耕作方式对华北寒旱区燕麦田杂草群落结构的影响

为了明确不同耕作方式对燕麦田杂草群落结构及作物生产的影响,依托华北寒旱区定位10年的免耕、深松、翻耕田间试验,并设置10年免耕后翻耕和10年深松后翻耕处理,监测了2种土壤类型下燕麦田不同耕作方式的杂草总密度、优势杂草种类、杂草多样性指数和生物量以及燕麦产量.结果表明: 区域杂草群落结构以狗尾草为主;长期免耕下燕麦田不同生育期杂草密度为翻耕的2.20～5.14倍,而长期免耕或深松后翻耕处理的杂草密度与翻耕差异不显著.免耕下砂质栗钙土与壤质草甸栗钙土燕麦田的杂草Shannon多样性指数分别达0.429和0.531,免耕下杂草生物量是翻耕处理的1.35和2.26倍,而燕麦生物产量较翻耕处理减少22.3%和46.2%.表明耕作方式与土壤类型共同决定杂草群落特征.华北寒旱区长期免耕具有促进农田植物群落自然演化、容蓄多年生宿根类杂草的特征,而翻耕具有降低一年生杂草密度、灭除浅位性宿根杂草、激发深位性宿根杂草的特征;杂草多样性与作物高产性相悖演化.     

土壤耕作及秸秆还田对夏玉米田杂草生物多样性的影响

于2008年夏玉米(Zea mays)生长期间,在连续5a秸秆全量还田的免耕、旋耕、耙耕、深松和常规耕作试验地中,研究了杂草总密度、优势杂草种类、生物多样性指数、杂草生物量和夏玉米产量。调查共记录杂草种类13种,秸秆全量还田时,免耕显著提高杂草的总密度;无秸秆还田时,常规耕作的杂草密度高于免耕、旋耕、耙耕和深松。秸秆全量还田后,免耕和深松条件下,杂草优势种为马唐和旱稗,旋耕和耙耕条件下为马唐、旱稗和牛筋草;常规耕作条件下,优势杂草为马唐、苘麻、旱稗和香附子。无秸秆还田条件下,免耕和常规耕作增加了杂草优势种的数量。秸秆全量还田后,免耕、耙耕和深松等耕作措施导致杂草群落的物种丰富度及均匀度均较高。无论哪种耕作条件,5a连续秸秆还田能够显著提高夏玉米籽粒产量和生物学产量,其中尤以常规耕作秸秆全量还田处理产量最高,且田间杂草的生物学产量与夏玉米的生物学产量呈显著负相关关系。     

耕作和养分管理方式对冬小麦-夏玉米轮作农田春季杂草群落的影响

保护性耕作和杂草多样性是现代生态农业关注的热点问题.尽管保护性耕作下农田杂草多样性有所提高,但耕作方式与养分管理方式对农田杂草群落多样性的交互影响尚未探明.本研究以山东省济南市一块连续3年施行不同耕作方式(免耕、深松、旋耕、深耕)和不同养分管理措施(农户常规:年施氮肥480 kg·hm^-2,高产高效:年施氮肥360 kg·hm^-2,优化管理:年施氮肥300 kg·hm^-2)的冬小麦-夏玉米轮作农田为研究样地,调查并比较了不同管理模式下农田春季杂草群落特征.结果表明: 该冬小麦-夏玉米农田春季杂草群落共发现杂草15种,其中优势物种为马唐和稗;与深耕和旋耕相比,免耕和深松下杂草密度较高.在群落多样性方面,深耕处理下的物种丰富度和均匀度最低,而群落优势度高于其余3种耕作方式;在养分管理中,随着施肥量的增加,物种丰富度和均匀度均升高;深耕和旋耕处理下,随着施肥量的增加,群落优势度升高;而在免耕深松处理下,群落优势度会随着施肥量的增加而减少.在杂草群落生物量方面,免耕和深松的生物量显著高于深耕和旋耕,农户常规处理均高于其余两种养分管理方式,杂草生物量最高的组合是免耕+农户常规.免耕和施肥将提高农田春季杂草群落丰富度、均匀度和生产力.     

不同耕作措施对冬小麦根系时空分布和产量的影响

在田间定位试验的基础上,研究了内陆河绿洲灌区不同耕作措施对冬小麦根系时空分布和产量的影响.结果表明:免耕秸杆覆盖(NTS)和免耕立茬(NTSS)措施下冬小麦根系总干重和总根长都大于传统耕作(T),且差异显著;开花期各处理总根干重和总根长都达到最大,之后开始下降;NTS和NTSS处理0～10cm土层的根长密度和根干重密度显著高于T处理,表现出根系表层分布的特征;拔节期, NTS、NTSS和NT处理10～30cm的根长密度和干重密度都小于T,而拔节后NTS 和NTSS各土层根长密度和根干重密度增长幅度大于T.产量研究结果表明,NTS和NTSS能显著提高冬小麦产量,与T 相比,产量分别提高16.84%～30.59%和12.76%～24.32%.     

