稻田土壤种子库研究进展

土壤种子库是指存在于土壤表面和土壤中全部存活种子的总和。稻田土壤种子库是地上杂草产生的根本来源。我国是一个水稻种植大国,目前关于稻田土壤种子库的研究还不够全面和深入。研究稻田土壤种子库对于防治稻田草害具有重要指导意义,同时也是种子库研究领域的一个重要补充。取样方法和取样时间是研究土壤种子库的关键所在。而萌发法是最常见的判定方法。关于稻田土壤种子库大小的结论相差很大,从103~105 m-2不等。稻田土壤种子库中的杂草主要有19科55种,一般的稻田可检出10科或20种左右。种子的垂直分布格局主要受耕作强度的影响。70%~80%甚至更多的杂草种子分布在0~10 cm。稻田土壤种子库由于萌发、捕食、衰老和种子散布等原因具有季节动态。轮作制度、耕作方式、不同施肥处理以及除草方式等对稻田土壤种子库有重要影响。连续多年的田间管理会使种子库的大小、分布和物种组成产生年际变化。目前,需要加强长期定位研究,扩大研究区域和研究内容,重点研究杂草种子的休眠萌发机制和种子命运研究,为杂草治理提供更准确的信息。     

土壤种子库研究方法评述

土壤种子库（soil seed bank,SSB）是指存在于土壤表面和土壤中的全部存活种子的总和。开展对土壤种子库的研究,对于分析了解过去地上植被植物群落和预示未来植被发展方向具有重要的指导意义,而对于土壤种子库研究方法的探讨则是开展土壤种子库基础实验研究的基础和支撑。本文从土壤种子库的取样时间、取样方法、取样大小和数量、鉴定方法四个方面归纳了土壤种子库的研究方法,理论分析了同位素应用于土壤种子库中种子年龄结构测定的可行性,以及植冠种子库的研究方法,并探讨了提高土壤种子库中种子萌发率的新方法。综合分析来看：（1）土壤种子库的取样时间、取样方法、取样大小和数量、鉴定方法是土壤种子库研究方法需要关注的四大关键问题,对土壤种子库的实验结果具有显著的直接影响。不同的取样时间代表的土壤种子库的内容和意义不同,取样方法、大小和数量则应根据研究区和研究内容来确定,鉴定方法也应根据具体实验区研究的物种数来考量;（2）理论上在利用同位素来测定土壤种子库中种子年龄结构是可行的,但若想广泛应用于实验中仍需进一步的深入研究;（3）目前对植冠种子库的研究方法也仅仅局限于直接计数法和间接计数法,对植冠种子库的研究方法的探讨则急需加强;（4）同时总结和提出了4种提高土壤种子库中种子萌发率的方法,未来在利用种子萌发法时,应加强注意和应用这4种方法来测定土壤种子库。     

重庆喀斯特山地土壤种子分布特征

土壤种子库对岩溶山地退化植被恢复具有重要意义。采用萌发法,比较了重庆典型岩溶山地处于不同生态演替序列的自然林地、次生林地、灌草坡、坡耕地、人工林、弃耕撂荒地等土地利用系统的土壤种子库分布特点。喀斯特山地各植被类型的土壤中贮藏着丰富的种子,每个40cm×25cm×15cm土柱内储藏有227.4~454.8粒种子,土壤种子集中分布在土壤表层(0~5cm),乔灌种子主要分布于0~5cm土壤层。土地利用强度越大,木本植物种子越少,草本植物种子越多,且以农田杂草为主,土地利用方式的变化(如陡坡开垦)是对次生植被及其种子库的主要威胁;坡度、溶沟、溶隙等土壤分布环境和土壤水分等也对喀斯特山地的种子密度产生影响,这就使得种子密度在不同地点及植被类型间相差很大,生境异质性是种子库分布模式的决定因子。     

农田杂草种子库研究综述

农田杂草的生长明显地依赖于活动种子库。文章综述了国内外农田杂草种子库的研究进展,主要分析了除草方式、耕作方式以及农作方式对农田杂草种子库的影响。现有的研究表明,化学与机械结合的防治措施能更好地控制杂草;免耕使分布在土壤表层的种子比例提高;有机栽培体系下杂草种子库最大。最后,提出了国内在该领域中的研究方向。     

不同生境薇甘菊土壤种子库与幼苗库的特征

通过野外定点取样与萌发试验相结合的方法,研究云南德宏州陇川县不同生境薇甘菊入侵地区的土壤种子库与幼苗库的特征.结果表明,根据土壤种子库萌发后的植物鉴定结果,橡胶林、林地、灌丛、草地和河岸边这5种生境共统计到40种植物,隶属18科.不同生境薇甘菊入侵群落的物种组成、种子萌发特性与空间分布及其幼苗库存在明显差异,橡胶林、林地、灌丛、草地和河岸边的薇甘菊种子密度分别为75、109、165、124和53粒·m-2,且各生境间差异显著(P＜0.05).室内萌发试验表明,薇甘菊土壤种子库萌发时间持续8周,其中第3～5周的萌发速度最快;土壤垂直方向上,0～2、＞2～5、＞5～10 cm深度土层薇甘菊种子分别占0～10 cm土层种子总数的81％、17％和2％.野外薇甘菊土壤幼苗库萌发时间持续6个月(5-10月),其中6-8月萌发速度较快.     

