标题

Size: px

Start display at page:

Download "标题"

死萧凌
5 years ago
Views:

1 应用生态学报摇 2011 年 5 月摇第 22 卷摇第 5 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 Chinese Journal of Applied Ecology, May 2011,22(5): 保护性耕作和杂草管理对冬小麦农田土壤 * 水分及有机碳的影响 ** 韩惠芳摇宁堂原摇李增嘉摇田慎重摇王摇瑜摇仲惟磊摇田欣欣 ( 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 / 山东农业大学农学院, 山东泰安 ) 摘摇要摇在秸秆全量还田的试验田中 ( 从 2004 年起 ), 于年及年冬小麦生育期间, 研究了不同耕作措施 ( 旋耕耙耕免耕深松和常规耕作 ) 和杂草管理对冬小麦田土壤水分及有机碳的影响. 结果表明 : 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. 小麦从拔节期到灌浆期 0 ~ 60 cm 土层水分含量呈明显波动变化, 田间保留一定量的杂草可增加不同耕作方式 0 ~ 20 cm 的土壤水分含量, 表现出一定的土壤水分保持效应. 保留杂草仅提高了拔节期 0 ~ 20 cm 土层的土壤有机碳含量 ; 而在抽穗期和灌浆期,0 ~ ~ 40 和 40 ~ 60 cm 土层有机碳含量均低于去除杂草. 去除杂草条件下, 深松显著提高了冬小麦籽粒产量 ; 保留杂草条件下, 旋耕的籽粒产量最高, 常规耕作产量最低. 关键词摇保护性耕作摇杂草摇冬小麦摇有机碳摇土壤水分文章编号摇 (2011) 摇中图分类号摇 S 摇文献标识码摇 A Effects of conservation tillage and weed control on soil water and organic carbon contents in winter wheat field. HAN Hui 鄄 fang, NING Tang 鄄 yuan, LI Zeng 鄄 jia, TIAN Shen 鄄 zhong, WANG Yu, ZHONG Wei 鄄 lei, TIAN Xin 鄄 xin (State Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Key Labo 鄄 ratory of Crop Biology, College of Agronomy, Shandong Agricultural University, Tai 爷 an , Shandong, China). 鄄 Chin. J. Appl. Ecol.,2011,22(5): Abstract: Taking a long term (since 2004) straw 鄄 returning winter wheat field as the object, an in 鄄 vestigation was made in the wheat growth seasons of and to study the effects of different tillage methods ( rotary tillage, harrow tillage, no 鄄 tillage, subsoil tillage, and conven 鄄 tional tillage) and weed management on the soil water and organic carbon contents. No matter retai 鄄 ning or removing weeds, the weed density under subsoil tillage and no 鄄 tillage was much higher than that under rotary tillage, harrow tillage, and conventional tillage. From the jointing to the milking stage of winter wheat, retaining definite amounts of weeds, no matter which tillage method was adopted, could significantly increase the 0-20 cm soil water content, suggesting the soil water con 鄄 servation effect of retaining weeds. Retaining weeds only increased the soil organic