湖北棉田雜草的種類、分布與群落特征

褚世海　李儒?！〕Ｏ蚯?/p>

摘要：采用七級目測法調(diào)查了湖北省3個棉花（Gossypium Spp.）主產(chǎn)區(qū)的雜草種類、分布，并分析了雜草的群落特征。結(jié)果表明，湖北省棉花主產(chǎn)區(qū)有雜草86種隸屬32科，優(yōu)勢雜草有10種，分別為千金子（Leptochloa chinensis）、馬唐（Digitaria sanguinalis）、旱稗（Echinochloa hispidula）、鱧腸（Eclipta prostrata）、鐵莧菜（Acalypha australis）、香附子（Cyperus rotundus）、牛筋草（Eleusine indica）、碎米莎草（Cyperus iria）、馬齒莧（Portulaca oleracea）和水花生（Alternanthera philoxeroides）。物種豐富度以江漢平原最高，襄陽-隨州地區(qū)最低。3個棉花主產(chǎn)區(qū)的雜草優(yōu)勢種有一定差異，襄陽-隨州地區(qū)以旱稗+鱧腸+馬唐+碎米莎草為優(yōu)勢種類；江漢平原以千金子+馬唐+鐵莧菜+旱稗為優(yōu)勢種類；黃岡地區(qū)以千金子+馬唐+鱧腸+水花生為優(yōu)勢種類。襄陽-隨州地區(qū)與江漢平原地區(qū)雜草群落最為相似，而襄陽-隨州地區(qū)與黃岡地區(qū)雜草群落相似性最低。

關鍵詞：棉田雜草；種類；分布；群落特征

中圖分類號：S451.0 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）22-5411-05

棉花（Gossypium spp.）是我國重要的經(jīng)濟作物之一。湖北省是中國主要的棉產(chǎn)區(qū)之一，2013年湖北省棉花種植面積47.29萬hm2，占全國種植面積的10.12%；產(chǎn)量53.15萬t，占全國總產(chǎn)量的8.55%[1，2]。然而，我國棉田雜草危害嚴重，常年造成損失達到14%～16%，嚴重影響了棉花的優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)[3]。湖北省地處我國中部，氣候溫和、雨量充沛，這也更有利于雜草的生長，容易帶來更大危害。因此，開展本地區(qū)棉田雜草群落的監(jiān)測與防除等工作非常必要，而對棉田雜草的發(fā)生現(xiàn)狀做全面、準確的調(diào)查研究是進行其他研究的基礎。近年來，對棉花產(chǎn)區(qū)雜草做了一系列的調(diào)查研究工作[4-8]。湖北省棉田雜草調(diào)查研究開展較早[9]，但調(diào)查不夠翔實和全面，而且隨著種植制度、環(huán)境條件的變化，棉田雜草的發(fā)生規(guī)律也在逐漸改變?；谶@一現(xiàn)狀，本研究對湖北省主要棉產(chǎn)區(qū)的棉田雜草種類、分布及危害現(xiàn)狀進行了調(diào)查研究，以利于更好地對棉田雜草進行有效的治理。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

湖北省位于中國中部，長江中游，東經(jīng)108°21′～116°07′、北緯29°01′～33°16′，地貌類型復雜。其中江漢平原及沿長江向東延伸的黃岡市大部雨量充沛，年均降雨量1 100～1 400 mm，≥10 ℃活動積溫為5 100～5 400 ℃，旱地、水田并重；鄂北的襄陽-隨州地區(qū)為湖北省降水較少地區(qū)，≥10℃活動積溫一般不足5 000 ℃，年平均降水量在900 mm以下，也是全省溫差最大的地區(qū)，具有南北過渡的特點，是湖北省旱地集中分布區(qū)[10]。

1.2 調(diào)查方法

2011年，在湖北省襄陽-隨州地區(qū)、江漢平原、黃岡地區(qū)3個棉花主產(chǎn)區(qū)，隨機選擇地理環(huán)境、種植制度基本一致，面積不少于667 m2的田塊為單位樣方（由10個單位樣方構(gòu)成1個樣點），采用七級目測法[11，12]，記錄每一樣方中所有雜草的種類及相應的優(yōu)勢度級數(shù)。雜草種類以《中國雜草志》[13]為鑒定依據(jù)。另外對調(diào)查地點的地形地貌、土壤類型等予以記錄。