土壤种子库研究的几个热点问题

土壤种子库是指存在于土壤表层凋落物和土壤中全部活性种子的总和。土壤中有活性的种子是植物群落的一部分,是新植株的来源。土壤种子库可以分为瞬时土壤种子库和持久土壤种子库。随着群落生态学的发展,土壤种子库的研究已经成为植物生态学重要的一部分,研究内容主要包括:(1)土壤种子库的组成和分布;(2)土壤种子库的动态;(3)地上植被与土壤种子库的关系;(4)干扰对土壤种子库的作用;(5)土壤种子库在生态恢复中的作用。文章在对目前土壤种子库的研究方法、主要研究内容方面总结的基础上,认为土壤种子库在合适的干扰作用下对退化生态系统的恢复以及植被更新发挥重要的作用,同时需进一步加强对这一过程中种子萌发、幼苗建立限制因素的研究。     

黄河源区退化高寒草地土壤种子库:种子萌发的数量和动态

对青藏高原黄河源区不同退化程度高寒草地的土壤种子库土样用土壤分析筛进行浓缩,并以萌发法分析土壤种子库萌发种子数量和动态.结果表明,孔径0.25~2 mm的土壤分析筛分离土样中萌发种子可达萌发种子总量的85%~97%,而小于0.25 mm的土样中未发现种子.因此,用0.25 mm孔径大小的土壤筛对高寒草地土壤种子库土样进行大规模浓缩是一种方便、可靠的方法.4种不同退化程度高寒草地(A:未退化草甸;B:轻度退化草甸;C:中度退化草甸;D:重度退化草甸)的土壤种子库在实验室条件下萌发的种子数量分别为:A 1 194~3 744粒/m2,平均2 421.3粒/m2;B 5 376~1 0912粒/m2,平均7 786.7粒/m2;C 2 304~1 3216粒/m2,平均8 695.5粒/m2;D 4 768~12 352粒/m2,平均8 125.9粒/m2.除样地A外,其它3个样地的可萌发种子数量差异不大.单子叶植物种子在培养到d 10左右开始萌发,双子叶植物在5~7 d内开始萌发,前者3 wk后基本不再萌发,后者5 wk左右停止萌发.4个样地土壤种子库种子萌发主要集中在第2~3周,并表现出近似单峰型格局.图1表3参39     

施肥模式对砂姜黑土区土壤种子库影响的研究

通过对砂浆黑土区小麦-大豆轮作制地不同施肥模式的杂草土壤种子库（0～15 cm）进行调查,分析种子库的大小、组成、多样性等特征,探讨施肥模式与群落演替速率之间的关系。结果表明,施肥模式显著影响着土壤种子库的大小、组成、多样性、群落演替速率。土壤样品中共检出杂草种子18种,隶属于11科,且各处理优势种组成差异明显。种子库密度按NPK〉NP〉NK〉CK〉PK顺序依次递减且差异极显著（P〈0.01）。各处理物种组成不同,种数按CK〉NPK〉PK=NK〉NP顺序依次递减,群落均匀度指数按NP〉CK〉NK〉PK〉NPK顺序依次递减且差异显著（P〈0.05）,物种多样性指数按CK〉NP〉NK〉PK〉NPK顺序依次递减,群落优势度指数按NPK〉PK=NK〉CK〉NP顺序依次递减。我们初步认为适应与竞争机制影响土壤种子库的物种组成、密度的差异;施肥模式间土壤种子库的优势种变化尤为突出,引起均匀度的改变,导致施肥模式下土壤种子库多样性的差异。Whittaker指数按CK〈NPK〈PK=NK〈NP顺序依次增大,表明土壤种子库的群落演替速率依次加快,说明长期平衡施肥模式（NPK）对土壤种子库群落的影响明显小于PK、NP、NK施肥处理,群落结构较PK、NP、NK施肥处理更稳定。气候、取样时间、除草剂等因素导致年际间、种植季间的杂草土壤种子库特征差异明显。本研究认为长期平衡施肥既有利于作物的优质高产,也有利于农田土壤种子库群落的稳定,是建立合理、高效、稳定的农业生态系统以及取得良好的经济效益和生态效益的重要施肥方式。     

