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.     

三江平原湿地不同利用方式对土壤理化性质及团聚体组成的影响

选择三江平原湿地分别垦殖为旱田和水田以及人工林3种利用方式,调查土壤理化性质及团聚体组成的变化。结果表明:不同利用方式下土壤理化性质发生了明显变化。与湿地相比,不同利用方式下土壤水分含量显著降低,而土壤容重显著增加,并且除水田土壤速效磷含量较湿地土壤有所增加外,其他利用方式下全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量均有不同程度的降低,特别是旱田和人工林利用方式下的降低幅度明显大于水田;不同利用方式下土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均明显低于湿地,水田利用方式下土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性降低幅度明显小于旱田和人工林;除水田利用方式下土壤酸性磷酸酶活性较湿地有所降低外,旱田和人工林利用方式下土壤酸性磷酸酶活性较湿地无显著变化;不同利用方式下土壤总有机碳、微生物量碳、水溶性碳和易氧化碳含量均较湿地有不同程度的降低,除易氧化碳含量外,旱田和人工林利用方式下土壤总有机碳、微生物量碳和水溶性碳含量的降低幅度均显著大于水田;不同利用方式下土壤机械稳定性团聚体组成也发生了明显的变化,水田和旱田利用方式下土壤平均重量直径(MWD)较湿地均有所降低,特别是旱田土壤MWD降低幅度更为明显,但人工林土壤MWD却较湿地有所增加;不同利用方式会显著影响土壤理化性质及土壤团聚体组成,其中水田利用方式对土壤理化性质、有机碳稳定性和土壤团聚体破坏程度明显低于旱田和人工林;而人工林由于受人为扰动较小,对土壤理化性质及结构的影响程度明显小于旱田。     

杂草种子寿命的研究

1976—1978年先后把稗、看麦娘、藜、猪殃殃等24种农田主要杂草种子分别埋入水田和旱田(棉麦)的土壤内,每年挖出一部分种子进行发芽试验,测定其存活率,8年试验结果表明,经4年后稗草种子在水田内还有34.2—52.5%发芽率,至第7年全部死亡;而在旱田内经2年,只有8.7%的发芽率,第三年死亡率达100.0%;看麦娘、硬草、棒头草种子在水田内2年发芽率分别为39.3%,62.7%、33.3%,而在旱田内2年后死亡率达100.0%;猪殃殃、波斯婆婆纳的种子在旱田中2年内的发芽率为57.0%、80.0%,但在水田内其死亡率达98.7%、100.0%;马齿苋的种子在旱田内经7年发芽率为33.3%;而水田内为23.0%。在水、旱不同条件下,不同杂草种子的寿命是不一样的,这将为水旱轮作防除农田杂草提供了理论依据。     

垦殖对沼泽湿地CH4和N2O排放的影响

三江平原是我国最大的沼泽化低平原,同时也是受人类活动影响最剧烈的区域之一。选取三江平原两类典型湿地-常年积水的毛果苔草(Carexlasiocapa)沼泽和季节性积水的小叶章(Deyeuxia angustifolia)草甸及其垦殖水田和旱田为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法进行CH4和N2O的田间原位观测。研究结果表明,垦殖导致沼泽湿地CH4排放量大幅度降低,而N2O排放量有所升高。三江平原沼泽湿地、水田、旱田的CH4排放量分别为329.56、94.82kg.hm-.2a-1和-1.37kg.hm-.2a-1,N2O排放量分别为1.93、2.09kg.hm-.2a-1和4.90kg.hm-.2a-1。沼泽湿地垦殖使CH4和N2O的综合温室效应降低,在20a到500a的时间尺度上,水田综合GWP为沼泽湿地的30.8%~37.9%,旱田综合GWP仅为沼泽湿地的6.0%~28.7%。垦殖同时也改变了沼泽湿地对大气CO2的源汇功能,2004年,小叶章草甸、水田和旱田碳排放量分别为-3.08、1.79t.hm-2和3.35t.hm-2,沼泽湿地垦殖为旱田后碳源的功能较水田更强。     

