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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 10 期摇 摇 2011 年 5 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
大熊猫取食竹笋期间的昼夜活动节律和强度 张晋东,Vanessa HULL,黄金燕,等 (2655)………………………
高枝假木贼的胎生萌发特性及其生态适应 韩建欣,魏摇 岩,严摇 成,等 (2662)…………………………………
准噶尔盆地典型地段植物群落及其与环境因子的关系 赵从举,康慕谊,雷加强 (2669)………………………
喀斯特山地典型植被恢复过程中表土孢粉与植被的关系 郝秀东,欧阳绪红,谢世友,等 (2678)………………
青藏高原高寒草甸土壤 CO2排放对模拟氮沉降的早期响应 朱天鸿,程淑兰,方华军,等 (2687)………………
毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤水分和植被空间格局 邱开阳,谢应忠,许冬梅,等 (2697)………………
雪灾后粤北山地常绿阔叶林优势树种幼苗更新动态 区余端,苏志尧,解丹丹,等 (2708)………………………
四川盆地四种柏木林分类型的水文效应 龚固堂,陈俊华,黎燕琼,等 (2716)……………………………………
平茬对半干旱黄土丘陵区柠条林地土壤水分的影响 李耀林,郭忠升 (2727)……………………………………
连栽杉木林林下植被生物量动态格局 杨摇 超,田大伦,胡曰利,等 (2737)………………………………………
近 48a华北区太阳辐射量时空格局的变化特征 杨建莹,刘摇 勤,严昌荣,等 (2748)……………………………
中型景观尺度下杨树人工林林分特征对树干病害发生的影响———以河南省清丰县为例
王摇 静,崔令军,梁摇 军,等 (2757)
………………………
……………………………………………………………………………
耕作措施对冬小麦田杂草生物多样性及产量的影响 田欣欣,薄存瑶,李摇 丽,等 (2768)………………………
官山保护区白颈长尾雉栖息地适宜性评价 陈俊豪,黄晓凤,鲁长虎,等 (2776)…………………………………
花椒园节肢动物群落特征与气象因子的关系 高摇 鑫,张晓明,杨摇 洁,等 (2788)………………………………
沙漠前沿不同植被恢复模式的生态服务功能差异 周志强,黎摇 明,侯建国,等 (2797)…………………………
大豆出苗期和苗期对盐胁迫的响应及耐盐指标评价 张海波,崔继哲,曹甜甜,等 (2805)………………………
不同耐盐植物根际土壤盐分的动态变化 董利苹,曹摇 靖,李先婷,等 (2813)……………………………………
短期 NaCl胁迫对不同小麦品种幼苗 K+吸收和 Na+、K+积累的影响 王晓冬,王摇 成,马智宏,等 (2822)……
套袋微域环境对富士苹果果皮结构的影响 郝燕燕,赵旗峰,刘群龙,等 (2831)…………………………………
畜禽粪便施用对稻麦轮作土壤质量的影响 李江涛, 钟晓兰,赵其国 (2837)……………………………………
土霉素胁迫下拟南芥基因组 DNA甲基化的 MSAP分析 杜亚琼,王子成,李摇 霞 (2846)………………………
甲藻孢囊在长山群岛海域表层沉积物中的分布 邵魁双,巩摇 宁,杨摇 青,等 (2854)……………………………
湖南省城市群生态网络构建与优化 尹海伟, 孔繁花,祈摇 毅,等 (2863)………………………………………
基于多智能体与元胞自动机的上海城市扩展动态模拟 全摇 泉, 田光进,沙默泉 (2875)………………………
城市道路绿化带“微峡谷效应冶及其对非机动车道污染物浓度的影响 李摇 萍,王摇 松,王亚英,等 (2888)…
专论与综述
北冰洋微型浮游生物分布及其多样性 郭超颖,王桂忠,张摇 芳,等 (2897)………………………………………
种子微生物生态学研究进展 邹媛媛,刘摇 洋,王建华,等 (2906)………………………………………………
条件价值评估的有效性与可靠性改善———理论、方法与应用 蔡志坚,杜丽永,蒋摇 瞻 (2915)…………………
问题讨论
中国生态学期刊现状分析 刘天星,孔红梅,段摇 靖 (2924)………………………………………………………
研究简报
四季竹耐盐能力的季节性差异 顾大形,郭子武,李迎春,等 (2932)………………………………………………
新疆乌恰泉华地震前后泉水细菌群落的变化 杨红梅,欧提库尔·玛合木提,曾摇 军,等 (2940)………………
两种猎物对南方小花蝽种群增长的影响及其对二斑叶螨的控害潜能 黄增玉,黄林茂,黄寿山 (2947)………
学术信息与动态
全球变化下的国际水文学研究进展:特点与启示 ———2011 年欧洲地球科学联合会会员大会述评
卫摇 伟,陈利顶 (2953)
……………
…………………………………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*302*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*34*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄05
封面图说: 藏酋猴(Macaca thibetana)属猴科(Cercopithecidae )猕猴属(Macaca)又名四川短尾猴、大青猴,为我国特有灵长类之
一,被列为国家二级保护野生动物;近年来,由于人类活动加剧,栖息环境恶化,导致藏酋猴种群数量和分布日趋缩
小;本照片摄于四川卧龙国家级自然保护区(拍摄时间:2010 年 3 月)。
彩图提供: 中国科学院生态环境研究中心张晋东博士摇 E鄄mail:zhangjd224@ 163. com
生 态 学 报 2011,31(10):2768—2775
Acta Ecologica Sinica
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基金项目:国家“十一五冶科技支撑项目(2006BAD15B07,2007BAD89B09鄄9);公益性行业(农业)科研专项经费项目(200803028,201103001);
2009 年度大学生研究训练(SRT)计划(0901007)
收稿日期:2010鄄09鄄13; 摇 摇 修订日期:2011鄄02鄄14
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: ningty@ 163. com
耕作措施对冬小麦田杂草生物多样性及产量的影响
田欣欣,薄存瑶,李摇 丽,徐东东,宁堂原*,韩惠芳,田慎重,李增嘉
(作物生物学国家重点实验室,山东省作物生物学重点实验室,山东农业大学,山东泰安摇 271018)
摘要: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。
关键词:耕作措施;农田杂草;生物多样性;竞争;小麦产量
Effects of different soil tillage systems on weed biodiversity and wheat yield in
winter wheat (Triticum aestivum L. ) field
TIAN Xinxin, BO Cunyao, LI Li, XU Dongdong, NING Tangyuan*, HAN Huifang,TIAN Shenzhong, LI Zengjia
