多年紫云英还田对稻田杂草种子库密度及多样性的影响

以多年定位试验为平台,研究了连续7年紫云英-双季稻轮作后稻田土壤杂草种子库密度及多样性,并探讨了稻田土壤主要杂草种子群落与土壤主要肥力因素的关系。结果表明:多年紫云英还田可显著减少稻田杂草种子库子密度(P0.05),稻槎菜(Lapsana apogonoides)及水莎草(Juncellus serotinus)等主要种类种子密度显著性降低(P0.05);0~20cm土层中,各处理Shannon多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数从高到低均为翻压紫云英、纯化肥、不施肥处理,紫云英还田显著提高了杂草种子库物种多样性及均匀度(P0.05);多年紫云英还田及化肥施用对土壤基本理化性状产生显著影响(P0.05),土壤pH的降低(P0.05),土壤全氮的提高(P0.01)显著提高了杂草种子库多样性,土壤碱解氮的提高对种子库多样性的提高也有一定影响(P0.1)。     

不同稻作方式对稻田杂草群落的影响

运用半试验与调查相结合的方法,以贵州省从江县传统农业区的糯稻和杂交稻为例,研究了在水稻单作（R）、稻-鱼（R-F）和稻-鱼-鸭（R-F-D）3种不同稻作方式下稻田杂草群落的特征.结果表明：糯稻在3种稻作方式下的抑制杂草能力均优于杂交稻;R-F-D显著降低了田间杂草的发生密度,对鸭舌草、节节菜等的抑制效果达到100%,总体抑制杂草效果显著优于其他稻作方式,杂草的物种丰富度及Shannon多样性指数显著降低,Pielou均匀度指数提高,表明群落物种组成发生了很大的改变,降低了原来优势杂草的发生, 是一种较好的可达到抑制杂草效果的稻作方式.     

不同播栽方式对水稻生长发育特性的影响

以粳稻品种武运粳24为材料,设置直播稻Ⅰ(6月1日播种)、直播稻Ⅱ(6月17日播种)、手栽秧和机插秧4个处理,研究了不同播栽方式对水稻生长发育特性的影响。结果表明:不同播栽方式对水稻生育期影响显著,手栽秧生育期最长,机插秧其次,直播稻最短;机插秧水稻产量最高,直播稻产量最低;生物量上,水稻生育前期手栽秧较大,机插秧相对较小,到水稻成熟期直播稻Ⅱ的生物量最小,机插秧和手栽秧大致相当;叶面积指数上,水稻生育前期,手栽秧最大,抽穗时,不同播栽方式水稻叶面积指数无显著差异,水稻生育后期,直播稻叶面积指数下降较快,手栽秧和机插秧水稻叶面积指数较直播稻显著提高;不同生育阶段,不同播栽方式水稻光合势均是直播稻较小,手栽秧和机插秧较大;群体生长率上,水稻生育前期直播稻Ⅰ和手栽秧较大,水稻生育后期直播稻Ⅱ显著提高;水稻抽穗期单位干重根系的α-萘胺氧化量,机插秧要显著大于手栽秧和直播稻;水稻分蘖中期和拔节期手栽秧和直播稻Ⅰ的叶片叶绿素含量较高,抽穗期到成熟期均是机插秧叶片叶绿素含量最高。综上所述,机插秧水稻生育期天数相对较长,生育前期生长良好,中后期叶面积指数高、光合势强、叶片叶绿素含量较高、根系活力强,有利于水稻种植的高产稳产。     

