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.     

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.     

开封地区不同土地利用方式农田杂草群落结构及动态

2005年春、秋两季对开封地区不同土地利用方式小麦-玉米、小麦-大豆轮作地,葡萄地,弃耕地中杂草进行调查,统计分析各杂草群落中物种相似系数、物种相对多度分布、功能群相对多度和生物多样性。杂草功能群分为单子叶短期生植物（MA）、双子叶短期生植物（DA）、单子叶多年生植物（MP）及双子叶多年生植物（DP）4个功能类群。调查共记录杂草种类71种,隶属27个科;春季51种、共同种7个,秋季36种、共同种8个。不同土地利用方式杂草群落相似系数春季各群落间0．3～0．5,秋季玉米地-大豆地、秋葡萄地-弃耕地最高,分别是0．73和0．70;季节间小麦地与秋季各杂草群落间相似系数小于0．1。春、秋季弃耕地物种-相对多度分布曲线下降缓慢,常见种和偶见种多、相对多度分配分别占61．32％和47．09％;小麦地、玉米地、大豆地和葡萄地优势种突出。春季DA功能群占优势,小麦地高达81．06％;MP功能群较少,小麦地缺少MP。秋季玉米地和大豆地杂草功能群分布较均衡,葡萄地以DA和MP为主、分别为42．34％和42．64％;弃耕地MA、DA和MP平均,为33．63、31．07和30．25％。多样性指数为春、秋季弃耕地最高1．76和1．72,玉米、大豆地次之为1．55和1．52,春、秋葡萄地1．49、1．30,小麦地最低1．12。结论：不同土地利用方式杂草群落种群构成不同,功能群相对多度分配格局以免耕农田玉米地、大豆地和葡萄地杂草功能群分布均衡;功能群季节变化明显,趋势为MP上升,DA下降。不同土地利用方式土地多样性等级为小麦地〈葡萄地〈大豆地和玉米地〈弃耕地。     

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.     

耕作措施对冬小麦田杂草生物多样性及产量的影响

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,设置了除草和不除草处理,研究了其对杂草总密度、优势杂草种类、生物多样性指数和冬小麦产量的影响,并分析了杂草与小麦间的竞争关系。结果表明,麦田杂草主要有7种,分别是麦蒿(Descuminia sophia (L.) Webb ex Prantl)、荠菜(Capsella bursa-pastoris (L.) Medik)、燕麦(Avena sativa L.)、田旋花(Convolvulus arvensis L.)、刺儿菜(Cirsium setosum (Willd.) Bieb.)、繁缕(Stellaria media (L.) Vill.)、麦家公(Lithospermum arvense L.)。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。免耕、深松、常规耕作在未除草条件下,优势杂草种类为麦蒿、荠菜,旋耕、耙耕条件下的优势杂草为麦蒿;而除草后各处理的优势杂草均只有麦蒿。耙耕、常规耕作措施在未除草条件下杂草群落具有较高的物种丰富度和均匀度。无论哪种耕作措施,除草能提高冬小麦产量,其中以深松耕作结合除草处理的小麦产量最高。在小麦抽穗期,未除草处理杂草株高接近或高于小麦株高,会造成杂草与小麦间的光竞争,对小麦的生长状况有显著影响,从而导致小麦产量降低。     

耕作方式与施肥对陇东旱塬冬小麦-春玉米轮作农田土壤理化性质及产量的影响

以陇东黄土旱塬已进行7年的田间定位试验为基础,分析了免耕和传统耕作条件下5个施肥处理冬小麦收获期土壤水分、土壤容重（2011年）及土壤养分和产量（2005-2011年）变化,探讨了耕作方式和施肥对冬小麦-春玉米轮作农田土壤蓄水保墒效果及土壤肥力和产量的影响.结果表明： 2011年免耕条件下0～200 cm各土层土壤含水量、0～20 cm和20～40 cm土层土壤容重及土壤有机质、速效氮、速效磷含量均高于传统耕作.相同耕作条件下氮磷化肥与有机肥配施处理的土壤有机质、速效氮、速效磷含量高于其他施肥处理;不同耕作方式及施肥处理下速效钾呈逐年减少的趋势;传统翻耕处理的产量高于免耕,相同耕作条件下氮磷化肥与有机肥配施处理产量最高,不施肥对照产量最低.不同耕作方式和施肥处理的土壤蓄水保墒能力和肥力效应以免耕优于传统翻耕,产量以传统翻耕下有机无机肥配施处理最好.     