1.3 調(diào)查地點

調(diào)查地點分布在17個縣市的21個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，共22個樣點，220個樣方。包括：①襄陽-隨州地區(qū)，位于湖北省西北部，本區(qū)內(nèi)調(diào)查的5個樣點分別為隨州（曾都區(qū)）、棗陽（十里鋪）、棗陽（七方鎮(zhèn)）、襄陽（雙溝鎮(zhèn)）、宜城（鄔家沖）；②江漢平原，位于湖北省中南部，調(diào)查的11個樣點分別為鐘祥（柴胡）、沙洋（小江湖）、天門（多寶）、天門（黃潭）、仙桃（鄭家場）、仙桃（張溝）、潛江（周磯聯(lián)豐）、潛江（周磯荊橋）、公安（斗湖堤）、公安（新口）、監(jiān)利（汪橋）；③黃岡地區(qū)，位于湖北省東部，6個調(diào)查點分別為黃梅（濯港）、武穴（余川）、浠水（丁司垱）、團風（但店）、團風（方高坪）、新洲（汪集鎮(zhèn)）。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析方法

雜草的綜合草害指數(shù)、頻度、群落物種豐富度及群落相似性用下列公式計算[12，14-16]：綜合草害指數(shù)（CII）=Σ（級別值×該級別出現(xiàn)的樣方數(shù)）/（最高級別值×總樣方數(shù)）；頻度（F）=該種雜草出現(xiàn)的樣方數(shù)×100%/總樣方數(shù)；群落物種豐富度（S）=群落中雜草的種類數(shù)；S？覫rensen指數(shù)（Cs）=2j/（a+b），式中，j為群落A與B所共有的物種數(shù)，a、b分別為群落A、B含有的全部物種數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜草種類及危害性分類

調(diào)查結(jié)果表明，湖北省棉花主產(chǎn)區(qū)棉田雜草共有86種，隸屬32科（表1）。其中禾本科和菊科種類最多，分別為13種；其次為莎草科6種；莧科5種；大戟科、玄參科和蓼科分別有4種；其余各科包含雜草種類都在3種或以下。

依據(jù)綜合草害指數(shù)，可將這些雜草分為4類：優(yōu)勢雜草、局部優(yōu)勢雜草、次要雜草及一般性雜草。其中，優(yōu)勢雜草（CII≥3）有10種，按綜合草害指數(shù)從高到低依次為千金子（Leptochloa chinensis）、馬唐（Digitaria sanguinalis）、旱稗（Echinochloa hispidula）、鱧腸（Eclipta prostrata）、鐵莧菜（Acalypha australis）、香附子（Cyperus rotundus）、牛筋草（Eleusine indica）、碎米莎草（Cyperus iria）、馬齒莧（Portulaca oleracea）、水花生（Alternanthera philoxeroides）。這10種雜草在各棉區(qū)普遍發(fā)生，綜合草害指數(shù)及頻度都較高，對棉花生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響顯著，防除較困難，為湖北省棉田的惡性雜草。

局部優(yōu)勢雜草（2≤綜合草害指數(shù)<3）有7種，依次為反枝莧（Amaranthus retroflexus）、刺兒菜（Cephalanoplos segetum）、日照飄拂草（Fimbristylis miliacea）、通泉草（Mazus japonicus）、水竹葉（Murdannia triquetra）、火柴頭（Commelina bengalensis）、丁香蓼（Ludwigia prostrata）。這些雜草具有較高的綜合草害指數(shù)和頻度，但在各個棉產(chǎn)區(qū)差異較大，部分雜草在某些地區(qū)具有優(yōu)勢，在另外的地區(qū)卻危害較輕，需要根據(jù)具體情況制定防除對策。

次要雜草（0.8≤綜合草害指數(shù)<2）有8種，依次為打碗花（Calystegia hederacea）、地錦（Euphorbia humifusa）、異型莎草（Cyperus difformis）、粟米草（Mollugo stricta）、酢漿草（Oxalis corniculata）、青葙（Celosia argentea）、波斯婆婆納（Veronica persica）、爵床（Rostellularia procumbens）。整體來看，這些雜草危害相對較輕，個別雜草在某些地區(qū)有一定優(yōu)勢。

