玉米秸秆还田对麦田地上节肢动物和地表土壤动物群落及小麦产量的影响

Effects of Maize Straw Returning on Communities of Aboveground Arthropods and Surface Soil Animals in Wheat Fields, and Wheat Yield

摘要

为明确玉米秸秆还田对冬小麦田地上节肢动物和地表土壤动物群落及小麦产量的影响，在山西省麦玉一年两熟主产区进行裂区田间试验，主区设深翻30 cm、旋耕15 cm共2种方式，裂区设不还田、粗还田、细还田共3种秸秆处理，采用黄板法和地陷法分别调查冬麦田地上节肢动物和地表土壤动物，系统调查分析动物群落组成、多样性及小麦产量。结果表明，地上节肢动物共鉴定出2纲8目26科，害虫优势类群为潜蝇科、蚜科和管蓟马科；非害虫优势类群为赤眼蜂科、姬小蜂科。多样性分析结果表明，细还田处理的丰度Abundance和均匀度指数Pielou均显著高于不还田和粗还田处理，且在秸秆空间分布特征上，不还田与细还田处理的周转占比表现为旋耕高于深翻，而嵌套占比表现为深翻高于旋耕。地表土壤动物共鉴定出6纲11目13科，优势类群为步甲科、卷甲虫科和正蚓科，其中卷甲虫科为害虫，正蚓科、步甲科为非害虫；不还田与细还田处理的周转占比表现为旋耕高于深翻，而嵌套占比表现为深翻高于旋耕。在产量上，与不还田相比，细还田深翻模式使小麦产量显著提高17.7%，粗还田旋耕模式显著提高15.2%。综上，玉米秸秆细还田深翻模式显著提升了晋南地区麦田地上节肢动物与地表土壤动物群落的丰富度、多样性及稳定性，同时有效促进小麦增产并实现稳产，是晋南地区冬小麦田适宜的高产优化栽培模式。

Abstract

To clarify the effects of maize straw returning on the communities of aboveground arthropods and surface soil animals in winter wheat fields, and wheat yield, in this study, a split-plot field experiment was conducted in the main double-cropping(wheat-maize) region of Shanxi province. The main plots were assigned to two tillage methods: deep plowing at 30 cm and rotary tillage at 15 cm. The subplots included three straw treatments: no straw returning, coarse straw returning, and fine straw returning. Aboveground arthropods and surface soil animals in the winter wheat field were investigated using the yellow sticky trap method and pitfall trap method,respectively. The community composition, diversity of animals, and wheat yield were systematically surveyed and analyzed. The results showed that for aboveground arthropods, a total of 2 classes, 8 orders, and 26 families were identified. The dominant pest groups were Agromyzidae, Aphididae, and Phlaeothripidae, the dominant non-pest groups were Trichogrammatidae and Eulophidae. Diversity analysis showed that the abundance and Pielou evenness indexes under fine straw returning were significantly higher than those under no straw returning and coarse straw returning. Regarding the spatial distribution characteristics of straw, the turnover proportion under no straw returning and fine straw returning was higher under rotary tillage than that under deep plowing, whereas the nestedness proportion was higher under deep plowing than that under rotary tillage. For surface soil animals, 6 classes, 11 orders, and 13 families were identified. The dominant groups were Carabidae, Tenebrionidae,and Lumbricidae. Among them, Tenebrionidae was a pest group, while Lumbricidae and Carabidae were non-pest groups. Consistent with aboveground arthropods, the turnover proportion under no straw returning and fine straw returning was higher under rotary tillage than that under deep plowing, and the nestedness proportion was higher under deep plowing than that under rotary tillage. Yield results showed that compared with no straw returning, the fine straw returning plus deep plowing treatment significantly increased wheat yield by 17.7%, and the coarse straw returning plus rotary tillage treatment significantly increased yield by 15.2%. In summary, the model of fine maize straw returning combined with deep plowing significantly improved the abundance, diversity, and stability of the communities of aboveground arthropods and surface soil animals in wheat fields in southern Shanxi, while effectively boosting wheat yield and ensuring stable production. Therefore, it was a suitable optimized high-yield cultivation model for winter wheat fields in southern Shanxi.

