施肥模式对农田杂草土壤种子库影响的研究进展

农田杂草土壤种子库是农田生态系统的重要组成部分。在收集国内外相关研究资料的基础上,系统综述了施肥模式对农田杂草土壤种子库的密度、物种组成、多样性等动态特征的影响,结合国际研究动态,就目前我国农田杂草土壤种子库研究中亟需解决的问题进行了探讨,指出应加强在施肥条件下杂草种子的萌发、土壤种子库特征的变化机制、土壤种子库与地面杂草群落的相关性、土壤中杂草种子的遗传变异等4个方面的研究工作,深入探讨施肥模式对农田土壤种子库及农田生态环境的影响。     

长期有机–无机肥配施对农田杂草土壤种子库的影响

为揭示长期有机-无机肥配施处理下农田杂草土壤种子库的特征变化规律,本研究通过田间长期定位施肥模式试验,运用群落生态学方法研究了小麦-大豆轮作制度下大豆种植季7种施肥处理区杂草土壤种子库的结构及其生物多样性特征。结果表明,土壤样品中共检出杂草种子16种,隶属于10科; 土壤种子库总密度分布在15995~106300 grain/m2范围。长期有机-无机肥配施处理区的杂草土壤种子库优势物种组成较为简单,优势种为12种,配施麦秸处理区主要以栗米草为主,配施粪肥处理区主要以水苋菜为主; 土壤种子库的密度显著降低至15995~41900 grain/m2范围; 物种丰富度降低至7.67~9.33范围,并且将物种多样性和均匀度指数维持在休闲与纯化肥处理区之间（1.5~2.0和0.6~0.8）。长期配施麦秸、 粪肥均显著影响土壤杂草土壤种子库的结构特征,且麦秸与粪肥品种间差异的影响大于麦秸施用量差异的影响。因此,本研究认为有机-无机肥配施既有利于作物的优质高产,也可以通过调整有机肥种类以及与施用量来调控杂草土壤种子库,实现经济效益和生态效益的双赢。     

安徽沿江农区秋熟田杂草种子库特征

研究了安徽沿江农区作物成熟期秋熟田杂草种子库的物种组成、物种多样性、空间格局,调查了地上部分杂草及相关环境因子,分析了杂草种子库与地上杂草群落和环境因子的关系.结果表明:秋熟田种子库有杂草40科124种,夏熟田杂草为优势杂草,自土壤表层至下层杂革种类数逐渐减少;不同农田类型中,物种多样性指数棉花田高于其他秋熟田,同一农田类型中,物种多样性指数表层中层下层;种子库总密度为289 865粒·m-2,其中秋熟田杂草种子占61.00%,杂草种子集中分布于土壤表层;杂草种子库与地上杂草群落Sorenson相似性指数为0.53,线性拟合表明二者密切相关;CCA分析表明土壤速效氮为影响种子库的最大环境因子.     

黑土禾本科杂草生长特征及其对长期施肥的响应

农田杂草防控是保证作物稳产高产的重要举措。利用始于 1979 年的黑土肥力长期定位试验,分析长期不 同施肥措施下麦田禾本科杂草生长特征及其对土壤养分的响应,探讨利用合理施肥防控杂草的可行性。结果表明: 黑土长期不同施肥处理下禾本科优势杂草为马唐和金色狗尾草,狗尾草和稗分布较少。均衡施肥对禾本科杂草抑 制效果最佳,杂草密度较偏施肥处理(氮磷、氮钾、磷钾)分别减少 94.4%、96.6%、98.0%。长期施氮肥(均衡 施肥和偏施氮肥)可显著降低黑土农田禾本科杂草群落密度,降幅在 41.5% ～ 98.0% 之间;也可显著降低黑土农 田禾本科杂草生物量。禾本科杂草干重与小麦产量显著负相关,较低的禾本科杂草生物量能够反映黑土小麦的高 产。优势杂草马唐、金色狗尾草密度与土壤全氮、碱解氮显著负相关,与土壤 pH 显著正相关。总之,长期平衡 施用化肥可增加小麦产量并抑制禾本科杂草生长,对于黑土麦田防控杂草具有积极作用,但应注重调节土壤 pH 及氮素供应之间的平衡关系。     