垦殖对沼泽湿地土壤呼吸速率的影响

三江平原是我国最大的沼泽化低平原,同时也是受人类活动影响最剧烈的区域之一。选取三江平原两类典型湿地-常年积水的毛果苔草(Carex lasiocapa)沼泽和季节性积水的小叶章(Deyeuxia angustifolia)草甸及由其垦殖的水田和旱田为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法对土壤呼吸速率进行了观测。研究结果表明,小叶章草甸与毛果苔草沼泽土壤呼吸速率的季节变化形式相同,为单峰型,在夏季出现排放峰值,而冬季呼吸速率最低。沼泽湿地垦殖为旱田后,土壤呼吸速率的季节变化形式未发生变化,但垦殖为水田后,土壤呼吸速率排放峰值的时间延后在秋季出现。毛果苔草沼泽、小叶章草甸、旱田及水田通过土壤呼吸释放的碳量分别为(3.1±0.4)、(4.8±0.7)、(2.8±0.4)、(2.2±0.3)tC.hm-2.a-1。毛果苔草沼泽土壤呼吸速率低于小叶章草甸是由沼泽湿地的积水环境差异造成的,而沼泽湿地垦殖为农田后土壤呼吸作用减弱,主要是由于垦殖后土壤有机碳含量大幅降低所致。相关分析表明,温度和土壤湿度(或积水深度)是影响土壤呼吸速率的重要因素,温度与小叶章草甸、毛果苔草沼泽以及旱田土壤呼吸速率呈显著指数关系,Q10值分别为2.1、2.5和1.8,沼泽湿地垦殖为旱田后温度敏感性指数降低,主要是由于土壤微生物营养源减少从而对微生物营养供应受限造成的。小叶章草甸、毛果苔草沼泽、旱田以及水田土壤呼吸速率与土壤湿度/积水深度之间的关系可用线性或二次曲线方程来描述。     

三江平原水田景观对局地热环境的影响

水稻是重要粮食作物之一,水稻田灌溉导致其下垫面性质独特,具有"冷湿效应",进而直接影响区域气候。基于Landsat8 TIRS热红外遥感数据反演地表温度,刻画三江平原水田种植核心区的热环境空间格局,以景观生态学格局-过程理论为视角,量化水田景观格局对水田内部地表温度分异的影响,以及对周边区域热环境的影响范围及幅度。结果表明：（1）与水田、旱田空间分布相对应,研究区地表温度具有空间极化特点,水田与旱田平均地表温差为-7.8℃。（2）水田内部的平均地表温度与水田斑块大小、连通性呈负相关,与形状呈正相关。（3）水田对周边降温距离为60-300m,降温幅度为0.05-9.7℃。其中,水田内部温度场对降温距离和幅度的影响最大,呈负相关;水田斑块大小、内部连通性与降温距离及幅度之间为正向相关,而水田形状的影响最弱。研究从水田与周边地表热环境交互影响的角度,强调了物质、能量横向传输的非线性过程在农田灌溉的气候效应研究中的重要作用。     

下辽河平原不同土地利用方式下土壤微节肢动物群落结构研究

2000年10月～2001年10月对下辽河平原地区撂荒、林地、旱田、水田4种不同土地利用方式的土壤微节肢动物进行了调查。应用个体数密度、类群丰富度、多样性指数和均匀度4个群落参数,研究了土壤微节肢动物的群落结构和季节变化。结果表明,撂荒中土壤微节肢动物的4个群落参数均为最高,旱田均为最低,季节变化影响土壤微节肢动物的群落结构,但土地利用方式不影响群落结构的季节变化型,下辽河平原地区不同土地利用方式共鉴定出土壤微节肢动物12个类群,撂荒、林地、旱田中弹尾目(Collembola)和蜱螨目(Acarina)为优势类群,双翅目(Diptera)、鞘翅目(Coleoptera)和膜翅目(Hymenoptera)为常见类群,水田中弹尾目、蜱螨目和双翅目为优势类群,鞘翅目为常见类群,各土地利用方式、各季节均在表层土壤出现的类群最多、密度最高,中层次之,底层最少。     