Graphical abstract

关键词

玉米秸秆还田 / 节肢动物 / 土壤动物 / 黄板法 / 地陷法 / 多样性

Key words

maize straw returning / arthropods / soil animals / yellow sticky trap method / pitfall trap method / diversity

秸秆还田是实现农业可持续发展理念的重要实践路径^[1]。该措施不仅能直接改善土壤结构、调节农田养分循环，更可通过重塑农田整体生态生境，深刻影响地上与地下生物群落的组成与结构^[2-3]。而农田节肢动物与土壤动物正是农田地上、地下生物群落的核心构成，作为生态系统中物质循环、能量流动及生物调控的关键组分，其群落结构与多样性更是表征农田生态系统健康状况的重要生物指标^[4]。

不同秸秆还田模式对地上节肢动物和土壤动物的影响具有复杂性。一方面可通过改变土壤温湿度、有机质含量等为地上节肢动物和土壤动物提供食物资源和栖息庇护所^[5-6]，另一方面也可为蚜虫、蓟马等刺吸式害虫提供适宜的产卵与取食场所，导致害虫种群数量上升^[7]。有研究表明^[8-13]，还田方式的差异直接决定了秸秆在土壤中的分布状态、分解速率及土壤理化性质的变化，进而调控地上节肢动物和土壤动物群落的结构与功能。有研究表明^[2，8]，细还田因秸秆与土壤混合均匀、分解快速，能快速补充土壤养分，促进中小型土壤动物的活动与繁殖^[2，8]。粗还田凭借适宜的覆盖度和分解速率，可为动物提供良好的栖息场所，部分研究表明，其相比细还田也更有利于提升小麦穗数与产量^[9-10]。同时，作为秸秆还田的配套还田措施，深翻与旋耕通过改变秸秆在土壤中的分布深度和土壤理化性质，进一步调控2种动物群落及小麦产量。深翻可将秸秆彻底翻入深层土壤，打破犁底层，改善深层土壤通气性，降低地表害虫数量，提高益害比，促进小麦根系生长和产量提升^[11-12]；旋耕则操作简便，可将秸秆浅层混入土壤，加快养分释放，提升表层土壤动物多样性，但易破坏地上节肢动物的栖息环境^[13]。目前，国内外已开展诸多玉米秸秆还田相关研究，但针对玉米秸秆还田对冬小麦田地上节肢动物、土壤动物群落及小麦产量的系统性研究仍较为缺乏。晋南地区作为黄淮海夏玉米—冬小麦一年两熟制的核心产区，优化该区域秸秆还田模式对保障区域粮食安全、维护农田生态可持续性具有重要现实意义。因此，开展秸秆还田对农田生物群落及产量的影响研究具有重要的理论与实践价值。

本研究在山西省冬小麦—夏玉米一年两熟主产区开展田间试验，通过设置不同秸秆处理（不还田、粗还田、细还田）和还田方式（深翻、旋耕），系统研究玉米秸秆还田对冬小麦田地上节肢动物和土壤动物群落组成、多样性及小麦产量的影响，旨在为优化秸秆还田技术、保护农田土壤生物多样性提供理论依据和实践指导。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于山西省临汾市翼城县中卫乡西浮图村（35°43′11.94″N，111°44′44.56″E），属于夏玉米—冬小麦一年两熟区，该区域属温带大陆性季风气候，四季分明，冬冷夏热，旱多涝少，年均气温12.8 ℃，年降水量约493.2 mm，无霜期约227 d。试验地土壤类型为褐土，地势平坦，肥力均匀，前茬作物为夏玉米。

1.2 试验材料

供试小麦品种为鑫星169，购自山东鑫星种业有限公司。黄板购自北京中捷四方生物科技有限公司，规格25 cm×20 cm，双面均有黏胶，透明塑料杯购自淘宝，规格为口径9 cm、底径7 cm、高14 cm。

1.3 试验设计

试验地于2019年开始设置秸秆还田试验，2022年10月至2023年6月进行取样。小麦播种采用机械行播，行距20 cm。试验采用裂区设计，主区为还田方式，设深翻（深度30 cm）和旋耕（深度15 cm）2个水平；裂区为秸秆处理，设不还田（秸秆清理掉）、粗还田（秸秆粉碎机1次粉碎，长10 cm）和细还田（秸秆粉碎机2次粉碎，长5 cm）3个水平。试验共6个处理组合，每个处理3次重复，共18个小区，随机区组排列，小区面积45 m²。