除草剂对杂草微观进化及多样性的影响

本文归纳了除草剂作用下杂草种下分化的机理及影响这一过程的内外因素,指出除草剂作用下农田杂草多样性的特点及杂草遗传和多样性变化研究的理论意义。     

耕作方法和除草剂对玉米田杂草群落的影响

应用群落生态学方法,在中国科学院沈阳生态实验站对玉米田杂草群落进行了调查研究,探讨了耕作方法和除草剂对杂草群落组成、多样性和生物量的影响.结果表明,玉米田优势种杂草为野黍、苘麻、大狼把草和鸭趾草,其中野黍重要值最高;免耕不施加除草剂处理6月下旬杂草生物量较大,5月末到8月中旬物种丰富度较高(S),7月1日和8月1日均匀度(J)较低,优势集中性(C)较高,均与常规施加除草剂处理有显著差异.施用除草剂可减少免耕玉米田杂草种类,抑制杂草生物量的增长.耕作方法和除草剂可对杂草群落组成、多样性及稳定性产生影响.     

农业活动及转基因作物对农田生物多样性的影响

农田生物多样性是生态系统生物多样性的重要组成部分,但较少受到关注.近50年来,由于农业活动引起的环境污染、生境破碎和单一化种植等严重威胁着农田生物多样性.为了了解各因素对农田生物多样性的影响程度,优化农田管理措施,以提高农作物产量并降低环境影响,本文综述了种植方式、地膜覆盖、农药和化肥使用等农业活动及转基因作物对我国农田生物多样性的影响.农药和化肥的过度使用对农田生物多样性的影响最大;而转基因作物对农田生物多样性的影响受诸多因素影响,如携带的转基因性状等.需要加强转基因作物生态环境影响评价研究,特别是对农田生物多样性的潜在影响.农业生产活动应当与农田生物多样性保护密切结合,不仅有利于提高农作物产量,同时也可减少对环境的负面影响.     

保护性耕作和杂草管理对冬小麦农田土壤水分及有机碳的影响

在秸秆全量还田的试验田中(从2004年起),于2008-2009年及2009-2010年冬小麦生育期间,研究了不同耕作措施(旋耕、耙耕、免耕、深松和常规耕作)和杂草管理对冬小麦田土壤水分及有机碳的影响.结果表明:在未除草条件下,免耕、深松的杂草总密度显著提高;而在除草条件下,杂草密度显著下降.小麦从拔节期到灌浆期0～60 cm土层水分含量呈明显波动变化,田间保留一定量的杂草可增加不同耕作方式0～20 cm的土壤水分含量,表现出一定的土壤水分保持效应.保留杂草仅提高了拔节期0～20 cm土层的土壤有机碳含量;而在抽穗期和灌浆期,0～20、20～40和40～60 cm土层有机碳含量均低于去除杂草处理.去除杂草条件下,深松显著提高了冬小麦籽粒产量;保留杂草条件下,旋耕的籽粒产量最高,常规耕作产量最低.     

城市郊区外来杂草生态位特点及对生物多样性影响研究

采用样方法调查金华市郊春夏季节非农田生境的外来杂草和主要\"土著性\"杂草的种类和分布,分析外来杂草和其他主要杂草的生态位关系,定量分析了外来杂草对城市郊区植物多样性的影响。结果表明:(1)50个样地中共出现21种外来杂草,其中以野塘蒿、一年蓬、北美车前的生态位宽度最大,分别达到0.7819、0.6915、0.5237;(2)大致可将50种杂草分成3大类,其中21种外来杂草根据其对环境资源利用的差异又可分为4组;(3)人为干扰因素和土壤水分条件是影响外来杂草分布、危害的主要因素;(4)样地聚类群VI、I、III、II的外来杂草丰富度递增,并与物种丰富度成正比,说明外来杂草在一定程度上丰富了局部环境的物种多样性;(5)外来杂草重要值与物种丰富度呈线性显著负相关,表明金华市郊外来杂草的入侵对生物多样性有不利的影响;(6)外来杂草重要值较外来杂草丰富度更为适合衡量外来杂草对生物多样性的影响。     