carbon content in 0-20 cm layer at jointing stage. At heading and milking stages, the soil organic carbon contents in 0-20, 20-40, and cm layers were lower under weed retaining than under weed removal. Under the conditions of weed removal, the grain yield under subsoil tillage increased significantly, compared with that under the other four tillage methods. Under the conditions of weed retaining, the grain yield was the highest under rotary tillage, and the lowest under conventional tillage. Key words: conservation tillage; weed; winter wheat; organic carbon; soil water. 摇摇与传统耕作相比, 保护性耕作为提高农业工效减少耕地风蚀水蚀增加土壤含水量和有机质发挥 * 十一五冶国家科技支撑计划项目 ( 2006BAD15B07, 2007BAD89B09 鄄 9) 公益性行业 ( 农业 ) 科研专项 ( , ) 山东省自然科学基金项目 ( ZR2010CQ009) 和山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目 (BS2009NY008) 资助. ** 通讯作者. E 鄄 mail: Lizj@ sdau. edu. cn 2010 鄄 10 鄄 13 收稿,2011 鄄 02 鄄 19 接受. 了重要作用 [1-4]. 但保护性耕作由于取消了铧式犁翻耕杂草的过程, 且地表有秸秆覆盖或残茬留存, 使杂草发生危害日益严重, 给化学机械和人工除草带来了很大困难. 研究表明, 水分为限制小麦生产力的主要因素, 土壤养分次之 [5-6]. 免耕秸秆覆盖

2 1184 应摇用摇生摇态摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 22 卷可显著提高土壤蓄水量养分含量作物产量及水分利用效率, 保护性耕地土壤蓄积水分和养分的能力显著大于翻耕地 [7-9] [10]. L 佴 g 侉 re 等通过多年研究发现, 耕作措施对杂草群落组成有显著影响. 可见, 不同耕作措施对土壤水分含量及田间杂草群落组成均有显著影响. 土壤有机碳是评价土壤质量的一个重要指标. 土壤有机碳含量与土壤肥力水平密切相关, 它不仅能增强土壤的保肥供肥能力, 提高土壤养分有效性, 而且能促进土壤团粒结构的形成, 改善土壤的透水性蓄水能力和通气性, 增强土壤的缓冲性. 不同的耕作措施通过改变土壤湿度和温度影响土壤微生物生物量及其活性, 最终影响土壤有机碳动态. 在缺少肥料投入的自然条件下, 土壤有机碳是供应植物养分的重要来源. 保护性耕作模式下秸秆还田可促进土壤有机碳的形成分解和积累. 本研究自 2004 年起在秸秆全量还田的基础上, 系统研究了免耕旋耕耙耕深松等保护性耕作措施及杂草管理对冬小麦农田生态系统中土壤水分和有机碳含量的影响, 以期为我国北方保护性耕作技术的发展提供理论依据和技术支持. 1 摇材料与方法 1 郾 1 摇试验材料与试验设计试验地点设在山东农业大学农学试验站, 自 2004 年起连续实行保护性耕作长期定位研究. 试验采用随机区组设计, 设耕作和杂草 2 个因素. 耕作方式有 5 种, 包括旋耕 (R) 耙耕 ( H) 免耕 ( Z) 深松 (S) 和常规耕作 (C). 其中, 旋耕为普通旋耕机 2 次旋耕, 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, 作业深度为 40 ~ 45 cm; 常规耕作采用铧式犁耕翻, 作业深度为 20 ~ 25 cm. 杂草方式为药剂去除杂草 ( D) 和保留杂草 ( W) 2 种方式. 试验以常规耕作为对照, 共 10 个,3 次重复, 小区面积为 15 m 伊 4 m. 供试土壤为棕壤土, 土壤有机质 13 郾 61 g kg -1, 全氮 1 郾 38 g kg -1, 速效氮 91 郾 57 mg kg -1, 全磷 1 郾 52 g kg -1, 速效磷 15 郾 13 mg kg -1. 试验田基施纯氮 160 kg hm -2, P 2 O kg hm -2,K 2 O 105 kg hm -2. 冬小麦供试品种为济麦 20 号, 播种行距 20 cm, 播量 90 kg hm -2. 