长期不同施肥对冬闲期稻田土壤种子库和地上杂草群落的影响

为了给稻田杂草防除和合理施肥提供科学依据,选择了湖南省桃源农业生态试验站内连续不同施肥处理20年后的双季水稻试验田为调查对象,运用萌发法和田间调查法,研究了不同施肥制度对冬闲期稻田土壤杂草种子库和地上杂草群落的影响.试验设4个处理:不施肥(CK);养分循环,即种植绿肥+秸秆还田(OM);施氮磷钾化肥(NPK);施氮磷钾化肥+养分循环(NPK+OM).试验区土壤种子库共记录到杂草16种,其中圆叶节节菜占29.9%,稻搓菜占29.0%,水苋菜占10.0%,陌上菜占9.4%,水马齿占8.9%,看麦娘占4.9%.试验区地上杂草共计10种,其中看麦娘占94.4%,稻搓菜占3.8%,圆叶节节菜占1.0%.土壤种子库和地上杂草的群落相似性指数在0.6以上,并随着施肥程度(CK相似文献   

极端干旱对荒漠草原群落物种多样性和地上生物量碳氮的影响

极端干旱及其对植物群落物种多样性的影响是气候变化及其影响评估的重要内容之一,而有关干旱荒漠草原区气候变化与植物群落多样性及其功能关系的研究鲜见报道。为明晰极端干旱对荒漠草原物种多样性和地上生物量的影响,利用野外极端干旱处理试验平台,研究了荒漠草原沙生针茅群落物种多样性和地上生物量及其碳、氮密度对极端干旱的响应特征。结果表明,极端干旱改变了荒漠草原沙生针茅(Stipa glareosa)群落的物种组成,进而使物种多样性发生变化。在8月份,生长季5-8月截雨66%和6-7月干旱60 d两种极端干旱处理都降低了群落的Shannon-Wiener指数和物种丰富度指数。两种极端干旱处理使地上现存生物量较对照降低了50%以上(P0.05)。生长季5-8月截雨66%干旱处理使凋落物生物量较对照降低了61%(P0.05),同时使凋落物生物量的碳氮密度显著低于对照。两种极端干旱处理使地上现存生物量的碳氮密度显著低于对照。因此,极端干旱不仅改变了荒漠草原群落的物种组成,而且改变了地上生物量,影响了植被碳氮密度,从而减弱荒漠草原植物群落地上部分的碳氮汇功能。     

不同耕作方式对冬小麦田杂草群落多样性的影响

为了研究不同耕作方式对农田杂草群落多样性的影响,通过安徽巢湖市西宋村长期定位实验,采用样方法,对不同耕作方式条件下冬小麦田杂草的种类、密度、盖度等相关指标进行调查研究,分析了杂草的优势度、生态位宽度与生态位重叠值。结果表明:(1)秸秆还田能有效降低田间杂草群落的密度,其中秸秆粉碎还田优于秸秆直接还田,对应的杂草密度下降40%,多样性指数和丰富度指数分别提高30%和130%。(2)各处理的优势种是稗和野燕麦,对应优势度的均值分别为1. 460 6和2. 024 5,与其他植物的生态位重叠值均达到0. 721以上。(3)优化施肥使麦田杂草多样性指数增加35%,缓控施肥使麦田杂草多样性指数增加75%。耕作方式对农田杂草群落具有明显的影响。     

不同施肥管理对“多花黑麦草-水稻”轮作系统杂草防控效应的影响

为解决我国南方冬季稻田闲置造成资源浪费、杂草丛生问题,在湖南湘西地区引入"多花黑麦草(Lolium multiflorum L.)-水稻(OryzasativaL.)"轮作(IRR)系统,探讨冬种黑麦草施肥管理对农田杂草的影响。黑麦草季设置不同施肥量和肥料种类处理:种草无肥(NF)、种草施复合肥(F1、F2、F3)、种草施尿素(N1、N2、N3),并设置冬闲田为对照(CK)。黑麦草生长期间对农田杂草进行了跟踪调查,同时采用镜检法对不同处理的表层土壤(0-20 cm)杂草种子进行鉴定与计数;后作水稻生长期间,调查了不同处理的杂草种类与密度。结果表明:冬种黑麦草期间施用复合肥1 500kg·hm~(-2)(F2处理),黑麦草干草产量显著高于其它处理,达12.93 t·hm~(-2)(鲜草达80.21 t·hm~(-2)));前作黑麦草期间,种草处理组的杂草密度相比于CK最多降低了81.94%(P0.05),土壤杂草种子库密度降低了65.49%(P0.05),后作水稻杂草密度降低了58.14%(P0.05);而单施尿素超过540 kg·hm~(-2)有增加杂草种子库的趋势,并显著增加了后作水稻的杂草发生。黑麦草生长期间的土壤肥力与杂草密度有一定的相关性,冗余分析结果表明施肥措施引起土壤全K含量的差异是影响冬季杂草群落的主要因素,与杂草总密度呈正相关;而土壤P、N含量差异是影响土壤杂草种子库的主要因素,两者呈正相关。可见,冬种黑麦草可在冬季提供青饲料的同时,有效控制农田杂草,且平衡施用NPK对IRR系统中的黑麦草产量和杂草防控具有极为重要的作用。     

