水稻免耕直播秸稈覆蓋條件下稻田雜草的發(fā)生規(guī)律和防治策略

徐志軍，徐建欣，楊 潔

（中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實驗站，廣東 湛江 524013）

長期以來，我國稻田主要采取翻耕的方式種植水稻，由此帶來的耕作層厚度降低、土壤風(fēng)化、水土流失問題日益嚴重［1］。在水稻種植過程中實行免耕等保護性耕作措施被認為是解決這一問題的關(guān)鍵［2］。免耕直播是我國水稻的重要栽培方式之一，與傳統(tǒng)水稻栽培模式相比，它省去了翻耕耙地、育苗、插秧等一系列工序，具有省時、省工、節(jié)本增效的優(yōu)點，在我國南方地區(qū)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用［3，4］。

當(dāng)前，水稻免耕直播多與秸稈還田技術(shù)相結(jié)合。研究表明，秸稈還田能夠促進水稻根系生長和養(yǎng)分吸收，增加土壤溫度和含水量，降低土壤容重，秸稈腐解能夠改善土壤的養(yǎng)分供給，具有一定的增產(chǎn)作用［5～8］。目前，生產(chǎn)上水稻免耕直播與秸稈還田結(jié)合的主要方式是在上茬作物收獲前進行水稻直播，利用上茬作物收獲時產(chǎn)生的秸稈覆蓋為水稻提供良好的萌發(fā)條件和抑制雜草生長，這些秸稈在水稻生長過程中不斷腐解，為水稻補充養(yǎng)分。

然而，免耕直播條件下稻田不翻耕，前期干濕交替灌溉，對田間雜草的萌發(fā)和蔓延十分有利，草害種類多、密度大、危害重，如不能進行有效控草，很容易造成草比苗多，草比苗大的草荒現(xiàn)象［9］。張夕林等［10］對江蘇省通州市翻耕直播稻田調(diào)查表明，雜草萌發(fā)有兩個高峰，分別在播后10～20和25～40 d出現(xiàn)，前期以禾本科和莎草科雜草為主，后期以闊葉草為主。左亞群等［11］對浙江海寧市免耕水直播稻田研究表明，禾本科雜草發(fā)生呈單峰型，闊葉草和莎草科雜草為雙峰型，雜草群落以“千金子－闊葉草－莎草”為主。當(dāng)前的研究，多是在翻耕直播和免耕水直播條件下進行的，而對免耕直播和秸稈覆蓋還田條件下雜草發(fā)生規(guī)律和特點的研究鮮有報道。因此，筆者對湛江地區(qū)水稻免耕直播秸稈覆蓋條件下稻田雜草發(fā)生規(guī)律和特點進行了探究，并提出相應(yīng)的防治策略，為免耕直播秸稈覆蓋還田模式下雜草化學(xué)防除和除草劑的選用提供科學(xué)依據(jù)，以期最大限度減少雜草發(fā)生帶來的產(chǎn)量損失。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

調(diào)查點設(shè)在中國熱帶農(nóng)科院湛江實驗站麻章基地試驗田中。當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?3.2℃，年平均日照時數(shù)1817～2106 h，年平均降水量1417～1802 mm。試驗田為長年雙季水稻田塊，土壤為沙壤土，耕層厚度約20 cm。

1.2 研究方法

試驗于2017年晚造進行，水稻品種為適宜免耕直播的農(nóng)家品種‘自然6號’，播種量60 kg／hm2，于7月15日早稻收獲前播種，18日收割早稻產(chǎn)生的秸稈均勻覆蓋稻田，水稻出苗后干濕交替灌溉。

調(diào)查方法：采取定點調(diào)查和隨機普查兩種方式。在免耕種植的共2.14 hm2水稻田中隨機選取5塊面積大于0.07 hm2的田塊作為樣地，每個樣地隨機設(shè)置5塊面積為1 m2的地塊進行調(diào)查，定期定點調(diào)查統(tǒng)計雜草發(fā)生情況和數(shù)量。至破口期，根據(jù)7級目測法分級標(biāo)準（表1）測定每種雜草的相對蓋度、多度和相對高度，并對基地內(nèi)的免耕稻田進行普查。根據(jù)大面積發(fā)生雜草種類、多度、蓋度、均勻度等，確定優(yōu)勢度［12］。

表1 雜草群落優(yōu)勢度7級目測分級標(biāo)準Table 1 The seven visual classification standards of weed comm unity dom inance