State Key Laboratory of Crop Biology,Shandong Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China
Abstract: Conservation tillage methods, including zero鄄tillage, rotary鄄tillage, harrow鄄tillage and subsoil鄄tillage, are widely
used in Northern China because of their positive effects on soil fertility and water conservation鄄which provide greater
economic benefits than conventional tillage. Tillage methods affect not only weed biodiversity and density but also crop
growth. Reasonable control of weeds is an important guarantee for higher crop yield. However, the effects of the interactions
between tillage methods and weeds on crop yields in Northern China are not clear. To investigate the effects of different soil
tillage methods鄄with and without herbicide鄄on weed density, dominant weed species, and the yield of winter wheat, an
experiment was conducted in 2008 to 2009 on a winter wheat鄄summer maize cropping system incorporating two crops a year.
The wheat鄄summer maize cropping system is the main cropping system in the region. The experiment took place at the
Agronomy Research Base of Shandong Agricultural University, as part of a long鄄term experiment begun in 2003. The
Shannon diversity index, Shannon evenness index and a species richness index were used to investigate weed biodiversity. A
split plot design was used incorporating five soil tillage methods: zero鄄tillage, rotary鄄tillage, harrow鄄tillage, subsoil鄄tillage,
and conventional tillage. Seven weed species were recorded in the wheat crop: Descuminia sophia (L. ) Webb ex Prantl,
Capsella bursa鄄pastoris (L. ) Medik, Avena sativa L. , Convolvulus arvensis L. , Cirsium setosum (Willd. ) Bieb. , Stellaria
media (L. ) Vill. , and Lithospermum arvense L. Without herbicide, weed diversity under zero鄄tillage and subsoiling was
significantly higher than under other tillage methods ( LSD, P < 0. 05 ). With herbicide, weed diversity decreased
significantly. Without herbicide, the dominant weed species in the no鄄tillage, subsoil鄄tillage and conventional tillage plots
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were Descuminia sophia ( L. ) Webb ex Prantl and Capsella bursa鄄pastoris ( L. ) Medik, while in the rotary鄄tillage and
harrow鄄tillage plots the main species was Descuminia sophia ( L. ) Webb ex Prantl. With herbicide, the dominant weed
species under all tillage methods was Descuminia sophia (L. ) Webb ex Prantl. Without herbicide, species richness and
evenness of weed community under harrow鄄tillage and conventional tillage were higher than with other tillage methods.
Weeds and their interaction with tillage methods significantly affected wheat yield and composition. Wheat grain yields were
increased with the use of herbicide, and subsoiling tillage gave the highest grain yield of the five tillage treatments. At the
heading stage, the height of weed plants was close to or even exceeded that of the wheat, which could induce light
competition between weeds and wheat resulting in decreased grain yield. Without herbicide, increasing weed biodiversity
decreased weed density, while the wheat yield was still lower than in plots treated with herbicide. Subsoiling with herbicide
gave higher wheat yield, mainly because of the effects of tillage methods, weeds and their interactions on light conditions
and other resources.