三江平原农业生态系统露水凝结规律

露水是农业生态系统水分平衡、养分循环不可忽视的输入项。在对露水相关参数设定的基础上进一步探讨农田露水的凝结规律。选择杨木棒做为露水收集器,在三江平原于作物生长季(6月初—9月末)对水稻、玉米和大豆茎叶上的露水凝结进行了实地监测。结果表明:生长季农作物约70%的无雨夜间有露水凝结,年露日数约为70d;7、8月份作物露水强度最强,丰水年露水强度显著强于平水年(P0.05),水稻和大豆的露水强度基本持平,显著高于玉米露水强度(P0.05);垂直方向上各作物露水凝结规律一致,冠层露水强度强于顶层,底层露水强度最弱;农作物露水量较为可观,旱田作物年露水量保守值约为10—15mm,水田作物年露水量为旱田的2—3倍,叶面积指数(LAI)成为限制作物年露水量的关键因子。此外,露水对水田喷洒叶面肥等农业生产活动有指导意义,在旱田作物抗病虫害、集水抗旱方面具有重要生态意义。     

东北一季作农田秋末土壤中无机氮的累积

在我国东北一季作农田地区,秋季作物收获时土壤中累积的无机氮并不多,但经过秋末一段温度、湿度都适宜矿化作用又无作物生长利用的时期以后,封冻前旱地土壤中累积的无机氮可以达到一个较高的水平,单施化肥的旱地农田1m土体中累积的无机氮为99．9kg·hm^-2,化肥和有机肥配施的农田为145．4kg·hm^-2;水田壤中累积的无机氮较低,这是由于水田土壤长期淹水,通透性不及旱田,尽管落水后透气性有所改善,但不充分的含氧条件有利于反硝化作用,矿化的无机氮最终以N2O形式损失掉．     

沈抚石油污灌区土壤有机质空间分布

利用GIS技术对沈抚灌区土壤有机质的空间分布规律进行了研究,并分析了其影响因素.结果表明:土壤有机质含量沿灌渠上游至下游逐渐减少,且在垂直灌渠方向上,距灌渠越远,含量越低,表层土壤有机质含量显著高于亚表层(平均值为亚表层的1.7倍);沈抚灌区土壤有机质空间分布受土地利用方式、污灌形式和污灌年限影响;水田有机质变异系数大于旱田,随灌渠水流的流向,土壤中有机质含量逐渐减少,在下游地区存在异常区;土壤有机质含量随污灌年限的增长而上升,污灌36-50年的水田表层和亚表层有机质含量是其它年限的1.71-2.36和2.51-2.87倍,旱田表层有机质含量在污灌16年后变化不大,保持在3.2%-3.6%.     

1950—2015年吉林省西部地区湿地动态变化研究

以吉林西部为研究区域, 用GIS与RS相结合, 利用动态度模型与土地利用转移矩阵研究1950-2015年吉林省西部湿地动态变化。结果表明: 1976-2015年吉林西部湿地总面积呈波动型减少的趋势, 自然湿地中的沼泽湿地持续性减少, 河流、湖泊湿地先增加后减少; 人工湿地呈逐渐增加的趋势, 自然湿地主要向耕地、草地和盐碱地转移, 水田的增加方式主要有旱田改水田, 沼泽改水田两种方式; 自然湿地丧失较大的区域主要分布在嫩江、松花江沿岸、以及查干湖、月亮湖等湖泊附近, 人工湿地面积(水田)增加的主要区域位于研究区中、东部河流湖泊沿岸。      

