不同耕作模式下麥田雜草發(fā)生規(guī)律

冒宇翔， 沈俊明， 王曉琳， 李 貴

(1.江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所，江蘇如皋 226541；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所，江蘇南京 210014)

自化學除草劑廣泛應用于小麥田以來，田間雜草發(fā)生種類及群落組成經(jīng)歷了2次較為明顯的變化，20世紀90年代氯磺隆、甲磺隆等磺酰脲類除草劑在有效控制稻麥輪作制麥田闊葉雜草危害的同時，促使看麥娘(AlopecurusaequalisSobol.)、日本看麥娘(A.japonicusSteud.)等禾本科(Gramineae)雜草上升為主要雜草。2000年以后隨著輕型栽培技術的推廣及氯磺隆、甲磺隆的禁用，異丙隆、苯磺隆及其復配制劑的用量明顯上升，豬殃殃[GaliumaparineL. var.tenerum(Gren. et Godr.) Rchb.]、薺菜[Capsellabursa-pastoris(L.) Medic]等闊葉雜草危害逐漸上升[1-2]。近年來，隨著秸稈還田技術的大力推廣，在促進秸稈資源利用的同時也對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了復雜的影響[3-4]，其中對農(nóng)田雜草生物生態(tài)學特性的影響可能涉及田間微生態(tài)環(huán)境的變化[5]、物理阻礙[6]以及化感效應[7]。上述諸多方面的綜合影響，導致以秸稈還田、土壤耕作為主要手段的耕作方式與小麥田雜草發(fā)生種類及群落組成之間的聯(lián)系缺少明確一致的研究結果，因此，本研究通過田間實地調(diào)查，分析不同耕作模式下小麥田雜草發(fā)生種類和群落組成，為不同種植模式下小麥田雜草差異化治理、秸稈還田技術的完善及推廣積累數(shù)據(jù)、提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 田塊選擇

在江蘇省南通全市范圍內(nèi)選擇耕翻秸稈還田、耕翻無秸稈還田、淺旋秸稈還田、淺旋無秸稈還田、免耕秸稈還田共5種耕作方式的小麥田塊，每種耕作方式至少5塊田，每塊田的面積不低于 1 333 m2。

1.2 調(diào)查方法

調(diào)查以雜草出齊、易識別為準，相同田塊分別在冬前雜草基本出齊、冬后小麥拔節(jié)前各調(diào)查1次，采用倒置“W”9點取樣方法[8]，每點樣方面積 0.25 m2。調(diào)查時記錄雜草種類、數(shù)量，計算密度、蓋度、頻度以及總頻度。

1.3 計算方法

本研究中提到的株數(shù)、密度、蓋度、頻度和總頻度均指同一類型田塊中該數(shù)的平均值。

1.3.1 株數(shù)計算法 每一塊田中某種雜草的株數(shù)=同一塊田9點樣方中該雜草的株數(shù)之和/9；同一類型田塊中某雜草的株數(shù)=相同類型每一塊田中這種雜草的株數(shù)之和/該類型田塊數(shù)。

1.3.2 密度計算法

單一樣方中某種雜草的密度=該樣方中這種雜草的株數(shù)/同一樣方中所有雜草的總株數(shù)×100%；

每一塊田中某種雜草的密度=同一塊田9點樣方中該雜草的密度之和/9；

同一類型田塊中某雜草的密度=相同類型每一塊田中這種雜草的密度之和/該類型田塊數(shù)。

1.3.3 蓋度計算法

單一樣方中某種雜草的蓋度=該樣方中這種雜草地上部分垂直投影所覆蓋的面積/0.25×100%；

每一塊田中某種雜草的蓋度=同一塊田9點樣方中該雜草的蓋度之和/9；

同一類型田塊中某雜草的蓋度=相同類型每一塊田中這種雜草的蓋度之和/該類型田塊數(shù)。

1.3.4 頻度計算法

每一塊田中某種雜草的頻度=同一田塊這種雜草出現(xiàn)的樣方數(shù)/9×100%；

同一類型田塊中某雜草的頻度=相同類型每一塊田中這種雜草的頻度之和/該類型田塊數(shù)。

1.3.5 總頻度計算法

同一類型田塊中某雜草的總頻度=相同類型田塊中這種雜草出現(xiàn)的田塊次數(shù)/該類型田塊數(shù)×100%。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用Excel和SPSS 19.0分析軟件進行分類統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