分别于 2008 年 10 月 11 日和 2009 年 10 月 16 日播种,2009 年 6 月 10 日和 2010 年 6 月 15 日收获. 去除杂草中, 将 75% 巨星干燥悬浮剂 ( 防除阔叶杂草 ) 与 25% 绿麦隆 ( 防除禾本科杂草 ) 混合, 在冬小麦越冬前喷雾施用, 因为只在越冬前进行一次, 因此该后期有少量杂草发生. 药剂为深圳市诺普信农化有限公司生产,75% 巨星干燥悬浮剂用量为 0 郾 015 g hm -2,25% 绿麦隆的用量为 4 郾 5 kg hm -2, 兑水量 450 ~ 600 kg hm -2, 喷雾器械为卫士 WS 鄄 8 型冶压缩喷雾器. 1 郾 2 摇测定项目与方法 1 郾 2 郾 1 杂草调查摇于冬小麦拔节期抽穗期和成熟期, 每个小区随机设置 5 个 1 m 2 样方, 调查杂草的种类和密度. 1 郾 2 郾 2 土壤含水量测定摇分别在每个小区随机选取 5 个点用土钻采集土样, 采样深度为 60 cm, 分 0 ~ ~ 40 和 40 ~ 60 cm 3 个层次. 将土壤样品分为两部分, 一部分装入铝盒, 置于烘箱中, 在 (105 依 2) 益下烘干至恒量 ; 另一部分装入风干袋中, 风干后用于土壤有机碳测定. 土壤含水量用下式计算 : W = (P 1 -P 2 ) / (P 2 -P 0 ) 伊 100 式中 :W 为土壤水分含量 (% ); P 0 为空铝盒质量 (g);p 1 为湿土和铝盒质量之和 (g);p 2 为干土和铝盒质量之和 (g). 1 郾 2 郾 3 土壤有机碳摇用重铬酸钾容量法鄄稀释热 ( 水合热 ) 法测定土壤有机碳含量. 1 郾 2 郾 4 产量及其构成因素摇冬小麦成熟期, 在各小区取除边 3 行外生长均匀一致的 1 m 2 面积调查有效穗数, 并进行测产 ; 同时, 在各小区内连续取 20 株考种, 测定穗粒数和千粒重. 1 郾 3 摇数据运用 SPSS 11 郾 5 软件对数据进行统计分析, 用 Duncan 法进行差异显著性检验 ( 琢 = 0 郾 05). 由于 2 年的试验结果趋势基本一致, 因此除产量外, 其他指标均用 2 年的平均值表示. 2 摇结果与分析 2 郾 1 摇耕作方式和杂草管理对冬小麦田间杂草密度的影响无论在去除杂草还是保留杂草条件下, 不同耕作方式下的田间杂草种类基本相同, 优势杂草 ( 相对密度 >10% ) 均为播娘蒿 ( Descuminia sophia) 和荠菜 ( Capsella bursa 鄄 pastoris), 但密度存在显著差异 ( 表 1). 在未除草条件下, 小麦拔节期杂草密度均达到 10 株 m -2 以上, 深松和免耕下的杂草密度最大 ; 抽穗期杂草总密度显著增加 ; 灌浆期, 除旋耕

3 5 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇韩惠芳等 : 保护性耕作和杂草管理对冬小麦农田土壤水分及有机碳的影响摇摇摇摇摇 1185 表 1 摇不同下冬小麦各生育期内田间杂草密度 Table 1 摇 Weed density in winter wheat fields at different growth stages under different treatments (ind m -2 ) 拔节期 Jointing stage 抽穗期 Heading stage 灌浆期 Milking stage DR 10 郾 00c 3 郾 64b 摇 0b DH 2 郾 88e 3 郾 03b 0 郾 30a DZ 12 郾 73a 1 郾 52c 0 郾 30a DS 11 郾 82b 5 郾 76a 0 郾 30a DC 6 郾 36d 3 郾 64b 摇 0b 均值 Mean 8 郾 76 3 郾 52 0 郾 18 WR 13 郾 03c 21 郾 52c 23 郾 03a WH 11 郾 06d 13 郾 33e 3 郾 03d WZ 57 郾 58a 39 郾 70b 19 郾 39b WS 36 郾 67b 43 郾 94a 9 郾 09c WC 10 郾 98d 15 郾 45d 3 郾 03d 均值 Mean 25 郾郾郾 51 R: 旋耕 Rotary tillage; H: 耙耕 Harrow tillage; Z: 免耕 No 鄄 tillage; S: 深松 Subsoil tillage; C: 常规耕作 Conventional tillage; D: 去除杂草 Remove weeds; W: 保留杂草 Retain weeds. 不同字母表示在同种杂草方式中不同耕作间差异显著 ( P < 0 郾 05) Different letters meant significant difference among tillage treatments under the same weed management at 0 郾 05 level. 