养分管理与农田杂草生物多样性与遗传进化的关系研究进展.pdfVIP

生态环境学报 2010, 19(7): 1744-1749 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 养分管理与农田杂草生物多样性和遗传进化的关系研究进展 1,2 1 1 汤雷雷 ，万开元 ，陈防 1. 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 ；2. 中国科学院研究生院，北京 100049 摘要：施肥被看作是一项潜在降低农田杂草对作物干扰的有效农作管理措施。不同施肥处理可形成具有不同养分状况的土壤 条件，而土壤条件的差异是导致杂草生物多样性的重要因素。论证养分管理可显著改变农田杂草发生状况和杂草生物多样性， 强调了深入开展不同养分管理模式对农田杂草生物多样性和遗传进化影响研究的重要性，提出了如何利用养分管理措施调节 农田杂草，在控制杂草对农业危害的同时，保持一定农田可控杂草生物多样性的科学问题。长期 N 、P 和 K 平衡配施，可维 持杂草群落和杂草种子库的生物多样性与稳定性，兼顾杂草控制和杂草多样性保护，实现平衡施肥的经济效应与生态效应的 统一。同时，农业生态系统中不同养分管理措施条件下的地表光辐射变化特征、不同光辐射变化对杂草种群种子萌发及植株 建立的影响、优势杂草种群的确定及其生理生态和遗传进化规律是今后研究的重点和难点。 关键词：养分管理；生物多样性；农田杂草；遗传进化 中图分类号：Q948 文献标识码：A 文章编号：1674-5906 （2010 ）07-1744-06 农田杂草是农业生态系统中的重要组成部分， 的环境变化和养分管理措施无形间划定了一条杂 它们与作物竞争光照、土壤养分及水分等资源，导 草种群转移和适应的特定轨道[20] ，从而形成相对稳 致作物减产[1-8]。除草剂是农作系统中主要生产投入 定的杂草群落。适宜的养分管理能改善作物与杂草 之一[9] ，除草剂的使用大大改变了农田杂草的生长 之间的竞争关系，有利于作物的生长。不适宜的养 状况，减少了杂草对养分的消耗[10-12] ，有利于作物 分管理方式，相比作物来说，其相伴杂草更能获得 产量和品质的提高。但大量除草剂的使用对生态环 较多优势，形成具有一定优势种群的杂草群落，不 境的危害也是有目共睹的。许多研究报道，杂草生 利于作物的生长[27]。杂草管理的目的应该是降低杂 物多样性对于促进养分循环，维持土壤微生物、动 草对作物产量的影响，并保持一定可控制杂草的生 物、昆虫多样性，减少土壤流失、酸化，维持农田 物多样性[6] 。因此，如何找出最适宜的作物养分管 正常生态功能等方面具有重要作用[7,13-15] 。因此， 理模式，既能提高或保持作物一定的产量水平，又 农业生态系统中，在进行杂草控制的同时，如何保 能降低杂草与作物之间的竞争强度，在保持一定杂 持一定的杂草生物多样性应引起足够重视。 草生物多样性的同时，又增加作物产量。本文主要 杂草与作物的相互关系影响作物产量，这形成 针对养分管理对农田杂草生物多样性以及遗传进 了现代杂草科学的基础[16]。作物与杂草以及杂草与 化的影响及其可能的影响机制进行探讨，旨在寻求 杂草之间的关系历来是科学家们研究的热点[5,17-21]。 最适养分管理策略并为综合杂草管理方案的制定 各种生物学因子、环境因子以及相邻因子，包括植 提供依据。 株密度、种类比例和个体空间分布等因素均会影响 1 养分管理对杂草生物多样性的影响及其 杂草与作物之间的关系[22-23]。以往的研究往往忽略 机制 作物相伴杂草，近年来对杂草的丰饶程度及其对农