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，按照彭亮等［13］的方法，分別計算出每種雜草的田間均度（uniformity，U）、田間密度（density，D）、田間頻率（frequency，F(xiàn)）、相對多度（relative abundant，RA）、相對均度（relative uniformity，RU）、相對密度（relative density，RD）、相對頻率（relative frequency，RF），計算公式如下：

RU（%）＝某種雜草的田間均度／各種雜草的田間均度之和×100

RD（%）＝某種雜草的田間密度／各種雜草的田間密度之和×100

RF（%）＝某種雜草的田間頻率／各種雜草的田間頻率之和×100

相對多度（relative abundant，RA）＝RU＋RD＋RF，它反映了某種雜草在雜草群落中所占的比重，是從雜草發(fā)生數(shù)量上衡量雜草危害的重要指標(biāo)。

雜草綜合草害指數(shù)［12］（comprehensive infestation index，CII）＝∑（雜草級別出現(xiàn)的樣方數(shù)×該級別代表值）／（調(diào)查總樣方數(shù)×5）（級別T賦值0.5，級別0賦值0.1），它反映了某種雜草在一個類型群落中優(yōu)勢度的高低，是從雜草的長相和長勢來反映農(nóng)田雜草危害程度的指標(biāo)。指數(shù)高即可確定為該群落的優(yōu)勢雜草種群。

采用EXCELL對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，差異顯著性分析采用新復(fù)極差法（Duncan）。

2 結(jié)果分析

2.1 雜草種類和習(xí)性

對試驗水稻田定點調(diào)查和普查的結(jié)果表明，免耕直播秸稈覆蓋條件下試驗田中雜草種類有8科15種（表2），以一年生雜草為主，旱生雜草有向水田發(fā)展、蔓延的趨勢。其中禾本科 5種，占33.33%；莎草科3種，占20%；闊葉類雜草7種，占46.67%。這些雜草，生長習(xí)性上，除空心蓮子草和兩棲蓼為多年生雜草，其余均為一年生雜草；生態(tài)習(xí)性上，稗草、異型莎草、碎米莎草、鴨跖草即可濕生又可旱生，千金子、空心蓮子草、兩棲蓼、丁香蓼、節(jié)節(jié)菜、水莧菜為濕生雜草，馬唐、牛筋草、狗尾草、日照飄拂草、勝紅薊為旱生雜草；繁殖方式上，除牛筋草、空心蓮子草、鴨跖草、節(jié)節(jié)菜可以通過種子和根（或莖）繁殖外，其余均為種子繁殖；發(fā)生季節(jié)上，這些雜草的發(fā)生季節(jié)以春夏為主，少數(shù)夏秋發(fā)生，其中勝紅薊在湛江地區(qū)全年均可生長（表2）。

表2 稻田雜草種類及習(xí)性Table 2 The species and habits of paddy weeds

2.2 雜草萌發(fā)特征

對試驗田雜草調(diào)查發(fā)現(xiàn)，免耕直播秸稈覆蓋條件下，雜草萌發(fā)要比翻耕直播水田晚4～7 d，表明秸稈覆蓋對雜草的萌發(fā)有一定的抑制作用。水稻發(fā)芽扎根立苗階段，雜草快速萌發(fā)，這一時期各類雜草都大量萌發(fā)（播種后15～20 d），出現(xiàn)第一次雜草高峰。此階段主要以禾本科的稗子、千金子、馬唐，莎草科的異型莎草和日照飄拂草，闊葉草中的空心蓮子草、丁香蓼為主（表3）。禾本科雜草主要在這一時期萌發(fā)，萌發(fā)量占全程萌發(fā)量的85%。莎草科雜草和闊葉雜草在這一時期的萌發(fā)量要低于禾本科雜草，萌發(fā)量占全程萌發(fā)量的比例分別為74%和66%。第二次高峰出現(xiàn)在播種后25～30 d，這一時期萌發(fā)的雜草主要是闊葉草和莎草科雜草。即禾本科雜草呈單峰型發(fā)生，莎草和闊葉草呈雙峰型發(fā)生，這與虞軼俊等［14］、程勤海等［15］、朱來佳［16］對免耕稻田雜草出草規(guī)律研究的結(jié)論相一致。

表3 稻田雜草的田間密度、均度、頻度、相對多度和綜合草害指數(shù)Table 3 The density，uniform ity，frequency，relative abundance and comprehensive infestation index of paddy weeds