下同 The same below. 外, 杂草密度明显减少. 除草的杂草密度显著低于未除草. 2 郾 2 摇耕作方式和杂草管理对土壤水分含量的影响由表 2 可知, 保留杂草条件下 0 ~ 60 cm 土层土壤水分含量普遍高于去除杂草, 其中节期 0 ~ 20 cm 土层土壤水分含量增加幅度最大. 在拔节期, 与去除杂草相比, 保留杂草条件下旋耕耙耕深松和常规耕作 0 ~ 20 cm 土层土壤水分含量分别提高了 8 郾 1% 16 郾 0% 1 郾 1% 和 10 郾 3%, 表明杂草的存在能够提高冬小麦农田土壤水分含量 ; 而免耕降低了 2 郾 1%, 表明该耕作方式导致土壤紧实, 表层水不易蒸散, 保留杂草加剧了土壤表层水分的消耗. 保留杂草条件下, 不同耕作方式从拔节期到灌浆期 0 ~ 20 cm 土层土壤水分含量均呈现先增加后降低的趋势, 且深松和常规耕作的土壤水分含量低于耙耕旋耕和免耕. 去除杂草条件下不同土层土壤水分含量的动态变化规律与保留杂草基本相同. 2 郾 3 摇耕作方式和杂草管理对土壤有机碳含量的影响由表 3 可知, 耕作方式与杂草管理对土壤有机碳含量有不同程度的影响. 与去除杂草相比, 保留杂草仅提高了拔节期 0 ~ 20 cm 土层的土壤有机碳含量 ; 而在抽穗期和灌浆期,0 ~ ~ 40 和 40 ~ 60 cm 土层有机碳含量均低于去除杂草. 保留杂草条件下,0 ~ 20 cm 土层的土壤有机碳含量在拔节期以旋耕耙耕免耕和常规耕作 4 种耕作方式最高, 深松最低 ; 在抽穗期和灌浆期, 旋耕耙耕深松和常规耕作 4 种耕作方式的土壤有机碳含量均高于免耕方式. 不论保留杂草还是去除杂草, 连续免耕和深松条件下, 土壤有机碳含量均随土层深度的增加而逐渐减少, 表层含量高于下层, 具有明显的表层富集现象. 2 郾 4 摇耕作方式和杂草管理对冬小麦籽粒产量的影响由表 4 可知,2 年中, 去除杂草条件下不同耕作方式间冬小麦的产量构成因素和籽粒产量差异显著年, 常规耕作的穗数最高, 其次为深松和耙耕, 免耕的穗数显著低于其他 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耕作方式 ;4 种保护性耕作方式的千粒重显著高表 2 摇不同耕作方式和杂草管理下冬小麦农田 0 ~ 60 cm 土壤水分含量 Table 2 摇 Soil water content in 0-60 cm in winter wheat field under different tillage patterns and weed managements (%) 拔节期 Jointing stage 抽穗期 Heading stage 灌浆期 Milking stage DR 11 郾 2a 12 郾 8a 13 郾 6a 10 郾 9c 14 郾 1a 13 郾 2c 10 郾 8a 7 郾 7b 7 郾 1b DH 10 郾 6a 10 郾 9b 13 郾 5ab 13 郾 1a 14 郾 1a 14 郾 7b 10 郾 6ab 8 郾 8a 9 郾 3a DZ 9 郾 6b 10 郾 1c 13 郾 6a 12 郾 0b 13 郾 0b 15 郾 1b 8 郾 4d 6 郾 7d 6 郾 5c DS 9 郾 4bc 9 郾 8c 12 郾 9bc 10 郾 2d 12 郾 9b 15 郾 1b 9 郾 3c 7 郾 0cd 8 郾 8a DC 8 郾 7c 8 郾 7d 12 郾 6c 11 郾 1c 14 郾 3a 15 郾 9a 10 郾 0b 7 郾 5bc 8 郾 8a 均值 Mean 9 郾 9 10 郾 5 13 郾 2 11 郾 5 13 郾 7 14 郾 8 9 郾 8 7 郾 5 8 郾 1 WR 12 郾 1a 11 郾 0b 13 郾 8a 13 郾 1a 14 郾 3a 16 郾 4a 12 郾 3a 9 郾 3b 10 郾 5a WH 12 郾 3a 12 郾 6a 13 郾 1a 12 郾 1b 13 郾 4b 15 郾 9ab 11 郾 3b 12 郾 7a 7 郾 9bc WZ 9 郾 4b 10 郾 8b 12 郾 2b 11 郾 0c 12 郾 8bc 15 郾 5b 8 郾 4d 6 郾 9e 7 郾 5c WS 9 郾 5b 10 郾 6b 13 郾 8a 11 郾 3c 12 郾 3c 14 郾 8c 11 郾 7ab 7 郾 5d 8 郾 1b WC 9 郾 6b 9 郾 5c 13 郾 3a 12 郾 1b 13 郾 4b 15 郾 6b 9 郾 4c 8 郾 2c 8 郾 4b 均值 Mean 10 郾 6 11 郾 3 13 郾 2 11 郾 9 13 郾 2 15 郾 6 10 郾 6 8 郾 9 8 郾 5