Key Words: soil tillage; weeds; biodiversity; competition; wheat yield
免耕、旋耕、耙耕、深松等保护性耕作措施在我国已得到大面积推广应用,其控制土壤风蚀水蚀和沙尘污
染、提高土壤肥力和抗旱节水能力以及节能降耗和节本增效的功效已被认可。 不同耕作方式不仅对杂草多样
性、杂草群落组成有显著影响而且影响作物的生长发育[1]。 且杂草与作物之间存在着光照、土壤养分与水分
等资源的竞争,从而导致作物的减产[2]。 但也有研究表明,在农业生态系统中杂草具有防止土壤侵蚀、促进
养分循环、消除环境污染等生态功能,保持一定的杂草生物多样性对维持生态系统功能正常发挥和保持生态
平衡有着不可忽视的作用[3鄄6]。 因此,杂草对农作物的影响有正反两个方面。 在生产中,应该尽量扩大其生
态功能,而减少其与农作物间的竞争,因此,合理的控制农田杂草是作物高产的重要保证。
华北平原区主要采用冬小麦鄄夏玉米一年两熟种植制度[7]。 研究此种种植制度下不同耕作措施对冬小麦
田杂草生物多样性及其与小麦间的竞争关系具有重要意义。 近年来,国内外学者围绕不同除草方式及不同耕
作方式下农田杂草的区域调查、杂草特征及其防治等方面的开展了较多研究[7鄄9]。 国内农田杂草多样性的研
究多集中在南方旱地生态系统[4鄄6],有关我国华北地区耕作方式和杂草对作物产量影响的综合研究报道较
少[9]。 而要实现对杂草的可持续治理就要实施与环境相容的综合控草措施[3, 10鄄11],就必须了解小麦田的杂草
种类及其对作物的影响。 为此,本文系统研究了在不同耕作措施条件下冬小麦田杂草生物多样性及其与小麦
产量之间的关系,以期为我国北方冬小麦夏玉米一年两熟农田的可持续发展提供理论依据和技术支持。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验设计
试验设置耕作方式和是否除草两个因素,裂区试验设计。 耕作方式为主区,分别为免耕(Z)、旋耕(R)、
耙耕(H)、深松(S)、常规耕作(C)。 在耕作方式主区中,设置未除杂草(W)和除杂草(N)2 个处理,3 次重复,
小区面积为 15 m伊8 m。 两因素相互组合共 10 个处理,分别为免耕未除杂草(WZ)、旋耕未除杂草(WR)、耙
耕未除杂草(WH)、深松未除杂草(WS)、免耕除杂草(NZ)、旋耕除杂草(NR)、耙耕除杂草(NH)、深松除杂草
(NS),以常规耕作未除杂草(WC)、常规耕作除杂草(NC)为对照。 田间作业工序:旋耕为普通旋耕机旋耕两
次,作业深度为 8—10 cm;耙耕采用缺口耙压茬,圆盘耙整平,作业深度为 12—15 cm;深松采用自制凿型深松
铲,作业深度 40—45 cm;常规耕作采用铧式犁耕翻,作业深度为 20—25 cm。 每种耕作方式已连续应用 5 a。
种植方式为冬小麦鄄夏玉米一年两熟。 除杂草处理在冬小麦越冬前进行,将防除阔叶杂草药剂 75%巨星干燥
悬浮剂与防除禾本科杂草的 25%绿麦隆混合、喷施,药剂为深圳市诺普信农化有限公司生产,用量 75%巨星
干燥悬浮剂 0. 015 g和 25%绿麦隆 4. 5 kg / hm2,兑水量 450—600 kg / hm2,喷雾器械为卫士“WS鄄8 型冶压缩喷
雾器。 冬小麦供试品种为济麦 20 号,2008 年 10 月 11 日播种,播量 90 kg / hm2,2009 年 6 月 10 日收获。
9672摇 10 期 摇 摇 摇 田欣欣摇 等:耕作措施对冬小麦田杂草生物多样性及产量的影响 摇
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1. 2摇 田间调查
分别于拔节期(2009鄄04鄄06)、抽穗期(2009鄄05鄄01)、灌浆期(2009鄄05鄄23)、成熟期(2009鄄06鄄10)4 个时期
调查。 用五点取样法调查杂草总密度、杂草种类、杂草生物量、杂草株高、小麦株高,每个样点为长 1 m、宽 3
个行距(小麦行距为 22 cm)的区域。 收获时测产和室内考种,测定冬小麦穗数、穗粒数、千粒重、产量。 用相
对密度(小区中某种杂草的密度除以小区中所有杂草的密度之和)作为衡量某种杂草重要程度的指标,计算
Shannon多样性指数(H忆)、Shannon均匀度指数(E)、Margalef物种丰富度指数(DMG)等生物多样性指数。 H忆
是对田间杂草物种丰富度和物种均匀度的综合量度,E是对田间杂草群落中不同杂草之间数量分布均匀程度
的量度,DMG是对一定总数量的田间杂草中其种类数的量度。 其测度公式为:
H忆 = (NlogN - 移nlogn)N -1 (1)
E =H忆 (lnN) - 1 (2)
DMG =(S - 1) (lnN) - 1 (3)
式中,N为各小区中 1m2内所有杂草的总株数,n为各小区中 1m2内某种杂草的株数,S为各小区中 1m2内
杂草种类数量。
1. 3摇 数据统计
用 DPS和 SAS对数据进行统计分析,用 originpro 8. 0 进行作图。
作用力分析:将试验变异来源分为区组间、耕作措施、杂草处理、两因素交互效应、误差 5 个部分,各部分
所引起的变异大小由其所产生的平方和表征,计算出耕作因素、杂草因素及交互效应作用力(各部分所引起
变异在总变异中所占的比例),计算公式如下[12]:
耕作作用力(% ) = 耕作变量(平方和)总变量(总平方和) 伊 100% (4)
杂草作用力(% ) = 杂草变量(平方和)总变量(总平方和) 伊 100% (5)
交互作用力(% ) = 交互变量(平方和)总变量(总平方和) 伊 100% (6)
2摇 结果与分析
2. 1摇 不同时期杂草总密度变化
由表 1 可知,耕作措施和是否除草对小麦田杂草总密度有显著影响。 在未除草条件下,小麦拔节期杂草
密度均达到 10 株 / m2以上,深松和免耕处理下的杂草密度最大;抽穗期杂草总密度显著增加;至灌浆期,除旋
耕处理外,杂草密度明显减少。 除草处理的杂草密度显著低于未除草处理。
表 1摇 小麦不同生育时期各处理杂草密度差异
Table 1摇 Weeds density under various treatments at the different stages of winter wheat
拔节期杂草株数 / m2
Weeds number at wheat jointing stage
抽穗期杂草株数 / m2
Weeds number at wheat heading stage
