农田杂草种子库群落及绿色控草技术研究

论文摘要

农田杂草群落是由土壤潜杂草群落（种子库）和地上显杂草群落（杂草植被）共同组成,其中潜杂草群落是决定未来田间杂草发生危害的根本性原因,研究和控制土壤潜杂草群落,对于杂草综合管理具有十分重要的意义。本文研究了中国主要农区147个样点的杂草种子库群落结构特征,并结合气候环境条件对潜杂草群落区系进行了分析。结果表明：中国农田土壤杂草种子库平均密度高达102851粒/m2,共计35科218种杂草,旱地中出现136种,发生频度高于15%杂草有牛筋草、藜、荠菜、马齿苋、马唐、反枝苋、铁苋菜、小藜、碎米莎草、异型莎草、狗尾草、稗、播娘蒿和千金子等。水田种子库中发现148种,发生频度高于20%的杂草有异型莎草、看麦娘、通泉草、稗、鸭舌草、碎米莎草、陌上菜、丁香蓼、千金子、牛繁缕、稻槎菜、节节菜、水苋菜、漂浮甜茅、牛筋草、棒头草、牛毛毡和日本看麦娘。在两种类型作物田中均出现的杂草有72种。水田香农指数和辛普森指数均高于旱地,均匀度比旱地低；北方田块（旱地、水田）多样性指数低于南方田块（旱地、水田）,但均匀度比南方田块高。对所有旱地进行聚类分析,大体上可以分6类,包括东北、华北、华东、北部严寒干旱区及热带亚热带区,揭示了杂草种子库群落存在明显的地域性差异。对所有水田进行聚类分析,样点在地域相似度较低,表明在水田环境下各地杂草群落比较类似。典范对应分析（CCA）结果表明,造成杂草地域性分布的主要环境因子是田间淹水天数和纬度,间接表现在年均温、年降水量上。按地理区位上看,各地区的杂草优势种存在明显差异。从北到南,东北有藜、反枝苋、稗等温带杂草,华北农田主要以藜、播娘蒿、牛筋草、马齿苋等典型暖温带杂草,内陆高原有棒头草、密花香薷、野西瓜苗、鼬瓣花等高寒气候带杂草,华南热带地区有胜红蓟、咸虾花、草龙、尖瓣花、伞房花耳草等热带杂草。许多杂草的分布范围相当广,如稗、异型莎草、通泉草、碎米莎草、马唐、狗尾草、鳢肠、马齿苋、看麦娘等为全国分布的杂草。通过比较已有的显杂草群落调查结果,种子库潜群落优势种与地上部农田显杂草调查群落的优势种具有一致性,这表明研究土壤潜杂草群落可以预测地上杂草发生和危害情况,对于制定杂草防除措施有指导性意义。运用群落生态学方法比较研究了连续11年稻鸭共作条件下稻田杂草种子库的动态变化及对地上杂草控制效果,结果发现种子库总密度累计下降了94.01%；其中阔叶杂草、莎草科杂草种子的下降幅度皆在98%以上,然而禾草类则仅下降了77.09%；稻田杂草的种子密度下降幅度大于麦田杂草；稻鸭共作使得杂草种子的垂直分布趋于均匀。通过各项生态指标可以发现,连续11年稻鸭共作后,种子库已逐渐向种类减少、密度降低、多样性下降的方向演替,种子库的组成已从初期的陌上菜+通泉草+碎米荠+看麦娘演变成了看麦娘+节节菜+陌上菜+稗。连年稻鸭共作有效控制了稻田杂草的危害。分析表明,稻鸭共作条件下灌溉水流可能会携带无法预料的杂草种子进入稻田,进而引起种子库密度的波动,因此应对水源及水渠予以重视以减少杂草种子的输入。研究结果证实连年稻鸭共作能够有效控制杂草,并使杂草种子库密度大大降低,是一种非常有效的生态控草措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1 种子库类型
• 2 中国农田分布情况
• 3 中国农田杂草发生、分布规律
• 4 杂草种子库与田间杂草群落的关系
• 5 基于杂草种子库理论的杂草综合治理
• 6 国内外稻鸭种养模式的发展概况
• 第二章 农田杂草种子库群落结构特征
• 1 材料与方法
• 1.1 土样采集
• 1.2 种子库测定
• 1.3 数据处理及统计分析
• 1.4 样点信息数据采集
• 1.5 样点分布
• 2 结果与分析
• 2.1 杂草种子库的群落特征
• 2.2 旱地杂草种子库群落特征
• 2.2.1 旱地杂草种子库物种组成
• 2.2.2 旱地杂草种子库群落的物种多样性
• 2.3 水田杂草种子库群落特征
• 2.3.1 水田杂草种子库种类特征
• 2.3.2 水田潜杂草群落的物种多样性比较
• 2.4 水田和旱地多样性指数比较
• 2.5 地区间杂草种子库群落相似性分析
• 2.5.1 旱地样点聚类分析
• 2.5.2 水田样点聚类分析
• 2.6 杂草种类与环境因子的关系
• 2.7 各地区主要优势杂草种子库
• 3 结论与讨论
• 第三章 连年稻鸭共作对稻田潜、显杂草群落特征的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 研究区概况
• 1.2 稻鸭共作及田间管理措施
• 1.3 试验设计及调查方法
• 1.3.1 杂草种子库调查及测定
• 1.3.2 杂草群落调查
• 1.4 数据处理及统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 连年稻鸭共作对稻田杂草种子库的动态影响
• 2.1.1 杂草种子库物种多样性
• 2.1.2 物种优势度
• 2.1.3 种子库总密度
• 2.1.4 几种主要杂草种子的密度变化
• 2.1.5 种子库在土壤中的垂直分布
• 2.2 连年稻鸭共作对稻田杂草群落特征的影响
• 2.2.1 对稻田杂草群落密度的影响
• 2.2.2 连年稻鸭共作对稻田杂草群落相似性的影响
• 2.2.3 连年稻鸭共作对稻田杂草的控制效果
• 3 讨论
• 参考文献
• 致谢