4 1186 应摇用摇生摇态摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 22 卷表 3 摇不同耕作方式和杂草管理下冬小麦农田土壤有机碳含量 Table 3 摇 Soil organic carbon content in winter wheat field under different tillage patterns and weed managements (g kg -1 ) 拔节期 Jointing stage 抽穗期 Heading stage 灌浆期 Milking stage DR 5 郾 74a 7 郾 31a 5 郾 92a 8 郾 93a 5 郾 97c 5 郾 39b 8 郾 50b 6 郾 67b 6 郾 09b DH 5 郾 74a 6 郾 38b 5 郾 80a 9 郾 11a 7 郾 08a 5 郾 28b 8 郾 52b 6 郾 84b 6 郾 50a DZ 6 郾 03a 5 郾 34c 3 郾 94c 8 郾 87a 6 郾 38bc 5 郾 97a 8 郾 87a 6 郾 61b 4 郾 10c DS 5 郾 74a 5 郾 22c 4 郾 29bc 8 郾 06b 6 郾 79ab 4 郾 64c 8 郾 86a 5 郾 68c 6 郾 03b DC 5 郾 39ab 6 郾 38b 5 郾 22b 7 郾 54c 6 郾 30c 5 郾 57b 8 郾 28c 7 郾 31a 6 郾 09b 均值 Mean 5 郾 73 6 郾 13 5 郾 03 8 郾 50 6 郾 50 5 郾 37 8 郾 61 6 郾 62 5 郾 76 WR 9 郾 16a 7 郾 19a 5 郾 74b 7 郾 77c 6 郾 26b 5 郾 51b 8 郾 58c 6 郾 84b 5 郾 16c WH 8 郾 87ab 6 郾 44c 5 郾 74b 9 郾 05a 6 郾 90a 5 郾 45b 9 郾 34a 7 郾 19b 6 郾 44a WZ 8 郾 53b 6 郾 79b 6 郾 03a 7 郾 54c 6 郾 61a 6 郾 21a 7 郾 19d 6 郾 44c 5 郾 28bc WS 8 郾 00c 6 郾 55bc 5 郾 74b 8 郾 64ab 6 郾 90a 6 郾 21a 8 郾 58c 8 郾 12a 5 郾 39bc WC 8 郾 47b 6 郾 67b 5 郾 39bc 8 郾 58ab 6 郾 90a 4 郾 58c 9 郾 05ab 6 郾 21c 5 郾 80b 均值 Mean 8 郾 61 6 郾 73 5 郾 73 8 郾 32 6 郾 72 5 郾 59 8 郾 55 6 郾 96 5 郾 61 于常规耕作方式. 在去除杂草条件下, 各间的产量差异显著, 深松显著提高了冬小麦籽粒产量, 其次为耙耕旋耕和常规耕作方式, 免耕耕作方式最低年, 去除杂草条件下以深松的穗数穗粒数最高, 其千粒重虽低于旋耕和免耕, 但差异不显著, 所以最终产量仍然以深松最高. 摇摇保留杂草条件下, 年, 耙耕的穗数最高, 其次为旋耕常规耕作和深松, 免耕的穗数最表 4 摇不同耕作方式和杂草管理下冬小麦籽粒产量及其构成因素 Table 4 摇 Grain yield and yield components of winter wheat under different tillage patterns and weed managements 年份 Year 穗数 Spike number ( 伊 10 4 ind hm -2 ) 穗粒数 Grain per ear 千粒重籽粒产量 1000 鄄 grain Grain yield mass (kg hm -2 ) (g) 2008 DR 692 郾 0b 24 郾 8b 35 郾 6a 6060 郾 9b 2009 DH 741 郾 5ab 24 郾 5b 34 郾 8ab 6172 郾 3b DZ 589 郾 5c 25 郾 2b 33 郾 0c 4948 郾 1d DS 752 郾 5ab 27 郾 0a 33 郾 7bc 6894 郾 2a DC 756 郾 5a 26 郾 2a 29 郾 1d 5845 郾 8c WR 673 郾 5ab 26 郾 7a 32 郾 9a 5909 郾 7a WH 689 郾 5a 24 郾 4b 31 郾 6ab 5301 郾 3b WZ 562 郾 0c 26 郾 2a 32 郾 9a 4838 郾 4c WS 649 郾 5b 26 郾 8a 29 郾 3bc 5102 郾 8b WC 651 郾 5b 25 郾 2b 29 郾 0bc 4755 郾 9c 2009 DR 684 郾 7d 32 郾 9c 38 郾 7a 8732 郾 1c 2010 DH 785 郾 0a 35 郾 8b 35 郾 8bc 郾 8b DZ 691 郾 7c 33 郾 1c 37 郾 1ab 8491 郾 5cd DS 750 郾 7b 37 郾 7a 39 郾 7a 郾 2a DC 631 郾 0e 32 郾 2c 39 郾 6a 8061 郾 6d WR 642 郾 3a 32 郾 0c 38 郾 7a 7968 郾 2a WH 585 郾 3b 32 郾 5c 37 郾 3ab 7096 郾 7c WZ 565 郾 0c 35 郾 2a 39 郾 1a 7763 郾 6ab WS 559 郾 7d 35 郾 8a 37 郾 8ab 7573 郾 5b WC 554 郾 7e 33 郾 6b 36 郾 1d 6722 郾 3d 低 ; 旋耕和深松显著提高了冬小麦穗粒数 ; 不同耕作方式对千粒重的影响不显著. 