灌浆期杂草株数 / m2
Weeds number at wheat filling stage
WZ 57. 58依7. 88a 39. 69依2. 33b 19. 39依6. 21b
WR 13. 03依2. 25c 21. 52依3. 86c 23. 03依5. 56a
WH 11. 06依1. 56d 13. 33依3. 02e 3. 03依0. 85d
WS 36. 67依2. 01b 43. 94依7. 95a 9. 09依3. 32c
WC 10. 98依1. 88d 15. 45依4. 38d 3. 03依1. 24d
NZ 12. 73依2. 27c 1. 52依1. 01h 0. 30依0. 20e
NR 10. 00依2. 46e 3. 64依0. 76g 0. 00f
NH 2. 88依0. 54g 3. 03依1. 32g 0. 30依0. 20e
NS 11. 82依3. 37d 3. 64依0. 76d 0. 30依0. 20e
NC 6. 36依1. 87f 5. 76依1. 95f 0. 00f
摇 摇 WZ:免耕未除杂草;WR:旋耕未除杂草;WH:耙耕未除杂草;WS:深松未除杂草;NZ:免耕除杂草;NR:旋耕除杂草;NH:耙耕除杂草;NS:深
松除杂草;WC:常规耕作未除杂草;NC:常规耕作除杂草;表中数据为 5 次重复平均值;同一列数据后不同字母表示处理间差异显著(P<0. 05)
0772 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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2. 2摇 抽穗期优势杂草种类
田间调查发现,抽穗期的杂草种类在小麦的整个生育期内有典型的代表性,而且这时期的杂草对小麦生
长影响最大。 由表 2 可知,小麦田中常见杂草多为 1 年生的,包括麦蒿(Descuminia sophia ( L. ) Webb ex
Prantl)、荠菜(Capsella bursa鄄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. )。
未除草条件下的杂草种类明显多于除草条件下,其中,未除草条件下的耙耕和深松处理的杂草种类均达到 4
种,其余为 3 种。 在未除草条件下,同一种耕作方式的不同杂草密度存在较大差距,其相对密度也差异显著,
免耕、深松、常规耕作的优势杂草种类为麦蒿、荠菜(>20% ),旋耕、耙耕条件下优势杂草只有麦蒿(表 3)。 除
草时,5 种耕作方式下的优势杂草均只有麦蒿。 总体看来,小麦田中的优势杂草为麦蒿和荠菜,其对小麦生长
发育影响较大。
表 2摇 小麦抽穗期不同耕作处理下杂草的种类及其密度
Table 2摇 Weeds species and their densities under different tillage systems at the heading stage of wheat
杂草名称
Weed species
密 度 Density / (株 / m2)
WZ WR WH WS WC NZ NR NH NS NC
麦蒿 Descuminia sophia
(L. ) Webb ex Prantl 31. 21a 20. 91b 10. 61c 32. 73a 9. 09c 1. 52f 3. 64e 3. 03e 3. 64e 5. 76d
荠菜 Capsella bursa鄄pastoris
(L. ) Medik 8. 48b 0. 61d 0. 91d 9. 70a 5. 76c
燕麦 Avena sativa L. 0. 30
田旋花 Convolvulus arvensis L. 1. 21
刺儿菜 Cirsium setosum
(Willd. ) Bieb. 1. 52
繁缕 Stellaria media (L. ) Vill. 0. 30
麦家公 Lithospermum arvense L. 0. 61
总密度 Total density 39. 69a 21. 52b 13. 34c 43. 94a 15. 46c 1. 52f 3. 64e 3. 03e 3. 64e 5. 76d
种类 Species 2 2 4 4 3 1 1 1 1 1
摇 摇 WZ:免耕未除杂草;WR:旋耕未除杂草;WH:耙耕未除杂草;WS:深松未除杂草;NZ:免耕除杂草;NR:旋耕除杂草;NH:耙耕除杂草;NS:深
松除杂草;WC:常规耕作未除杂草;NC:常规耕作除杂草;表中数据为 5 次重复平均值;同一行数据后不同字母,表示同一种杂草在不同耕作方式
处理间差异显著(P<0. 05); : 调查中没有发现该草
表 3摇 小麦抽穗期不同耕作方式处理下杂草的相对密度
Table 3摇 Relative densities of weeds species under different tillage systems at the heading stage of wheat
杂草名称
Weed species
密度 Density / (株 / m2)
WZ WR WH WS WC NZ NR NH NS NC
麦蒿 Descuminia sophia
(L. ) Webb ex Prantl 78. 63a 97. 18a 79. 54a 74. 49a 58. 82a 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00
荠菜 Capsella bursa鄄pastoris
(L. ) Medik 21. 37b 2. 82b 6. 82c 22. 08b 37. 26b
燕麦 Avena sativa L. 2. 75c
田旋花 Convolvulus arvensis L. 0. 68d
刺儿菜 Cirsium setosum
(Willd. ) Bieb. 11. 37b
繁缕 Stellaria media (L. ) Vill. 2. 28d
麦家公 Lithospermum arvense L. 3. 92c
摇 摇 WZ:免耕未除杂草;WR:旋耕未除杂草;WH:耙耕未除杂草;WS:深松未除杂草;NZ:免耕除杂草;NR:旋耕除杂草;NH:耙耕除杂草;NS:深
松除杂草;WC:常规耕作未除杂草;NC:常规耕作除杂草; 表中数据为 5 次重复平均值; 同一列数据后不同字母表示处理间差异显著(P<0郾 05)
