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。     

长期不同施肥方式对稻油轮作田土壤杂草种子库多样性的影响

施肥等人为管理下农田生态系统生物多样性的变化规律及其保护是生态系统研究的重要内容之一。我们通过镜检法对太湖地区一个长期肥料定点试验稻油轮作田表层(0–15cm)土壤中杂草种子的种类进行了鉴定,分析了长期不同施肥方式对稻油轮作田土壤杂草种子库群落结构及多样性的影响,讨论了杂草种子库多样性与农田生态系统生产力和稳定性的关系。4种施肥方式分别为不施肥(NF)、单施化肥(CF)、化肥配施猪粪(CMF)以及化肥配施秸秆(CSF)。结果表明:无论水稻种植季还是油菜种植季,与长期不施肥、单施化肥及化肥配施猪粪相比,化肥配施秸秆条件下的田间土壤杂草种子库密度均最低,但其总物种数和多样性较高;同时,这种施肥方式下水稻与油菜的年平均产量也较高,而且年际波动小。可见,施肥方式的不同会影响杂草种子库的多样性,而多样性的高低与农作物产量高低及稳定性有着一定的相关关系:即均衡的施肥方式有利于维持土壤杂草种子库多样性,提高农作物产量,并降低产量年际间的波动性。在本文研究的4种施肥方式中,化肥配施秸秆可以作为提高农田生态系统生产力和稳定性并保持生物多样性的农田施肥管理方式。     

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。     

阿拉善干旱荒漠区不同植被类型土壤种子库研究

[1]兰州大学草地农业科技学院,兰州730020 [2]甘肃草原生态研究所,兰州730020 [3]内蒙古阿拉善盟草原站,巴彦浩特750360     

黄河三角洲滨海湿地地下水位变化对土壤种子库特征的影响

地下水位是影响湿地生态系统结构和功能的重要环境因子之一,然而其如何影响滨海湿地土壤种子库特征尚不清楚。通过地下水位控制试验,研究黄河三角洲滨海非潮汐湿地地下水位梯度（-20、-60、-100 cm）下,土壤种子库密度、物种多样性等特征,并通过土壤化学指标与对应的土壤种子库特征之间的通径分析,探讨地下水位深度变化对土壤种子库特征的影响机理。研究发现,在该区域秋季采样的土壤种子库中,碱蓬和盐地碱蓬的种子数量最多;地下水位变化对土壤种子库密度无显著影响,但对土壤种子库的物种组成影响较大,随着地下水位深度增加,多年生草本植物种类呈增加趋势。整体上,随着地下水位深度增加,土壤种子库的Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数随之增大。主成分分析表明,土壤盐是影响黄河三角洲滨海湿地土壤种子库组成特征的主导因素,贡献率为69.482%,土壤养分为次要影响因素,贡献率为23.710%,进一步通径分析表明,土壤水溶性盐总量对种子库物种多样性起到限制作用,同时,有效磷浓度通过水溶性盐总量对Margalef指数和Shannon-Wiener指数表现为间接负作用,总磷浓度对种子库与地上植被相似性起到促进作用。研究表明,黄河三角洲滨海湿地地下水位深度变化,主要通过影响土壤水溶性盐总量,进而影响土壤种子库物种多样性。     

亚热带常绿阔叶林不同演替阶段土壤种子库的初步研究

 本文把四川缙云山亚热带常绿阔叶林的演替系列分成6个阶段：(1)弃耕地;(2)灌草丛;(3)马尾松林;(4)以马尾松为优势的常绿针、阔叶混交林;(5)以常绿阔叶树为优势的针、阔叶混交林;(6)常绿阔叶林。分别从每个阶段分3层采集0.5m2,l0cm厚度的5个小样地的土样,带回实验室,通过萌发法研究土壤种子库。得到如下结论：A、种子数量和物种多样性在演替早期阶段(从弃耕地到马尾松林)一般随演替发展而减少,种子数目随土层加深而降低;后期阶段(马尾松林到常绿阔叶林)种子数则大致随演替发展而增加;同一阶段各土层种子数差异不大。B、各演替阶段土壤种子库的种类组成均以草本植物为主。C、在湿度和光照比较一致的情况下,萌发种子数与温度成正相关。大多数种类的种子80%以上在实验的头六个星期内萌发。D、演替早期阶段的地上植物种类组成与土壤种子库中种类组成基本一致,演替后期阶段相关甚少。本文还讨论了土壤种子库研究的取样体积问题,以及土壤种子库在植被动态中的作用。     