不同耕作方式中, 旋耕显著提高了冬小麦的籽粒产量, 其次为耙耕深松和免耕, 常规耕作最低年, 以旋耕和免耕的产量最高, 深松和耙耕次之, 常规耕作最低. 与保留杂草相比,2 年中去除杂草下冬小麦的穗数穗粒数千粒重和籽粒产量均明显提高, 说明不论哪种耕作方式, 保留杂草均不利于冬小麦籽粒产量的形成. 3 摇讨摇摇论农田杂草与作物之间存在对光照土壤养分和水分等资源的竞争, 这也是导致作物减产的重要因 [11] 素之一. 李永丰等研究发现, 小麦产量损失率随出苗后保留杂草天数的延长而增加, 随出苗后去除 [12] 杂草天数的增加而减少 ; 徐淑霞等研究表明, 玉米与杂草共生对玉米产量的影响主要是减少了玉米的百粒重, 随玉米与杂草共生期的延长, 玉米减产损失有加重趋势. 作物生长初期, 由于杂草幼小, 植株矮且叶片数少, 不能形成郁闭, 故与作物不能产生竞争 ; 其后随着杂草生物量和叶片数的增加, 开始与作物产生竞争, 这种竞争的结果使得作物减产. 本研究结果表明, 保留田间杂草对冬小麦的穗数穗粒数千粒重和籽粒产量形成等均造成不利影响, 这与肖 [13] 红等在水稻上的研究结果相一致, 说明无论哪种耕作方式保留杂草都不利于作物的产量形成. 本课题组对玉米的研究结果表明 [14], 田间杂草对夏玉米生物量的不利影响较其有效收获株数更大, 分析认为田间杂草对小麦水稻穗数的影响主要是由于影

5 5 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇韩惠芳等 : 保护性耕作和杂草管理对冬小麦农田土壤水分及有机碳的影响摇摇摇摇摇 1187 响了小麦水稻的分蘖能力, 进而降低了成穗数, 限制了库容的发展 ; 而玉米为单株增产潜力较大的作物, 杂草对玉米产量的影响是因为限制了源 ( 生物量降低 ). 耕作方式影响杂草种子在土壤中的垂直分布, 间接影响到杂草种子的休眠萌发状况, 进而影响田间土壤水分状况. 本试验发现, 在冬小麦的拔节期到灌浆期, 田间保留一定量的杂草可以增加不同耕作方式 0 ~ 20 cm 的土壤水分含量, 表现出一定的土壤 [15] 水分保持效应, 这与张磊等的研究结果一致. 究其原因, 很可能是因为杂草占据小麦行间空地从而减少株间蒸发, 或是杂草影响了田间作物叶面蒸腾, 或是两者兼而有之, 从而减少了农田蒸散量. 与去除杂草相比, 田间保留杂草提高了拔节期 0 ~ 20 cm 土壤有机碳含量, 这可能是由于经过一个越冬期, 一些杂草被冻死, 相当于还田, 使得田间有机碳含量在拔节期较去除杂草高, 但随着作物生育时期的推进, 保留杂草由于杂草的存在, 在田间开始消耗土壤养分, 从而降低了有机碳含量, 使得保留杂草最终不利于冬小麦产量的形成. 综上所述, 保护性耕作和杂草管理方式可以改善土壤综合生态因子, 增加土壤表层储水量和有机碳含量. 与其他相比, 去除杂草条件下深松有利于土壤有机碳的累积, 因为深松在不破坏表土层的基础上打破犁底层, 有利于小麦根系生长 ; 保留杂草条件下旋耕显著提高了冬小麦的籽粒产量, 这是由于旋耕将粉碎的秸秆与土壤充分混合, 有利于提高土壤有机碳, 且保留杂草表现出一定的土壤水分保持效应. 杂草与冬小麦构成了一个复杂的生态竞争体系, 杂草对冬小麦生长发育和产量性状的影响机制非常复杂 [16-17]. 杂草与冬小麦竞争是导致冬小麦产量降低的重要因素 [18]. 物种的竞争能力受多因素制约, 除土壤类型水分肥力及光照等非生物因子的作用外, 冬小麦品种自身的生长特性播种时间及种植密度等也会对杂草鄄作物竞争体系产生影响 [19], 这有待于进一步研究. 