生物菌肥、秸秆炭对麦田土壤酶活性及小麦产量的影响

为明确生物菌肥、秸秆炭对我国旱地麦田土壤酶活性及小麦产量的影响,通过田间试验研究农户施肥(FF)、测控施肥(MF)、菌肥无机肥(MFB)、秸秆炭无机肥(MFC)4种施肥处理对旱地小麦生育期土壤脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性及小麦产量和产量构成因素的影响.结果表明,旱地麦田0-20 cm土层3种酶活性随小麦生育期推进呈现不同变化趋势,脲酶活性高峰均在拔节至扬花期,过氧化氢酶活性高峰均在成熟期,碱性磷酸酶活性高峰均在返青期.在测控定量施肥基础上,菌肥无机肥较农户施肥显著提高了拔节至扬花期土壤脲酶、过氧化氢酶活性.秸秆炭无机肥较农户施肥显著提高了拔节至扬花期碱性磷酸酶活性,提高幅度为16.1%-17.6%(P 0.05).菌肥无机肥和秸秆炭无机肥处理的冬小麦籽粒产量较农户施肥分别提高22.4%、21.5%(P 0.05),秸秆炭无机肥处理显著提高了冬小麦千粒重.拔节至成熟期脲酶活性与小麦籽粒产量呈显著正相关;拔节至扬花期碱性磷酸酶与小麦千粒重呈极显著正相关.综上所述,在测控定量施肥基础上,菌肥无机肥和秸秆炭无机肥可以提高冬小麦产量与生育期酶活性,因此适宜在旱地麦田推广应用.(图3表3参42)     

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。     

三江源地区高寒灌丛生物量空间分布格局

生物量在地上与地下的分配是植物生长策略的反映,对于研究生态系统碳储量和碳循环有着重要的意义.采用收获法对灌丛群落与物种的地上、地下生物量进行测定,并分析温度和降雨量等气候因素对灌丛群落地上和地下生物量及构成的影响.同时选择三江源地区4种典型的灌丛植物,百里香杜鹃(Rhododendron thymifolium Maxim.)、山生柳(Salix oritrepha Schneid.)、金露梅(Potentilla fruticosa Linn.)和鲜卑花(Sibiraea laevigata(Linn)Maxim.),进行地上、地下生物量研究.结果显示:三江源灌丛群落的地上生物量介于209.88-3 632.34 g/m~2之间,地下生物量介于178.81-2 262.03 g/m~2之间,根冠比(R/S)介于0.40-2.57之间;物种的地上生物量介于1.83-3 632.34 g/m~2之间,地下生物量介于1.22-2 262.03 g/m~2之间,根冠比(R/S)介于0.23-2.63之间.灌丛群落与物种的地上、地下生物量拟合的斜率分别为0.66和0.96,前者与1存在显著性差别,后者与1没有显著性差别.这说明灌丛群落与物种的地上、地下生物量分配分别呈异速分配关系与等速分配关系,百里香杜鹃和鲜卑花的地上与地下生物量分配属于等速分配关系,金露梅和山生柳属于异速分配关系.本研究表明三江源高寒灌丛生物量大小与年均温度的变化关系密切;年均温度与年均降雨量都不能明显地改变根冠比(R/S).     

豆禾混播草地群落稳定性的比较

连续13年测定了由白三叶(Trifolium repens)、多年生黑麦草(Lolium perenne)等5种牧草混播形成的群落的地七生物量,以比较各群落的稳定性.结果表明,地上生物量与物种数成正比,复杂组合的地上生物量高于简单组合.V4组合[红三叶(Trifolium pratense)+白三叶(T.repens)+多年生黑麦草(L.perenne)+无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)+紫羊茅(Festucarubra)]地上生物量最高.与其它群落比较差异极显著p<0.01);V1组合[(红三叶(T.pratense)+多年生黑麦草(L.perenne)]对杂草的抗性和竞争力最差,群落最不稳定;V3组合(白三叶+紫羊茅)对杂草具有很强的抗性和竞争力,群落稳定性最好.     