本次共調(diào)查80個田塊，雜草發(fā)生種類有豬殃殃、繁縷、藜(ChenopodiumalbumL.)、薺菜、卷耳(CerastiumarvenseL.)、看麥娘、硬草、通泉草[Mazusjaponicus(Thunb.) O. Kuntze]、婆婆納(VeronicadidymaTenore)、刺兒菜(小薊)[Cirsiumsetosum(Willd.) MB.]、蔊菜[Rorippaindica(L.) Hiern.]、早熟禾、野艾蒿(ArtemisialavandulaefoliaDC.)、一年蓬[Erigeronannuus(L.) Pers.]、黃花菜(HemerocalliscitrinaBaroni)、田旋花(ConvolvulusarvensisL.)、羊蹄(RumexjaponicusHoutt.)、窄葉野豌豆(ViciaangustifoliaL.)、石龍芮(RanunculussceleratusL.)、澤漆(EuphorbiahelioscopiaL.)、茴茴蒜(RanunculuschinensisBunge)、臭蒿(ArtemisiahediniiOstenf. et Pauls.)、葎草(Humulusscandens)、山苦荬[Ixerischinensis(Thunb.) Nakai]、飛蓬(ErigeronacerL.)、蒲公英(TaraxacummongolicumHand.-Mazz.)、野老鸛草(GeraniumcarolinianumL.)，共27種，分屬14科24屬，其中雙子葉植物13科24種，單子葉植物1科3種。頻度較高雜草主要有看麥娘、硬草、早熟禾、繁縷、豬殃殃、薺菜等，但不同耕作制度雜草優(yōu)勢群落有所不同。

2.1 耕翻秸稈還田

耕翻秸稈還田共調(diào)查16塊田，水旱輪作，其中條播田塊占68.75%，撒播田塊占31.25%。苗期雜草種類有豬殃殃、看麥娘、繁縷、藜、硬草、薺菜、通泉草等7種，拔節(jié)前期有豬殃殃、硬草、繁縷、看麥娘、通泉草、薺菜、藜、羊蹄、早熟禾、刺兒菜(小薊)、葎草、臭蒿、婆婆納等13種，分屬9科13屬，其中禾本科3種、玄參科(Scrophulariaceae)2種、菊科(Compositae)2種，其他科均為1種。在苗期和拔節(jié)前期形成以硬草+看麥娘+繁縷+豬殃殃為優(yōu)勢的雜草群落。表1列出了株數(shù)發(fā)生量最大的6種主要雜草在同一類型田塊中的平均株數(shù)、平均密度、平均蓋度、平均頻度及總頻度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)條播和撒播2種不同的播種方式對雜草的發(fā)生沒有影響。

表1 耕翻秸稈還田下小麥田主要雜草發(fā)生狀況Table 1 Occurrence of main weeds in wheat field under ploughing with straw-returning

2.2 耕翻無秸稈還田

耕翻無秸稈還田共調(diào)查14塊田，旱旱輪作，其中條播田塊占78.57%，撒播田塊占21.43%。苗期雜草種類有豬殃殃、硬草、繁縷、看麥娘、通泉草、薺菜、早熟禾、刺兒菜(小薊)、婆婆納、卷耳、蔊菜、山苦荬等12種，拔節(jié)前期有豬殃殃、看麥娘、繁縷、藜、硬草、通泉草、薺菜、卷耳、婆婆納、刺兒菜(小薊)、蔊菜、早熟禾、野艾蒿、一年蓬、葎草、黃花菜、田旋花、羊蹄、窄葉野豌豆、石龍芮、山苦荬等21種，分屬12科19屬。其中禾本科3種、玄參科2種、菊科4種、十字花科(Cruciferae)2種、石竹科(Caryophyllaceae)2種，其他科均為1種。在苗期和拔節(jié)前期形成以豬殃殃+繁縷+硬草+薺菜為優(yōu)勢的雜草群落。表2列出了株數(shù)發(fā)生量最大的6種主要雜草在同一類型田塊中的平均株數(shù)、平均密度、平均蓋度、平均頻度及總頻度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)條播和撒播2種不同的播種方式對雜草的發(fā)生沒有影響。

表2 耕翻無秸稈還田下小麥田主要雜草發(fā)生狀況Table 2 Occurrence of main weeds in wheat field under ploughing without straw-returning

