农田土壤种子库特征的研究

摘 要：为进一步了解农田土壤种子库的生态学特征，采用土壤种子萌发法对吕梁市离石区6个农田样本土壤种子库展开研究。结果显示土壤中杂草种子多达40种，种类最多的为禾本科，占杂草种类总数的78.3%；其次有苋科、豆科、十字花科和菊科等。本研究对有效防治农田非目标作物，增加目标作物的产量有一定意义。

关键词：农田；土壤种子库；特征；

中图分类号：Q948.11 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20151232002

引言

土壤种子库的研究在国内虽然起步较晚，但相关的研究工作正在逐步深入地开展[1]。研究范围主要以森林的土壤种子库为主，农田土壤种子库的研究鲜见报道，本研究对农田土壤种子库进行探究，不仅意在为植被恢复的物种选择提供理论基础[2]，同时对土壤种子库的密度、物种组成以及多样性等特征的研究，有助于维持农田生态系统的平衡以及增加农田内目标作物的产量[3]。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在吕梁市离石区具代表性耕作农田中进行，位于N36°43'～38°43'，E110°22'～112°19'，面积21143 km2，海拔高度959m，年平均气温8℃左右，年平均降水量500.5mm。吕梁属半干旱大陆性季风气候，植被为暖温带半湿润区落叶阔叶林，土质疏松，抗蚀抗冲性差，水土流失较为严重。

1.2 试验设计

1.2.1 取样

选取离石区西蜀巴乡上安村和北武当山的农田代表性较强的2个区域作为研究对象。取样的深度为0～10cm，采用大数量的小样方法[4]；种子库研究采用种子萌发法。取样的时间主要在的3～5月份。

1.2.2 农田土样的采集

2015年3月份进行取样，上安村和北武当山的2个农田区域取有代表性的3块农田标记为S1、S2、S3和R1、R2、R3，取10m×10m大样方，将每块农田分为5个样方，分别是4个角和中心。采用大数量小样方方法，在10m×10m样方的4个角和中心取5cm×5cm，深度10cm的耕作层土芯，分2层，即0～5cm、5～10cm。2个区域共60个土芯，分别标记为1a、1b……60a、60b。

1.2.3 土壤种子库的测定

采用种子萌发法测定土壤种子库。将取回的土样在室内放入营养钵中，将营养钵摆放在自然光条件下的玻璃室内，适时适宜浇水，使种子萌发，进行鉴别。

2 结果分析

2.1 农田杂草种子库的物种组成分析

杂草种子库一般由一年生或多年生杂草种子组成，并且这些杂草种子占绝大多数 。土壤杂草种子库主要由反枝苋 、马齿苋 、狗尾草等杂草组成[4]。

表1中，上安村农田土壤种子库物种类型和生活型较为丰富。其中灌木3种，半灌木1种，多年生草本16种，一年生草本19种，所占的比例依次是7.77%、2.56%、41.03%、48.72%。各物种中干扰适应种所占较大比例，如灌木种沙棘、绣线菊、刺李、灰兆拥龋草本植物灰绿藜 、地肤、狗尾草、附地菜、苍耳和艾蒿等[5]。

表2中，北武当山农田土壤种子库物种类型较上安农田相对较少，乔木2种，灌木4种，多年生草本12种，2a生草本1种，1a生草本8种，2个研究区域的农田土壤种子库在物种类型和生活型上均存在一定区别。

2.2 农田杂草种子库特征分析

根据种子库中物种及其种子数量，从Margalet指数、多样性指数、均匀度指数3方面分析杂草种子库特征[6-7]。表3中，不同试验区不同样地Margalet指数、多样性指数、均匀度指数明显不同，同一试验区不同样地也存在一定差异，总体表现为上安村试验区均高于北武当试验区，这表明不同试验区土壤种子库物种多样性存在着一定差异。

调查的6个农田样点中杂草种类最多的科为禾本科，占杂草种类总数的78.3%；较多的科有苋科、十字花科和菊科。土壤杂草种子库主要物种数量具体为猪毛蒿（15株）、臭蒿（36株）、狗尾草（60株）、狗娃花（7株）、白羊草（25株）、抱茎苦卖菜（5株）、茭蒿（1株）、菊叶委陵菜（11株）、山苦荬（2株）、地肤（1株）、小画眉草（36株）、灰条（14株）、葶苈（1株）、艾蒿（2株）、其中主要是草本植物。

3 小结

调查的6个农田样点中杂草种类最多的科为禾本科，占杂草种类总数的78.3%；较多的科有苋科、十字花科和菊科。这与前人的研究基本一致，土壤杂草种子库主要由反枝苋、马齿苋、狗尾草等杂草组成，禾本科、苋科、菊科等科属所占比例较大[8]。

本研究侧重于探究杂草种子库夏季动态，应加强冬春季杂草种子库年际消长动态研究，以期为杂草治理提供更准确的信息[9]。杂草种子普遍具有休眠特性，种子库的萌发输出通常只有3 % ～ 7 % [10]，种子库研究都采用萌发法，短时间并不可能详实了解全部的土壤种子库动态。后期需进一步完善工作，更好地了解农田土壤种子库动态，以期服务农田生产。

参考文献

[1]李秋艳，赵文智.干旱区土壤种子库的研究进展，地球科学进展[J].2005，20（3）：22-23.

[2] 马波.江苏省农田杂草综合体及其复配除草剂筛选控制的研究[D].2004，7.

[3] 章超斌，马波，强胜.江苏省主要农田杂草种子库物种组成和多样性及其与环境因子的相关性分析[J].植物资源与环境学报，2012，21（1）：1-13.

[4]林志灵，张杨珠.农田杂草种子库动态及其生态学意义[J].湖南农业科学，2008（2）：29-32.

[5]石晓东，高润梅，郭晋平等.庞泉沟自然保护区河岸林群落的土壤种子库特征[J].林业科学研究， 2010，23（2）：157-164.

[6]杜峰，梁宗锁，胡莉娟.植物竞争研究综述[J].生态学杂志，2004，23（4）：157-163.

[7]赵丽娅，李兆华，赵锦慧等.科尔沁沙质草地放牧和围封条件下的土壤种子库[J].植物生态学报，2006，30（4）：617-623.

[8]魏守辉，强胜，马波等. 南京农业大学杂草研究室.土壤杂草种子库与杂草综合管理[J].土壤，2005，37（2）：121-128.

[9]蒋敏，沈明星，施林林等.长期定位施肥对稻麦轮作农田土壤杂草种子库的影响 [J].中国农业科学，2013，46（3）：555-563.

[10] 于顺利，陈宏伟 ，郎南军.土壤种子库的分类系统和种子在土壤中的持久性[J]. 生态学报 ，2007，27（5）：2109-2108.

作者简介：郝旺林（1984-），男，山西省五寨县人，吕梁学院助教，硕士，研究方向：农业生态、植物生态。