地表臭氧浓度升高对冬小麦和大豆生长和产量的影响

我国近地层臭氧污染日趋严重,其不断增加的浓度对农作物的生长造成了严重威胁。以冬小麦和大豆为研究对象,基于大田开顶式气室(OTC)试验,分别设置对照(CK)、100 n L·L~(-1)和150 n L·L~(-1)这3个O3浓度处理组,对2种作物生长指标和产量等参数连续观测,结果表明:O3浓度增加对冬小麦和大豆的株高、叶面积和生物量产生影响,并且对大豆的影响更为明显。与此同时,O3浓度增加使得冬小麦的穗重、穗粒数以及大豆的单株荚数、单株粒数、单株粒重都呈现大幅度下降状态,进而导致其产量降低。在100 n L·L~(-1)臭氧处理下,冬小麦产量较CK降低了12.89%,而大豆产量下降了23.76%。在150 n L·L~(-1)的臭氧处理下,冬小麦产量较对照组降低了29.23%,大豆则比对照组下降了41.57%,与CK相比,大豆产量下降更为明显。上述研究表明,臭氧污染对农作物的生长具有显著影响,且大豆对O3的反应比冬小麦敏感。     

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。     

旱地长期施用锌肥对小麦吸锌及产量的影响

以17年的微量元素肥料定位试验为背景，研究了长期施用锌肥条件下小麦的需锌特点和增产效应。施人锌肥后，小麦对微量元素锌的吸收明显增加，籽粒中含锌量增加率为18．8％，秸秆含锌量增加率为41．1％。小麦吸锌量在收获期达最大值，收获期籽粒多吸收13．99g/hm^2，秸秆多吸收23．67g/hm^2，常态年锌肥增产率为4．3％。干旱年增产率为3．7％，丰水年增产率为4．1％。应根据小麦需锌特点和效应，合理施用锌肥。     

小麦根际土壤汞的分布和形态变化

采用根际箱试验和连续化学萃取法,结合氢化物原子吸收光谱法,研究了非根际和根际土壤汞形态分布特征及小麦(Triticum aestivum)生长期土壤汞形态变化.结果表明.非根际汞形态分布顺序为:残渣态>强有机质结合态>碳酸盐铁锰氧化物结合态>腐殖酸络合态>水溶态>交换态,根际汞形态分布为:残渣态>碳酸盐铁锰氧化态>强有机质结合态>交换态>腐殖酸络合态>水溶态.当外源汞进入土壤后,在小麦生长60 d内,植物吸收使残渣态汞和水溶态汞含量明显降低,交换态汞和碳酸盐铁锰氧化态汞含量增加.土壤汞污染程度越大,在小麦中积累的汞就越多.其生物毒性增强,环境危害加大.     

Improved Cu and Zn sorption on oxidized wheat lignocellulose

We studied the effect an oxidizing treatment of a lignocellulosic substrate, extracted from wheat bran, on the sorption of Cu and Zn. Oxidizing agents, such as potassium permanganate (KMnO₄) or sodium periodate (NaIO₄), creates oxygenated functions, e.g. alcohol and carboxylic acid, which increase the density of functional sites and the binding capacity of lignocellulose towards copper and zinc. We found that the treatment with KMnO₄ is the most efficient, with an increase of about 30–40% metal ion binding, compared to 15–25% using NaIO₄. The investigation of the oxidation process shows that the efficiency of KMnO₄ can be attributed to its affinity towards insaturated double bonds of lignin entities. Oxidized lignocellulose is thus a promising, efficient, and cheap biomaterial for the decontamination of wastewater.     

Sorption of Isoproturon and Dimetomorph on lignocellulose from wheat

The adsorption of toxic chemicals on solid substates is a potential means to clean polluted waters. Here, the adsorption of two pesticides, isoproturon and dimetomorph, on lignocellulose extracted from wheat straw is investigated at 20 °C using batch adsorption experiments. Here, we show that the sorption of both pesticides is independent of pH. The sorption capacity of lignocellulose is evaluated. We show that the presence of metallic cations has no influence on the retention capacity of lignocellulose towards pesticides.     

Toxic effects of coal fly ash on wheat seedlings

We studied heavy metal (HM) stress on wheat seedlings (AK-58) with and without coal fly ash (CFA) exposure. Three CFA spray rates were used to simulate air quality of the second level. Results show airborne particulates can directly enter plant leaves, affecting the whole plant. HM deposition decreases seedling size and mass and reduces activities of the chlorophyll family, photosynthesis enzymes (RuBP and PEPC), and photosynthesis efficiency. In leaves, HM deposition increases with the CFA spray rate. In roots, however, CFA exposure seems to reduce HM deposition, compared with the control without CFA exposure. A possible reason is that HM deposition in leaves from airborne particulates hinders photosynthesis, weakens the whole physiology of the seedlings, and consequently reduces root absorption of HMs from soil. CFA leads to chloroplast expansion, layer-stack disorder of grana, plastoglobule increase, and even chlorophyll membrane damage.     

