝蚓均能大量生长,因而使得还田量3 5 0 0k g/h m2组的物种多样性指数高于其他处理组。已有研究发现,大型底栖动物的生长与环境因子具有相关性1 9-2 1。本试验冗余分析结果表明,苏氏尾鳃蚓和霍甫水丝蚓的密度与土壤有机质和土壤总磷正相关,与土壤容重负相关。苏氏尾鳃蚓和霍甫水丝蚓多生活在富含有机质、腐殖质的土壤环境中,喜食底栖藻类和有机碎屑等物质,通过头部伸入底泥中获取食物,其生长与沉积物有机质、水体营养盐水平呈正相关2 6-2 8。本试验中,还田量3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组土壤有机质和土壤总磷质量浓度高于还田量1 5 0 0k g/h m2组,可能是这两组苏氏尾鳃蚓的密度显著高于还田量1 5 0 0k g/h m2组的主要原因。有研究表明,霍甫水丝蚓的密度除了与有机质等环境因子有关外,也与其可利用的食物有关2 8。李艳等2 8研究发现,当沉积物中有机质含量较高,但主要是较难消化的植物碎屑时也会导致霍甫水丝蚓密度较低。因此,难消化的植物碎屑较多可能是导致5月还田量4 5 0 0k g/h m2组有机质含量高但霍甫水丝蚓的密度仍显著低于对照组的主要原因。冗余分析结果表明,土壤总磷、水体总磷和温度是影响大脐圆扁螺和泉膀胱螺的密度的主要环境因子,两种螺的密度与上述3种环境因子正相关。磷元素作为藻类和水生植物生长、繁殖的限制因子,磷含量的提高可以促进水体中藻类的生长为螺类提供食源,还能促进水生植物的生长为螺类提供栖息地2 9-3 4。因此,秸秆还田量不同造成的土壤总磷和水体总磷差异可能是导致5月还田量1 5 0 0265水 产 科 学第4 2卷k g/h m2组大脐圆扁螺和泉膀胱螺的密度显著低于还田量3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组的主要原因。结果表明,秸秆还田可通过增加土壤有机质、土壤总磷、水体总磷和改善土壤容重等方面促进苏氏尾鳃蚓、霍甫水丝蚓、大脐圆扁螺、泉膀胱螺等动物的生长。3.2 克氏原螯虾对大型底栖动物的影响克氏原螯虾在幼虾阶段会偏向于摄食大型底栖动物3 5-3 6。投 放 克 氏 原 螯 虾 后,还 田 量1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组的香农-维纳多样性指数和苏氏尾鳃蚓、霍甫水丝蚓、大脐圆扁螺的密度均显著下降。至7月,香农-维纳多样性指数表现为03 5 0 0k g/h m24 5 0 0k g/h m21 5 0 0k g/h m2。有研究表明,虾蟹可通过直接摄食、扰动或者破坏沉水植物间接影响大型底栖动物的群落结构3 7。霍甫水丝蚓和苏氏尾鳃蚓营养价值高,氨基酸丰富,是克氏原螯虾喜食的动物饵料3 8-3 9。这两种动物一般生活在土壤表层,对于水环境变化敏感度较高,一旦受到惊扰,会迅速钻入深层土壤中3 8。随着温度升高,克氏原螯虾生物扰动作用增强3 9-4 0,也间接影响物种的生活环境,造成这两种动物密度大幅度下降。67月,还田量3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组的优势种大脐圆扁螺和泉膀胱螺的密度呈现出不同的变化趋势。大脐圆扁螺的密度在此期间大幅度下降。泉膀胱螺的密度在6月小幅下降后在7月有所回升。克氏原螯虾随着体质量的增加,食性逐步转为偏植食性,对水草的摄食增加4 1。有研究表明,螺类与沉水植物的生长密切相关,沉水植物可以为螺类提供栖息地和繁殖地,同时沉水植物的枝叶以及附生藻类也是螺类的主要食源3 4,4 2,这种“螺-草”之间的关系在小型螺类表现的更为明显。水草上生长着大量着生藻类,是小型螺类的主食对象3 4。同时大脐圆扁螺体型相对较小,更易受到水草生物量的影响且更易被克氏原螯虾捕食。因而两种螺密度的变化可能与克氏原螯虾对沉水植物的摄食有关。克氏原螯虾的生物扰动行为间接地造成了这两种螺密度的变化。3.3 秸秆还田量对稻虾种养环境的影响有研究表明,秸秆还田可以增加水体总氮和总磷含量4 3,但水体中过高的氮、磷含量易引起水体富营 养 化4 4。13月,还 田 量1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组的水体总氮质量浓度无显著差异,在4月后迅速下降;还田量1 5 0 0、3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组的水体总磷质量浓度自3月后缓慢升高,但始终保持在较低水平,表明在本试验设置的还田量条件下,秸秆腐解过程中对养殖水体中的氮、磷质量浓度影响较小,合理控制还田量可有效降低此阶段养殖水体的富营养化风险。水稻秸秆还田后可以促进土壤肥力的升高4 5。在本试验条件下,秸秆处理组的土壤有机质随时间明显增加,并在4月已明显高于对照组;土壤总磷含量表现出相同的变化趋势,还田量4 5 0 0k g/h m2组在5月已显著高于对照组。