江苏省主要农田杂草种子库物种组成和多样性及其与环境因子的相关性分析

采用水洗镜检法对江苏省31个农田样点(包括旱田和水田)0～15 cm土层土壤杂草种子库的种类组成和物种多样性进行了调查研究;采用典范对应法分析了杂草种子库种类与环境因子(包括淹水天数、土壤有机质含量、土壤pH、年降水量、年均温、样点经度和样点纬度)的相关性并绘制了样点和种类与环境因子的二维排序散点图.调查结果表明:在31个样点的土壤杂草种子库中共检测到杂草种子15科54种,旱田和水田各有41和45种,二者共有种类占多数但优势种有差异,通泉草[ Mazus japonicus (Thunb.) Kuntze]、异型莎草(Cyperus difformis L.)、水苋菜(Ammannia baccifera L.)、千金子[Leptochloa chinensis (L.) Nees]、棒头革(Polypogon fugax Nees ex Steud.)和牛繁缕[ Malachium aquaticum (L.) Fries]等种类为二者的共有优势种;杂草种类最多的为禾本科(Gramineae)和莎草科(Cyperaceae),分别占种类总数的22.6％和20.8％.旱田不同样点杂草种子库的优势种类变化较大,而水田杂草种子库优势种较稳定;二者优势种频度差异较大,旱田中频度高于0.30的杂草有19种,水田中频度高于0.50的杂草有20种;旱田和水田中平均重要值大于0.03的杂草各有11和9种,这些频度高的种类重要值也较大.旱田和水田土壤种子库种子密度分别为21 015和37 847 m-2,平均为31 008 m-2;旱田3层土壤中种子密度差异不显著,而水田上、中层土壤的种子密度显著高于下层.旱田以夏熟和秋熟杂草为主,而水田则以水田和夏熟杂草为主.按形态类型划分,水田及旱田中杂草种类数和密度从大到小均依次排序为阔叶草类、禾草类、莎草类,且水田中这3类杂草的种类数和种子密度均高于旱田.与旱田相比,水田杂草种子库的物种丰富度指数(S)、Shannon-Wiener 指数(H')和Simpson指数(D)较高,但Pielou均匀度指数(E)较低;旱田杂草种子库的S、H'和D指数随土层深度增加而降低、E指数逐渐升高,水田各土层的物种多样性指数则无明显变化趋势.第1种类排序轴与淹水天数负相关性最高(R=-0.8143),第2种类排序轴与年降水量和经度也有较高的负相关性;相关性分析和CCA分析结果均表明淹水天数是影响杂草种子库群落构成的最大因素.通过二维排序可将31个样点分为旱田和水田2大类,旱田可划分为长期旱连作和水旱轮作2个亚类;水田可划分为淮河以北地区和淮河以南长江流域地区2个亚类.研究结果说明:杂草种子库潜群落优势种与地上部农田杂草显群落优势种具有一致性,通过土壤杂草种子库的研究可以预测地上杂草的发生和危害情况.     

连续13年稻鸭共作兼秸秆还田的稻麦连作麦田杂草种子库物种多样性变化

稻鸭共作能有效控制稻田杂草的危害, 但是它对后茬小麦田杂草的影响及其控制作用尚没有详细的报道。我们于2000-2012年对江苏丹阳稻鸭共作兼秸秆还田的有机稻麦连作田土壤杂草种子库进行了连续13年的观察实验。结果显示, 稻鸭共作兼秸秆还田的措施使看麦娘(Alopecurus aequalis)、通泉草(Mazus japonicus)、碎米荠(Cardamine hirsuta)等18种麦田主要杂草的种子库均有较大幅度的降低, 总体的降低幅度高达97%。除了Pielou指数处于小幅波动状态外, 麦田杂草群落多样性指数整体呈下降趋势。丰富度下降表明杂草种子库向种类少、多样性低的方向演变。从Bray-Curtis指数和Jaccard相似性指数也可以得到同样的结论。可见, 连续稻鸭共作兼秸秆还田能够降低下茬的麦田土壤里杂草种子密度及多样性, 控制杂草危害。     

安徽沿江水稻田杂草种子库研究

安徽沿江水稻田种子库由36科105种杂草组成,以夏熟田杂草为优势杂草。不同稻田类型中,物种多样性指数H′早稻田>H中′稻田>H单′晚田>H双′晚田;同一稻田类型中,物种丰富度S表层、H′表层>S中层、H′中层>S下层、H下′层。74.78%的杂草种子集中分布于土壤表层,种子库总密度为319 033粒.m-2,以夏熟田杂草密度最高(57.87%),秋熟田杂草密度最低(15.74%)。种子库杂草与地上杂草群落间的相似性指数(Sorensen)为0.35,以水稻田杂草相似性指数最高(0.41),线性拟合表明二者相关性低。典范对应分析(CCA)表明,环境因子中pH、淹水天数(Id)对杂草优势度影响最大,耕作制度(Fs)、土壤类型(St)次之。     

