河北省滄州地區(qū)棉田雜草群落特征

馬小艷， 劉春琴， 李晉宇， 彭 軍， 馬 艷

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/農(nóng)業(yè)部棉花遺傳改良重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，河南安陽455000；2.河北省滄州市農(nóng)林科學(xué)院，河北滄州 061001)

棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物和紡織工業(yè)原料，在國民經(jīng)濟(jì)中具有不可替代的地位。河北省滄州地區(qū)作為黃河流域重要的產(chǎn)棉區(qū)之一，2013年植棉面積約10萬hm2，但田間雜草危害較重，除草劑的大量使用不僅增加了棉花的生產(chǎn)成本，而且增加了雜草的抗藥性風(fēng)險(xiǎn)。

前人的研究表明，長期在同一地區(qū)重復(fù)使用一種或少數(shù)幾種除草劑，致使一些非靶標(biāo)雜草上升為新的優(yōu)勢雜草種群，導(dǎo)致棉田原有雜草群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變[1-2]。同時(shí)，耕作制度[3-4]和種植方式[5-7]的改變也可能導(dǎo)致雜草群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。農(nóng)田雜草群落改變和群落演替加速，導(dǎo)致難治雜草種類增多、農(nóng)田雜草危害加劇、防治難度加大，因此，在優(yōu)勢雜草發(fā)生變化或變化之前，需要對防除策略作出相應(yīng)調(diào)整，掌握農(nóng)田雜草群落的結(jié)構(gòu)和演變趨勢就成為決策前的基礎(chǔ)工作之一。本研究對河北省滄州地區(qū)棉田雜草群落進(jìn)行了調(diào)查和數(shù)量分析，皆在揭示該地區(qū)棉田雜草群落特征，以及影響雜草群落特征的生態(tài)因子。

1 材料和方法

1.1 研究地區(qū)概況

調(diào)查區(qū)域?yàn)楹颖笔嬷莸貐^(qū)黃驊市、海興縣、吳橋縣、東光縣、河間市5個(gè)植棉縣(市)，位于河北省東南部，37.48°～38.95°N、115.70°～117.83°S，屬于典型的暖溫帶大陸季風(fēng)氣候，棉花種植區(qū)劃屬于黃河流域棉區(qū)，種植制度為一年一熟制。

1.2 調(diào)查方法

分別于2013年8月中旬、9月下旬對上述5個(gè)植棉縣(市)50塊棉田進(jìn)行調(diào)查，每塊棉田樣方面積約0.333 hm2，每樣方采用倒置“W”9點(diǎn)取樣法取9個(gè)樣點(diǎn)，每樣點(diǎn)1 m2，共計(jì)450個(gè)樣點(diǎn)，調(diào)查時(shí)記錄雜草的種類和株數(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和計(jì)算，計(jì)算不同縣(市)棉田雜草的田間均度(uniformity，U)、田間密度(density，D)、田間頻率(frequency，F(xiàn))、相對均度(RU)、相對密度(RD)、相對頻度(RF)和相對多度(relative abundance，RA)[8]及其他群落多樣性測度指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉田雜草區(qū)系和種類

河北省滄州地區(qū)棉田雜草有16科39種，其中雜草種類最多的是菊科10種，其次是禾本科雜草7種、藜科雜草5種、旋花科雜草3種，錦葵科和大戟科雜草各2種，另外馬齒莧科、莎草科、蘿藦科、茄科、葫蘆科、莧科、玄參科、蓼科、唇形科和薔薇科雜草各1種。

根據(jù)棉田雜草的相對多度、田間頻度和實(shí)際危害，將田間雜草劃分為優(yōu)勢雜草、區(qū)域性優(yōu)勢雜草、常見雜草和一般雜草4種類型[4](表1)。