玉米秸秆还田量统一为6 900~7 950 kg/hm²。玉米收获后，不还田处理将全部秸秆运出田间；粗还田与细还田处理则按要求分别进行1次或2次粉碎，随后采用深翻机或旋耕机将秸秆翻压入土，耕作方式与各主区设置保持一致。小麦生育期采用滴灌方式灌溉2次，分别在3月12日和4月19日进行，每次灌溉量约450 m³/hm²。田间管理按照当地生产习惯进行，播种前施用复合肥作基肥，拔节期追施尿素溶液。病虫害防治在返青起身期、拔节孕穗期和扬花灌浆期分别喷洒芸苔素内酯（0.01%可溶液剂，150 mL/hm²）、戊唑·咪鲜胺（45%水乳剂，300 mL/hm²）和甲硫·氟环唑（35%悬浮剂，1 350 mL/hm²）。

1.4 地上节肢动物调查

采用黄板法进行田间地上节肢动物发生动态调查^[14]。自4月冬小麦返青拔节期至小麦成熟期，每小区悬挂1块黄板，黄板悬挂高度与小麦冠层齐平，每15 d更换一次。本研究采用整个生育期调查的总数据进行统计分析。

1.5 地表土壤动物调查

采用地陷法进行田间地表土壤动物调查^[15]。小麦出苗后，每小区设置1个陷阱，塑料杯杯口与地面齐平，并在陷阱两边紧贴放置2块长20 cm、宽15 cm的挡板来增大采集量，挡板垂直于作物播种行的方向放置。放置时，使陷阱呈“W”型排列，各个地陷间间隔1 m以上。陷阱内置纯净水作为引诱剂，自4月冬小麦返青拔节期至小麦成熟期收获，每15 d收集一次标本并补充水量，共调查5次。将捕获到的地表土壤动物挑拣后储存于装有75%乙醇溶液的离心管中，带回室内进行鉴定，本研究采用整个生育期调查的总数据进行统计分析。

1.6 地上节肢动物和土壤动物的分类与鉴定

根据《中国昆虫生态大图鉴》^[16]《农田常见昆虫图鉴》^[17]和《普通昆虫学》^[18]等，对收集到的昆虫进行形态学鉴定，大部分鉴定到科，常见害虫鉴定到种。依据相关文献按其取食类型，划分为2种取食功能群^[19]，即非害虫（No pest，NP）与害虫（Pest，P）。

1.7 小麦产量调查

冬小麦成熟后，每小区采用3点取样法，每点统计1 m行长成穗数，并随机剪取20~25穗，带回室内自然风干后，测定穗粒数及千粒质量^[20]。

理论产量=成穗数×穗粒数×千粒质量×0.008 5/1 000（1）

1.8 数据分析

将收集到的地上节肢动物和地表土壤动物按等级划分：个体数占总数10%以上的类群为优势类群，个体数占总数1%~10%的类群为常见类群，个体数占总数1%以下的类群为稀有类群^[21]。

所有试验数据使用Excel 2021整理，采用SPSS 27.0进行统计分析。对数据进行正态性检验和方差齐性检验，对不满足正态分布的数据进行适当转换。采用双因素方差分析（ANOVA）检验秸秆处理、还田方式对地上节肢动物和土壤动物多样性指标和产量的影响，采用最小显著差异法（LSD）进行多重比较（P<0.05）。采用R4.4.3的vegan包计算α多样性指数（多样性指数Shannon、优势度指数Simpson、均匀度指数Pielou）和β多样性^[22-23]。图表使用Origin 2024b绘制。Abundance丰度为研究区域内同一个物种的数量。

多样性指数（H'）=-{\sum }_{i=\mathrm{1}}^{s}Pi\mathrm{l}\mathrm{n}Pi（2）

优势度指数(D)=\mathrm{1}-{\sum }_{i=\mathrm{1}}^{s}P{i}^{\mathrm{2}}（3）

均匀度指数(J\mathrm{\text{'}})=H\text{'}/\mathrm{l}\mathrm{n}S（4）

式中，S为类群数，Pi为群落中第i个物种的个体数占总个体数的比例。

β多样性：基于Bray-Curtis相异度算法，通过vegan包计算样本间相异系数矩阵，结合非度量多维度分析（NMDS）可视化不同处理间群落分布格局；采用PERMANOVA检验组间差异显著性（Permutations=999）。借助betapart 1.6-2包将总β多样性（βtot）拆分为周转组分（βs，物种相互替换）和嵌套组分（βa，群落物种子集关系）^[24]。