河西走廊沙漠人工植被区土壤种子库特征

土壤种子库作为地上植被更新的重要的种源储备库,在植被自然恢复和演替过程以及生态系统建设中起着重要作用。以河西走廊不同区域沙漠人工植被为研究对象,研究了土壤种子库物种组成、时空分布和数量变化特征。结果表明：河西走廊沙漠人工林土壤种子库共出现27种植物,分属8科22属,以藜科植物最多,生活型以草本植物种子比例最高,占到90.6%—95.06%;土壤种子库密度介于19.29粒/m~2—858.57粒/m~2之间,从东到西呈水平地带性分布,土壤种子库分布主要集中在0—2cm土层中,不同样地土壤种子库密度均呈明显的垂直分布,在0—10cm土层内,随着土层深度增加,种子库密度先减小后增大;土壤种子库多样性(Simpson指数)在河西走廊东段沙漠人工植被区最高,在0.671—0.812之间,河西走廊中段沙漠人工植被区为0.417—0.809之间,河西走廊西段沙漠人工植被区为0.256—0.707之间,从东到西呈下降趋势,Shannon-Wiener指数、Margalett丰富度指数、Peilow均匀度指数也表现出相同的趋势,说明由于生境的植被的异质性程度高,使土壤种子库之间的差异性显著;河西走廊沙漠...     

青海湖地区芨芨草草地土壤种子库的初步研究

选择青海湖地区的次生芨芨草草地为研究对象,以围栏内封育和围栏外自由放牧的草地做对照,研究了围栏内外土壤种子库的萌发状况、密度和数量、物种多样性,以及土壤种子库与地上植被的关系。结果表明,围栏内外土壤种子库的萌发趋势非常相似,但是萌发种子累计数量不同;围栏内外土壤种子库中萌发种子的平均密度分别为3660和2460粒·m-2,围栏内萌发种子数比围栏外提高了48.8%;围栏内外土壤种子库的物种多样性指数差异较大,围栏内外丰富度指数R1分别为17和13,R2为3.693和2.832,丰富度围栏内大于围栏外,多样性指数和丰富度指数具有相同的规律,均匀度指数围栏内外分别为0.812和0.857,则是围栏外大于围栏内。围栏内外地上植被群落组成存在显著差异,围栏内的封育草地的物种丰富度和多样性指数均大于围栏外的放牧草地,而均匀度指数则呈相反趋势。     

三江平原沟渠土壤种子库特征及其与地上植被的关系

为了探究三江平原沟渠土壤种子库在湿地植物保护中的作用及其在湿地恢复中的潜力,该文采用幼苗萌发法与样方调查相结合的方法,对三江平原不同开挖年限沟渠的土壤种子库特征及其与地上植被的关系进行了研究。结果表明:沟渠具有较大规模的土壤种子库,边坡种子库显著大于底泥种子库,边坡种子库密度为8 973–25 000 seeds·m–2,底泥种子库密度为506–1 488 seeds·m–2。开挖10年、20年和30年的沟渠土壤种子库共有50种植物萌发,隶属于20科41属。开挖10年、20年和30年的沟渠土壤种子库萌发物种数分别为37种、34种和33种,地上植被物种数分别为25种、33种和22种。土壤种子库和相应地上植被的相似性系数分别为38.7%、35.8%和32.7%。随着植物群落演替的进行,地上植被的Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均逐渐增大。三江平原沟渠土壤种子库和地上植被中保存了大量湿地植物,表明沟渠具有保护植物物种多样性的作用,沟渠土壤种子库具有湿地恢复的潜力。随着沟渠开挖年限增加,沟渠植物群落呈现退化特征,建议对沟渠系统加强管理。     

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.     