水、旱条件下水稻茎秆主要抗倒伏性状的QTL分析

以粳型旱稻IRAT109和粳型水稻越富杂交的116个DH株系的群体为材料,利用已构建的分子标记连锁图(包括94个RFLP标记和71个SSR标记),定位了水稻茎秆主要抗倒伏性状的QTL。在水田、旱田栽培条件下,考查了乳熟期DH系及其亲本的茎基粗、茎秆长及茎秆强度等性状。相关分析表明,茎基粗与茎秆长、茎基粗与茎秆强度及茎秆长与茎秆强度间均呈极显著正相关。利用QTLMAPPER进行水、旱田单环境定位分析及水、旱田联合定位分析定位了控制这些性状的QTL。水、旱田单环境定位分析结果表明：3个性状共检测到9个加性QTL和5对上位性QTL;联合定位分析表明：茎基粗、茎秆长共检测到6个加性QTL和6对上位性QTL,其中6个加性QTL和1对上位性QTL在两种方法下都检测到。旱田条件下检测到2个加性及2对上位性QTL(bctla、ct9、c16a-c16c和cs5-cs12)对表型变异的贡献率(简称贡献率)大于30％。这些高贡献率QTL可能对旱田条件下旱稻抗倒伏分子育种有重要意义。     

三江平原草甸白浆土种稻后土壤理化性质变化

土壤质量变化与更新是农业发展和土壤管理的判断准则.白浆土是三江平原主要水田土壤,但旱田改水田后缺乏对其土壤质量变化规律的研究.本研究以不同种稻年限白浆土为调查对象,探讨其土壤理化性质演变特征.结果表明: 白浆土种稻后,耕层(厚16~23 cm)和犁底层(厚6~8 cm)土壤有机碳、还原物质总量增加,耕层深度随种稻年限增加呈逐渐增加趋势,犁底层无明显变化,心土层(厚20 cm)与旱田无显著差异;土壤中Fe²⁺和Mn²⁺有向下迁移现象,但只迁移到犁底层;耕层和犁底层土壤固相比率比种稻前增加,犁底层固相比率由47.8%增加到70.0%,容重由1.22 g·cm^-3增加到1.77 g·cm^-3,土壤孔隙总量降低,微孔隙比例增加,白浆土种稻后有黏粒淋溶淀积现象.白浆土种稻后,土壤物理和化学性质的变化特征与水稻土的演变规律既有一致性,又有其特殊性.     

洞庭湖区退田还湖后不同恢复模式下土壤酶活性的变化

以洞庭湖区退田还湖后不同恢复模式下(恢复自然水域、种植芦苇、种植杨树)的典型堤垸（青山垸、官垸和小集成）为研究对象,通过与相邻堤垸农田生态系统（水田、旱田）土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的比较,揭示不同退田还湖模式下土壤酶活性的变化及其与土壤化学特性的相关关系.结果表明：与水田、旱田相比,在表层土壤中,以种植杨树为恢复方式的小集成样地的过氧化氢酶活性显著增加,其他酶活性无显著变化;以种植芦苇为恢复方式的官垸样地的蔗糖酶和磷酸酶活性有所下降,其他酶活性无显著变化;恢复自然水域的青山垸样地中,除磷酸酶活性下降外,其他酶活性没有表现出明显的差异性.相关分析表明,土壤有机质含量与4种酶活性均表现出显著的正相关关系（P<0.01）,说明退田还湖后系统恢复模式导致的土壤有机质含量的变化是土壤酶活性变化的主要原因.     

稗草

稗草(Echinochloa crusgalli Beav)是农业尤其是水田生产的一年生有害杂草。稗草在农田所摄取的水分和养料往往超过农作物所需要的量,如稗草所吸收的氮素要比水稻多45％,每穴水稻若夹有一株稗草可减产35.5％,夹有两株稗草可减产62％。稗草有着顽强的生命力。它的种子在40℃左右的厩肥中可保持生活力达一个月。在淹水     

我国新型高效除草剂品种研发述评

中国是农药生产和出口大国,农药研究目前正处于从仿制过渡到创制的阶段。近30年来,国内研发机构相继开发和上市了可用于旱田作物和水田作物的多个除草剂品种,如:单嘧磺隆,丙酯草醚和氯酰草膦。这些农药均已获得正式或临时登记且合成简便,具有高效低毒和低成本的特点。按照国内创制的除草剂的结构进行分类,重点评述了它们的理化特性、除草活性和应用技术,并对各品种的开发思路和市场前景进行了分析和总结。     

