施肥模式对砂姜黑土区土壤种子库影响的研究-生态环境学报.PDF

生态环境学报 2012, 21(6): 1024-1030 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 施肥模式对砂姜黑土区土壤种子库影响的研究 1,2 2 2 2 1 1* 潘俊峰 ，万开元 ，陈防 ，程传鹏 ，谷健云 ，章力干 1. 安徽农业大学资源与环境学院，安徽 合肥 230036 ； 2. 中国科学院武汉植物园/ 中国科学院水生植物与流域生态重点实验室，湖北 武汉 430074 摘要：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 NPKNPNKCKPK 顺序依次递减且差异极显著(P0.01) 。各处理物种组成不同，种数按CKNPKPK=NKNP 顺序依次 递减，群落均匀度指数按NPCKNKPKNPK 顺序依次递减且差异显著(P0.05) ，物种多样性指数按CKNPNKPKNPK 顺序依次递减，群落优势度指数按 NPKPK=NKCKNP 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CKNPKPK=NKNP 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。 关键字：施肥模式；砂姜黑土；杂草；土壤种子库；群落演替 中图分类号：S154.1 文献标志码：A 文章编号：1674-5906 （2012 ）06-1024-07 砂姜黑土是发育于河湖相沉积物上、经脱沼泽 播化肥处理最大，其次为新鲜粪肥，N 肥深施处理 作用而形成的半水成土。全国砂姜黑土耕地面积约 模式最小。 4 2 4 313.33×10 hm ，其中安徽淮北地区约 140×10 这些现象的凸现和研究结果都指向一个方向 hm2[1] ，是中国最大的砂姜黑土分布区。砂姜黑土 ——施肥影响农田杂草群落的演替，可能会影响未 缺磷少氮，有效养分含量低[2-3] ，属于中低产耕地， 来农田生态系统的平衡。因此，在进行砂姜黑土区 严重制约着当地农业的发展。随着现代化肥工业的 农业生产时，必须要兼顾农田生态系统的稳定。尽 发展，持续的、大量的肥料投入，在一定程度上缓 管随着农业科学的发展，农田生态系统整体功能的 和了有效土壤养分与低产之间的矛盾，但同时也使 完整性和稳定性越来越受到重视，已经逐渐关注到 得农田土壤的肥力演变进程显著增快[4] ，对农田生 杂草群落在维持农田生态系统的平衡与稳定对作 态系统的重要组成部分—农田杂草群落的演替过 物高产优质和农田可持续利用有着重要的意义 程产生深刻影响[5-9] ，也显著影响杂草土壤种子库 [15-17] ，然而有关砂姜黑土区的养分管理与土壤种子 [10] [11] 的组成、密度、多样性等特征 。赵锋等 研究 库群落之间稳定性方面的研究却没有报道。我们课 发现长期不同施肥模式对南方红