稻鸭共作及其它控草措施对稻田杂草群落的影响

运用群落生态学方法研究了稻鸭共作、人工除草、化学除草3种控草措施对稻田杂草群落特征的影响及其对田间杂草的控制作用.结果表明,稻鸭共作显著降低了田间杂草的发生密度,对稻田主要杂草鸭舌草(Monochoriavaginalis)、异型莎草(Cyperusdifformis)、矮慈姑(Sagittariapygmaea)的防效均达到95%以上,总体控草效果显著优于化学除草和人工除草.稻鸭共作使稻田杂草群落的物种丰富度及Shannon-Wiener多样性指数略有降低,但Pielou均匀度指数显著提高,表明群落物种组成有了很大的改变,降低了原来优势杂草的发生危害.在不同控草措施作用下,稻田杂草群落的结构组成也发生了一定的变化,稻鸭共作区群落组成为陌上菜(Linderniaprocumbens)+异型莎草+水虱草(Fimbristylismiliacea),Whittaker群落指数显著高于化学除草、人工除草及对照区,表明稻鸭共作对田间杂草群落结构影响较大.从Sorensen群落相似性指数及以其为距离测度指标的聚类分析结果中也可得到同样的结论.     

不同施肥方式对稻麦轮作田土壤杂草种子库的影响

为揭示不同施肥方式(纯施化肥、有机肥配施化肥、秸秆还田配施有机无机肥、有机无机复合肥)对稻麦两熟制地区农田土壤杂草种子库的影响, 在江苏常州金坛区进行了固定施肥试验。经过连续4年试验处理后, 对不同施肥处理下农田土壤杂草种子库杂草种子种类及密度进行了调查, 并对杂草种子多样性、数量、分布与施肥措施的关系进行了分析。结果表明, 与不施肥相比, 施肥有减少稻麦轮作田土壤杂草种子库杂草种子种类数、杂草种子群落均匀度指数和物种多样性指数的趋势, 并使稻麦轮作田土壤杂草种子库杂草种子总密度明显降低。施肥明显提高了土壤杂草种子库菵草(Beckmannia syzigachne)、日本看麦娘(Alopecurus japonicus)、看麦娘(A. aequalis)种子的密度, 施用猪粪堆肥配施化肥处理提高程度更为显著; 秸秆还田配施化肥、秸秆还田配施有机肥化肥、有机无机复合肥施用处理有减少菵草、日本看麦娘、看麦娘杂草种子密度的趋势。施肥明显降低了土壤杂草种子库阔叶杂草种子密度; 施用有机肥有增加土壤杂草种子库水苦荬(Veronica undulata)、蛇床(Cnidium monnieri)种子密度的趋势; 施用猪粪堆肥有增加土壤杂草种子库鸭舌草(Monochoria vaginalis)种子密度的趋势。因此, 不同种类杂草对不同肥料存在偏好性差异, 不同施肥方式造成了土壤杂草种子库优势物种组成的差异。     

蔡家河湿地土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系

为明确蔡家河湿地土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系, 采用野外调查取样和室内萌发实验相结合的方法, 对芦苇群落, 野艾蒿群落和林下杂草群落3种不同植被类型的土壤种子库密度, 物种组成, 地上植被以及土壤理化性质进行了调查研究。结果表明: 蔡家河湿地3种植被类型的土壤种子库密度分别为(7725±1286) 粒•m-2, (2535±556) 粒•m-2和(5085±984) 粒•m-2; 物种数量分别为36种, 28种和39种。3种植被类型土壤种子库的物种丰富度以及多样性均高于地上植被, 并且3种植被类型间土壤种子库物种组成的相似性高于地上植被, 说明土壤种子库比地上植被具有更高的稳定性。芦苇群落的种子库密度, 物种多样性指数以及土壤种子库和地上植被物种组成的相似性均高于野艾蒿群落和林下杂草群落。土壤含水量与土壤有机质是影响土壤种子库物种组成的主要土壤因子, 在土壤水分以及有机质含量高的芦苇群落中含有大量湿生植物种子, 但在水分和有机质含量低的野艾蒿和林下杂草群落未发现柳叶菜(Epilobium hirsutum)、马先蒿(Pedicularis resupinata)、问荆(Equisetum arvense)等湿生植物的种子。因此, 蔡家河湿地土壤种子库已出现一定程度的退化, 芦苇群落土壤种子库可用作退化湿地植被恢复的种源, 在植被恢复时要满足种子萌发对土壤水分和有机质的需求。     