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     

长期不同施肥方式对稻田杂草群落的影响

利用太湖地区农业科学研究所31年的长期肥料定位试验田,分别于2011—2012年水稻抽穗期、结实期和收获期进行了杂草群落调查,并对杂草种群分布与土壤养分因子进行冗余分析。结果表明:随着水稻的生育进程,田间杂草密度增大,而氮磷肥的配施也能有效减少试验区田间杂草的密度;牛毛毡、鸭舌草、耳叶水苋和水蕨是水稻生长期的主要杂草类型;在施入磷肥的处理中,莎草科杂草密度减少甚至消失,鸭舌草密度则增加,耳叶水苋和水蕨则是在没有施肥的处理生长最好;氮磷配施减少群落丰富度的同时能增加群落的均匀度,人为干预相对最少的处理方式有利于群落结构的稳定发展。抽穗期RDA结果显示,第1、第2排序轴特征值分别为0.901和0.080,土壤全P、有效磷、全氮、碱解氮与第1排序轴相关系数分别为-0.887、-0.816、-0.810和-0.794。太湖地区稻麦两熟制条件下,长期不同施肥方式显著影响稻田杂草的群落组成,土壤养分库的差异性影响田面杂草密度和优势种群分布,影响稻田中杂草分布的土壤养分因子主要为氮、磷和有机质,土壤钾含量对杂草的总体分布影响相对较小。     

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。     

冬小麦-夏玉米播前耕作对夏玉米叶片衰老特性的影响

以‘郑单958(ZD958)’为试验材料,设置冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)和冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)3个处理,研究冬小麦-夏玉米播前耕作条件下夏玉米叶面积、叶片光合色素含量、可溶性蛋白含量、叶片保护酶活性及丙二醛(MDA)含量的变化.结果表明:从抽雄期(VT)到抽雄后40 d(VT+40),MN与MR的叶面积显著高于RN;从VT+40到成熟期(R6),MR的叶面积下降幅度显著高于其他处理.叶片光合色素含量呈单峰曲线变化,抽雄后20 d(VT+20)达最高值,之后逐渐下降;与RN相比,MR和MN的叶绿素a含量分别提高11.4％和9.7％,叶绿素b含量分别提高14.9％和15.9％.随着生育进程的推进,各处理的穗位叶可溶性蛋白含量呈下降趋势,MR与MN处理VT～VT+40维持较高水平,较RN分别提高11.5％和24.4％;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均呈单峰曲线变化,VT+20时期达到最大值,之后逐渐下降,MR与MN的SOD、CAT和POD活性从VT到VT+40维持较高水平;MDA含量均呈上升趋势,RN始终高于MN和MR.与RN相比,MN和MR平均增产24.0％和30.6％;与MN相比,MR平均增产5.2％.MN可有效延缓叶片衰老,有利于产量提高.     

Weed development in spring wheat after contrasting soil tillage and nitrogen management