镉对小麦根尖细胞的遗传损伤效应

为了研究重金属镉对小麦是否产生细胞毒性和遗传毒性效应,采用不同浓度镉对小麦根尖处理24、48、72 h,统计有丝分裂指数、微核率及染色体畸变率.结果表明,1 μmol·L-1镉可提高小麦根尖细胞有丝分裂指数,但随镉处理浓度的提高和处理时间的延长,有丝分裂指数逐步下降;4个时期相比,镉对有丝分裂前期和中期的影响较小.微核率随着镉处理浓度的提高而增加,但浓度过高时,微核率随着镉处理时间的延长反而有所降低.此外,染色体畸变率也逐步上升,且随镉浓度的增加和处理时间的延长,其作用效果急剧加大,呈现明显的剂量-效应、时间-效应关系.说明镉可引起小麦根尖细胞有丝分裂抑制和染色体损伤,具有明显的遗传毒性.     

Interaction of selenium and cadmium in wheat at different salinities

Abstract

Interaction of Se up to 8?mg?kg^?1 soil and Cd at 5 and 15?mg?kg^?1 soil in wheat at different salinities was evaluated. Se concentrations in wheat shoots were progressively increased in parallel to Se in soil but decreased by addition of Cd. With increasing salinity, Cd concentrations increased and Se decreased. At low salinity, low addition of Se to the soil reduced Cd accumulation. At moderate and high salinities, only high Se amendment led to decline in Cd uptake, at the expense of reduction in biomass yield. Se at 0.5?mg?kg^?1 soil alleviated the negative effect of Cd on shoot yield.     

A survival-analysis-based simulation model for Russian wheat aphid population dynamics

A simulation model for Russian wheat aphid (RWA), Diuraphis noxia (Mordvilko), populations is built by integrating survival-analysis-based development and survivor functions and the same-shape reproduction distribution model in the framework of Leslie [Leslie, P.H., 1945. On the use of matrices in certain population mathematics. Biometrika 33, 183–212] matrix structure. Survival analysis is utilized to model both the development and survival of RWA populations, and the Cox (1972) proportional hazards model is fitted with the data sets from our laboratory observation of 1800 RWA individuals under 25 factorial combinations of five temperature regimes and five barley plant-growth stages. Rather than using simple age-specific survivor rates as in the traditional Leslie matrix, the survivor functions based on survival analysis describe age-specific, temperature and plant stage-dependent RWA survival probabilities. Similarly, a probability model from survival analysis to estimate the probability that an individual will reach mature adult stage is utilized to describe the development process; this makes the transition from nymphal stage to mature adult stage dependent on RWA age as well as temperature and plant-growth stage.Inspired by the same-shape distribution and rate-summation approach for modeling insect development, a similar approach for modeling insect reproduction under variable temperature is developed. This new same-shape reproduction distribution model incorporates individual variation in reproduction capability, as well as the effects of RWA age, temperature and plant-growth stage. Consequently, the same-shape reproduction distribution model replaces the simple age-specific fecundities in Leslie matrix model. To the best of our knowledge, this work is the first to introduce survival analysis to simulation modeling in entomology and ecology and also the first to integrate our newly developed same-shape reproduction distribution model into application.     

五种重金属在小麦植株不同器官中的分布特征

为研究Cd、Pb、As、Cu、Zn等5种重金属在小麦植株不同器官的分布特征，以郑州9023为供试品种，采用田间试验方法，应用原子吸收分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICPS)分别测定了小麦植株不同器官的重金属质量分数并进行了分析。结果表明，小麦植株中较易富集Cd的器官是根、叶及废弃物，较易富集Pd、As的器官是根、茎及废弃物，较易富集Zn、Cu的器官是根、茎和籽粒；在这5种重金属中，Zn在小麦茎和籽粒中的富集系数最高，Cd在地上部分其他器官的富集系数最高，而Pb在这些器官中富集系数均为最低，Cu和As则居中。     

活性铝对小麦谷胱甘肽和丙二醛含量的影响

利用铝在不同pH值条件下形态分布的差异,研究活性铝2种主要形态(A la、A lb)对小麦根、茎、叶中还原型谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量的影响,探讨活性铝对植物的氧化胁迫及植物的抗铝机制。试验营养液中总铝浓度设置为0μmol.L-1(CK)、25μmol.L-1(T1)和75μmol.L-1(T2),各剂量组营养液的pH值分别调至4.0、4.5、5.0和5.5。研究结果表明,较低浓度的活性铝(A la和A lb)显著影响小麦根、茎、叶中GSH含量,根与叶中GSH存在一个激发、增长和消耗的过程;T2组叶中GSH含量在pH 4.5时降至最低值,同时叶中MDA存在积累,表明在此条件下,活性铝对小麦形成了最大氧化胁迫。