2. 3摇 杂草生物多样性指数
由表 4 可知,不同耕作方式对冬小麦田杂草生物多样性指数影响较大。 未除草条件下,耙耕、常规耕作的
1772摇 10 期 摇 摇 摇 田欣欣摇 等:耕作措施对冬小麦田杂草生物多样性及产量的影响 摇
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杂草丰富度和均匀度均较高,而深松条件下的杂草均匀度较低,免耕、旋耕的杂草其丰富度和均匀度均较低。
表 4摇 小麦抽穗期不同耕作方式处理下杂草的生物多样性指数
Table 4摇 Biodiversity indices of weeds under different tillage systems at the heading stage of wheat
项目
Item
多样性指数 The values of biodiversity indices
WZ WR WH WS WC NZ NR NH NS NC
DMG 0. 27 0. 33 1. 16 0. 79 0. 73 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00
E 0. 06 0. 02 0. 12 0. 08 0. 13 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00
H忆 0. 23 0. 06 0. 30 0. 30 0. 35 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00
摇 摇 WZ:免耕未除杂草;WR:旋耕未除杂草;WH:耙耕未除杂草;WS:深松未除杂草;NZ:免耕除杂草;NR:旋耕除杂草;NH:耙耕除杂草;NS:深
松除杂草;WC:常规耕作未除杂草;NC:常规耕作除杂草;DMG:Margalef物种丰富度指数;H忆:Shannon多样性指数;E:Shannon均匀度指数
WZ WR WH WS WC NZ NR NH NS NC
WZ WR WH WS WC NZ NR NH NS NC
0
20
40
60
80
小麦 麦蒿 荠菜
株高
Plan
t heig
ht /cm
A
0
20
40
60
80 B
处理 Treatments
图 1摇 小麦抽穗期(A)和灌浆期(B)小麦与杂草株高比较
摇 Fig. 1摇 Height of wheat and weeds at the heading stage (A) and
the milking stage (B) of wheat
WZ:免耕未除杂草;WR:旋耕未除杂草;WH:耙耕未除杂草;WS:
深松未除杂草;NZ:免耕除杂草;NR:旋耕除杂草;NH:耙耕除杂
草;NS:深松除杂草;WC:常规耕作未除杂草;NC:常规耕作除杂草
2. 4摇 小麦与杂草株高比较
抽穗期,未除草的杂草、小麦株高都高于除草处理
的杂草、小麦株高;未除草时,旋耕、常规耕作的麦蒿株
高明显高于小麦,荠菜株高较低;除草后,仅常规耕作的
麦蒿高于小麦(图 1)。 灌浆期,尽管优势杂草数量有所
减少,但未除草时,旋耕、常规耕作的麦蒿株高仍高于小
麦株高,其余处理的杂草与小麦株高基本接近。 这均加
重了杂草与小麦间的光竞争和肥水竞争,影响小麦的灌
浆,从而降低了小麦产量。
2. 5摇 小麦产量和构成因素差异
未除草时,不同耕作处理的产量及其构成因素差异
显著(表 5)。 常规耕作下冬小麦的有效穗数最高,免耕
处理最低,旋耕、耙耕和深松处理间差异不显著。 旋耕
和深松处理的穗粒数较高。 千粒重则为旋耕和免耕的
较高。 在不同耕作方式中,旋耕的产量最高,其次是常
规耕作和耙耕处理,免耕的产量最低。
除草后,不同耕作方式间产量构成因素和籽粒产量
也有显著差异(表 5)。 常规耕作处理的有效穗数最高,
其次为深松和耙耕,免耕处理的有效穗数显著低于其余 4 种耕作方式;深松和常规耕作的穗粒数显著高于免
耕、旋耕和耙耕;各处理间的千粒重没有显著差异。 冬小麦籽粒产量以深松处理最高,其次为耙耕、旋耕、常规
耕作处理,最低的为免耕处理。
作用力分析表明,除耕作措施对穗粒数影响不显著外,杂草和耕作措施对籽粒产量及其构成因素均有显
著甚至极显著影响,其中杂草的作用力最大(表 5)。 同时,耕作措施与杂草对小麦产量及其构成因素有显著
的交互作用。
3摇 讨论
耕作措施是影响农田土壤质量的主要因素之一[13鄄16],并通过改变土壤理化性状来影响作物产量的形
成[12]。 本研究中,除草后各种耕作措施下以深松处理产量最高,这和前人的研究结论是一致的[17鄄18]。 主要原
因是,深松作业深度为 45 cm,打破了犁底层,增加了降雨时的水分入渗,同时增加了作物根系的扩展空间,提
高了土壤肥料的有效性,在时空上更好地满足了作物对养分和水分的要求。 因此,在少、免耕超过一定年限的
地块上,建立以深松为主的轮耕制度有利于提升地力、实现高产高效的统一。
2772 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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表 5摇 不同处理小麦产量及其构成因素差异
Table 5摇 Wheat yield and its components under various treatments
处理
Treatments
每公顷穗数
Spikes number / (伊104) of per hm2
穗粒数
Grains per ear
千粒重
1000鄄grain weight / g
籽粒产量
Grain yield / (kg / hm2)
WZ 562. 00d 26. 17b 32. 92d 4838. 38g
WR 673. 50bc 26. 69a 32. 87d 5909. 72c
WH 689. 50b 24. 37e 31. 56e 5301. 25e
WS 649. 50c 26. 82a 29. 29f 5102. 83f
WC 751. 50c 25. 17c 29. 00f 5455. 92d
NZ 589. 50d 25. 23c 32. 96d 4948. 05g
NR 692. 00 b 24. 82d 35. 62 a 6060. 85b
NH 741. 50a 24. 46e 34. 81b 6172. 25b