Soil tillage and nitrogen (N) management effects on weed species composition were evaluated in 2013 and 2014 on a clayey soil after 5‐years of organic management at the Royal Agricultural University's Harnhill Manor Farm, UK. Three tillage systems – Conventional Tillage (CT), and High and Low Intensity Non‐inversion Tillage (HINiT & LINiT) – were compared at four N fertiliser rates of 0, 70, 140 and 210 kg N ha^?1. Broad‐spectrum herbicide was applied before soil operations across the site in both years. Previous organic management legacy of high weed biomass promoted greater weed prevalence in 2013 while 2‐years of herbicide inclusion reduced weed biomass. Contrasting weather conditions across the seasons affected weed incidence. In the 2014 wet season, early weed dry weight (DM) was higher under HINiT than CT and LINiT, while no differences were observed in the 2013 dry year. At midseason, weed DM was higher under HINiT than CT and LINiT in both years, which was related to higher DM of the dominant weeds Stellaria media (L.) Vill. and Sinapis arvensis L. Grass weed DM was higher under non‐inversion tillage than CT. N fertilisation increased midseason total weed DM and weed prevalence at harvest. Spring wheat yield was the highest under CT while LINiT produced 17% higher yields than HINiT. Despite higher but still tolerable weed prevalence under both non‐inversion tillage systems and with the application of N, weeds alone was not the only yield‐limiting factor. However, results show that CT is the most reliable option for weed control in changing weather, while N fertilisation rates needs to be considered.     

不同控草措施对高温季节华南地区蔬菜田杂草群落的影响

华南地区高温季节从6月持续到10月,田间杂草危害严重,当前高温季节田间杂草群落发生格局相关的研究资料积累不足。因此在广州高温季节于标准化菜田通过田间杂草调查、小区控草试验和室内土壤培养,研究了杂草群落发生规律和菜田不同清园和土壤处理控草措施对田间杂草群落短期防效和后续影响。结果表明,试验田休耕50 d后,田间杂草群落中禾草类杂草种类较少但发生量明显占优,阔叶类杂草种类较多而危害总体较轻,莎草类杂草种类较少,发生量与阔叶草相当;牛筋草(Eleusine indica)呈现明显的单优势,光头稗(Echinochloa colona)、千金子(Leptochloa chinensis)、碎米莎草(Cyperus iria)、草龙(Ludwigia hyssopifolia)等的盖度也较高。休耕后取田间土壤在不同温度条件下培养的结果亦表明,高温促进禾草类杂草的出苗和幼苗生长(尤其是40℃/35℃)而15℃恒温培养14 d几乎仅有阔叶类杂草出苗。不同控草措施处理的田间试验结果表明,百草枯处理(900 g a.i./hm~2)后阔叶类杂草总盖度上升的趋势被扭转为禾草类杂草持续占优势;喷施百草枯并铲草处理30 d后杂草盖度即恢复至60%以上,而配合喷施丁草胺(1350 ga.i./hm~2)、乙草胺(750 ga.i./hm~2)、精异丙甲草胺(750 ga.i./hm~2)或二甲戊灵(600 ga.i./hm~2)进行土壤处理30 d后可使杂草盖度与仅喷施百草枯处理分别下降72.9%、84.6%、83.9%和77.5%;土壤处理前配合浅翻耕可明显提升控草效果。典范对应分析(CCA)结果表明,控草处理70d后,百草枯、铲草和翻耕处理均对试验田间杂草群落结构具有显著影响(P0.01),田间各主要杂草在CCA排序图中明显分为两个类群:1)光头稗、牛筋草、千金子、马唐(Digitaria sanguinalis)、水虱草(Fimbristylis miliacea)和三头水蜈蚣(Kyllinga triceps);2)草龙、胜红蓟(Ageratum conyzoides)、鳢肠(Eclipta prostrata)、马齿苋(Portulaca oleracea)等阔叶类杂草和碎米莎草。     