云南稻作区主要有害生物发生动态及其复合为害

对云南不同稻作区286块水稻主栽品种稻田有害生物种类组成及其发生动态进行了系统调查,并结合文献资料讨论了云南水稻有害生物群落的演化趋势.结果表明:3种稻作区有害生物主要种类、发生动态及其复合为害特点差异显著,粳稻区叶鞘腐败病、白叶枯病、条纹叶枯病、叶蝉类、粘虫类、蛀茎类发生严重,籼粳交错区纹枯病、条纹叶枯病发生严重,籼稻区叶瘟病、纹枯病、稻纵卷叶螟、高于水稻冠层杂草发生严重;而稻曲病、稻飞虱和低于水稻冠层杂草在3种稻作区普遍存在且发生严重.杂草在水稻整个生长季节均有发生且种类较多,其中稗草、慈姑、眼子菜、紫背浮萍等在3种稻作区发生均较严重.粳稻区和籼稻区有害生物复合为害整体水平高于籼粳交错区.就云南水稻有害生物群落的演化而言,稻曲病、纹枯病和稻飞虱在各稻作区发生有进一步加重的趋势,杂草优势种类正在由以一年生杂草为主朝着以多年生恶性杂草为主的方向演化.     

长期稻鸭共作对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响

2000~2003年连续4年研究了稻鸭共作条件下田间杂草群落的特征及其动态变化规律。结果表明,在长期稻鸭共作条件下,田间杂草密度逐年降低,下降趋势符合阻滞模型y=k+a·e^bx,模型参数b反映了杂草种群的下降速率。在稻田6种主要杂草中,水虱草(Fimbristylis miliaceae)、陌上菜(Lindernia procumbens)、丁香蓼(Ludwigia prostrata)种群数量降低较快,鸭舌草(Monochoria vaginalis)、异型莎草(Cyperus difformis)次之,稗(Echinochloa crusgalli)最慢。稻鸭共作使稻田杂草群落的物种多样性持续降低,群落均匀度提高,群落相似性与稻鸭共作前相比逐年降低。说明稻鸭共作改变了田间杂草的群落结构,有利于限制杂草的发生危害。随着稻鸭共作的连年进行,对田间杂草的控制效果逐渐上升,4年后达99%以上。稻鸭共作是稻田替代化学除草的一种非常有效的生物、生态控草措施,具有显著的经济和生态效益。     

Influence of long-term different fertilization on soil weed seed bank diversity of a paddy soil under rice/rape rotation

A long-term fertilized paddy field under rice/ rape rotation in the Taihu Lake Region was selected to investigate the dynamics of soil weed seed diversity.Four fertilizer treatments were performed,including non-fert-ilizer (NF),chemical fertilizer only (CF),chemical fert-ilizer combined with pig manure (CMF) and chemical fertilizer plus crop stalk (CSF).We recorded the seed numbers and crop yields,estimated the weed seed bank density and identified the kinds of weed seeds in the top-soil (0-15 cm) in the study area using a stereomicroscope.Based on the records,we analyzed the effect of long-term fertilization on soil weed seed bank diversity and the rela-tionship between weed seed diversity and crop yields.Comparing the four treatments,it was found that in the cultivating seasons of both rice and rape,the density of soil weed seed bank was the lowest with the treatment of chemical fertilizer plus crop stalk.Whereas,the total num-ber of species and the weed seed bank diversity was the highest.Furthermore,the crop yields were at maximum and kept constant with this treatment.There was a def-inite correlation between fertilizer treatment and soil weed seed bank diversity and crop yields.It was concluded that balancing the fertilizer management was helpful in main-taining soil weed seed bank diversity,increasing crop yields and alleviating crop yield fluctuation.Therefore,among the four fertilizer treatments,chemical fertilizer plus rice crop stalk treatment was the best one to stimulate the productivity of agricultural ecosystems and simulta-neously protect biodiversity.     

