水稻是上海地區(qū)主要的糧食作物之一,長(zhǎng)期施用大量的化肥和農(nóng)藥已造成耕地地力下降、農(nóng)業(yè)面源污染擴(kuò)大、雜草抗藥性增強(qiáng)等農(nóng)田生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。盡管雜草是影響水稻豐產(chǎn)增收、保持品質(zhì)的重要因素,但它作為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在活化土壤養(yǎng)分、維持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)功能等方面有特殊的生態(tài)價(jià)值。雜草土壤種子庫(kù)作為潛在的雜草發(fā)生庫(kù),是維持雜草群落物種多樣性的關(guān)鍵;研究其組成及動(dòng)態(tài)變化規(guī)律是合理制定草害防治措施和多樣性保育措施的基礎(chǔ)。目前上海稻區(qū)積極推動(dòng)“三三制”計(jì)劃,減少稻-麥輪作面積,推廣夏熟茬口綠肥種植、休耕田深翻�；诖�,本研究以上海浦東稻田為對(duì)象,針對(duì)綠肥-水稻、休耕-水稻和小麥-水稻3種輪作模式及淺耕和深耕2種耕作深度,連續(xù)兩年分兩季開(kāi)展土壤種子庫(kù)鏡檢和萌發(fā)實(shí)驗(yàn),分析不同農(nóng)藝措施下雜草土壤種子庫(kù)的組成及動(dòng)態(tài)差異,并結(jié)合植物性狀(最大高度、比葉面積和種子重量)對(duì)其進(jìn)行解釋。研究結(jié)果有助于篩選有針對(duì)性的農(nóng)藝措施,為“三三制”下的雜草管理提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)鏡檢共檢出雜草種子14科32種,萌發(fā)實(shí)驗(yàn)共萌生雜草幼苗12科31種,以禾本科(11種)和莎草科(6種)為主,與地上群落的Sorensen相似性系數(shù)分別為0.64和0.69;雜草土壤種子庫(kù)以冬季一年生雜草(84%)、闊葉草(58%)為主要雜草類型,優(yōu)勢(shì)種為碎米薺(30%)、硬草(21%)、薺(11%)和蚊母草(10%),合計(jì)占種子庫(kù)總數(shù)的72%。物種組成的聚類結(jié)果把綠肥+淺耕和休耕+淺耕處理歸為同一類群;在NMDS分析中,兩者距離較近,相似性程度高。(2)土壤種子庫(kù)密度在各實(shí)驗(yàn)階段和不同農(nóng)藝措施間差異顯著。實(shí)驗(yàn)第二年(2018年)鏡檢密度顯著低于第一年(2017年);而萌發(fā)密度則存在季節(jié)差異,秋季高于春季。相較于原小麥+淺耕模式,夏熟茬口種植綠肥或休耕使得實(shí)驗(yàn)第一年土壤種子庫(kù)鏡檢密度大幅增加,但采用深耕的田塊其增幅(1.9倍)遠(yuǎn)比淺耕的田塊小(3.7倍),實(shí)驗(yàn)第二年淺耕田塊的鏡檢密度仍高于深耕,但差異不大(2.0倍、1.7倍);萌發(fā)密度在不同農(nóng)藝措施間無(wú)顯著差異。(3)土壤種子庫(kù)物種豐富度隨實(shí)驗(yàn)進(jìn)展,其鏡檢結(jié)果總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì),由13種降至10種;而萌發(fā)物種豐富度先增后減,其中2017年秋季最高,為7種。土壤種子庫(kù)物種豐富度在不同農(nóng)藝措施間無(wú)顯著差異,相對(duì)而言,綠肥-水稻和休耕-水稻模式在深耕下的萌發(fā)物種豐富度高于淺耕。(4)農(nóng)藝措施可以較好的解釋雜草土壤種子庫(kù)的物種組成,其對(duì)各實(shí)驗(yàn)階段鏡檢和萌發(fā)結(jié)果的解釋率均在50%以上;若夏熟茬口由小麥轉(zhuǎn)為綠肥或休耕,日本看麥娘、看麥娘的數(shù)量增多,而蚊母草的數(shù)量減少。輪作模式和植物性狀的交互作用對(duì)種子庫(kù)物種組成無(wú)強(qiáng)烈影響;而耕作深度和種子重量的交互作用對(duì)種子庫(kù)物種組成有強(qiáng)烈影響;與深耕相比,淺耕下種子重量大的雜草數(shù)量更多。綜上,上海實(shí)施“三三制”時(shí),建議對(duì)綠肥-水稻和休耕-水稻模式采取深耕處理,降低雜草土壤種子庫(kù)密度的同時(shí)不會(huì)影響其物種多樣性,有利于維持稻田雜草群落的生態(tài)平衡。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：S511;S451
