馬鈴薯覆膜種植對(duì)雜草群落的影響

高赟 張建明 李明霞 趙鑫

摘要 本文研究了覆蓋黑色地膜和露地種植兩種種植方式下馬鈴薯田雜草群落的差異。在覆膜田中，豬殃殃Galium aparine L.var. tenerum、馬唐Digitaria sanguinalis、狗尾草Setaria viridis和龍葵Solanum nigrum明顯少于露地，不發(fā)生或極少發(fā)生；繁縷Stellaria media和田旋花Convolvulus arvensis為雜草的優(yōu)勢(shì)種群，其相對(duì)密度分別為9.56%～29.85%和5.86%～23.88%。在兩種種植方式下，小薊Cirsium setosum和稗Echinochloa crusgalli均為優(yōu)勢(shì)種群，雜草群落多樣性和豐富度無顯著差異，但覆膜田的均勻度指數(shù)均顯著高于露地。由此可見，覆膜處理對(duì)馬鈴薯田常見雜草和優(yōu)勢(shì)種雜草有較好的控制作用，可使田間雜草維持在一個(gè)較低水平，防止來年單一雜草暴發(fā)，對(duì)馬鈴薯生產(chǎn)過程中的草害控制具有重要的意義。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯； 覆膜； 雜草密度； 優(yōu)勢(shì)種； 多樣性指數(shù)； 豐富度指數(shù)； 均勻度指數(shù)

中圖分類號(hào)： S 451

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2017244

Abstract Two plantation modes including plastic film mulching and open ground were applied to investigate the effects on weed community in potato field. The results showed that Galium aparine L.var. tenerum， Digitaria sanguinalis， Setaria viridis and Solanum nigrum in the film-mulched field were significantly less than those in the open field， and rarely occurred or even didnt happen in the film-mulched field. Stellaria media and Convolvulus arvensis were dominant species of weeds， with the relative densities of 9.560%-29.85% and 5.86%-23.88%， respectively. Cirsium setosum and Echinochloa crusgalli were the dominant species under the both plantation modes. The diversity and richness of weed communities were not obviously different， however， the evenness index in the film-mulched field was significantly higher than that in the open field. Thus， the film mulching treatment had better control on common weeds and dominant species of weeds， and the weeds can be maintained at a low level in the film-mulched field， which can prevent the outbreak of a single weed in the coming year. The plastic film mulching plantation is of great significance for weed control in potato production.

Key words potato； plastic film mulching； weed density； dominant species； Shannon-Wiener index； Pielou index； Margalef index

在中國(guó)干旱和半干旱地區(qū)谷子[1]、玉米[2]、大蒜[3]、黃芪[4]、棉花等作物栽培中采用地膜覆蓋相當(dāng)廣泛。雖然，農(nóng)作物覆膜技術(shù)的應(yīng)用研究主要集中在提高作物產(chǎn)量上，但在植保方面也有所研究。如張潤(rùn)祥等[5]研究了玉米田覆膜處理對(duì)病、蟲、草害的影響，任文濤等[6]研究了覆膜對(duì)水稻田雜草的控制效果。近年來，甘肅二陰山區(qū)馬鈴薯種植中已廣泛使用了覆膜技術(shù)。與露地平播相比，覆膜方式有利于提高旱作馬鈴薯的產(chǎn)量和水分利用效率，提高幅度分別為6.71%～83.57%和12.04%～135.36%[7]。本文調(diào)查分析了兩種種植方式馬鈴薯田雜草群落組成和雜草多樣性的差異，旨在為馬鈴薯栽培過程中雜草控制提供相關(guān)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在甘肅省渭源縣，地勢(shì)西高東低，地處內(nèi)陸北溫帶，有明顯的大陸季風(fēng)性氣候特征，地形復(fù)雜，區(qū)域小氣候差異大。當(dāng)?shù)伛R鈴薯出苗至成熟期太陽輻射量為266.7 kJ/cm2，年日照時(shí)數(shù)2 421 h，平均日照百分率50.2%，光合作用階段天數(shù)133 d，全縣無霜期90～157 d，年平均風(fēng)力5～7級(jí)，風(fēng)向以東南風(fēng)為多。土壤有機(jī)質(zhì)平均含量1.66%，全氮0.109%，全磷0.088 5%，全鉀2.07%，水解氮60 mg/L，速效磷4.160 mg/L，速效鉀188.560 mg/L[8]。

1.2 試驗(yàn)處理

租用農(nóng)戶土地為試驗(yàn)田，馬鈴薯品種為‘隴薯3號(hào)，面積0.3 hm2，上茬為蠶豆。以黑色地膜覆蓋馬鈴薯田為處理，未覆蓋地膜馬鈴薯田為對(duì)照。覆膜和對(duì)照處理面積各100 m2，6次重復(fù)，共計(jì)12個(gè)小區(qū)，采用隨機(jī)區(qū)組排列。播種時(shí)間2016年4月20日，采用厚0.008 mm的黑色地膜（山東省青州市金鵬農(nóng)用塑料薄膜廠），膜寬700 mm，起壟后覆膜。點(diǎn)播寬行距60 cm，窄行距為40 cm，穴距為24～27 cm[9]。