NS 752. 50a 26. 97a 33. 69c 6894. 20a
NC 756. 50a 26. 16b 29. 08f 5845. 83c
作用力 Affecting force / %
区组 Block 0. 12 0. 24 0. 11 0. 07
耕作 Tillage 23. 60* 2. 78 21. 54* 29. 45**
杂草 Weeds 65. 86** 68. 68** 63. 02** 43. 69**
耕作伊杂草 Tillage伊Weeds 8. 46* 27. 25* 14. 95* 26. 29*
误差 Error 1. 97 1. 05 0. 38 0. 51
摇 摇 WZ:免耕未除杂草;WR:旋耕未除杂草;WH:耙耕未除杂草;WS:深松未除杂草;NZ:免耕除杂草;NR:旋耕除杂草;NH:耙耕除杂草;NS:深
松除杂草;WC:常规耕作未除杂草;NC:常规耕作除杂草;表中数据为 5 次重复平均值;同一列数据后不同字母表示处理间差异显著(P<0郾 05),
*表示作用力达 P<0. 05 显著水平,**表示作用力达 P<0. 01 显著水平
耕作方式对杂草的发生规律、杂草总密度有显著影响[1]。 本研究表明,免耕和深松的杂草密度最大,显
著高于旋耕、耙耕及常规耕作。 从杂草 Shannon 多样性指数、Shannon 均匀度指数、Margalef 物种丰富度指数
来看,耙耕、常规耕作>深松>免耕、旋耕。 一方面,耕作方式影响杂草种子在土壤的垂直分布,使种子所处的
条件如埋藏深度、水分、光照等发生改变,从而间接影响到杂草种子的休眠萌发状况[19]。 另一方面,不同的耕
作措施对土壤扰动程度和光温水肥条件影响不同,而各种杂草对该外部环境条件改变的适应能力有所差异,
从而影响了杂草的萌发与生长[20]。 本研究中,常规耕作、耙耕对杂草种子分布影响较大,深松次之,这些耕作
措施创造了多样的土壤环境,杂草的均匀度和丰富度指数显著提高。 但免耕和深松杂草总密度高,这可能与
这两种耕作措施对土壤混匀作用较小、优势种的优势地位比较突出有关。 由此可见,耕作措施通过影响杂草
种子在土壤中的分布,以及土壤的水、气、肥等状况,从而影响了杂草的多样性和密度。
任何一个植物群落中都存在着种间竞争,包括地上部的光竞争和地下部的养分与水分竞争[21]。 本研究
表明,不除草时,在抽穗期、灌浆期麦蒿的株高接近或超过小麦的株高。 杂草通过抽苔来增加株高,也是为了
增加自身的光竞争能力。 不同杂草与作物间的竞争策略不同,荠菜体现在单株优势上,而麦蒿则体现在群体
优势上。 而杂草间也存在光竞争[22],这也印证了本研究的结论,即提高杂草多样性会整体上减少杂草对作物
的影响。 花后是小麦产量形成的关键期,此期的光竞争或遮荫影响小麦灌浆,最终影响小麦的产量[23鄄25]。 而
杂草防除显著增加了小麦田间的透光率,提高了光合作用,同时杂草对水肥的吸收能力显著降低,小麦竞争水
肥的能力提高,有利于小麦的生长发育和品质的提高[26]。 Teasdale 等研究表明,在玉米田中玉米和杂草间也
存在竞争,从而导致玉米产量降低[27]。 本研究表明,不仅杂草因素对籽粒产量及其构成因素均有显著甚至极
显著影响,杂草与耕作措施的交互作用对其也有显著影响。
因此,常规耕作、耙耕处理的杂草均匀度和丰富度指数显著提高,但免耕和深松杂草总密度高于其他耕作
方式,杂草多样性的提高会减少杂草的总密度。 杂草、杂草与耕作措施的交互作用对籽粒产量及其构成因素
均有显著甚至极显著影响。 在不同耕作措施下,除草均能提高冬小麦产量,其中以深松耕作结合除草处理的
小麦产量最高。
3772摇 10 期 摇 摇 摇 田欣欣摇 等:耕作措施对冬小麦田杂草生物多样性及产量的影响 摇
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5772摇 10 期 摇 摇 摇 田欣欣摇 等:耕作措施对冬小麦田杂草生物多样性及产量的影响 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 10 May,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Circadian activity pattern of giant pandas during the bamboo growing season
ZHANG Jindong, Vanessa HULL,HUANG Jinyan, et al (2655)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………
The vivipary characteristic of Anabasis elatior and its ecological adaptation HAN Jianxin, WEI Yan, YAN Cheng, et al (2662)……
Relationships between plant community characteristics and environmental factors in the typical profiles from Dzungaria Basin
ZHAO Congju, KANG Muyi, LEI Jiaqiang (2669)
………
…………………………………………………………………………………
The relationship between pollen assemblage in topsoil and vegetation in karst mountain during different restoration period of typical
vegetation community HAO Xiudong, OUYANG Xuhong,XIE Shiyou,et al (2678)………………………………………………
Early responses of soil CO2 emission to simulating atmospheric nitrogen deposition in an alpine meadow on the Qinghai Tibetan Plateau
ZHU Tianhong, CHENG Shulan, FANG Huajun, et al (2687)……………………………………………………………………