参考文献 [1] 摇 Frey SD, Elliott ET, Paustian K, et al. Fungal translo 鄄 cation as a mechanism for soil nitrogen inputs to surface residue decomposition in a no 鄄 tillage agroecosystems. Soil Biology and Biochemistry, 2000, 32: [2] 摇 McGarry D, Bridge BJ, Radford BJ. Contrasting soil physical properties after zero and traditional tillage of an alluvial soil in the semi 鄄 arid subtropics. Soil Tillage Research, 2000, 53: [3] 摇 Shipitalo MJ, Dick WA, Edwards WM. Conservation tillage and macropore factors that affect water movement and the fate of chemicals. Soil Tillage Research, 2000, 53: [4] 摇 Sisti CPJ, dos Santos HP, Kohhann R, et al. Change in carbon and nitrogen stocks in soil under 13 years of con 鄄 ventional or zero tillage in southern Brazil. Soil Tillage Research, 2004, 76: [5] 摇 Zhang L 鄄 F ( 张立峰 ), Bian X 鄄 J ( 边秀举 ), Liu Y 鄄 H ( 刘玉华 ). Study on water consumption characteristics and effects of crops rotation in plateau of north Hebei Province. Scientia Agricultura Sinica ( 中国农业科学 ), 2001, 34(1): 1-4 (in Chinese) [6] 摇 Wang D 鄄 W ( 王殿武 ), Liu S 鄄 Q ( 刘树庆 ), Wen H 鄄 D ( 文宏达 ), et al. Study of the effect of fertilizer appli 鄄 cation and water 鄄 fertilizer coupling on spring wheat field in cold highland 鄄 semiarid region. Scientia Agricultura Sinica ( 中国农业科学 ), 1999, 32 (5):62-68 ( in Chinese) [7] 摇 Zhang H 鄄 L ( 张海林 ), Gao W 鄄 S ( 高旺盛 ), Chen F ( 陈摇阜 ), et al. Prospects and present situation of conservation tillage. Journal of China Agricultural Uni 鄄 versity ( 中国农业大学学报 ), 2005, 10 (1): ( in Chinese) [8] 摇 Jiang X 鄄 D ( 江晓东 ), Li Z 鄄 J ( 李增嘉 ), Hou L 鄄 T ( 侯连涛 ), et al. Impacts of minimum tillage and no 鄄 tillage - systems on soil NO 3 鄄 N content and water use efficiency of winter wheat / summer corn cultivation. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering ( 农业工程学报 ), 2005, 21(7): (in Chinese) [9] 摇 Liu S 鄄 P ( 刘世平 ), Nie X 鄄 T ( 聂新涛 ), Zhang H 鄄 C ( 张洪程 ), et al. Effects of tillage and straw returning on soil fertility and grain yield in a wheat 鄄 rice double cropping system. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering ( 农业工程学报 ), 2006, 22 (7): (in Chinese) [10] 摇 L 佴 g 侉 re A, Stevenson FC, Benoit DL. Diversity and assembly of weed communities: Contrasting responses across cropping systems. Weed Research, 2005, 45: [11] 摇 Li Y 鄄 F ( 李永丰 ), Lou Q 鄄 F ( 娄群峰 ), Li Y 鄄 W ( 李宜慰 ), et al. Eco 鄄 economic critical period of weed control in wheat field of Jiangsu Province. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences ( 江苏农业科学 ), 2001, 17(4): ( in Chinese) [12] 摇 Xu S 鄄 X ( 徐淑霞 ), Liu J 鄄 R ( 刘金荣 ), Zhou Q ( 周