香溪河消落带种子二次传播特征及其对土壤种子库的作用

种子通过水流进行二次传播是消落带植物种子扩散的主要方式.为揭示消落带种子二次传播的规律及其对种子库形成的作用,通过野外取样和实验室萌发实验,对香溪河消落带种子二次传播和土壤种子库的物种组成、多样性和密度特征及其随海拔高度的动态变化进行测定与分析.结果表明,消落带种子二次传播和土壤种子库分别包含42种和50种植物,其种子平均密度分别为1 876.27(±518.87)粒/m~2和7 322.18(±678.44)粒/m~2.二次传播种子数量占土壤种子库的20.40%.二者的物种生活型组成均以一年生草本和多年生草本为主,其中,二次传播种子的优势种主要为狗牙根和双穗雀稗,而土壤种子库优势种主要为龙葵和齿果酸模等.受反季节水位消涨的影响,土壤种子库和二次传播种子的物种组成和数量呈现出大体相同空间分布特征,但二者有存在一定的差异.土壤种子库物种数量、物种多样性指数和种子密度均以消落带中部最高,上部次之,下部最低;而种子二次传播则以上部最高,中部次之,下部最低.各海拔梯度之间二次传播和土壤种子库种子的物种组成的相似性指数大体上随着海拔梯度的升高不断升高,以消落带底部海拔高度150 m处最低,并在消落带顶部海拔高度175 m处相似性开始下降,总体上存在较高的相似性,两者的共有物种达37种.上述结果表明种子二次传播是消落带土壤种子库的主要来源,对土壤种子库的形成与空间分布有着重要影响.     

鼎湖山森林土壤种子库动态研究

在鼎湖山森林季风常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松林林型中研究土壤种子库储量、多样性格局和生活型等。通过分析两层取土样，风干土壤样品，对样品进行筛选，过滤出种子，并进行种子分类鉴定，用土芯实验法检测土壤种子库的组成。结果表明，在4个取样地点的种子库中，上层种子的Shannon多样性指数和Simpson指数都明显高于下层。草本植物不仅是种类还是数量上都是这三种林型土壤种子库的主体成分，特别是在针叶林中，种子储量占有十分显著的优势地位，随着演替年龄的增长，草本植物在种子库储量中占的比例有所减少。另外，种子库中优势成分与取样地点地面植被相应层次的优势种存在较大差异，说明植物群落地上部分的发育与其它地下部分的土壤种子库的发育具有明显的不同步性，这一结果表明土壤种子库的内在潜力对森林更新及植物群落演替动态产生了重要影响。     

Prediction of germination rates of weed species: Relationships between germination speed parameters and species traits

In fields, the timing of weed emergence flushes is mostly related to the timing and rate of seed germination, which depend on seed dormancy level, soil temperature and water potential conditions as well as soil tillage and crop sowing date. Seed germination parameters are essential in weed dynamics models to account for the effects of soil conditions on weed demography. Since these parameters are difficult to measure, our objective was to test the possibility of estimating them from easily accessible information. Seed germination parameters (germination lag-time, time to mid-germination and mid-germination rate) were measured or collected from the literature for 25 weed species with contrasted seed characteristics. Correlations were then searched for between these parameters and morphological, chemical and physiological seed traits as well as seed dormancy level. The dormancy level was positively correlated with speed of germination parameters. Earliness of germination was positively correlated with seed lipid content and the seed area to mass ratio. Germination was also earlier and faster in species with a high base temperature for germination. These relationships explained about half the observed variability in germination speed parameters but should be further tested before being used to predict the germination behaviour of weed species in the field in different seasons.     

长期施肥对旱地土壤杂草种子库生物多样性影响的研究

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,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（0～15 cm）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（Lindernia procumbens）、栗米草（Mollugo pentaphylla）、醴肠（Eclipta prostrata）、泽星宿菜（Lysimachia candida lindl）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（Fimbristylis stauntoni）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Bray Curtis指数聚类分析结果表明,与不施肥相比较,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。     

稻田生物多样性构建的生态效应

农业集约化生产方式加速了农业生态系统单一化的进程,导致系统平衡破坏,病、虫、草害频发。在以农业生态环境改善和修复为手段的农业可持续生产和发展的模式中,以农作物多样性的合理布局来提高农业生物多样性水平和控制病、虫、草害的实践,显示出其强大的生命力,即将不同物种的作物或同一作物的不同品种按一定的组合方式和栽种模式进行合理的间栽和套作,将病、虫、草害的发生控制在可以承受的范围内。构建水生动物、水生植物与水稻共存的稻作系统,利用物种多样性、遗传多样性控制有害生物,是农业可持续发展的重要途径。本文综述了国内外稻田物种多样性、遗传多样性利用模式的研究进展,论述了稻田物种多样性、遗传多样性对稻作生态系统的改善,特别是水稻病、虫、草的控制效果及作用机理。     