Spatial pattern of soil moisture and vegetation attributes along the critical area of desertification in Southern Mu Us Sandy Land
QIU Kaiyang, XIE Yingzhong, XU Dongmei, et al (2697)
……
…………………………………………………………………………
Dynamics ofdominant tree seedlings in montane evergreen broadleaved forest following a snow disaster in North Guangdong
OU Yuduan, SU Zhiyao, XIE Dandan, et al (2708)
…………
………………………………………………………………………………
A comparative analysis of the hydrological effects of the four cypress stand types in Sichuan Basin
GONG Gutang, CHEN Junhua, LI Yanqiong, et al (2716)
……………………………………
…………………………………………………………………………
Effect of cutting management on soil moisture in semi鄄arid Loess Hilly region LI Yaolin, GUO Zhongsheng (2727)…………………
Dynamics of understory vegetation biomass in successive rotations of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) plantations
YANG Chao,TIAN Dalun,HU Yueli,et al (2737)
……………
…………………………………………………………………………………
Spatial and temporal variation of solar radiation in recent 48 years in North China
YANG Jianying, LIU Qin,YAN Changrong, et al (2748)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………
Impact of stand features of short鄄rotation poplar plantations on canker disease incidence at a mesoscale landscape: a case study
in Qingfeng County, Henan Province, China WANG Jing,CUI Lingjun,LIANG Jun,et al (2757)………………………………
Effects of different soil tillage systems on weed biodiversity and wheat yield in winter wheat (Triticum aestivum L. ) field
TIAN Xinxin, BO Cunyao, LI Li, et al (2768)
……………
……………………………………………………………………………………
Habitat suitability evaluation of Elliot忆s pheasant (Syrmaticus ellioti) in Guanshan Nature Reserve
CHEN Junhao, HUANG Xiaofeng, LU Changhu,et al (2776)
……………………………………
………………………………………………………………………
Relationships between arthropod community characteristic and meteorological factors in Zanthoxylum bungeanum gardens
GAO Xin, ZHANG Xiaoming, YANG Jie, et al (2788)
……………
……………………………………………………………………………
The differences of ecosystem services between vegetation restoration modelsat desert front
ZHOU Zhiqiang, LI Ming, HOU Jianguo, et al (2797)
……………………………………………
……………………………………………………………………………
Response to salt stresses and assessment of salt tolerability of soybean varieties in emergence and seedling stages
ZHANG Haibo, CUI Jizhe, CAO Tiantian, et al (2805)
……………………
……………………………………………………………………………
Dynamic change of salt contents in rhizosphere soil of salt鄄tolerant plants DONG Liping, CAO Jing,LI Xianting, et al (2813)………
Effect of short鄄term salt stress on the absorption of K+ and accumulation of Na+,K+ in seedlings of different wheat varieties
WANG Xiaodong, WANG Cheng, MA Zhihong, et al (2822)
…………
………………………………………………………………………
Effects of the micro鄄environment inside fruit bags on the structure of fruit peel in ‘Fuji爷 apple