长期不同施肥方式对麦田杂草群落的影响

以太湖地区农业科学研究所31a的长期肥料定位试验田为材料,分别于2011—2012年小麦苗期、拔节期和收获期进行了杂草群落调查,研究杂草类型与密度的分布、杂草多样性指数的变化,并对杂草种群分布与土壤养分因子进行冗余分析。结果表明:小飞蓬、看麦娘、大巢菜、稻槎菜、通泉草是本地区小麦生长期的主要杂草类型;随着小麦的生长以及氮肥、有机肥的施入,杂草密度呈下降趋势;施入有机肥降低了麦季杂草的群落多样性指数,在小麦生长的不同时期均衡施肥的CNPK处理以及不施肥的C0处理的群落各项多样性指数能维持在一个较高的水平。RDA分析显示土壤氮含量以及有机质含量与第一排序轴相关性大,是对杂草分布影响最大的两个土壤养分因子。太湖地区稻麦两熟制条件下,长期有机无机肥料单一或配合投入可显著影响麦田杂草的群落组成,其中氮肥和有机肥的施入能显著降低杂草密度;土壤养分的差异影响田面杂草密度和优势种群,均衡施肥能降低优势杂草种群的优势地位,抑制其发生危害程度,提高农田生态系统的生产力及稳定性。     

不同耕作措施对土壤真菌群落结构与生态特征的影响

以传统耕作（T）为对照,研究了免耕秸秆覆盖（NTS）、免耕（NT）、秸秆还田（TS）3种保护性耕作措施对黄土高原西部雨养农业区耕层土壤真菌数量、垂直分布及群落结构的影响。结果表明：不同耕作措施对土壤真菌数量有一定影响,耕层土壤真菌总数．TS〉T,NTS〉NT,T〉NT;耕作措施对真菌群落结构的影响比较明显,3种保护性耕作处理其土壤均以绿僵菌属（Metarrhizium）、腐霉属（Phythium）、曲霉属（Aspergillus）占绝对优势,B-P优势度指数三者之和都在0．6左右;而T处理占绝对优势的菌属是绿僵菌属（Metarrhizium）和镰刀菌属（Fusarium）,B—P优势度指数二者之和在0．7左右;土壤真菌群落的多样性指数和均匀性指数均呈现NTS〉TS〉T〉NT。因此,在黄土高原西部雨养农业区实施NTS和TS耕作措施,既有利于土壤有益真菌数量的增加,提高养分转化率,又有利于促进该区农业的可持续发展。     

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。     

麦田土壤真菌多样性对麦玉轮作长期秸秆还田和配施有机肥的响应

【背景】土壤真菌主导田间秸秆腐解的过程,秸秆还田配施有机肥可为真菌提供良好的营养物质。【目的】研究麦玉轮作模式下长期秸秆还田配施有机肥对麦田土壤真菌多样性的影响。【方法】依托山西南部麦玉轮作区长达14年的秸秆还田和施有机肥长期定位试验,采用高通量测序开展土壤真菌群落结构和多样性对不施肥+秸秆清茬(CK)、氮磷化肥+秸秆清茬(NP)、氮磷化肥+秸秆还田(SNP)、氮磷化肥+有机肥+秸秆清茬(NPM)及氮磷化肥+秸秆还田+有机肥(SNPM)的响应差异研究。【结果】秸秆还田和施有机肥处理组的物种丰富度指数、Chao1指数和ACE指数均高于CK。5个处理共产生953个分类操作单元(operational taxonomic units, OTU),CK、NP、NPM、SNP和SNPM分别具有398、451、472、462和440个OTU。在门水平上共检测出9个菌门,其中子囊菌门(Ascomycota)、毛霉门(Mucoromycota)和担子菌门(Basidiomycota)为3个主要菌门,各处理中所占丰度差异显著;在属水平上共检测出262个真菌属,其中CK丰度较高的3个属为柄孢壳菌属(Podospora) 18.85%、被孢霉属(Mortierella) 16.67%和镰刀菌属(Fusarium) 7.77%;NP、NPM、SNP和SNPM丰度较高的前3个相同属均为Dendrostilbella、毛葡孢属(Botryotrichum)和被孢霉属(Mortierella),但相对丰度值存在差异。由聚类分析可知,NPM和SNPM群落组成相似度高,归为一类,而CK、NP、SNP各独立为一类。与环境因子间冗余分析发现,TN含量是影响土壤真菌群落结构的关键因子,也受速效磷、pH、速效钾、碱解氮和全磷等环境指标影响。【结论】长期秸秆还田和施有机肥改变了小麦土壤真菌种群结构和多样性。