其余61種為一般性雜草，這些雜草綜合草害指數(shù)及頻度都較低，某些雜草雖然分布較廣，但危害很小。

綜合草害指數(shù)高的雜草一般具有較高的頻度，二者呈明顯正相關。例如10種優(yōu)勢雜草中，有8種頻度在50%以上，馬唐和鱧腸最高，頻度為88.51%，最低的碎米莎草，頻度也達到38.51%；而在一般性雜草中，絕大多數(shù)頻度在10%以下，最低的僅0.57%。這說明，分布廣泛的雜草通常更具有優(yōu)勢，危害更大，應作為防控重點。

2.2 各棉區(qū)雜草發(fā)生特點及群落組成

各棉區(qū)雜草的物種豐富度有明顯差異。3個棉花主產(chǎn)區(qū)共調(diào)查到雜草86種，其中江漢平原種類最多，有62種，其次為黃岡地區(qū)54種，襄陽-隨州地區(qū)最少，有47種。在所有的86種雜草中，3地共有的雜草有28種。

調(diào)查的所有雜草中，綜合草害指數(shù)在1以上的雜草有22種。這22種主要雜草在各地區(qū)的綜合草害指數(shù)和頻度既有一致性，也有明顯差異（表2）。

3個棉花主產(chǎn)區(qū)的雜草優(yōu)勢種有一定差異。按照前述標準，襄陽-隨州地區(qū)優(yōu)勢種有13種，雜草群落以旱稗+鱧腸+馬唐+碎米莎草為主要優(yōu)勢種；江漢平原優(yōu)勢種有11種，雜草群落以千金子+馬唐+鐵莧菜+旱稗為主要優(yōu)勢種；黃岡地區(qū)優(yōu)勢種有10種，雜草群落以千金子+馬唐+鱧腸+水花生為主要優(yōu)勢種?？梢?，3個棉區(qū)的雜草群落組成區(qū)別明顯，如江漢平原和黃岡地區(qū)前兩位的優(yōu)勢種均為千金子和馬唐，而襄陽-隨州地區(qū)前兩位的優(yōu)勢種為旱稗和鱧腸。這一結(jié)果與3個地區(qū)的耕作制度密相關，襄陽-隨州地區(qū)的棉田多為旱地，因此以旱生型雜草旱稗和鱧腸為主；而江漢平原和黃岡地區(qū)則多為水旱輪作，因此以喜濕性雜草千金子和馬唐為主。3個棉區(qū)10種優(yōu)勢雜草中，襄陽地區(qū)有10種，江漢平原有9種，黃岡地區(qū)有8種?？梢姡髅迏^(qū)的雜草優(yōu)勢種多數(shù)重合，但又有本地特有的優(yōu)勢種，如襄陽-隨州地區(qū)的火柴頭和粟米草、江漢平原的刺兒菜、黃岡地區(qū)的日照飄拂草和通泉草。

S？覫rensen指數(shù)可以體現(xiàn)各地區(qū)雜草群落的相似性。襄陽-隨州地區(qū)與江漢平原共有種37種，S？覫rensen指數(shù)0.679，江漢平原與黃岡地區(qū)共有種34種，S？覫rensen指數(shù)0.586，襄陽-隨州地區(qū)與黃岡地區(qū)共有種29種，S？覫rensen指數(shù)0.563?？梢姡尻?隨州地區(qū)與江漢平原地區(qū)雜草群落最為相似，其次為江漢平原地區(qū)與黃岡地區(qū)，相似性最低的為襄陽-隨州地區(qū)與黃岡地區(qū)。這一結(jié)果表明了地理位置的差異對雜草群落相似性的影響，距離越近，雜草群落相似性越高，反之越低。

3 小結(jié)與討論

本研究反映了湖北省棉花主產(chǎn)區(qū)雜草發(fā)生現(xiàn)狀，包括湖北省棉花主產(chǎn)區(qū)的雜草種類、各種雜草的分布與危害、各地雜草優(yōu)勢種、3個棉區(qū)雜草群落的特點及區(qū)別等。86種棉田雜草中，優(yōu)勢雜草有10種，局部優(yōu)勢雜草有7種，這些雜草為湖北省棉花主產(chǎn)區(qū)的惡性雜草，應作為研究及治理工作的的重點。本調(diào)查研究采取普查方式，所查棉田大多采取過相應的化學防除措施，結(jié)果反映的是在目前普遍的防除水平下的草害狀況。

