长期施肥对旱地土壤杂草种子库生物多样性影响的研究

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1、生态环境学报2010,19(4):836-842http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com长期施肥对旱地土壤杂草种子库生物多样性影响的研究112311*万开元，潘俊峰，李儒海，王道中，汤雷雷，陈防1中国科学院水生植物与流域生态重点实验室，中国科学院武汉植物园，湖北武汉430074；2湖北省农业科学院植保土肥研究所，湖北武汉430064；3安徽省农业科学院土壤肥料研究所，安徽合肥230031摘要：为探讨长期施肥对旱地土壤杂草种子库生物多样性的影响，

2、我们在安徽蒙城地区的一个长期肥料试验定位监测点开展了相关研究。采用镜检法对旱地土壤表层（0~15cm）中土壤杂草种子的种类进行鉴定并计数，记录杂草种子22种，隶属15科。不同施肥处理区杂草种子丰富度以NP1/2K区最高（14.7种），PK区最低（10.7种）；其中陌上菜（Linderniaprocumbens）、栗米草（Mollugopentaphylla）、醴肠（Ecliptaprostrata）、泽星宿菜（Lysimachiacandidalindl）四种杂草的种子密度较大，分别在不同的处理区占据优势；从整个试验区来看，烟台飘拂草（Fimbristy

3、lisstauntoni）在所有处理中的密度都比较大，处于优势地位。长期不同施肥方式下，农田土壤杂草种子库的物种多样性有显著差异：PK区Shanon-Wiener指数大于其他处理区，但是Simpson优势度指数最低；NPK区Simpson优势度指数最高；PK、CK区Pielou均匀度指数大于其他处理区。田间杂草种子库的群落结构及其物种组成也发生了一定的变化，Whittaker指数表明，与不施肥处理相比较，半量的P和缺N的影响最显著，缺P次之，缺K和平衡施肥则没有显著影响。Sorenson群落相似性指数和BrayCurtis指数聚类分析结果表明，与不施肥相

4、比较，长期施用N、P、K肥能显著改变旱地土壤杂草种子库的组成。本研究表明长期平衡施肥处理更有利于维持和保护旱地土壤杂草种子库的生物多样性。关键词：长期施肥，土壤杂草种子库，生物多样性，农田中图分类号：Q948文献标识码：A文章编号：1674-5906（2010）04-0836-07[19][20]杂草种子库（weedseedbank）是存留于土壤子库在不同轮作方式、耕作方式和除草措施[1][19]表面及土层中有活力的杂草种子的总称，是杂长期作用下的动态变化，以及杂草种子的传播[21]草从上一个生长季节向下一个生长季节过渡的纽机制。研究的方法也逐渐多样化，

5、单以杂草种带，是杂草得以自然延续种族的关键所在，也是子的传播机制研究工作而言，就有荧光染料法[22][23][21]杂草存在的一种方式和杂草渡过恶劣生长环境的、放射性同位素标记法、稳定同位素分析、[2][24]保证。农田杂草种子库是农田杂草群落综合体分子遗传标记等现代科学试验方法。[3]的潜杂草群落，杂草种子库的大小、种类组成我国对土壤种子库的研究起步较晚，始于20及结构特点决定了将来田间杂草群落的发生情世纪80年代后期。初期主要是对森林植被类型的况，田间作物、耕作制度、杂草防除措施、长期土壤种子库特征及土壤种子库在废弃地植被恢复[4-8][25-27]

6、施肥方式等都将影响杂草种子库。中的作用等方面进行研究。近几年来国内农[9]国外对土壤种子库的研究较早，达尔文在田杂草种子库研究主要是对各类作物田杂草种子[4,5,28-35]《物种起源》中记录了湖底泥土中种子的情况，这库的大小和结构特征进行调查和研究，农是世界上对土壤种子库最早有记录的研究。20世田杂草种子库长期动态研究的相关报道比较少[10[36,37]纪初，英国学者BrenchleyWE和WaringtonK。-12]通过对Rothamsted及Wohurn两个农业试验施肥是一项很重要的农业管理措施，不仅可站中埋藏于耕作土壤中有活力的杂草种子进行研以

7、对农作物的生长发育产生影响，同时也能影响[39]究，被认为是对土壤种子库系统最早进行的研究农田杂草群落的多样性，进而影响农田土壤杂[13]。此后对自然界中各种生态系统的土壤种子库草种子库的多样性。本研究通过对安徽蒙城的一研究工作相继开展。近年来国外对农田杂草种子个长期肥料试验定位监测点进行研究，分析长期库的研究工作主要集中在杂草种子库的大小和结不同施肥方式下旱地土壤杂草种子库的结构特征[14]构特征，杂草种子库与田间杂草群落的关系和多样性的变化规律，期望可以为指导旱地合理[15,16][17,18]，杂草种子库的输入输出动态，杂草种施肥和科学制定杂草综合

8、管理策略提供理论依基金项目：国家“十一五”科技支撑计划项目（2008BADA4B