2.3 雜草的萌發(fā)量和相對多度比較

調(diào)查結(jié)果顯示，免耕直播秸稈覆蓋稻田的雜草總萌發(fā)量為87.04株／m2；其中禾本科雜草萌發(fā)量為21.88株／m2，占25.14%，以稗草和千金子為優(yōu)勢種群；莎草科雜草萌發(fā)總量為44.88株／m2，占51.56%，為最具優(yōu)勢雜草群落，以日照漂拂草為優(yōu)勢種群；闊葉雜草萌發(fā)量為 20.28株／m2，占23.30%，以空心蓮子草、丁香蓼、節(jié)節(jié)菜為優(yōu)勢種群（表3）。這表明，免耕直播稻田秸稈覆蓋條件下的雜草群落為莎草－禾本科雜草－闊葉草。

調(diào)查結(jié)果表明，免耕直播稻田中雜草的田間密度、田間均度、田間頻度、相對多度存在明顯差異（表3）。從田間密度看，以日照飄拂草的田間密度最大，為33.40株／m2，其次為稗草、異型莎草、千金子。日照飄拂草在稻田中廣泛分布，在秸稈未覆蓋或覆蓋較少的區(qū)域和水稻稀疏的區(qū)域大量繁殖，局部高達104株／m2。從田間均度看，日照飄拂草和異型莎草田間均度最大，分別為84%和68%，其次為稗草、空心蓮子草、千金子和丁香蓼；勝紅薊和狗尾草在田間均度較低，分別為8%和12%。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，勝紅薊、狗尾草主要分布在靠田邊的位置，可能是從田埂上蔓延、擴展進稻田的。從田間頻度看，日照漂拂草頻度最高，為100%，其次是稗草、千金子、異型莎草、空心蓮子草和節(jié)節(jié)菜。

從相對多度看，所有雜草中以日照飄拂草最高，為66.83%；禾本科雜草以稗草和千金子相對多度最高，分別為35.73%和30.39%；闊葉草以空心蓮子草最高，為25.64%。相對多度排序為：日照飄拂草＞稗草＞異型莎草＞千金子＞空心蓮子草＞丁香蓼＞節(jié)節(jié)菜＞鴨跖草＞兩棲蓼＞馬唐＞碎米莎草＞牛筋草＞水莧菜＞狗尾草＞勝紅薊。綜合分析表明，日照漂拂草在雜草群落中所占的比例最大，為最具優(yōu)勢的雜草，對水稻生長危害最大；狗尾草和勝紅薊在雜草群落中所占的比例最小，對水稻生長危害也最小。

2.4 雜草在稻田中的空間分布和綜合草害指數(shù)

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些雜草在水稻田中分布在不同的空間。其中，稗草、千金子、狗尾草、碎米莎草主要分布在上層空間；異型莎草、牛筋草、馬唐、日照飄拂草、丁香蓼、水莧菜、勝紅薊主要分布在中層，異型莎草、牛筋草也有少量分布在上層；兩棲蓼、鴨跖草、節(jié)節(jié)菜主要分布在下層。禾本科雜草主要分布在上層，莎草科雜草主要分布在中層，闊葉草分布在中下層，雜草群落從上到下空間分布為禾本科雜草、莎草－闊葉草、闊葉草。

從表3可見，不同雜草在田間的優(yōu)勢度不同。根據(jù)綜合草害指數(shù)可以將稻田雜草分為優(yōu)勢雜草（CII≥25%），局部優(yōu)勢雜草（12%≤CII＜25%），次要雜草（5%≤CII＜12%），一般雜草（CII＜5%）4類。晚造免耕直播秸稈覆蓋條件下稻田中日照飄拂草綜合草害指數(shù)最高，為47.60%，其次是稗草和千金子，綜合草害指數(shù)分別為37.64%和32.94%，這3種雜草是免耕直播稻田中的優(yōu)勢雜草；異型莎草和空心蓮子草綜合草害指數(shù)分別為16.47%和14.12%，為稻田中局部優(yōu)勢雜草；丁香蓼綜合草害指數(shù)為9.41%，為次要雜草，其余為一般雜草。