2.3 淺旋秸稈還田

淺旋秸稈還田共調(diào)查12塊田，水旱輪作，其中撒播田塊占75%，條播田塊占25%。苗期雜草種類有豬殃殃、看麥娘、繁縷、硬草、藜、薺菜等6種，拔節(jié)前期有豬殃殃、硬草、繁縷、看麥娘、藜、薺菜、通泉草、婆婆納等8種，分屬6科8屬，其中禾本科2種、玄參科2種，其他科均為1種。在苗期和拔節(jié)前期形成以硬草+薺菜+繁縷+豬殃殃+看麥娘為優(yōu)勢的雜草群落。表3列出了株數(shù)發(fā)生量最大的6種主要雜草在同一類型田塊中的平均株數(shù)、平均密度、平均蓋度、平均頻度及總頻度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)條播和撒播2種不同的播種方式對雜草的發(fā)生沒有影響。

2.4 淺旋無秸稈還田

淺旋無秸稈還田共調(diào)查13塊田，其中旱旱輪作調(diào)查10塊田，水旱輪作調(diào)查3塊田，條播田塊占76.92%，撒播田塊占23.08%。苗期雜草種類有豬殃殃、硬草、繁縷、藜、薺菜、卷耳、刺兒菜(小薊)、婆婆納、蔊菜、早熟禾、臭蒿、茴茴蒜、澤漆等13種，拔節(jié)前期有豬殃殃、硬草、繁縷、藜、薺菜、卷耳、刺兒菜(小薊)、婆婆納、蔊菜、早熟禾、臭蒿、茴茴蒜、澤漆、看麥娘、田旋花、飛蓬、通泉草、山苦荬、羊蹄、蒲公英、野老鸛草、野艾蒿等22種，分屬11科21屬，其中禾本科3種、玄參科2種、菊科6種、十字花科2種、石竹科2種、大戟科(Euphorbiaceae)2種，其他科均為1種。在苗期和拔節(jié)前期形成以豬殃殃+繁縷+硬草+薺菜+早熟禾為優(yōu)勢的雜草群落。表4列出了株數(shù)發(fā)生量最大的6種主要雜草在同一類型田塊中的平均株數(shù)、平均密度、平均蓋度、平均頻度及總頻度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)條播和撒播2種不同的播種方式對雜草的發(fā)生沒有影響。

2.5 免耕秸稈還田

免耕秸稈還田共調(diào)查7塊田，水旱輪作，其中撒播田塊占57.14%，條播田塊占42.86%。苗期雜草種類有豬殃殃、看麥娘、繁縷、通泉草、薺菜、窄葉野豌豆、硬草等7種，拔節(jié)前期有豬殃殃、硬草、 繁縷、看麥娘、通泉草、薺菜、窄葉野豌豆、婆婆納等8種，分屬6科8屬，其中禾本科2種、玄參科2種，其他科均為1種。在苗期和拔節(jié)前期形成以硬草+豬殃殃+看麥娘+薺菜+繁縷為優(yōu)勢的雜草群落。表5列出了株數(shù)發(fā)生量最大的6種主要雜草在同一類型田塊中的平均株數(shù)、平均密度、平均蓋度、平均頻度及總頻度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)條播和撒播2種不同的播種方式對雜草的發(fā)生沒有影響。

表3 淺旋秸稈還田下小麥田主要雜草發(fā)生狀況Table 3 Occurrence of main weeds in wheat field under shallow-rotating with straw-returning

表4 淺旋無秸稈還田下小麥田主要雜草發(fā)生狀況Table 4 Occurrence of main weeds in wheat field under shallow-rotating without straw-returning

2.6 水旱輪作

水旱輪作共調(diào)查32塊田，全部秸稈還田，其中撒播田塊占56.25%，條播田塊占43.75%。苗期雜草有豬殃殃、看麥娘、繁縷、藜、硬草、通泉草、薺菜、窄葉野豌豆等8種，拔節(jié)前期有豬殃殃、硬草、繁縷、看麥娘、通泉草、薺菜、藜、羊蹄、早熟禾、刺兒菜(小薊)、葎草、臭蒿、婆婆納、窄葉野豌豆等14種，分屬10科14屬，其中禾本科3種、玄參科2種、菊科2種，其他科均為1種。在苗期和拔節(jié)前期形成以硬草+看麥娘+繁縷+豬殃殃+薺菜為優(yōu)勢的雜草群落。表6列出了株數(shù)發(fā)生量最大的6種主要雜草在同一類型田塊中的平均株數(shù)、平均密度、平均蓋度、 平均頻度及總頻度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)條播和撒播2種不同的播種方式對雜草的發(fā)生沒有影響。