2 结果与分析

2.1 玉米秸秆还田对冬小麦田地上节肢动物群落的影响

2.1.1 地上节肢动物群落组成

由表1可知，共鉴定出26个节肢动物类群，隶属于2纲8目26科，总计68 285头。其中，优势类群为潜蝇科（Agromyzidae）、蚜科（Aphididae）和管蓟马科（Phlaeothripidae），共占总个体数的85.21%。常见类群包括蝇科（Muscidae）、实蝇科（Tephritidae）、叶甲科（Chrysomelidae）、赤眼蜂科（Trichogrammatidae）以及姬小蜂科（Eulophidae），共占总个体数的10.63%；其余为稀有类群，占总个体数的4.16%。

根据取食功能群分类，害虫亚群落占总个体数的94.84%，主要包括潜蝇科（Agromyzidae）、实蝇科（Tephritidae）、蚜科（Aphididae）等，其中缨翅目管蓟马科小麦皮蓟马（Haplothrips tritici）、半翅目蚜科麦长管蚜（Sitobion avenae）和麦二叉蚜（Schizaphis graminum）以及双翅目潜蝇科麦黑斑潜叶蝇（Cerodonta denticornis Panler）为优势种，小麦皮蓟马是种植系统中最丰富的节肢动物群落；非害虫亚群落占总个体数的5.16%，主要包括食蚜蝇科（Syrphid Flies）、赤眼蜂科（Trichogrammatidae）、草蛉科（Chrysopidae）等，其中赤眼蜂是最丰富的节肢动物类群（图1）。

2.1.2 地上节肢动物群落α多样性分析

从图2可以看出，秸秆处理对地上节肢动物群落的丰度Abundance和均匀度指数Pielou均有显著影响（Abundance：F=4.450 2，P=0.016 9；Pielou：F=3.522 2，P=0.037 4），但对多样性指数Shannon和优势度指数Simpson无显著影响。还田方式对地上节肢动物各多样性指标均无显著影响。秸秆处理和还田方式的交互作用对均匀度指数Pielou有显著影响（F=3.615，P=0.035 9）。

在秸秆处理中，不还田处理下深翻丰度Abundance略低于旋耕，低8.29%；粗还田处理下深翻的丰度Abundance略高于旋耕，高13.71%；细还田处理下深翻丰度Abundance略高于旋耕，高17.04%，旋耕的多样性指数Shannon略高于深翻，高12.75%，均匀度指数Pielou显著高于深翻（P<0.05），高13.45%。

在还田方式中，深翻条件下不还田、粗还田和细还田的丰度Abundance呈下降趋势，不还田显著高于粗还田和细还田（P<0.05）；旋耕条件下各还田处理的多样性指标差异更为显著，细还田的多样性指数Shannon、优势度指数Simpson和均匀度指数Pielou均显著高于不还田和粗还田处理（P<0.05）。

2.1.3 地上节肢动物群落β多样性分析

不同秸秆还田模式下地上节肢动物群落结构存在一定差异（图3）。非度量多维尺度分析（NMDS）表明，各处理组在排序空间中高度重叠，变异主要来源于组内而非组间。NMDS排序的Stress值为0.057，表明模型拟合度很好。PERMANOVA分析结果表明，秸秆处理（F=0.769 6，P=0.538 0）和还田方式（F=0.240 3，P=0.849 0）对地上节肢动物群落结构均无显著影响。

由表2可知，不同秸秆处理下，不还田深翻总β多样性略高于旋耕，周转占比表现为旋耕高于深翻，嵌套占比则深翻高于旋耕；粗还田旋耕总β多样性与深翻相近，周转和嵌套占比差异均不足1%；细还田深翻总β多样性高于旋耕，差值达0.068 2，为所有处理中总β多样性的最大差值，旋耕周转占比略高于深翻，嵌套占比则深翻高于旋耕。