不同耕作与施肥方式对有机玉米田杂草群落和作物产量的影响

农田杂草是农业生态系统的重要组成部分。有机农田杂草控制是农业生产的一大难题,通过施肥方式改变杂草的竞争格局有望成为杂草控制的新途径。以暖温带有机玉米田为研究对象,设置了5种不同处理,即不施肥对照处理（CK）、施用牛粪处理（CM）、施用蚯蚓处理过的牛粪处理（EM）、免耕秸秆不覆盖处理（NT）和免耕秸秆覆盖处理（NS）,研究不同耕作和施肥方式对田间杂草密度、生物量、生物多样性及作物产量的影响。结果表明,在有机玉米农田内共发现杂草17种,CK杂草总密度最高,但杂草总生物量和生物多样性指数较低。EM杂草总生物量和牛筋草（Eleusine indica）生物量最高,分别比CK增加了192.6%和224.8%（P〈0.01）,物种丰富度和生物多样性指数较低,优势集中度指数较高。NS杂草总密度、总生物量和生物多样性与NT相比显著降低。此外,EM玉米（Zea mays）产量比CK高40.2%（P〈0.01）,比CM高19.6%（P〈0.01）。施用蚯蚓处理过的牛粪不仅提高了玉米产量,而且可以促进优势种杂草的生长,提高杂草群落的优势集中度。     

不同施肥条件下黄土麦地杂草生物多样性

采用倒置“W”9点取样法,研究了黄土区9种不同施肥处理长期肥料定位试验小麦田间杂草的生物多样性.结果表明,不同施肥条件下小麦田间杂草组成有一定差异,试验区共有杂草16种,隶属10科16属,约占陕西省麦田杂草种数的34%.随着土壤养分状况的改善,杂草的物种多样性逐渐减少,氮磷钾及其与有机物料配合施用处理（NPK、SNPK、M1NPK、M2NPK）的杂草种群为3～5个,对照及氮、氮磷、氮钾处理(CK、N、NP、NK)杂草种群为6～8个;不同施肥处理杂草相对丰度为0～73%,Shannon多样性指数为0.2～1.08,Shannon均匀度指数为0.05～0.26,Margalef物种丰富度指数为0.26～1.26.不平衡施肥处理的3个多样性指数都高于平衡施肥处理,且大部分达到显著水平.     

玉米田养鹅措施对杂草群落生态特征的影响

探索如何在利用和控制农田杂草的同时又能维持较高的杂草群落多样性的生产方式, 是当前农业发展的重要方向。作者以“农牧一体化”生产方式下的“玉米(Zea mays)田养鹅”处理和常规玉米种植处理为研究对象, 探讨了玉米田养鹅处理放牧前后及同期常规玉米种植处理下杂草生态位、功能群结构和杂草群落生物多样性的变化。结果表明: (1)在玉米田养鹅模式下, 黑麦草(Lolium multiflorum)、紫花苜蓿(Medicago sativa)和灰绿藜(Chenopodium glaucum)在放牧前的生态位宽度较大, 但放牧后黑麦草、紫花苜蓿的生态位宽度减小, 而灰绿藜、尼泊尔蓼(Polygonum nepalense)、西南草莓(Fragaria moupinensis)和老鹳草(Geranium sibiricum)等物种的生态位宽度则有不同程度的增大, 放牧后群落内新增加了7种杂草; 对照中, 前期丝叶球柱草(Bulbostylis densa)的生态位宽度最大, 而后期鼠麹草(Gnaphalium affine)的生态位宽度变为最大, 新增2种杂草。(2)放牧前玉米田养鹅处理下的黑麦草和紫花苜蓿的重叠度最大, 而放牧后黑麦草和西南草莓的重叠度变为最大; 在常规玉米种植模式下, 前期丝叶球柱草和马唐(Digitaria sanguinalis)的重叠度最高, 而后期丝叶球柱草和鼠麹草的重叠度最高。(3)两种模式下放牧前后均是一年生双子叶(DA)杂草功能群占据最大优势, 但玉米田养鹅处理模式下放牧后多年生功能类群所占的比例较放牧前增加, 且分配更均匀。(4)放牧前, 玉米田养鹅处理的Shannon-Wiener多样性指数、Margalef物种丰富度指数和Simpson多样性指数均高于对照, 其中Shannon-Wiener多样性指数和Margalef物种丰富度指数差异显著(P<0.05, n=3), 而Pielou均匀度指数低于对照, 但差异并不显著(P>0.05, n=3); 放牧后玉米田养鹅处理的Shannon-Wiener多样性指数和Margalef物种丰富度指数仍显著高于对照(P<0.05, n=3), 而Pielou均匀度指数和Simpson多样性指数则分别显著低于对照 (P<0.05, n=3)。放牧前后, 玉米田养鹅处理杂草群落的地上总生物量均高于对照, 但差异不显著(P>0.05, n=3)。(5)玉米田养鹅处理的玉米产量与对照相比减产4.0%, 但并未达到显著差异(P>0.05, n=12)。总的来看, 玉米田养鹅生产方式维持了较高的农田生态系统生物多样性, 虽然造成了一定的减产, 但可通过鹅的产出获得更高的经济效益。     