沈阳地区水田主要杂草种群的消长动态及生态位分析

对沈阳地区水田主要杂草群落的种类组成、消长动态规律及其生态位的研究结果表明 :沈阳地区水田杂草群落主要由稗 (Echinochloacrusgalli)、大狼把草 (Bidensfrondosa)、耳基水苋 (Ammanniaarenaria)、丁香蓼 (Lud wigiaprostrata)、牛毛毡 (Eleocharisacicularis)、鹅肠菜 (Myosotonaquaticum)、风花菜 (Rorippaislandica)和石胡荽(Centipedaminima)组成 ,其中 ,稗、大狼把草、丁香蓼和耳基水苋为主要危害种群 ;从时间、水平和垂直生态位宽度值来看 ,稗和大狼把草为本地区水田杂草群落中的优势种群 ,且 2者的生态位重叠值较高 ,若单独使用杀稗类除草剂 ,必然会导致大狼把草等阔叶杂草的猖獗和蔓延     

Studies on seed germination and growth in weed species of rice field under salinity stress

An investigation was made to see the salt tolerance of 10 weed species of rice. Properly dried and treated seeds of weed species were placed on 9 cm diameter petridishes lined with Whatman No. 1 filter paper under 6 salinity regimes, viz. 0 (control), 4, 8, 16, 24 and 32 dS m(-1). The petri dishes were then kept in germinator at 25 +/- 1.0 degrees C and 12 hr light. The number of germinated seeds were recorded daily. The final germination percentage, germination index (GI), seedling vigour index, mean germination time and time for 50% germination were estimated. Root and shoot lengths of the weed seedlings were measured at 20 days after salt application and relative growth values were calculated. Results revealed that salinity decreased final germination percentage, seed of germination as measured by GI, and shoot and root length in all the species. Germination of most of the weed seeds was completely arrested (0) at 32 dS m(-1) salinity except in E. colona (12%) and C. iria (13.9%). The species C. iria, E. colona, J. linifolia and E. crusgalli showed better germination (above 30%) upto 24 dS m(-1) salinity level and were regarded as salt-tolerant weed species. J. linifolia, F. miliacea, L. chinensis and O. sativa L. (weedy rice) were graded as moderately tolerant and S. zeylanica, S. grosus and C. difformis were regarded as least tolerant weed species.     

天津市“城-郊-乡”样带土壤种子库特征分析

为了解天津市不同地理位置土壤种子库物种组成和群落结构的变化,沿天津市设置＂城区—城郊—远郊＂的生态样带,在6个典型样地选取20个样方进行土壤种子库的采样工作并进行萌发试验。结果表明：土壤种子库的密度、物种组成及群落结构差异性明显,除趋势对应分析后分异出典型的城市土壤种子库、城郊土壤种子库、远郊土壤种子库3种类型。从远郊到城区,土壤种子库的密度递增,相似性指数也递增,而物种丰富度却递减。相比远郊地区,城区、城郊区土壤种子库物种丰富度损失率分别为66.67%、45.23%。城区因城市化水平较高及频繁的人为干扰致使土壤种子库物种呈现匀质化特点,物种多为一年生的耐踩踏草本。城郊区的多样性指数、生态优势度指数、均匀度指数最低,但是种子库密度较大,物种丰富,萌发种子中木本植物可观,适合用于进行植被恢复的试验研究。     

养分管理与农田杂草生物多样性和遗传进化的关系研究进展

施肥被看作是一项潜在降低农田杂草对作物干扰的有效农作管理措施。不同施肥处理可形成具有不同养分状况的土壤条件,而土壤条件的差异是导致杂草生物多样性的重要因素。论证养分管理可显著改变农田杂草发生状况和杂草生物多样性,强调了深入开展不同养分管理模式对农田杂草生物多样性和遗传进化影响研究的重要性,提出了如何利用养分管理措施调节农田杂草,在控制杂草对农业危害的同时,保持一定农田可控杂草生物多样性的科学问题。长期N、P和K平衡配施,可维持杂草群落和杂草种子库的生物多样性与稳定性,兼顾杂草控制和杂草多样性保护,实现平衡施肥的经济效应与生态效应的统一。同时,农业生态系统中不同养分管理措施条件下的地表光辐射变化特征、不同光辐射变化对杂草种群种子萌发及植株建立的影响、优势杂草种群的确定及其生理生态和遗传进化规律是今后研究的重点和难点。