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2-1實(shí)驗(yàn)樣地示意圖Fig.2-1Sketchmapofexperimentalsampleplot2016年前茬種植作物均為水稻，2017年開(kāi)始連續(xù)兩年設(shè)置3種輪作模式：綠肥-水稻（greenmanure-ricerotation,GR）、休耕-水稻（fallow-ricerotation,FR）和小麥-水稻（wheat-ricerotation,WR）；2種耕作深度：淺耕（shallowtillage，ST）和深耕（deeptillage，DT），耕作深度分別為5-10cm和20cm以上。因此，試驗(yàn)地共設(shè)6個(gè)處理：綠肥+淺耕(GR+ST）、綠肥+深耕(GR+DT）、休耕+淺耕（FR+ST）、休耕+深耕（FR+DT）、小麥+淺耕（WR+ST）和小麥+深耕（WR+DT），具體操作方式見(jiàn)表2-1，其中小麥+淺耕為試驗(yàn)地原處理模式。每個(gè)處理面積為55m×20m，并在各處理間設(shè)置0.5m寬的田埂以避免相互影響。六月種植水稻前，需提前三四天在田間上水并噴灑農(nóng)藥“農(nóng)思它”，水面產(chǎn)生藥膜后排出過(guò)多的水分，而后人工直播水稻。播種率依照正常種子播種密度與綜合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)確定，其中小麥為187.5kg/hm2，水稻為37.5kg/hm2，30cm行距常規(guī)播種。試驗(yàn)期間，樣地每年施加氮（316.05kg/hm2）磷（78.60kg/hm2）鉀（86.4kg/hm2）肥料，同時(shí)噴灑農(nóng)藥防治病蟲(chóng)害（張亞萍，2018）。表2-1實(shí)驗(yàn)處理方式描述Table.2-1Descriptionofdifferentexperimentaltreatments縮寫處理模式茬口（種植作物）耕作深度

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文34棒頭草5.077.050.6911.0228.2628.85蚊母草4.351.282.07-17.3921.15菵草-7.052.079.3213.04-鵝腸菜-1.28----通泉草---2.548.70-鱧腸----6.52-蔊菜-----3.85注：此處相對(duì)密度只列出排序前5的雜草物種。（3）物種組成的NMDS分析鏡檢和萌發(fā)實(shí)驗(yàn)下，不同農(nóng)藝措施雜草土壤種子庫(kù)物種組成的NMDS分析如圖3-11至圖3-14所示。圖3-11春季不同農(nóng)藝措施土壤種子庫(kù)物種組成的NMDS分析（鏡檢）Fig.3-11NMDSanalysisofspeciescompositionofsoilseedbankunderdifferentagriculturalmeasuresinspring(microscopicexamination)注：GR+ST：綠肥+淺耕；GR+DT：綠肥+深耕；FR+ST：休耕+淺耕；FR+DT：休耕+深耕；WR+ST：小麥+淺耕；WR+DT：小麥+深耕。NMDS分析常用脅強(qiáng)系數(shù)（Stress）來(lái)度量其結(jié)果的擬合優(yōu)度：Stress<0.05為擬合極好，Stress<0.1為擬合較好，Stress<0.2為擬合一般，Stress>0.3為擬合較差（厲紅梅等，2001）。鏡檢中，春季雜草土壤種子庫(kù)物種組成NMDS分析的Stress為0.10，擬合
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本文編號(hào)：2861171