棉田雜草的種類及優(yōu)勢種是在逐漸變化的。與20世紀90年代的結(jié)果[9]相比，湖北省棉田主要雜草的種類類似，但其優(yōu)勢度排序已有較大變化，最明顯的就是千金子已成為本次調(diào)查最具優(yōu)勢的雜草，但當年危害最重的雜草為馬唐。這與耕作制度的變化、雜草對除草劑的敏感程度密切相關。因此，應根據(jù)田間雜草發(fā)生的具體情況及時調(diào)整雜草管理措施。

雜草種群發(fā)生狀況及群落組成受多種因素影響。其中最重要的是自然環(huán)境條件，湖北省3個棉產(chǎn)區(qū)在自然地理環(huán)境及生態(tài)條件上就有較大差異。如襄陽-隨州棉區(qū)以崗地為主，且多為旱地，降雨相對偏少，因此雜草以旱生雜草為主；江漢平原為地勢低平的沖積平原，是湖北省土壤條件最好的農(nóng)業(yè)區(qū)，土壤為油砂土，適合各種雜草生長，且雨量豐富，因此本區(qū)雜草種類豐富，各種旱生、濕生型雜草均廣泛分布；黃岡地區(qū)與江漢平原緯度相似，但本區(qū)內(nèi)低山丘陵分布廣泛，砂泥土壤性質(zhì)明顯，土壤質(zhì)地粗松，有機質(zhì)及全氮含量較低，細砂、小石較多，因此本地區(qū)與江漢平原地區(qū)的雜草有一定相似性，又有本地特有的優(yōu)勢種。

影響雜草發(fā)生狀況的另一重要因素為耕作制度。有研究認為水旱輪作改變了土壤水分狀況，有利于喜濕性雜草如鱧腸、千金子等的發(fā)生，但同時也帶來了一些稻田雜草如稗、異型莎草等的危害。水稻種植時灌水導致土壤中旱生性雜草的繁殖體腐爛，大大地降低了這些雜草的種群數(shù)量[7，17]。江漢平原及黃岡地區(qū)的千金子最具優(yōu)勢，應與水旱輪作的耕作制度密切相關，兩地的部分旱生型雜草如馬齒莧、粟米草的綜合草害指數(shù)及頻度明顯低于襄陽-隨州地區(qū)，但并非所有旱生性雜草均表現(xiàn)出這一趨勢。

其他影響雜草發(fā)生狀況的因素還有很多，如施肥影響雜草種子庫[18]，不同除草劑的使用影響雜草種群演替[19]。隨著將來抗除草劑轉(zhuǎn)基因棉的推廣，棉田雜草群落還會有新的變化?？傊诿鞔_棉田雜草的發(fā)生危害特點及群落結(jié)構(gòu)的基礎上，應當結(jié)合耕作方式、水肥管理方式及除草劑使用的變化，采取有針對性的雜草管理措施，從而實現(xiàn)棉田雜草的可持續(xù)治理。

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（責任編輯 屠 晶）

其他影響雜草發(fā)生狀況的因素還有很多，如施肥影響雜草種子庫[18]，不同除草劑的使用影響雜草種群演替[19]。隨著將來抗除草劑轉(zhuǎn)基因棉的推廣，棉田雜草群落還會有新的變化?？傊?，在明確棉田雜草的發(fā)生危害特點及群落結(jié)構(gòu)的基礎上，應當結(jié)合耕作方式、水肥管理方式及除草劑使用的變化，采取有針對性的雜草管理措施，從而實現(xiàn)棉田雜草的可持續(xù)治理。

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（責任編輯 屠 晶）

其他影響雜草發(fā)生狀況的因素還有很多，如施肥影響雜草種子庫[18]，不同除草劑的使用影響雜草種群演替[19]。隨著將來抗除草劑轉(zhuǎn)基因棉的推廣，棉田雜草群落還會有新的變化?？傊?，在明確棉田雜草的發(fā)生危害特點及群落結(jié)構(gòu)的基礎上，應當結(jié)合耕作方式、水肥管理方式及除草劑使用的變化，采取有針對性的雜草管理措施，從而實現(xiàn)棉田雜草的可持續(xù)治理。

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（責任編輯 屠 晶）