稻田水面漂浮的杂草种子种类及动态

为了揭示杂草种子的漂浮动态,并为探寻生态控草方法提供理论依据,我们于2005年6-11月,在南京沧波门稻作区调查了水稻种植前及生长后期田问杂草群落以及稻田灌水期间水面漂浮的杂草种子的种类及漂浮时间.结果表明,在水稻种植前及生长后期田间出现有15科24种杂草;可漂浮于水面的杂草种子有17科26种,与田间发生的杂草种类相同的共有18种,占所有32种杂草的56.25%.这些杂草主要隶属于禾本科、蓼科、毛茛科、报春花科、莎草科、菊科和雨久花科.田埂附近漂浮的杂草种类及种子数量均高于田中间;各类杂草种子的漂浮能力不一,其中菵草(Beckmannia syzigachne)、泽珍珠菜(Lysimachia candida)、茴茴蒜(Ranunculus chinensis)、齿果酸模(Rumex dentatus)、蛇床(Cnidium monnieri)、鳢肠(Eclipta prostrata)和看麦娘(Alopecurus aequalis)等在田间水面漂浮能力较强.漂浮期间杂草种子除多集中于田埂附近,也附着于稻稞周围,并有互相结联的趋势.从整体上看,杂草种子漂浮2天后骤降,8天后基本全部沉降.显然,稻田生境的杂草种子大多可以漂浮于水面传播扩散.因此在灌水早期采取过滤或清除水上漂浮杂草种子可以减少杂草种子的输入和加速杂草种子从田间输出,减少杂草发生基数.     

Influence of long-term different fertilization on soil weed seed bank diversity of a paddy soil under rice/rape rotation

A long-term fertilized paddy field under rice/rape rotation in the Taihu Lake Region was selected to investigate the dynamics of soil weed seed diversity. Four fertilizer treatments were performed, including non-fertilizer (NF), chemical fertilizer only (CF), chemical fertilizer combined with pig manure (CMF) and chemical fertilizer plus crop stalk (CSF). We recorded the seed numbers and crop yields, estimated the weed seed bank density and identified the kinds of weed seeds in the topsoil (0–15 cm) in the study area using a stereomicroscope. Based on the records, we analyzed the effect of long-term fertilization on soil weed seed bank diversity and the relationship between weed seed diversity and crop yields. Comparing the four treatments, it was found that in the cultivating seasons of both rice and rape, the density of soil weed seed bank was the lowest with the treatment of chemical fertilizer plus crop stalk. Whereas, the total number of species and the weed seed bank diversity was the highest. Furthermore, the crop yields were at maximum and kept constant with this treatment. There was a definite correlation between fertilizer treatment and soil weed seed bank diversity and crop yields. It was concluded that balancing the fertilizer management was helpful in maintaining soil weed seed bank diversity, increasing crop yields and alleviating crop yield fluctuation. Therefore, among the four fertilizer treatments, chemical fertilizer plus rice crop stalk treatment was the best one to stimulate the productivity of agricultural ecosystems and simultaneously protect biodiversity. __________ Translated from Biodiversity Science, 2006, 14(6): 461–469 [译自:生物多样性]     

Effects of Delaying Transplanting on Agronomic Traits and Grain Yield of Rice under Mechanical Transplantation Pattern