不同还田方式下，深翻总β多样性（βtot）依次为细还田>不还田>粗还田的排序特征，粗还田周转占比略高于不还田和细还田，但嵌套占比略低于不还田和细还田；旋耕总β多样性（βtot）呈现出粗还田>不还田>细还田的排序特征，与深翻下的变化趋势呈现反向性。细还田周转占比最高（63.13%），粗还田最低（61.75%），嵌套占比则与之相反，细还田嵌套占比最低（36.87%），粗还田最高（38.25%）。

2.2 玉米秸秆还田对冬小麦地表土壤动物群落的影响

2.2.1 地表土壤动物群落组成

从表3可以看出，共鉴定出21个地表土壤动物类群，隶属于6纲11目15科，总计478头。其中，优势类群为步甲科（Carabidae）、卷甲虫科（Armadillidiidae）和正蚓科（Lumbricidae），共占总个体数的81.17%；常见类群包括蝇科（Muscidae）、金龟甲科（Scarabaeoidae）、蜜蜂科（Apoidea）、圆马陆科（Strongylosomidae）以及盲蛛科（Phalangidae），共占总个体数的16.32%；其余为稀有类群，占总个体数的2.51%。

根据取食功能群分类，害虫亚群落占总个体数的35.15%，包括蝇科（Muscidae）、拟步甲科（Tenebrionoidea）、蜗牛科（Fruticicolidae）、蟋蟀科（Gryllidae）等；非害虫亚群落占总个体数的64.85%，包括步甲科（Carabidae）、瓢甲科（Coccinellidae）、蠼螋科（Labiduridae）、圆马陆科（Strongylosomidae）等（表3），其中，蚯蚓（Lumbricus terrestris）是最丰富的类群，其次为步甲（Carabidae）和麻步甲（Carabus brandti）（图4）。

2.2.2 地表土壤动物群落α多样性分析

由图5可知，秸秆处理对地表土壤动物丰度Abundance、多样性指数Shannon、优势度指数Simpson和均匀度指数Pielou均无显著影响。还田方式对各多样性指数也无显著影响。秸秆处理与还田方式的交互作用对各多样性指数的影响亦不显著。

在秸秆处理中，不还田处理下深翻的各项多样性指标均高于旋耕。粗还田下，深翻丰度Abundance略高于旋耕，高33.33%；旋耕多样性指数Shannon略高于深翻，高0.54%；深翻优势度指数Simpson略低于旋耕，低28.32%；深翻均匀度指数Pielou略低于旋耕，低26.02%。细还田下，深翻丰度Abundance略高于旋耕，高31.81%；旋耕多样性指数Shannon略低于深翻，低42.76%；深翻优势度指数Simpson略高于旋耕，高36.33%；深翻均匀度指数Pielou略高于旋耕，高1.63%。

在还田方式处理中，深翻下，粗还田丰度Abundance略低于不还田和细还田，分别低9.99%和45.00%；细还田多样性指数Shannon略高于不还田和粗还田，分别高6.46%和41.88%；不还田、粗还田和细还田优势度指数Simpson呈上升趋势，粗还田优势度指数Simpson略低于不还田和细还田，分别低22.39%和25.70%；不还田均匀度指数Pielou略高于粗还田和细还田，分别高26.18%和8.32%。旋耕下，不还田、粗还田和细还田丰度Abundance呈上升趋势，不还田Abundance丰度略低于粗还田和细还田，分别低30.44%和91.31%；粗还田多样性指数Shannon、优势度指数Simpson和均匀度指数Pielou均高于不还田和细还田。

2.2.3 地表土壤动物群落β多样性分析

不同秸秆还田模式对地表土壤动物群落结构均无显著影响（图6）。非度量多维尺度分析（NMDS）表明，各处理组在排序空间中分布较为分散，但置信区间重叠程度高，变异主要来源于组内而非组间。NMDS排序的Stress值为0.216 8，表明模型拟合度较好。PERMANOVA分析结果表明，秸秆处理（F=0.721 3，P=0.725 9）和还田方式（F=0.240 3，P=0.849 0）对地表土壤动物群落结构均无显著影响。