牛筋草、鐵莧菜、馬齒莧、馬唐在河北滄州地區(qū)棉田普遍發(fā)生，相對多度、發(fā)生頻率較高，對棉花生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響顯著，因此屬于河北滄州地區(qū)棉田優(yōu)勢雜草；苦荬菜、苣賣菜、稗草、蘆葦、小薊、鱧腸在個(gè)別地區(qū)的相對多度、發(fā)生頻率較高，對棉田產(chǎn)量有較嚴(yán)重的影響，因此屬于棉田區(qū)域性優(yōu)勢雜草；泥胡菜、香附子、蒼耳、龍葵、野西瓜苗、打碗花、灰綠藜、地錦在多個(gè)地區(qū)都有分布，但相對多度較小，因此屬于棉田常見雜草；其余21種雜草的相對多度和發(fā)生頻率均較小，分布范圍較窄，對棉花產(chǎn)量影響極微，因此屬于棉田一般雜草。

2.2 棉田雜草群落物種多樣性

河間市棉田的雜草種類最多，物種豐富度為28種；黃驊市、海興縣次之，分別為26、24種；吳橋縣、東光縣的物種數(shù)目最少，分別為19、21種。

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)是從不同角度衡量群落穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。群落的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)越大，優(yōu)勢度指數(shù)越小，則群落的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，其反饋系統(tǒng)就越強(qiáng)大，對于環(huán)境的變化或來自群落內(nèi)部種群波動的緩沖作用越強(qiáng)，群落也就越穩(wěn)定。這樣的雜草群落優(yōu)勢種不太突出，雜草也不容易嚴(yán)重發(fā)生。從表2可以看出，5個(gè)調(diào)查縣(市)的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律，黃驊市、海興縣>吳橋縣、東光縣>河間市，而優(yōu)勢度指數(shù)的變化趨勢正好相反，河間市>吳橋縣、東光縣>黃驊市、海興縣，說明黃驊市、海興縣棉田雜草的種類和數(shù)量分布的均勻度最高，雜草群落穩(wěn)定性最好，而河間市棉田雜草的優(yōu)勢草種比其他地區(qū)更明顯。

2.3 群落相似性

將各地區(qū)相對多度≥1的雜草構(gòu)成矩陣進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果表明河北滄州地區(qū)棉田雜草群落可以劃分為2組，吳橋縣、東光縣、河間市的雜草群落結(jié)構(gòu)相似度較高，其中組內(nèi)Euclidean距離平方最小的是吳橋縣、東光縣，為5.58，組內(nèi)Euclidean距離平方最大的是東光縣、河間市，為8.36；黃驊市、海興縣的雜草群落結(jié)構(gòu)相似性較高(圖1)。

表1 河北省滄州地區(qū)棉田雜草相對多度

3 結(jié)論與討論

農(nóng)田雜草群落的發(fā)生及群落的組成受到多方面因素的影響，其中自然環(huán)境因素如水分條件、地理緯度、土壤類型等是一些重要的影響因素[4]。黃驊市、海興縣位于滄州地區(qū)的東部，靠近渤海，略具海洋氣候特征，夏季潮濕多雨，年降水量約600 mm，且土壤多為鹽潮土(土壤含鹽量在1‰～3‰)，pH值較高，因此喜濕耐鹽堿雜草如稗草、蘆葦、苣荬菜等發(fā)生較多；而吳橋縣、東光縣和河間市位于滄州地區(qū)的中西部，土壤肥沃，中性或微堿性，田間雜草以喜旱性雜草如牛筋草、馬齒莧、鐵莧菜、馬唐等為主。

表2 河北省滄州地區(qū)棉田雜草群落物種多樣性測定

4種惡性雜草和6種區(qū)域性惡性雜草是河北滄州地區(qū)棉田的主要雜草，重點(diǎn)控制這10種雜草是棉田雜草防除的主要內(nèi)容，但是隨著耕作制度的改變及除草劑的多年使用，雜草群落結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變，一般性雜草轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)勢的雜草的可能性增加，因此應(yīng)該根據(jù)各地區(qū)棉田雜草群落結(jié)構(gòu)和發(fā)生特點(diǎn)，因地制宜地采取雜草防除措施，才能達(dá)到理想的控草效果。

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