增强的UV-B辐射对麦田生态系统中种群数量动态的影响

研究了大田栽培和自然光条件下,模拟UV-B辐射(UV-B,280～315nm)增强对麦田生态系统杂草、大型土壤动物和麦蚜种群数量动态的影响。在UV-B辐射下,杂草和大型土壤动物的种类和数量降低,物种多样性改变,杂草总生物量也降低。UV-B辐射降低麦蚜复合种群数量,并与麦叶粗纤维、可溶性蛋白、可溶性糖、Mg和Zn含量有显著的相关性。UV-B辐射还导致麦蚜与麦叶Mg、Fe和Zn含量均显著增加。     

闽江口琅岐岛土地利用的时空动态

基于RS和GIS技术,采用与土地利用动态度相关的一系列时空特征指数,研究了1989、1996和2005年闽江口琅岐岛土地利用的时空动态特征.结果表明：1989—2005年间,闽江口琅岐岛各土地利用类型均有所变化,但始终以农业景观为主;期间,该区水域的单一土地利用动态度最大（7.85%）;琅岐岛综合土地利用年变率为1.90%,土地垦殖率呈快速下降趋势,林地覆盖率和建设用地利用率呈增加趋势;研究区土地利用程度综合指数呈下降趋势,表明该区土地利用类型趋于多样化.     

耕作播种方式对稻茬小麦生长和养分吸收利用的影响

2016—2018年,在四川省广汉市分析了深旋耕播种(DRT)、浅旋耕播种(SRT)和免耕带旋播种(NT)3种耕播方式对稻茬小麦生长和养分吸收利用的影响。结果表明:与DRT相比,SRT和NT处理提高了小麦分蘖、成穗能力。2016—2017年,处理间产量无显著差异;2017—2018年,NT处理产量显著高于DRT,增幅10.9%。处理间干物质积累的差异主要在苗期。NT处理下植株对氮的吸收量高于DRT,平均增幅9.9%,而氮收获指数DRT高于NT;各处理植株磷吸收量差异不显著;NT处理对钾的吸收量显著高于DRT。与传统的深旋耕播种方式相比,免耕带旋播种技术是提高稻茬小麦产量和养分吸收的有效途径。     

Bt毒素在三种矿物表面的吸附与解吸

研究了Bt库斯塔克亚种(kurstaki）毒素（65 kDa）在高岭土、针铁矿和氧化硅表面的吸附和解吸特性.结果表明：在磷酸盐缓冲体系（pH 8）中,3种矿物的等温吸附曲线均符合Langmuir方程（R²>0.9661）,它们对Bt毒素的吸附顺序为：针铁矿﹥高岭土﹥二氧化硅.矿物对Bt毒素的吸附1 h就基本达到了吸附平衡.在pH 6～8范围内,针铁矿、高岭土和二氧化硅对Bt毒素的吸附量随pH值的升高而降低.10 ℃～50 ℃范围内,针铁矿和氧化硅对Bt毒素吸附量随温度升高有所下降（8.39％和47.06％）,高岭土对Bt毒素吸附则略有升高（5.91％）.红外光谱分析显示,Bt毒素被矿物吸附后结构仅有微小变化.被矿物吸附的Bt毒素不易被去离子水解吸,水洗3次总解吸率为28.48%～42.04%.     

不同耕作方式和秸秆还田对麦田土壤有机碳含量的影响

通过两个生长季试验,研究了不同耕作方式和秸秆还田及其交互效应对小麦全生育期0～20 cm土壤有机碳含量的影响.结果表明：小麦不同生育时期0～20 cm土层有机碳含量呈明显的动态变化;秸秆还田各处理的有机碳含量都高于无秸秆还田处理;保护性耕作措施土壤有机碳增加量显著高于传统翻耕.除传统翻耕处理外,各处理0～10 cm土层的有机碳含量都高于10～20 cm土层,秸秆还田各处理0～10 cm土层有机碳含量表现为深松(PS)＞旋耕(PR)＞免耕(PZ)＞耙耕(PH)＞传统翻耕(PC),而10～20 cm土层表现为传统翻耕(PC)＞深松(PS)＞旋耕(PR)＞耙耕(PH)＞免耕(PZ),说明保护性耕作措施能提高0～10 cm土层的有机碳含量.多因素方差分析表明：耕作因素、秸秆因素和两者交互效应在不同生育期对0～20 cm土层的有机碳含量都有显著影响.