三江平原建三江地区30年湿地景观退化评价

因高强度农业开发,1975～2004年的30a间,三江平原自然湿地景观发生了剧变.评估该湿地景观面临的各种压力、分析其所处状态、揭示其演变规律,对于三江平原的湿地保护和恢复至关重要.选取1975年、1989年和2004年的三期Landsat TM遥感影像,基于压力-状态-响应的生态评价框架,对黑龙江省建三江地区景观演变进行分析.结果表明,(1)从1975年到2004年,建三江地区自然湿地大幅减少,农田大幅增加,景观多样性和破碎度显著提高;农业开发是自然湿地面临的主要压力,其中草甸和沼泽湿地是主要的开发对象.(2) 1975～1989年的农业开发强度高于1989～2004年.1975～1989年,农田、沟渠面积大幅增加,湿地面积大量减少;通过沟渠排水将湿地开发为旱田,导致该区生态环境质量下降,洪涝灾害频繁;1989～2004年,人们意识到湿地保护的重要性,自然湿地开垦减少,沟渠面积略有增加,并把部分旱田转为水田来达到"以稻治涝"的目的;同时,建立了多个湿地自然保护区并制定了相应的湿地保护条例,使得该区的湿地景观得到了一定的保护.(3) 当前三江平原湿地景观面临的问题依然严峻,尤其是排水沟渠的大量存在和旱田转化为水田后导致的水资源短缺和地下水位下降等问题,还将继续威胁现有湿地的存续,基于沟渠系统的综合性水资源管理势在必行.     

USB免驱动视频头显微数码成像系统构建及其应用

在中学生物学实验教学中,显微镜的操作和使用是一个难点,实验时,很多学生很难调出物像。为此,笔者改装了USB免驱动视频头。将改装后的视频头套到显微镜目镜上,再把视频头和电脑、投影连接起来,可把显微镜下的物像展现在大屏幕上。采用MiniVCap5．5软件可实现录像和拍照。     

国产医用听诊器有了新发展

上海医用听诊器厂是一家生产医用听诊器有近四十年历史的专业工厂,为了赶超国外先进水平,该厂着重在听诊器的传音音质上进行研究,在产品的结构、形态方面作了诸多改进,同时还把多次测试所得的数据进行分析对比,使产品的频响曲线稳定在最优段,从而使产品的性能、质量同国外同类产品相比巳基本相近,84年被评为上海市医药管理局优质产品。该厂还注重新产品、新品种的开发,目前已有单用、二用、三用、新单用、新双联、双联、兽用等近十个品种的听诊器。最近还试制成功新型“听诊器——Ⅲ型”,可将制造听诊器     

松嫩平原玉米带农田土壤氮密度时空格局

基于1980年吉林省第二次全国土壤普查剖面资料和2003—2006年的实测数据,估算了松嫩平原玉米带不同土壤类型农田表层(0—20 cm)土壤氮密度和储量,分析了该地区土壤氮密度的25a时空变化特征及其原因。结果表明,两个时期松嫩平原玉米带农田土壤氮密度的空间分布格局基本一致,中部高、边缘低,平均土壤氮密度变化不大,均为0.31 kg/m2,但25 a间不同土壤类型和土地利用方式的土壤氮密度变化趋势存在差异,暗棕壤、水稻土和沼泽土的氮密度上升,其它类型土壤的氮密度不变或下降,旱田的氮密度不变,水田的氮密度明显下降,25 a间研究区内的农田土壤总氮储量每年减少7.6×105kg。25 a间土壤氮密度的变化与1980年的初始值负相关,土壤氮密度的新稳定状态值为0.32 kg/m2。如保持1980年的土地利用方式和栽培耕作措施不变,该地区农田土壤总固氮潜力为5.18×106kg/a。但实际上,与固氮潜力相比,2005年该区农田土壤总氮储量偏低了1.20×108kg。因此,今后该区应多注重肥料的合理施用,加强农田管理,尤其是旱田改水田的管理。