HAO Yanyan, ZHAO Qifeng, LIU Qunlong, et al (2831)
………………………………………
…………………………………………………………………………
Enhancement of soil quality in a rice鄄wheat rotation after long鄄term application of poultry litter and livestock manure
LI Jiangtao, ZHONG Xiaolan, ZHAO Qiguo (2837)
…………………
………………………………………………………………………………
MSAP analysis of DNA methylation in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) under Oxytetracycline Stress
DU Yaqiong, WANG Zicheng, LI Xia (2846)
………………………………
………………………………………………………………………………………
Distribution of dinoflagellate cysts in surface sediments from Changshan Archipelagoin the North Yellow Sea
SHAO Kuishuang, GONG Ning,YANG Qing, et al (2854)
…………………………
…………………………………………………………………………
Developing and optimizing ecological networks in urban agglomeration of Hunan Province, China
YIN Haiwei, KONG Fanhua, QI Yi, et al (2863)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
Dynamic simulation of Shanghai urban expansion based on multi鄄agent system and cellular automata models
QUAN Quan, TIAN Guangjin,SHA Moquan (2875)
…………………………
………………………………………………………………………………
“Micro鄄canyon effect冶 of city road green belt and its effect on the pollutant concentration above roads for non鄄motorized vehicles
LI Ping, WANG Song, WANG Yaying,et al (2888)
……
………………………………………………………………………………
Review and Monograph
The abundance and diversity of nanoplankton in Arcitic Ocean GUO Chaoying,WANG Guizhong,ZHANG Fang,et al (2897)………
Advances in plant seed鄄associated microbial ecology ZOU Yuanyuan,LIU Yang,WANG Jianhua,et al (2906)………………………
Improving validity and reliability of contingent valuation method through reducing biases and errors: theory, method and applic鄄
ation CAI Zhijian, DU Liyong, JIANG Zhan (2915)………………………………………………………………………………
Discussion
The analysis of Chinese ecological academic journals LIU Tianxing, KONG Hongmei, DUAN Jing (2924)……………………………
Scientific Note
Seasonal variations in salt tolerance of Oligostachyum lubricum GU Daxing, GUO Ziwu, LI Yingchun, et al (2932)…………………
Variation of a spring bacterial community from Wuqia Sinter in Xinjiang during the pre鄄 and post鄄earthquake period
YANG Hongmei,OTKUR ·Mahmut,ZENG Jun,et al (2940)
…………………
………………………………………………………………………
Comparison of the effect of two prey species on the population growth of Orius similis Zheng and the implications for the control
of Tetranychus urticae Koch HUANG Zengyu, HUANG Linmao, HUANG Shoushan (2947)……………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 10 期摇 (2011 年 5 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
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(Semimonthly,Started in 1981)
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Vol郾 31摇 No郾 10摇 2011
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