土壤杂草种子库与杂草综合管理

土壤杂草种子库是农田杂草发生危害的主要根源,种子库的动态变化规律对于杂草的综合管理具有非常重要的意义。目前研究表明,杂草种子库的密度和组成变化很大,与田间杂草群落具有密切的联系。杂草种子库时刻处于输入和输出的动态变化之中。耕作方式影响杂草种子在土壤中的垂直分布,从而间接影响种子库的密度和种类组成;作物轮作使杂草的生存环境趋于多样化,能够限制某些对单一种植系统有着良好适应性的杂草种类的生长,作物轮作对杂草种子库种类组成和丰富度的影响要大于耕作方式;杂草管理措施能够大大降低田间杂草的结实,从而减小杂草种子库的规模。随着人们对除草剂使用和环境安全问题的日益关注,发展基于生态规律的杂草管理措施越来越受到人们重视,结合近几年国内外的研究进展,作者提出了杂草种子库今后的一些新的研究发展方向。     

蓟运河故道消落带盐碱地土壤种子库特征

通过对蓟运河故道消落带的土壤种子进行萌发实验,确定了土壤种子库的物种组成、物种多样性指数和相似性指数,并对土壤种了库的物种特征进行了空间层次分析.结果表明:(1)蓟运河故道消落带土壤种子库共有16种植物,隶属于8科15属,其中藜科4种,菊科5种.3个区域土壤种子库物种相对多度和密度大小分布顺序为:洪淹区＞偶淹区＞常淹区.(2)不同区域种子库的Shannon—Wiener指数和Margalef丰富度指数随着水位的降低呈下降趋势,而生态优势度和Pielou均匀度指数有增大趋势.(3)种子库的空间分布特征明显,其中0--5 cm层种子数量最多,为623粒/m2;同时3个区域种子数量差异显著,洪淹区土壤种子库物种数量比偶淹区和常淹区分别多出253和353粒/,n2,而偶淹区土壤种子库物种数量与常淹区仅相差100粒/m2.     

塔里木河下游土壤种子库分布格局及其与环境因子的关系

在塔里木河下游选择20个样地,进行土壤种子库萌发试验,并应用典范对应分析(CCA)方法研究了该地区土壤种子库分布格局及其与环境因子的关系.结果表明,塔里木河下游土壤种子库中共有物种16种,分属于7科,并且以旱生耐盐物种为主,多数样地物种出现频次较低;种子库密度不高.CCA排序表明,地下水埋深、土壤含水量、电导、pH值和植被盖度等5个环境因子对土壤种子库分布格局有一定的影响.CCA第一排序轴与地下水位、地表植被盖度和土壤含水量关系显著,反应了水分因子的作用;CCA第二排序轴与土壤电导率关系显著,反映了盐分因子的作用.根据5个环境因子的特征,CCA排序可将土壤种子库中的16种植物分为4个组,对应于不同的环境变化梯度.     

元谋干热河谷山地植被修复区土壤种子库研究

 为了解干热河谷不同植被修复方法的土壤种子库的变化模式,采用对不同处理地段(包括水平阶间坡面、自然坡面、沟底)和对照(放牧地)的土壤种子库组成、大小进行比较研究的方法,研究元谋干热河谷山地植被修复区的土壤种子库。结果表明:1)植被修复区土壤种子库密度、丰富度均大于对照区;2)修复区内第2年土壤种子库密度、丰富度均大于第1年;3)水平阶间坡面和各类型间的土壤种子库密度差异显著;4)种子库中草本植物占很大比例;5)孔颖草和扭黄茅是种子库2大优势种。研究项目所采取植被修复措施在很大程度上改善土壤种子库的数量结构和物种组成。     

平朔安太堡露天矿排土场土壤种子库研究

采用萌发试验法研究了安太堡露天矿排土场土壤种子库特征,结果表明:排土场土壤中有活性种子存在,且以1年生植物为主,可为植被恢复提供物质基础;随着复垦时间的延长,土壤微环境改善,种子库的组成种类增加,数量增多,幼苗生长加快;复垦10年的沙棘、草地、刺槐林地,土壤种子库组成种类较新排土区明显增多,且优势种因复垦模式不同而异;未复垦的空旷区有利于种子传播,但土壤微环境差,不利于种子萌发,幼苗生长较差.     