从表4可以看出，不同秸秆处理下，不还田旋耕总β多样性略高于深翻，周转占比表现为旋耕高于深翻，嵌套占比则深翻高于旋耕。粗还田深翻总β多样性略高于旋耕，周转和嵌套占比差异均不足1%。细还田旋耕总β多样性高于深翻，差值达0.119 6，为所有处理中总β多样性的最大差值；旋耕周转占比略高于深翻，嵌套占比则深翻高于旋耕。

不同还田方式下，深翻总β多样性（βtot）依次为粗还田>不还田>细还田的排序特征，粗还田周转占比略高于不还田和细还田，但嵌套占比略低于不还田和细还田。旋耕总β多样性（βtot）依次为不还田>细还田>粗还田的排序特征，与深翻下的变化趋势呈明显分化，粗还田周转占比最高（87.92%），嵌套占比则最低（12.08%）。

2.3 秸秆还田对冬小麦产量的影响

从图7可以看出，秸秆处理（F=4.592 5，P=0.033 0）和还田方式（F=5.476，P=0.033 7）对产量均有显著影响。秸秆处理与还田方式的交互作用对产量影响不显著（F=3.824 3，P=0.051 9）。

在秸秆处理中，不还田下，深翻产量略低于旋耕，低3.33%；粗还田下，深翻产量略高于旋耕，高7.65%；细还田下，深翻产量显著高于旋耕，高17.32%。

在耕作方式处理中，深翻下，不还田、粗还田和细还田产量呈上升趋势，细还田产量显著高于不还田和粗还田（P<0.05），分别高22.38%和8.75%；旋耕下，粗还田产量略高于不还田和细还田，分别高1.16%和0.21%。

3 结论与讨论

3.1 秸秆还田对地上节肢动物的影响

秸秆处理及还田方式显著影响冬小麦田地上节肢动物群落结构，既改变优势类群组成，又调控群落丰度Abundance、均匀度指数Pielou及β多样性。本研究结果表明，地上节肢动物优势类群以潜蝇科、蚜科、管蓟马科等害虫为主（占85.21%），天敌仅占5.16%。这一群落结构的形成可能与秸秆还田为刺吸式口器害虫提供了适宜的产卵与取食场所相关。值得注意的是，非害虫类群中的赤眼蜂科和姬小蜂科也表现出一定的优势度，说明秸秆还田在增加害虫基数的同时，也可能为天敌昆虫提供庇护所^[25]。细还田处理下均匀度指数Pielou较不还田和粗还田分别显著提高30.24%和16.72%，该现象的产生可能与细还田促进秸秆分解速率加快、养分释放迅速有关^[26]，细还田后土壤表面覆盖物的均匀性增加，为小型节肢动物提供了更稳定的微生境^[26]，秸秆处理与还田方式的交互作用对地上节肢动物影响显著。细还田深翻模式下丰度Abundance比旋耕显著提高17.04%，推测深翻可将秸秆翻入深层土壤，改善深层土壤的通气性和水分状况，从而为不同生态位的节肢动物提供了多样化的栖息环境^[27]。

秸秆处理与还田方式的交互作用对地上节肢动物群落总β多样性（βtot）、周转组分及嵌套组分均产生了影响，且所有处理组合中，周转组分均高于嵌套组分。表明物种替换是不同处理间群落差异的主要驱动因素^[28]。其中，细还田深翻与旋耕周转占比差值最大，暗示该处理下土壤过滤作用较强，土壤生境异质性导致了明显的物种分选^[29]；粗还田在不同还田方式下周转占比与嵌套占比差异均不足1%，表明粗还田对还田方式的响应具有缓冲效应，推测其形成的生境异质性是驱动群落差异的主要因素^[26]。综合而言，秸秆处理与还田方式的交互作用主要通过调控土壤生境异质性，影响地上节肢动物的物种替换速率，进而改变群落的β多样性。该结果为优化晋南地区冬小麦田秸秆还田模式、维持地上节肢动物群落稳定性提供了重要的理论依据。