施肥和杂草多样性对土壤微生物群落的影响

常年使用化肥和除草剂以及农业新技术的高投入,使我国粮食主产区耕地出现了生产力降低、土壤生物多样性失调和污染严重等生态问题。采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法来评估施肥和杂草多样性对冬小麦土壤微生物群落结构的影响。实验采用裂区实验设计,施肥作为主因素,杂草多样性作为次因素。化肥和有机肥两个施肥处理,在两个施肥处理中进行杂草多样性设置,实验盆中心种植作物(冬小麦8株),四周种植杂草(8株),杂草种类选择野燕麦、苜蓿、菊苣、播娘蒿。杂草多样性处理设为0、1、2、4种杂草处理,0种杂草处理仅种植作物,有6盆;1种杂草处理为每盆种1种杂草,有12盆;2种杂草处理为每盆种两种杂草,有12盆;4种杂草处理为每盆种4种杂草,有6盆。结果表明:在两种施肥处理中,增加杂草多样性显著增加了土壤碳氮比和p H值,碳氮比都是在4种杂草处理中最高。施化肥处理中,增加杂草多样性显著影响真菌和细菌比,真菌和细菌比在4种杂草处理中最大,显著高于0、1、2种杂草处理。在施有机肥处理中,增加杂草多样性显著影响阳性菌和阴性菌比,阳性菌和阴性菌比在0种杂草处理中最低,显著低于1、2、4种杂草处理。在两个施肥处理中,土壤碳氮比与各类群微生物量显著相关,杂草多样性通过改变土壤碳氮比改变微生物群落构成,并且微生物群落结构转变方式不同。     

玉米连作、迎茬和轮作对田间杂草群落的影响

采用定位试验方法研究了北方旱作玉米长期 (1 0～ 1 2年 )连作、米豆米迎茬和豆麦米轮作条件下玉米田杂草群落变化。结果表明 ,3种茬口杂草密度以米豆米迎茬最小 ,杂草密度在不同年际间存在着差异 ,随着连作年限的增加 ,使连作区一些杂草种类增加 ,同时也有些杂草种类减少 ,但这种差别主要是在双子叶杂草之间 ,单子叶杂草种类没有变化 ,如连作 1 2年较连作 1 0年杂草增加了牛繁缕 ,减少了鸡眼草。 2年调查结果可知 ,连作、迎茬和轮作 3个茬口相比 ,米豆米迎茬较连作和轮作杂草种类发生的少     

轮作与施肥对滁菊连作土壤微生物特性的影响

为探讨轮作模式与生物有机肥施用对滁菊连作土壤微生物特性的影响,以滁菊、小麦为研究对象,采用田间试验,设置滁菊连作模式、常规滁菊小麦轮作模式和滁菊小麦轮作模式配施生物有机肥(200 kg·667 m-2)3种处理,测定土壤化学性状、土壤微生物量碳氮和土壤微生物数量指标.结果表明:与连作模式相比,常规菊麦轮作模式与菊麦轮作配施生物有机肥模式的土壤pH值,有机质、碱解氮、速效磷与速效钾含量,土壤微生物生物量氮(MBN)、碳(MBC)、微生物熵,以及土壤细菌、真菌和放线菌数量增加,土壤MBC/MBN值和真菌占三大菌群总量的比值降低.在试验条件下,以滁菊小麦轮作配施200 kg·667 m-2生物有机肥效果最佳,土壤有机质含量为15.62 g·kg-1,碱解氮、速效磷和速效钾含量分别达到为64.75、83.26和96.72 mg·kg-1,微生物生物量氮、碳为217.40和38.41 mg · kg-1,细菌、真菌、放线菌数量分别为22.31×106、56.36×103、15.90×105 cfu·g-1.合理轮作和增施生物有机肥可改善土壤酸化状况、土壤肥力和土壤微生物群落结构,增加土壤养分有效供给,对减轻连作障碍具有积极作用.     

