在各种自然,以及化肥过量使用等人为因素影响下,造成了土壤质量及其可持续性下降甚至完全丧失其物理、化学和生物学特征,最终导致土壤退化的形成。土壤酸化作为土壤退化的一种重要表现形式,已经成为严重的全球性环境问题之一,严重威胁着农业可持续发展,对农田生态系统产生了重要影响,造成产量和品质的下降。杂草作为农田生态系统的重要组分,有利于维持农田系统的生态平衡。目前针对土壤酸化人们更多的是研究其养分机制对农田生产力的影响,对杂草群落的研究相对较少。本文采用样方法结合室内实验,分析土壤酸化耕地杂草群落多样性特征,了解不同施肥模式下农田土壤种子库与地表植被间的关系,研究主要农田杂草种子在模拟酸化环境条件下的生长状态,旨在了解杂草对农田生态环境变化的一般性规律,从而为防治农田草害和杂草的综合利用奠定一定的理论基础和管理思路。主要结果如下:1)为了探究土壤酸化程度对农田杂草群落多样性的影响,通过酸化处理定位试验(共设置了p H=4.6、5.6、6.3、6.8、7.2)5个处理。采用样方法调查不同酸化程度下农田杂草种类、密度、盖度等指标,分析杂草群落多样性特征。调查区农田共19种杂草隶属11科16属,禾本科杂草优势性随着土壤酸化程度增加而突出,荔枝草(Saluia plebeia R.Br)和红蓼(Polygonum orientale L.)等非禾本科杂草数量随土壤酸度下降而减少。农田杂草群落的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数均随酸化程度的增加而逐渐降低,且两两之间差异性显著(p<0.05);对照区域(p H=7.2处理条件)与其他酸化处理的杂草群落Shannon-Wiener多样性指数差异极显著(p<0.01)。p H=6.8和6.3的处理与p H=5.5和4.6的处理间杂草科、属、种的组成差异显著,相似性低,酸化严重的区域间(p H=5.5与p H=4.6的处理)杂草物种组成相似性更高,相似度达0.67。2)依托-湖南祁阳红壤实验站18年的定位实验地小麦—玉米两熟农田,分析长期施肥处理对农田杂草的影响,开展了农田杂草种子库和地上杂草群落的相关实验。采用样方法和种子库萌发实验,分别调查地表植被和农田表层土(0–5 cm,5–10cm,10–15 cm)杂草种子库,分析杂草种类、密度,了解不同施肥处理对玉—麦轮作田中杂草种类、多样性、玉米产量的影响。结果表明:(1)试验区土壤种子库共记录2227株杂草,8科12属12种,改良区(添加石灰)占物种萌发总数的65%;地上植被调查过程中共计出现杂草1135株,4科6属6种,改良区占萌发总数的52%;杂草种子库和地上杂草群落均以一年生草本植物为主。(2)不同施肥处理中,无论是地上杂草群落还是土壤种子库,化肥区的农田各处理中禾本科杂草在占据绝对优势种地位;改良区中禾本科杂草地位逐渐下降。(3)不同施肥处理间土壤种子库的密度存在差异,N肥、NK肥的农田种子密度显著大于其他纯施肥区域(P<0.05),在N肥处理中,杂草的萌发密度达到720株/m~2。(4)N肥处理中杂草群落的Shannon多样性指数均显著低于其他施肥区(p<0.05),土壤种子库物种的多样性水平总体上大于地表群落的多样性,(5)单独施加化肥的处理中,杂草数量最多但种类单一,多样性水平低,玉米的产量较低;施用常量化肥+改良剂处理中,农田土壤p H有明显下降,农田杂草群落多样性提高,玉米产量有所增加,在NPK+秸秆还田区+Ca处理中,玉米产量最高。施肥方式的不同会影响土壤的p H值,同时也改变杂草种子库的多样性,与农作物产量高低正相关。故合理科学的施肥方式有利于维持土壤p H及杂草种子库多样性,提高农作物产量有着一定的相关关系,同时对降低农田草害有着重要指导意义。3)土壤酸化是制约农业生产的主要因素,鉴于群落调查结果,选取农田中主要杂草优势种(菵草(Beckmannia syzigachne)、稗草(Echinochloa crusgalli)、狗尾草(Setaria viridis))为材料,设置不同p H的土壤环境,测定不同酸化环境下的菵草、稗草、狗尾草株高、根长等形态学和叶片叶绿素等生理学指标。结果表明:(1)酸化程度对杂草种子萌发影响显著,土壤酸度变化促进了禾本科杂草的萌发,抑制其他杂草种类萌发。(2)土壤酸化程度与杂草的株高、根数和根冠比间无显著影响(P>0.05),但与根长与生物量存在显著差异(P<0.05)。(3)土壤酸度的变化改变了杂草的生理学特征,叶绿素含量随酸度下降呈下降后升高趋势,各处理间差异显著(P<0.05);相对电导率随土壤酸度下降而升高,且处理间存在明显差异(P<0.05)。可见禾本科类杂草更能适应酸化的土壤环境,具有更强的耐性。