草炭与珍珠岩对土壤种子库种子萌发特征的影响

[目的]探究基质添加对土壤种子库种子萌发特征的影响,为今后土壤种子库应用于植被恢复工程提供有价值的参考。[方法]借鉴日本植被恢复的先进经验,采用温室萌发法探究有机基质(草炭)、无机基质(珍珠岩)及混合基质(草炭与珍珠岩)添加对土壤种子库种子萌发特征的影响。[结果]草炭与珍珠岩混合基质对土壤种子库密度、物种多样性的促进作用更为明显,当混合基质与表土配比为20%和30%时,Shannon-Wiener多样性指数和种子库密度分别达到最高值;种子库萌发曲线中,混合基质组的萌发效果明显高于空白组和其他组;种子库密度与土壤因子的多元回归分析中,C,N,P,K元素均对种子库密度影响显著,进一步通过CCA排序法,分析发现大部分植物均对土壤含水率和C,N,P,K等元素有一定程度上的要求。[结论]向表土中添加混合基质作为一种人工措施,能有效地促进种子库密度和物种多样性,可为植被恢复工程提供具有实用价值的参考。     

土壤动物在农业生态系统中的研究进展

近些年来随着对生态学的深入研究,人们认识到土壤动物的群落结构、功能以及在生态过程中积极的不可替代的作用,土壤动物逐渐成为生态学研究的热点之一。本文分析评价了国内关于土壤动物的研究进展。同时对国外土壤动物在土壤环境评价、凋落物分解、土壤健康的指示作用、与污染环境的关系、二氧化碳浓度对其的影响、在农业生态系统中的作用、在城市生态系统研究中的作用、在废弃物处理及土壤改良中的应用、在N循环中的作用、湿地土壤动物研究等10个方面的研究动态进行了综述。并提出了对土壤动物研究工作的几点建议。     

四种土壤管理方式对李园土壤微生物和土壤酶的影响

通过2003~2004两年的试验发现,刈割覆盖、刈割压埋、畜粪还园三处理纤维分解菌和硅酸盐细菌的数量均明显高于清耕处理(对照),且两种微生物数量均以夏季最多,秋季次之,春季再次,冬季最少。前三处理蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、纤维分解酶、多酚氧化酶的酶活性都较清耕有显著或极显著提高;各处理酶活性也以夏季最高、秋季次之,春季再次,冬季最低。2004年刈割覆盖、刈割压埋两处理蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性较2003年有显著或极显著增加,畜粪还园、清耕两处理三种酶活性两年间差异很小。经相关性分析还发现,纤维分解菌除与脲酶相关性不显著外,它与其余的酶均显著或极显著正相关;硅酸盐细菌与所有的酶均极显著正相关。     

土壤时空变化研究的进展与未来

理解和表征土壤的时空变化是土壤学的基本任务,也是评估和合理发挥土壤功能的重要前提。土壤的时空变化与气候环境变迁、岩石圈风化、地表物质迁移、生物地球化学循环等圈层变化过程相耦合。围绕土壤时空变化研究的新近进展,本文综述并展望了土壤形成和演变过程、土壤形态学、土壤调查、土壤分类、数字土壤制图与土壤退化的发展态势。未来土壤时空变化研究的关键科学问题主要包括:地球表层系统中土壤与环境要素之间的多过程耦合机理与模拟、多尺度土壤-环境关系与模拟、多元土壤信息的融合机理与数据同化。未来重点研究领域将涉及到关键带科学引领的土壤形成和演变研究、多尺度数字土壤制图与时空变化预测、基于多传感器的土壤综合观测原理与技术、完整和详尽的国家和全球土壤资源清单及共享平台建设、区域土壤资源退化机理及其功能恢复。     

Soil indicator systems ‐ the basis for soil conservation decisions to control soil erosion and soil compaction

The efficiency and acceptance for erosion and compaction control management is not high and therefore not a guarantee for sustainable land use and soil functionality. The best method for increasing acceptance is a regional soil indicator system combined with an environmental indicator system (McRae et al. 2000). Like the concept of “critical load inputs”; for chemical pollutants, this system would make it possible to quantify the soil state and soil condition for decisions concerning the soil carrying or load capacity. The next step is the assessment of the land use pressure on soil in terms of the soil load capacity and the driving forces for land use. These results may determine the response level required: In a balanced situation, Best Management Practices may help ensure sustainability is maintained, slightly disproportional results suggest additional special agricultural management techniques may be needed, while significant differences may indicate the need for additional land use adjustments or changes in technical management. The indicator system is ideal for application in north‐eastern Germany for all moraine areas and the areas at risk to water and wind erosion and soil compaction.     