水旱轮作系统作物养分管理策略

水旱轮作系统是我国主要的作物生产系统之一,主要分布在长江流域.作物和土壤季节间的干湿交替变化是这一系统的显著特征,这也引起了土壤物理、化学和生物学特性在不同作物季节间的交替变化,构成独特的农田生态系统.该系统面临的主要问题包括：生产力下降或徘徊不前,灌溉水日益短缺,养分管理不合理,资源利用效率低和环境污染等.本文在综述水旱轮作系统特征和存在问题的基础上,进一步提出通过养分资源综合管理策略解决该系统养分投入、作物生产和环境风险之间的矛盾.该策略的核心内容是：从整个轮作系统角度出发调控养分,综合应用各种养分资源（化肥、有机肥及环境养分）,使养分供应匹配作物需求,并根据不同养分资源特点采取相应的管理技术,使养分管理与节水、高产栽培等农作技术相结合.     

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.     

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]     

稻麦轮作体系下有机肥施用对作物产量和土壤性质影响的整合分析

为明确稻麦轮作系统有机肥施用对作物产量和土壤性质的影响,本研究搜集已公开发表的文献数据,利用meta分析法定量分析了有机肥类型(普通有机肥、生物质炭、秸秆)、施用策略(单施有机肥、有机肥配施部分化肥、有机肥配施全量化肥)、施用年限(短期、中期、长期)对稻麦产量和土壤性质的影响及其对不同土壤条件(酸性、中性、碱性)的响应...     

长期水旱轮作条件下不同复种方式对稻田杂草群落的影响

通过长期田间定位试验,研究了水旱轮作条件下不同复种方式对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响.结果表明: 复种轮作可显著降低稻田杂草密度,抑制杂草生长.不同复种轮作方式下,紫云英-早稻-晚玉米→紫云英-早玉米间作早大豆-晚稻(CCSR)处理物种优势度最低,能降低优势种杂草地位,减轻危害.不同复种轮作方式下基本杂草群落组成均为鸭舌草+稗草+矮慈姑,杂草群落的相似性均较高,其中紫云英-早稻-晚玉米间作晚大豆→紫云英-早玉米-晚稻(CRCS)处理与CCSR处理的相似度最高.稻田复种轮作可在一定程度上提高对杂草的抑制效果,但需要注意某些次要杂草的危害.     

长期不同施肥方式对稻油轮作制水稻田杂草群落的影响

为揭示长期不同施肥方式下农田生态系统中杂草群落的变化规律,于2006年10月在太湖地区一个长期肥料试验定位监测田,运用群落生态学方法研究了7种长期不同施肥处理持续20a后对水稻-油菜轮作制水稻田杂草群落的影响.试验区共记录到杂草11种,隶属于6个科.其中,节节菜(Rotala indica)、陌上菜(Lindernia procumbens)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)、异型莎草(Cyperus difformis)等4种杂草在所有施肥处理区发生密度较大.莎草科杂草牛毛毡(Eleocharis yokoscensis)只在不施肥区和纯氮肥区出现,而球穗扁莎(Pycreus globosus)和萤蔺(Scirpus juncoides)仅在不施肥区出现.长期不同施肥措施下,田间杂草群落的物种多样性有明显差异:全年秸秆区的物种丰富度(7.3种)最小,不施肥区(10.7种)最大;不施肥区、常规区、秋季秸秆区Shannon-Wiener指数显著大于其他处理区;不施肥区和常规区Simpson指数显著小于其他处理区;不施肥区和纯氮肥区Pielou均匀度指数显著小于其他处理区.田间杂草群落的优势种组成也发生了一定变化, Whittaker指数表明,与不施肥处理相比,单施化肥、化肥配施猪粪对杂草群落结构及物种组成的影响最显著,化肥配施油菜秸秆和化肥配施油菜水稻秸秆次之,而纯施氮肥和化肥配施水稻秸秆的影响较小.Srensen群落相似性指数及聚类分析结果也得到相似的结论.结果表明,单施化肥(平衡施用N、P、K肥)、化肥配施猪粪、化肥配施夏季、秋季和全年秸秆处理均能显著改变田间杂草群落的组成,改变某些杂草在群落中的优势地位,从而抑制其发生危害程度.     

Effects of weed harrowing frequency on beneficial arthropods,plants and crop yield

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