麥田雀麥發(fā)生動(dòng)態(tài)及其對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

李琦 于金萍 劉亦學(xué) 白霜 王金信

摘要：雀麥（Bromus japonicus）是一種越冬性一年生雜草，是我國北方冬小麥田發(fā)生最嚴(yán)重的禾本科雜草之一，對(duì)小麥造成嚴(yán)重減產(chǎn)。為明確雀麥在我國冬小麥田的田間發(fā)生動(dòng)態(tài)規(guī)律，于2013—2015年在山東省泰安市雀麥發(fā)生嚴(yán)重的冬小麥田進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。采用固定樣方和隨機(jī)樣方取樣的方法，研究冬小麥田雀麥的出苗規(guī)律及其在田間的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，同時(shí)研究不同密度雀麥對(duì)小麥產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，小麥播種后7～30 d為雀麥的出苗高峰期，至12月上旬出苗量占總出苗總量的85.3%。11月中旬，雀麥開始分蘗，平均分蘗數(shù)為4.8個(gè)/株，比小麥多1.3個(gè)/株。3月下旬雀麥生長(zhǎng)速度加快，4月下旬平均株高超過小麥，5月中下旬平均株高達(dá)到 115.0 cm，高出同期小麥24.1 cm。5月中旬，雀麥與小麥單株平均鮮重趨于穩(wěn)定，分別為17.24、37.72 g。雀麥與小麥在株高、鮮重等方面的變化趨勢(shì)基本一致，與外界溫度的變化密切相關(guān)。當(dāng)雀麥密度為5株/m2時(shí)，小麥產(chǎn)量損失率達(dá) 5.35%，表明少數(shù)雀麥即可對(duì)小麥產(chǎn)量造成顯著減產(chǎn);隨著雀麥密度的增加，小麥產(chǎn)量快速下降，其對(duì)小麥產(chǎn)量的影響主要表現(xiàn)在小麥的有效穗密度上，對(duì)小麥的千粒質(zhì)量與穗粒數(shù)則影響較小。當(dāng)雀麥密度為640株/m2時(shí)，小麥產(chǎn)量損失率為36.81%，小麥穗密度減少35.69%。

關(guān)鍵詞：雀麥;發(fā)生動(dòng)態(tài);溫度;小麥;產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S512.11;S451.1 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ?文章編號(hào)：1003-935X（2019）01-0010-07

Abstract：Japanese brome （Bromus japonicus） is a winter annual weed commonly found in wheat fields in China，especially in the northern region where it causes obvious yield losses. To determine the field dynamics of Japanese brome in wheat fields，experimentswere conducted from 2013 to 2015 in a field seriously infested in Taian. The dynamics of emergence，tillering，plantheight，fresh weight and its competitive effect on the yield of winter wheat was surveyed by both fixed and random quadrat sampling. The peak of Japanese brome seedling emergence occurred 7～30 d after wheat seeding. In early December，germinationrepresented 85.3% of the total. Tillering began in midNovember and was completed at the end of March of the following year. Japanese brome had on average 4.8 tillers per plant，1.3 more than wheat. In late March，Japanese brome speeded up growth and became taller than wheat after late April. Japanese brome reached 115.0 cm per plant on average in late May，24.1 cm taller than wheat. The average fresh weight of Japanese brome and wheat estabilized at 17.24 g and 37.72 g，respectively. The dynamics of height and fresh weight of Japanese brome were consistent with wheat，and were closely related to the changing temperature. When Japanese brome density is 5 spikes/m2，the yield losses of wheat are 5.35% indicating that a few Japanese brome could result in a significant reduction of grain yield. With the increase of Japanese bromedensity，wheat yield rapidly declined. Japanese brome had the largest effect on spike density factors in wheat yield with smaller impact on 1000-grain weight and grain number per spike. When the density reached 640/m2，the yield loss rate was 36.81% and spike density of wheat declined 35.69%.

Key words：Japanese brome;occurrence dymamic;temperature;wheat;yield

雀麥（Bromus japonicus）是一年生禾本科雀麥屬植物，起源于歐亞洲，常見于路邊、低洼濕地以及農(nóng)田[1]。目前，雀麥廣泛分布于歐洲、北非、澳大利亞、美國、亞洲等地區(qū)[2]。近年來，由于氣候變暖，并且隨著國內(nèi)耕作制度的改變及單一作用機(jī)制除草劑的長(zhǎng)期使用，導(dǎo)致雀麥在我國多個(gè)省份發(fā)生嚴(yán)重，已成為我國冬小麥種植區(qū)發(fā)生危害嚴(yán)重的雜草之一[3-5]。1株雀麥平均結(jié)籽1 885粒，千粒質(zhì)量約為3.4 g，極易隨風(fēng)傳播[6-7]，雀麥繁殖力強(qiáng)，傳播速度快，且與小麥爭(zhēng)奪光照、水分、養(yǎng)分、生存空間，嚴(yán)重影響小麥生長(zhǎng)發(fā)育，降低其品質(zhì)并造成減產(chǎn)，在雀麥發(fā)生嚴(yán)重的地區(qū)，小麥減產(chǎn)超過30%[3，8-9]。