表5 免耕秸稈還田下小麥田主要雜草發(fā)生狀況Table 5 Occurrence of main weeds in wheat field under no-tillage with straw-returning

表6 水旱輪作小麥田主要雜草發(fā)生狀況Table 6 Occurrence of main weeds in wheat field under paddy-upland rotation

2.7 旱旱輪作

旱旱輪作共調(diào)查20塊田，全部無秸稈還田，其中條播田塊占65%，撒播田塊占35%。苗期雜草有豬殃殃、看麥娘、繁縷、藜、硬草、通泉草、薺菜、卷耳、刺兒菜(小薊)、婆婆納、蔊菜、早熟禾、野艾蒿、一年蓬、黃花菜、田旋花、羊蹄、窄葉野豌豆、石龍芮、澤漆、茴茴蒜等21種，拔節(jié)前期比苗期又增加了臭蒿、山苦荬、飛蓬、蒲公英、野老鸛草5種，共26種雜草，分屬13科23屬，其中禾本科3種、玄參科2種、菊科7種、十字花科2種、石竹科2種、大戟科2種、毛茛科(Ranunculaceae)2種，其他科均為1種。在苗期和拔節(jié)前期形成以豬殃殃+繁縷+硬草+早熟禾為優(yōu)勢的雜草群落。表7列出了株數(shù)發(fā)生量最大的6種主要雜草在同一類型田塊中的平均株數(shù)、平均密度、平均蓋度、平均頻度及總頻度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)條播和撒播2種不同的播種方式對雜草的發(fā)生沒有影響。

表7 旱旱輪作小麥田主要雜草發(fā)生狀況Table 7 Occurrence of main weeds in wheat field under upland-upland rotation

3 討論

耕翻、淺旋、免耕秸稈還田條件下，小麥苗期雜草發(fā)生種類幾乎沒有差異，但耕翻秸稈還田在拔節(jié)前期雜草種類增加明顯，雜草種類由7種增加到13種，增加接近1倍，分析認為這種變化可能由于耕翻擾動了土壤雜草種子庫，將本來分布在土壤較深層的雜草種子移動在土壤淺層，有利于種子萌發(fā)。而淺旋、免耕表現(xiàn)一致，變化不大，這與樊翠芹等研究[9]一致。耕翻、淺旋無秸稈還田條件下， 雖然小麥苗期雜草發(fā)生種類較多，但是拔節(jié)前期雜草發(fā)生種類仍然顯著增加，超過20種。

水旱輪作可有效抑制小麥田雜草的發(fā)生，特別是對多年生雜草發(fā)生余危害具有良好的控制作用，長期水旱輪作不利于土壤中雜草種子的萌發(fā)、生長，大大降低土壤雜草種子庫的數(shù)量，形成以硬草、看麥娘為優(yōu)勢禾本科雜草和以豬殃殃、繁縷、薺菜等為優(yōu)勢闊葉雜草的群落結構。而長期旱旱輪作相對有利于雜草種子的休眠、存活，土壤雜草種子庫數(shù)量逐漸增加，形成以豬殃殃、繁縷、薺菜為優(yōu)勢闊葉雜草和部分硬草、早熟禾為優(yōu)勢禾本科雜草的群落結構。

目前，本地區(qū)小麥田以播后苗前土壤封閉結合小麥返青拔節(jié)期莖葉噴霧為主要化除措施，使用的化學除草劑品種主要有乙草胺、苯磺隆、異丙隆等。但隨著化學除草劑長期使用，硬草、豬殃殃和繁縷等惡性雜草耐藥性明顯上升，有效防除的藥劑品種不多。因此雖然不同耕作制度小麥田呈現(xiàn)不同的雜草群落，但本研究結果表明硬草+豬殃殃+繁縷是本地區(qū)不同耕作制度下小麥田雜草群落的基本結構。當然，耕作水平、品種更新、播種方式、水肥管理等也顯著影響田間雜草的種群發(fā)生和群落組成[10-13]。生產(chǎn)上需要密切關注上述因素對雜草發(fā)生、分布的影響，把握雜草種群變化趨勢，制定針對性的雜草防控策略。