甜瓜连作种植降低中小型土壤动物多样性及土壤生态系统多功能性

摘要

长年连作会导致土壤理化性质恶化、土壤酶活性降低、自毒物质积累，引起微生物群落发生变化，进而严重危害土壤生物多样性。然而，连作种植对土壤动物多样性及其功能的影响尚不清楚。以不同种植年限的甜瓜生境为研究对象，利用野外调查和室内分离鉴定的方法，研究中小型土壤动物群落特征、多样性及生态系统多功能性的变化，重点探讨甜瓜连年种植对中小型土壤动物及生态系统多功能性的影响。研究区域共采集土壤动物（中小型）556个，主要优势类群为线虫、蜱螨目、弹尾目，占总土壤动物丰富度的75.72%。中小型土壤动物多度、类群数及多样性随着土壤盐度的降低均呈现增加的趋势。而土壤生态系统多功能性随着连续种植年限的延长呈现降低趋势。冗余分析（RDA）结果表明，土壤有机质含量、硝态氮含量、植被特性和土壤总盐度是影响研究区域土壤动物群落多样性的主要因子。回归分析结果显示，各环境因子中，土壤总盐度对土壤动物多样性的影响力度最大（p<0.05），是研究区土壤动物多样性变化的主控因子。PLS-PM最小偏二乘结构模型分析结果显示，植被生物量直接正向显著影响生态系统多功能性，同时通过影响中小型土壤动物多样性来间接正向影响生态系统多功能性。综上，甜瓜连年种植降低中小型土壤动物多样性和生态系统多功能性，主要是长年连续种植会提高土壤总盐度，同时降低甜瓜生物量所致。研究结果对我国西北地区甜瓜产业高效、安全及可持续发展具有重要意义。

关键词

甜瓜 / 中小型土壤动物 / 群落多样性 / 连作障碍 / 生态系统多功能性

基金资助

新疆维吾尔自治区科技厅少数民族科技人员特殊培养计划项目; 自治区创新环境（人才、基地）建设专项（2023D03004）