A delay in the mechanical transplantation (MT) of rice seedlings frequently occurs in Huanghuai wheat-rice rotation cropping districts of China, due to the late harvest of wheat, the poor weather conditions and the insufficiency of transplanters, missing the optimum transplanting time and causing seedlings to age. To identify how delaying transplanting rice affects the agronomic characteristics including the growth duration, photosynthetic productivity and dry matter remobilization efficiency and the grain yield under mechanical transplanting pattern, an experiment with a split-plot design was conducted over two consecutive years. The main plot includes two types of cultivation: mechanical transplanting and artificial transplanting (AT). The subplot comprises four japonica rice cultivars. The results indicate that the rice jointing, booting, heading and maturity stages were postponed under MT when using AT as a control. The tiller occurrence number, dry matter weight per tiller, accumulative dry matter for the population, leaf area index, crop growth rate, photosynthetic potential, and dry matter remobilization efficiency of the leaf under MT significantly decreased compared to those under AT. In contrast, the reduction rate of the leaf area during the heading-maturity stage was markedly enhanced under MT. The numbers of effective panicles and filled grains per panicle and the grain yield significantly decreased under MT. A significant correlation was observed between the dry matter production, remobilization and distribution characteristics and the grain yield. We infer that, as with rice from old seedlings, the decrease in the tiller occurrence, the photosynthetic productivity and the assimilate remobilization efficiency may be important agronomic traits that are responsible for the reduced grain yield under MT.     

连续单一除草剂应用情况下的转基因直播稻田杂草群落动态

【背景】转基因抗除草剂水稻种植将导致连年连续使用单一目标除草剂,势必会影响杂草群落结构的变化,但其变化规律至今还不十分明确。【方法】于2011~2013年,连续3年在直播种植抗草铵膦转基因Bar68-1水稻田中,使用灭生性除草剂草铵膦,持续观察期间杂草群落结构变化,并与常规选择性除草剂丙草胺—苄嘧磺隆（丙·苄）的应用情况进行对比,以揭示由于种植转基因抗除草剂水稻而使用单一除草剂对稻田杂草群落结构的影响。【结果】草铵膦和丙·苄连续使用后,杂草的物种丰富度和总杂草密度均逐年显著降低。随草铵膦使用年限增加,控草效果持续提高并达到优良水平,而常规选择性除草剂丙·苄的长期使用,致使多年生杂草双穗雀稗演替为群落的优势种,杂草密度呈逐年增加的趋势,导致生物多样性指数显著降低。【结论与意义】抗除草剂转基因水稻种植,在抗性杂草演化之前,不会因单一灭生性除草剂的应用而导致杂草群落迅速朝不良方向演替。长期的群落演替还需要进一步研究观察。     

陕北黄土丘陵沟壑区水土保持耕作及施肥下农田土壤种子库特征

为了探明多年免耕下农田恶性杂草发生的机理,提高保护性耕作下作物对农田恶性杂草持久稳定的抑制效果,依据陕西安塞田间4a的定位试验, 采用小区调查取样和室内实验相结合的方法,从物种组成、密度特征、多样性以及相似性特征等方面,研究了黄土丘陵旱作农区大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、红小豆(Semen Phaseoli)、马铃薯(Solanum tuberosum)在翻耕化肥(CF)、翻耕有机肥(CM)、翻耕无肥(CN)、免耕化肥(NF)、免耕有机肥(NM)、免耕无肥(NN)等水平下的农田土壤种子库.结果表明: (1) 4种作物24种土样中共萌发出12个物种1965株幼苗,隶属于7科12属.1年生杂草占94%,棒头草(fugax nees ex steud)、苋菜(Acalypha australis)、马唐(Digitaria sanguinalis)、早熟禾(Poa sphondylodes)为优势种,占87%.(2)在0～20cm土层不同处理间,土壤种子库的密度变动于(282.9±63.4)～(7482.5±1078.3)粒·m- 2,其中,红小豆小区＞马铃薯小区＞大豆小区＞玉米小区;翻耕小区＞免耕小区;有机肥小区＞化肥小区＞无肥小区,差异极显著. (3)土壤种子库密度NM红小豆最高,NN玉米最低;丰富度指数CF大豆为2.30;NN红小豆为0.29;多样性指数NN大豆为5.56,CF红小豆为0.45;生态优势度NF玉米为1.35,CF大豆为0.17.玉米、大豆是黄土丘陵沟壑旱作农区免耕下农田抑制杂草最为适宜的作物, NM玉米、NF大豆和NM大豆是黄土丘陵沟壑旱作农区较优的耕作管理方式,其农田的生态效应是能够竞争性抑制恶性杂草的蔓延,优化土壤环境,杂草的多样性高且比较均衡,杂草的土壤种子库密度低.