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保护性耕作是一种以免耕、少耕和秸秆覆盖为特点的新型耕作技术,近年来在农业生产中得到了大面积的推广应用。耕作方式的改变不仅会影响到农作物的产量,也会引起农田生态环境的变化。因此,探明保护性耕作对农田生态环境的影响成为现代生态农业关注的热点问题。本研究以山东省济南市一块连续4年施行不同耕作方式(旋耕、深耕、免耕)的冬小麦-夏玉米轮作农田为研究样地,研究了不同耕作方式对农田杂草群落特征、杂草种子库密度和垂直分布以及农田土壤理化性质的影响,包含以下几个方面:(1)在不同耕作方式对杂草群落的影响研究中,研究了耕作方式对农田杂草群落杂草密度、杂草群落特征和杂草生物量的影响。研究结果显示,在实验样地中共发现15种农田杂草;马唐(Digitaria sanguinalis)的杂草密度最高,占所有杂草的总密度的72.3%,是杂草群落中的优势物种;免耕处理下群落物种丰富度、物种多样性和群落均匀度均为最高,群落优势度是最低的;免耕处理下杂草生物量也在四次群落调查中均高于旋耕和深耕处理下杂草生物量。(2)在不同耕作方式对土壤杂草种子库的影响研究中,研究了耕作方式对杂草种子库种子密度和杂草种子库在0-15 cm土层中的垂直分布的影响。结果显示,在实验中发现7种主要杂草种子。其中,马唐和稗(Echinochloa crusgalli)和狗尾草(Setaria viridis)分别在不同的季节当中成为杂草种子库中的优势物种。杂草种子库总密度在两年间增长了6.3%,变化程度不明显;免耕处理下杂草种子库种子密度均为最高,同时免耕处理中优势物种在种子库种子中所占比例低于旋耕和深耕处理。杂草种子库杂草种子发生的高峰期出现在春季和秋季。免耕处理下杂草种子库杂草种子主要集中于上层土壤(0-7.5 cm),旋耕处理下杂草种子库杂草种子则集中于下层土壤(7.5-15 cm),深耕处理不会对杂草种子库的垂直分布产生影响。(3)在不同耕作方式对土壤理化性质的研究中,研究了耕作方式对0-15 cm土壤含水率、容重、孔隙度和有机碳含量的影响。结果显示,免耕处理下土壤平均含水率、孔隙度和有机碳含量均高于旋耕和深耕处理。免耕和旋耕处理会引起土壤上下层之间含水率、孔隙度和有机碳含量显著性差异;旋耕处理会引起土壤上下层之间容重的显著性差异;深耕处理均会引起土壤上下层之间有机碳含量显著性差异。