3.2 秸秆还田对地表土壤动物的影响

与地上节肢动物不同，地表土壤动物群落对秸秆处理和还田方式的响应较为迟钝，各多样性指数均无显著差异。这一结果的产生可能与土壤动物的生存依赖稳定的土壤环境有关，秸秆还田后土壤有机质含量的变化需要一定时间才能被土壤动物感知，且本研究中仅进行1个生长季的观测，可能尚未达到土壤动物群落发生显著变化的阈值^[30]。尽管多样性指数无显著差异，但不同处理间仍存在一些值得关注的趋势；不还田深翻模式各项多样性指标均高于旋耕，表明深翻改善了土壤的通气性和水分状况，为土壤动物提供了更适宜的栖息环境^[31]；粗还田深翻模式丰度Abundance高于旋耕，但旋耕均匀度指数Pielou高于深翻，说明深翻虽然提高了土壤动物数量，但旋耕处理群落的物种分布更为均匀^[32]；细还田处理下，深翻丰度Abundance高于旋耕，且深翻的多样性指数Shannon、优势度指数Simpson和均匀度指数Pielou均高于旋耕，推测这与细还田深翻模式改善土壤结构、促进养分释放有关^[32]。

所有处理的周转组分占比均高于嵌套组分占比，说明物种替换是群落变化的主要驱动因素，这与地上节肢动物群落的β多样性格局一致。粗还田周转占比最高，嵌套占比最低，表明粗还田形成的异质性生境强烈促进了物种替换作用，而物种丰富度梯度的贡献相对较弱^[26]。不还田旋耕周转占比高于深翻，嵌套占比则深翻高于旋耕，说明旋耕增强了环境异质性导致的物种选择，而深翻扩大了物种库，增加了嵌套组分的相对贡献^[33-34]。细还田周转占比相对较低，嵌套占比相对较高，可能与秸秆和土壤混合均一，降低了微生境异质性有关，使得物种库大小对群落差异的影响增强^[26]。总体而言，秸秆处理与还田方式通过调控土壤表层微生境异质性驱动了地表土壤动物群落的物种替换过程，粗还田的环境过滤效应最强，而细还田更有利于维持物种丰富度梯度。鉴于地表土壤动物群落对短期秸秆还田的响应较为迟缓，后期将进行长期定位观测，以揭示其累计相应规律。

3.3 秸秆还田对冬小麦的影响

秸秆处理和还田方式对冬小麦产量均有显著影响。本研究表明，细还田处理的冬小麦产量比不还田和粗还田显著提高22.38%和8.75%，深翻产量比旋耕显著提高17.32%。细还田的增产效果可能源于秸秆分解速度快，养分释放提前^[35]。深翻的增产效应可能与打破土壤板结层，降低土壤容重、促进根系下扎有关^[36]。相比之下，旋耕因耕作深度较浅，导致秸秆主要分布于表层，易形成养分分布不均，进而限制小麦后期生长^[37]。因此，秸秆还田若粉碎不充分或还田不当，可能导致秸秆与土壤混合不均，影响小麦出苗和生长，因此，需合理选择秸秆还田模式。

本研究通过裂区试验探究了玉米秸秆还田对冬小麦田地上节肢动物、土壤动物群落及小麦产量的影响。结果显示，地上节肢动物共鉴定出2纲8目26科，潜蝇科、蚜科等害虫为优势类群，细还田可显著提升地上节肢动物的丰度Abundance与均匀度指数Pielou，细还田深翻模式均匀度指数Pielou影响最显著；地表土壤动物共鉴定出6纲11目13科，步甲科、正蚓科等非害虫占比达64.85%，秸秆处理及还田方式对其各项多样性指数无显著影响。两类动物群落的结构差异均以物种周转组分为主要驱动因素。产量方面，细还田处理的小麦产量比不还田和粗还田显著提高22.38%和8.75%，深翻比旋耕显著提高17.32%。综上所述，细还田深翻模式是适配晋南冬小麦田的优化栽培模式。

本研究仍有诸多拓展空间，后续可监测土壤理化性质（有机质、容重、养分含量等）、土壤酶活性（脲酶、蔗糖酶等）的动态变化，结合地上节肢动物、土壤动物群落演替特征后续可结合化肥减施、生物防治等绿色技术，推进模式的标准化与区域化推广，并综合评估其经济与生态双重效益，为晋南麦玉轮作区农业可持续发展提供更全面的科学支撑。

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基金资助

国家重点研发计划(2021YFD1900705)

山西省玉米产业技术体系(2026CYJSTX01-19)

山西省玉米产业技术体系(YMZD202603)