冗余分析表明,土壤有机质和土壤总磷与大型底栖动物的生长正相关,说明秸秆还田在增加土壤肥力的基础上也可以促进大型底栖动物的生长,为克氏原螯虾提供天然动物饵料。以上结果表明,适宜量的秸秆还田不仅能显著提高土壤肥力,促进大型底栖动物生长,并对冬春季节的稻田养殖水体影响较小,同时提高土壤中有机质、总磷等含量,为克氏原螯虾的生长提供良好的生态环境和天然饵料。4 结 论本试验条件下,秸秆还田处理通过改善土壤容重、增加土壤有机质和土壤总磷含量促进大型底栖动物的生长。还田量3 5 0 0、4 5 0 0k g/h m2组对于提高物种总密度和生物量作用明显,其中苏氏尾鳃蚓、霍甫水丝蚓、泉膀胱螺和大脐圆扁螺成为优势种。投放克氏原螯虾后,苏氏尾鳃蚓、霍甫水丝蚓和大脐圆扁螺的密度显著下降,在57月可能是克氏原螯虾重要的天然饵料。本试验不同秸秆还田量处理下,各组的水质、土壤指标始终处于安全范围内。综合各秸秆还田处理组在提高物种多样性、促进物种生长作用结果及从作为克氏原螯虾培养适口天然饵料可见,本试验条件下的最适秸秆还田量为3 5 0 0k g/h m2。参考文献:1 袁旭峰.稻虾共作种养生态农业模式及技术应用J.基层农技推广,2 0 1 7,5(9):1 0 2-1 0 4.2 农业农村部渔业渔政管理局,全国水产技术推广总站,中国水产学会.中国小龙虾产业发展报告J.中国渔业经济,2 0 1 9,3 7(5):1 2 0-1 2 6.3 滕江峰,沙锦程,宋长太.稻虾连作实用技术J.科学种养,2 0 1 7(7):5 1-5 2.4 江永红,宇振荣,马永良.秸秆还田对农田生态系统及作物生长的影响J.土壤通报,2 0 0 1,3 2(5):2 0 9-2 1 3.5 吴婕,朱钟麟,郑家国,等.秸秆覆盖还田对土壤理化性质及作物产量的影响J.西南农业学报,2 0 0 6,1 9(2):1 9 2-1 9 5.6 谢军红,张仁陟,李玲玲,等.覆膜方式对一膜两年覆盖365第4期孙 颖等:不同秸秆还田量对冬春季稻虾田大型底栖动物的影响旱地玉米籽粒产量、水分利用效率和土壤水分平衡的影响J.应用生态学报,2 0 1 8,2 9(6):1 9 3 5-1 9 4 2.7 刘世平,陈后庆,聂新涛,等.稻麦两熟制不同耕作方式与秸秆还田土壤肥力的综合评价J.农业工程学报,2 0 0 8,2 4(5):5 1-5 6.8 曹志平,陈国康,张凯,等.不同土壤培肥措施对华北高产农田原生动物丰度的影响J.生态学报,2 0 0 5,2 5(1 1):2 9 9 2-2 9 9 6.9 孔云,张婷,李刚,等.不同施肥措施对华北潮土区玉米田土壤线虫群落的影响J.华北农学报,2 0 1 8,3 3(6):2 0 5-2 1 1.1 0熊晶,谢志才,陈静,等.转基因鲤鱼对大型底栖动物群落及多样性的影响J.长江流域资源与环境,2 0 1 0,1 9(4):3 7 7-3 8 2.1 1赵峰.池塘大型底栖动物群落结构及其部分生态功能的研究D.武汉:华中农业大学,2 0 1 4.1 2杨旭,高梅香,张雪萍,等.秸秆还田对耕作黑土中小型土壤动物 群 落 的 影 响 J.生 态 学 报,2 0 1 7,3 7(7):2 2 0 6-2 2 1 6.1 3刘鹏飞,红梅,常菲,等.秸秆还田对黑土区西部农田中小型土壤动物群落的影响J.生态学杂志,2 0 1 8,3 7(1):1 3 9-1 4 6.1 4徐演鹏,谭飞,胡彦鹏,等.秸秆还田对黑土区农田中小型土壤节肢动物群落的影响J.动物学杂志,2 0 1 5,5 0(2):2 6 2-2 7 1.1 5潘宁,张守成,徐加健,等.秸秆还田对农作物生长土壤环境的影响及对策J.上海农业科技,2 0 1 0(2):2 2-2 3.1 6韩瑞芸,陈哲,杨世琦.秸秆还田对土壤氮磷及水土的影响研究J.中国农学通报,2 0 1 6,3 2(9):1 4 8-1 5 4.1 7李涛,何春娥,葛晓颖,等.秸秆还田施氮调节碳氮比对土壤无机氮、酶活性及作物产量的影响J.中国生态农业学报,2 0 1 6,2 4(1 2):1 6 3 3-1 6 4 2.1 8都雪,杨敬爽,宋聃,等.查干湖大型底栖动物群落结构及与环境因子的关系J.水产学杂志,2 0 2 0,3 3(6):6 1-6 7.1 9刘晓收,倪大朋,钟鑫,等.黄海大型底栖动物食物网结构和营养关系研究J.中国海洋大学学报(自然科学版),2 0 2 0,5 0(9):2 0-3 3.2 0高欣,牛翠娟,胡忠军.太湖流域大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系J.应用生态学报,2 0 1 1,2 2(1 2):3 3 2 9-3 3 3 6.2 1朱苏葛,刘凌,罗娟,等.里下河地区典型湖泊大型底栖动物与环境因子的相关性分析J.水资源保护,2 0 1 6,3 2(3):9 9-1 0 4.2 2周凤霞,陈剑虹.淡水微型生物与底栖动物图谱M.2版.北京:化学工业出版社,2 0 1 1.2 3鲁如坤.土壤农业化学分析方法M.北京:中国农业科技出版社,2 0 0 0.2 4纪莹璐,