1.3 田間調(diào)查

馬鈴薯播后第50、60、70和80 d調(diào)查雜草種類和密度，5點(diǎn)隨機(jī)取樣，取樣面積2 m2。

雜草密度=樣點(diǎn)面積內(nèi)的某種雜草株數(shù)/取樣面積；

相對(duì)密度=某種雜草密度/小區(qū)內(nèi)所有雜草密度和×100%。

1.4 數(shù)據(jù)分析

雜草多樣性（H）、均勻度（E）、豐富度（DMG）分別用Shannon-Wiener指數(shù)、Pielou指數(shù)和Margalef指數(shù)衡量[10]。

H=（NlgN-∑nlgn）/N；E=H/（lnN）；DMG=（S-1）/（lnN）；

N：2 m2調(diào)查面積內(nèi)所有雜草的總量；n：調(diào)查面積內(nèi)某一雜草數(shù)量；S：調(diào)查面積內(nèi)雜草種類。雜草多樣性指數(shù)顯著性用DPS 7.05軟件分析[11]，利用LSD法做顯著性比較（P=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜草種類及總密度

覆膜馬鈴薯田和對(duì)照田中共有14種雜草，分別屬于10科14屬，從表1可知露地馬鈴薯田中的豬殃殃Galium aparine L.var. tenerum （Gren. et Godr.） Rchb. 、馬唐Digitaria sanguinalis （L.） Scop.、狗尾草Setaria viridis （L.） Beauv.、龍葵Solanum nigrum L.等在地膜田中未被發(fā)現(xiàn)。在4次調(diào)查中覆膜處理和對(duì)照田中雜草群落總密度分別為28.38和167.25株/m2、46.75和94.32株/m2、38.14和152.65株/m2及51.05和347.12株/m2（圖1），覆膜馬鈴薯田與露地田在雜草群落總數(shù)上差異明顯。

2.2 雜草相對(duì)密度及優(yōu)勢(shì)種

對(duì)同一時(shí)期露地與覆膜田雜草密度差異顯著性分析顯示（表1），繁縷和田旋花為馬鈴薯覆膜田中雜草優(yōu)勢(shì)種群，其相對(duì)密度分別為9.560%～29.85%和5.86%～23.88%。小薊和稗在覆膜田和露地田中均為優(yōu)勢(shì)種群，在覆膜田和露地田中小薊相對(duì)密度分別為15.97%～26.89%和5.39%～48.79%，稗在覆膜田中相對(duì)密度為0～40.17%，在露地田中相對(duì)密度為1.5%～45.60%，小薊和稗在兩種種植方式下均表現(xiàn)為優(yōu)勢(shì)種群，從圖2可知，在馬鈴薯生長(zhǎng)盛期（第4次調(diào)查），覆膜田雜草密度明顯低于露地田，表明覆膜處理能夠抑制優(yōu)勢(shì)種雜草。

2.3 雜草多樣性指數(shù)分析

兩種種植方式比較結(jié)果顯示，在第4次調(diào)查中覆膜種植的馬鈴薯Shannon-Wiener指數(shù)與露地種植的差異顯著，第2次調(diào)查中兩種種植方式Margalef豐富度指數(shù)差異顯著，其余差異均不顯著。4次調(diào)查中覆膜處理與露地對(duì)照Pielou均勻度指數(shù)均表現(xiàn)顯著差異。

3 討論

研究表明，覆膜馬鈴薯田相較于露地田其雜草總密度有顯著降低，且在整個(gè)調(diào)查階段均保持較低水平。覆膜對(duì)田間雜草的影響可能基于地膜的機(jī)械阻隔和對(duì)作物生長(zhǎng)的正向促進(jìn)，覆膜改善了馬鈴薯的生長(zhǎng)狀況，提高了馬鈴薯對(duì)肥、水等的競(jìng)爭(zhēng)力。

不同雜草對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力不同，所以當(dāng)種植方式發(fā)生變化時(shí)，雜草的生長(zhǎng)表現(xiàn)出明顯差別，進(jìn)而使雜草的優(yōu)勢(shì)種和群落組成發(fā)生變化[12]，豬殃殃、馬唐、狗尾草和龍葵在覆膜的馬鈴薯田中不發(fā)生或極少發(fā)生，而在露地馬鈴薯田中有較高的密度，尤其在調(diào)查后期，由于調(diào)查地區(qū)降水量增加，露地馬鈴薯田中以種子傳播的雜草迅速萌發(fā)和大量發(fā)生。

采用不同的種植方式，田間雜草群落多樣性也會(huì)不同[13]，調(diào)查中，覆膜馬鈴薯田的雜草均勻度指數(shù)與露地田有顯著差異，推測(cè)是覆膜形成了相對(duì)較穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境，進(jìn)而促成了穩(wěn)定的雜草群落。而覆膜田的Shannon-Wiener指數(shù)只在第4次調(diào)查中顯著高于露地田，表明露地馬鈴薯田雜草多樣性更容易受到單一雜草大面積發(fā)生的影響。

馬鈴薯田覆膜能夠改變田間雜草的生存環(huán)境。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雜草主要發(fā)生在種植穴位、地膜破損裸露處等，而膜下的雜草能夠得到有效的抑制。這是由于黑色地膜的透光率低于10%，阻礙了膜下雜草的光合作用，致使雜草長(zhǎng)期處于養(yǎng)分缺乏的狀態(tài)，而不能正常生長(zhǎng)發(fā)育，從而抑制了雜草的生長(zhǎng)[14]，在保濕增溫的同時(shí)也達(dá)到了穩(wěn)定雜草群落的效果，這對(duì)防治惡性雜草的大面積暴發(fā)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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（責(zé)任編輯：楊明麗）