3 討論

3.1 稻田雜草發(fā)生原因

本研究通過定點調(diào)查和普查，結(jié)合7級目測法分析了秸稈覆蓋條件下免耕直播稻田雜草的種類和習(xí)性、萌發(fā)特征、萌發(fā)量和相對多度、空間分布和綜合草害指數(shù)，與彭亮等［13］對粵西地區(qū)稻田雜草普查結(jié)果相比，這種種植模式下雜草為害嚴重，雜草種類多，萌發(fā)量大，多種雜草在稻田中形成了優(yōu)勢種群，并出現(xiàn)旱地雜草向稻田發(fā)展、蔓延的趨勢。其發(fā)生原因可能有以下幾個方面：（1）免耕直播稻田不進行翻耕，雜草種子主要集中于土壤表面，且土壤濕潤肥沃，有利于雜草萌發(fā)；（2）基地附近農(nóng)田田埂上雜草叢生，種類繁多，隨風(fēng)或灌溉水容易向稻田中遷移；（3）早稻收獲期，湛江地區(qū)多風(fēng)多雨，有利于雜草種子向稻田中散落，增加了稻田中雜草種子的數(shù)量；（4）水稻直播不均勻，秸稈覆蓋不均勻，為雜草提供了良好的生長空間；（5）免耕直播為促進水稻扎根，干濕交替灌溉，為雜草生長提供了良好的條件。

3.2 防治策略

免耕直播秸稈覆蓋模式由于是在上季作物收獲前播種，省去了整地、滅草的過程，因此田間雜草主要是采取芽后防治的策略。選好合適的防治時期，合理復(fù)配化學(xué)除草劑，是控制草害、減少除草次數(shù)的關(guān)鍵。從稻田雜草萌發(fā)規(guī)律來看，播種后15 d左右，即雜草萌發(fā)第一次高峰期，是進行雜草防治的最佳時期。這一時期水稻處于2～3葉期（如天氣不理想，稻苗生長延遲，施藥也應(yīng)適當(dāng)延遲，避免藥害），可在水稻2.5～3葉期采用40%芐·二氯（芐嘧磺隆 ＋二氯喹啉酸）472.5～675 g／hm2對水35 kg噴霧或雜草3～4葉期使用80%滅草松1200～1500 g／hm2配合15%氰氟草酯 1200～1500 mL／hm2對水30 kg噴霧。對于后期萌發(fā)的闊葉草可根據(jù)田間的實際情況進行合理防治，以不影響水稻正常生長為宜。

對于一次防治失敗的田塊，還應(yīng)該根據(jù)實際情況進行及時補治，滅草保苗。（1）對于莎草科及闊葉草失治的，可以使用80%滅草松1200～1500 g／hm2進行二次防治，或在分蘗期結(jié)束后幼穗分化前使用20%二甲四氯鈉水劑3000～3750 mL／hm2進行防治。（2）對于稗草失治的，可以使用2.5%五氟磺草胺900 mL／hm2或者10%韓秋好（惡唑酰草胺）900～1500 mL／hm2防治。（3）對于千金子失治的，可用15%氰氟草酯1200～1500 g／hm2進行防治。

水稻免耕直播栽培技術(shù)適宜雜草的生長，因此還應(yīng)采取相應(yīng)的農(nóng)業(yè)措施，配合合理的化學(xué)防治，以實現(xiàn)節(jié)本增效的目的。（1）減少草源。田埂和溝渠中的雜草是水田中雜草的主要來源。湛江地區(qū)氣候適宜，雨水充足，雜草在田埂和溝渠中生長旺盛，應(yīng)定期對這些地方進行雜草清理，阻止雜草向稻田蔓延，減少雜草基數(shù)。（2）加強田間管理，進行生態(tài)控草。秸稈還田要均勻覆蓋，選擇早生、快發(fā)水稻品種，充分利用秸稈對雜草的抑制作用，通過合理水肥管理，促進水稻早封行，以苗壓草。（3）適量人工除草。對水稻播種后早期萌發(fā)的不適宜化學(xué)防治的惡性雜草，可以通過人工拔除的方式減少惡性雜草對水稻出苗的影響。

3.3 秸稈覆蓋對雜草的控制作用

本研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，免耕直播秸稈覆蓋對雜草的萌發(fā)有一定的抑制作用。程勤海等［15］對水稻免耕直播研究發(fā)現(xiàn)，免耕直播田（未秸稈覆蓋）雜草萌發(fā)要較翻耕直播田早3 d以上。而本研究發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋直播田雜草萌發(fā)要比翻耕水田萌發(fā)遲4～7 d，這表明秸稈覆蓋條件下對雜草萌發(fā)存在明顯的抑制作用。王慧敏等［17］對小麥秸稈覆蓋玉米田的研究中也有相同發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋對雜草萌發(fā)存在一定的抑制作用。李貴等［18］研究認為，小麥秸稈覆蓋對水稻田雜草的萌發(fā)有一定的控制作用，但單獨秸稈還田缺乏持續(xù)穩(wěn)定的雜草控制效果。本研究發(fā)現(xiàn)，雜草萌發(fā)雖然有一定的延遲，但雜草發(fā)生總量卻明顯高于彭亮等［13］2016年對粵西地區(qū)翻耕插秧和直播稻田雜草發(fā)生的調(diào)查結(jié)果。而郭憲等［19］、李秉華等［20］研究認為，秸稈覆蓋條件下能有效降低田間雜草數(shù)量。這可能與早稻收割后機器噴撒秸稈覆蓋不均勻有關(guān)，前期雜草在秸稈覆蓋較少的位置萌發(fā)，隨著秸稈的腐解和新的種子的飄入，又向秸稈覆蓋的位置蔓延，加之周圍農(nóng)田田埂雜草叢生，提供了豐富的雜草種子來源；除此之外，秸稈覆蓋的量也可能是影響控草效果的重要因素［20］。