6 1188 应摇用摇生摇态摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 22 卷青 ). Effect of maize field weed occurrence regularity to yield in Anyang City. Crops ( 作物杂志 ), 2005 (5): 33-34( in Chinese) [13] 摇 Xiao H ( 肖摇红 ), Zhou Q 鄄 X ( 周启星 ), Cao Y ( 曹莹 ), et al. Effects of different application dosage of her 鄄 bicide on rice production. Chinese Jounal of Applied Ecology ( 应用生态学报 ), 2003, 14 (4): ( in Chinese) [14] 摇 Han H 鄄 F ( 韩惠芳 ), Ning T 鄄 Y ( 宁堂原 ), Tian S 鄄 Z ( 田慎重 ), et al. Effects of soil tillage and straw retur 鄄 ning on weed biodiversity in summer maize (Zea mays) field. Acta Ecologica Sinica ( 生态学报 ), 2010, 30 (5): (in Chinese) [15] 摇 Zhang L ( 张摇磊 ), Ouyang Z ( 欧阳竹 ), Dong Y 鄄 H ( 董玉红 ), et al. Ecological effects of weeds on soil wa 鄄 ter and soil nutrient in farmland ecosystem. Journal of Soil and Water Conservation ( 水土保持学报 ), 2005, 19(2): (in Chinese) [16] 摇 Holst N, Rasmussen IA, Bastiaans L. Field weed popu 鄄 lation dynamics: A review of model approaches and applications. Weed Research, 2007, 47: 1-14 [17] 摇 Zhang C 鄄 X ( 张朝贤 ), Hu X 鄄 E ( 胡祥恩 ), Qian Y 鄄 X ( 钱益新 ). A practicable model for predicting crop yield loss due to weed competition. Plant Protection ( 植物保护 ), 1997, 23(2): 6-10 (in Chinese) [18] 摇 Zhu W 鄄 D ( 朱文达 ). Competition of Beckmannia syzi 鄄 gachne with transplanted rape and its economic control threshold. Journal of Plant Protection ( 植物保护学报 ), 2004, 31(1): (in Chinese) [19] 摇 Wei S 鄄 H ( 魏守辉 ), Zhang C 鄄 X ( 张朝贤 ), Zhu W 鄄 D ( 朱文达 ), et al. Influence of Avena fatua on the yield characters of different wheat cultivars and its economic threshold. Journal of Triticeae Crop ( 麦类作物学报 ), 2008, 25(5): (in Chinese) 作者简介摇韩惠芳, 女,1975 年生, 讲师. 主要从事农业资源利用与农业生态研究. E 鄄 mail: hhf@ sdau. edu. cn 责任编辑摇张凤丽

5月15期

5月15期中国农学通报 2012,28(15):106-111 Chinese Agricultural Science Bulletin 旱地小麦休闲期不同耕作措施对土壤水分蓄纳利用与产量形成的影响贺立恒, 高志强, 孙敏, 李青 ( 山西农业大学农学院, 山西太谷 030801) 摘要 : 为了提