慈溪市土壤系统分类研究

本文对浙江省慈溪市第二次土壤普查土壤分类系统进行了修订,并建立了慈溪市土壤系统分类,依据浙江省土系建立的原则和要求,初步建立了慈溪市土壤的土族和土系。     

面向土壤系统分类的土壤调查制图方法的初步研究

我国的土壤系统分类方案已经基本形成,但还没有相应的土壤调查方法技术研究。按照传统土壤调查的主要剖面、检查剖面、定界剖面的思想与办法,采用空间内插技术,在研究区的4条实验路线上共挖掘了64个剖面点,通过这些剖面点的诊断层和诊断特性确定了研究区的土壤类型并勾绘了土壤类型界线。再用1条检验路线对勾绘的土壤图进行检查,结果表明,在检验路线上设置的20个检查剖面点中,其中19个剖面点与实际情况相符,正确率95%,说明使用内插法进行面向土壤系统分类的土壤调查制图是可行的。再结合土壤景观可以辅助土壤调查工作者更高效地确定土壤类型、勾绘土壤界线。     

土壤退化时间序列的构建及其在我国土壤退化研究中的意义

我国土壤退化发生广、发展快,后果严重,很多问题亟待解决,加大其研究力度势在必行。显而易见,人们对土壤特性与土壤退化过程了解得越详细,对土壤退化的评估与防治也会越好。因此迫切需要建立大量土壤退化时间序列来明确土壤退化过程中时间因素的作用并帮助人们正确理解和认识土壤退化与人为作用之间的关系。为了得到可靠的结果,土壤退化时间序列的建立需包括起始土壤相似性判定与退化土壤绝对或相对年龄的验证两个重要过程。本文详细论述了土壤退化时间序列的构建过程及应注意的问题,并探讨了土壤时间序列在我国土壤退化研究中的意义,旨在为土壤退化时间序列的正确建立与应用提供较为详尽的参考。     

分形理论在土壤肥力研究中的应用与前景

分形理论的提出对于定量描述复杂的、高度不规则的系统特征与机理提供了方法.本文从土壤腐殖质、土壤微生物、土壤团聚体等方面回顾了分形理论在土壤肥力研究中的主要结果:土壤腐殖质胶体在不同条件下形成不同分形特征的聚合物;同一种微生物可能形成具有不同分形特征的结构;土壤中的有机无机胶体在不同条件下凝聚成不同的团聚体,从而形成不同的土壤结构并对其肥力功能产生影响.我们认为分形理论在探索土壤的形成过程和肥力功能上将具有重要的应用前景:如团粒结构体的形成可能是由土壤胶体分形凝聚而成;土壤中的活性有机质有逐渐老化的现象,可能和腐殖质胶体由结构疏松的分形结构向普通团聚体过渡的过程有关;土壤微生物在不同微环境下具有不同的分形特征,可以推测在各种土壤过程(包括物理、化学以及生物化学过程)中它们的功能也可能是不一样的.此外,土壤结构的开放程度决定孔隙、水分以及空气的分布,从而决定了微生物的生存空间.所以土壤结构体对微生物空间分布的影响也是将来该领域值得研究的内容之一.     

城市化过程对土壤资源影响研究进展

世界范围内的快速城市化过程对土壤资源的质与量都产生了深刻影响.作为一种不可再生性自然资源,土壤在我国快速城市化过程中的强烈人为活动影响下发生功能上的转化、弱化甚至消失.城市及其周边地区的土壤景观、各种土壤过程都明显异于传统的土壤质量演变规律.与农业生态系统相比,城市生态系统更加复杂,城市化过程中土壤演变研究的挑战性也更大.深入开展城市化过程中土壤质、量响应及其生态环境效应的系统研究意义重大.     

Towards a biochemical quality index for soils: An expression relating several biological and biochemical properties

Soil biological and biochemical properties are highly sensitive to environmental stress and thus can be used to assess quality. Any soil quality index should include several biological and biochemical variables so as to reflect better the complex processes affecting soil quality and to compensate for the wide variations occurring in individual properties. Many authors recommend the use of a native soil supporting climax vegetation that has undergone minimal anthropogenic disturbance as a high quality reference soil. In this study which examined three such native soils of Galicia (N.W. Spain) bearing Atlantic oakwood as the climax vegetation, biological and biochemical properties were found to vary widely seasonally and with sampling site and depth. These variations were closely correlated with the total carbon (C) and/or total nitrogen (N) contents of the soils. The following equation: Total N= (0.38×10^–3) microbial biomass C +(1.4×10^–3) mineralized N +(13.6×10^–3) phosphomonoesterase +(8.9×10^–3) β-glucosidase+(1.6×10^–3) urease explained 97% of the variance in total N for the soils studied, suggesting that a balance exists between the organic matter content of a soil and its biological and biochemical properties. A simplified expression of the above equation may be useful as a biochemical quality index for soils. Received: 5 March 1997