參考文獻：

［1］ 徐明崗，盧昌艾，張文菊，等.我國耕地質(zhì)量狀況與提升對策［J］.中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2016，37（7）：8－14.

［2］ 黃國勤，楊濱娟，王淑彬，等.稻田實行保護性耕作對水稻產(chǎn)量、土壤理化及生物學(xué)性狀的影響［J］.生態(tài)學(xué)報，2015，35（4）：1225－1234.

［3］ 李 瑞，盧鈺升，徐培智.淺談水稻免耕拋秧栽培技術(shù)的研究進展［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2015，31（3）：1－6.

［4］ 唐利忠，周文新，易鎮(zhèn)邪.我國水稻免耕栽培技術(shù)研究進展［J］.作物研究，2016，30（3）：335－342.

［5］ 陳尚洪，劉定輝，朱鐘麟，等.四川盆地秸稈還田免耕對土壤養(yǎng)分及碳庫的影響［J］.中國水土保持科學(xué)，2008，6（S1）：54－56.

［6］ 陳 敏，胡雄偉，魯霞飛，等.不同耕作方式下稻草還田的土壤肥力與產(chǎn)量效應(yīng)研究［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（12）：48－50.

［7］ 蘇 偉，魯劍巍，周廣生，等.稻草還田對油菜生長、土壤溫度及濕度的影響［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2011，17（2）：366－373.

［8］ 秦華東，張 玉，徐世宏，等.稻草還田對免耕水稻根系生長及產(chǎn)量的影響［J］.雜交水稻，2011，26（4）：65－67.

［9］ 吳文革，張玉海，汪新國，等.水稻少免耕栽培研究進展［J］.土壤，2008，40（5）：712－718.

［10］張夕林，張谷豐.直播稻田雜草發(fā)生特點及其綜合治理［J］.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，23（1）：117－118.

［11］左亞群，程勤海.免耕直播稻田雜草發(fā)生規(guī)律及化學(xué)防除技術(shù)［J］.雜草學(xué)報，2011，29（4）：44－45.

［12］強 勝，楊揚漢.模糊聚類分析在農(nóng)田雜草群落分布和危害定量研究中的應(yīng)用技術(shù)［J］.雜草學(xué)報，1996（4）：32－35.

［13］彭 亮，李 奇，姬靜華，等.廣東省稻田雜草控制效果及影響因素［J］.植物保護，2017，43（4）：158－166.

［14］虞軼俊，張繼群.直播稻田雜草萌發(fā)規(guī)律的調(diào)查［J］.植物保護，1997，23（4）：18－19.

［15］程勤海，陸志杰，陸 強.免耕水直播稻田雜草綜合治理技術(shù)探討［J］.雜草學(xué)報，2009（1）：33－35.

［16］朱來佳.桂中早稻免耕拋秧田雜草發(fā)生特點及防除措施［J］.中國植保導(dǎo)刊，2010，30（7）：32－34.

［17］王慧敏，黃紅娟，魏守輝，等.小麥秸稈對土壤微生物代謝多樣性及雜草萌發(fā)的影響［A］.見：中國植物保護學(xué)會雜草學(xué)分會.第十三屆全國雜草科學(xué)大會論文摘要集［C］.北京：中國植物保護學(xué)會雜草學(xué)分會，2017.

［18］李 貴，冒宇翔，沈俊明，等.小麥秸稈還田方式對水稻田雜草化學(xué)防治效果及水稻產(chǎn)量的影響［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2016，29（5）：1102－1109.

［19］郭 憲，金玉美，連海明，等.麥秸覆蓋對雜草萌發(fā)及玉米產(chǎn)量的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（9）：2584－2584.

［20］李秉華，王貴啟，樊翠芹，等.夏播大豆田秸稈覆蓋對雜草發(fā)生的影響與減量用藥研究［J］.雜草學(xué)報，2010（2）：10－14.