趙祖英等研究了氟唑磺隆、啶磺草胺、甲基二磺隆、精喹禾靈、異丙隆、氟噻草胺、磺酰磺隆、丙苯磺隆、嘧啶肟草醚、苯唑草酮、吡氟酰草胺、炔草酯、唑啉草酯等藥劑對(duì)雀麥的防除效果，發(fā)現(xiàn)氟唑磺隆對(duì)雀麥的防效最高，且較為安全，為麥田防除雀麥的理想除草劑[10]。高興祥等明確了雀麥的最佳防除時(shí)間是冬前或冬后4月1日之前，越早防除越好[11]。譚金妮等利用MaxEnt模型對(duì)雀麥在我國的潛在分布區(qū)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)雀麥在我國的適生范圍涵蓋了除東北外的大部分平原地區(qū)，在我國冬小麥種植區(qū)呈快速蔓延趨勢(shì)[12]。

雜草生物學(xué)特性研究是所有雜草治理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。目前，已有節(jié)節(jié)麥、播娘蒿、大穗看麥娘在田間發(fā)生動(dòng)態(tài)及其對(duì)小麥產(chǎn)量影響的報(bào)道，為進(jìn)一步的科學(xué)防除提供了理論依據(jù)[13-15]。但關(guān)于雀麥田間發(fā)生動(dòng)態(tài)的相關(guān)研究尚未見報(bào)道。本研究選擇雀麥發(fā)生嚴(yán)重的冬小麥地區(qū)，采用固定樣方和隨機(jī)樣方取樣的方法，研究冬小麥田雀麥的出苗規(guī)律及其在田間的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，同時(shí)研究不同密度雀麥對(duì)小麥產(chǎn)量的影響，旨在明確雀麥在田間的發(fā)生動(dòng)態(tài)及生長(zhǎng)規(guī)律，探究不同密度的雀麥對(duì)小麥產(chǎn)量的影響，為科學(xué)經(jīng)濟(jì)地防除雀麥提供更加充分的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與時(shí)間

試驗(yàn)于2013—2015年分別在山東省泰安市岱岳區(qū)大汶口鎮(zhèn)（35°57′N，117°3′E）、馬莊鎮(zhèn)（35°59′N，117°0′E）2個(gè)雀麥發(fā)生嚴(yán)重的冬小麥田進(jìn)行，小麥于10月8日播種，品種為臨麥4號(hào)，上茬作物均為夏玉米，整個(gè)試驗(yàn)過程中不使用除草劑，人工拔除其他雜草。

1.2 雀麥田間發(fā)生動(dòng)態(tài)調(diào)查

選擇試驗(yàn)地區(qū)雀麥發(fā)生嚴(yán)重的冬麥田，自小麥播種后開始，在每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)選12個(gè)樣方插牌固定，樣方面積為0.25 m2（0.5 m×0.5 m）。每周1次拔除其中6個(gè)樣方內(nèi)出現(xiàn)的雀麥，記錄拔除的雀麥株數(shù);同時(shí)，每周對(duì)不拔除的另6個(gè)樣方記錄雀麥的株數(shù)。

1.3 田間雀麥與小麥的生物量測(cè)定

在田間自然條件下，自小麥出苗后，開始調(diào)查雀麥與小麥的生物量變化情況，試驗(yàn)田對(duì)角線隨機(jī)取5點(diǎn)，每點(diǎn)各取20株雀麥和20株小麥，分別測(cè)量并記錄雀麥與小麥的株高、鮮重、分蘗數(shù)，此后每周調(diào)查1次，直至收獲，小麥越冬期未進(jìn)行調(diào)查。

1.4 雀麥不同密度對(duì)小麥產(chǎn)量的影響試驗(yàn)

在試驗(yàn)田結(jié)合人工播種的方法，設(shè)置9個(gè)處理，雀麥密度分別為0、5、10、20、40、80、160、320、640 株/m2，每個(gè)處理重復(fù)4次，共36個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)小區(qū)面積為3 m2（2.0 m×1.5 m）。試驗(yàn)小區(qū)定期定苗，保證每個(gè)處理雀麥密度符合試驗(yàn)要求。小麥?zhǔn)斋@時(shí)，調(diào)查記錄小麥的有效穗密度、千粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、產(chǎn)量等指標(biāo)，比較各處理間小麥產(chǎn)量，分析因雀麥危害對(duì)小麥造成的產(chǎn)量損失。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算方法

2年試驗(yàn)趨勢(shì)一致，對(duì)2年試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合平均分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，并用Sigmaplot 12.5軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 雀麥田間發(fā)生動(dòng)態(tài)

2.1.1 雀麥的出苗動(dòng)態(tài) 冬小麥播種后1周左右，雀麥與小麥開始出苗。由圖1可知，通過雀麥每周拔除處理，10月中旬至11月上旬是雀麥出苗的高峰期，平均每周182.6株/m2，此時(shí)周平均氣溫在11.9～14.4 ℃之間。之后隨著氣溫逐漸降低，雀麥出苗量也逐漸減少。至12月上旬，周平均氣溫降至1 ℃以下，雀麥冬前出苗基本結(jié)束。翌年1月至2月中旬，周平均氣溫在-1.2～1.9 ℃ 之間，無雀麥出苗;2月下旬，氣溫開始升高，周平均氣溫升至5.2 ℃，雀麥有零星出苗;進(jìn)入3月份，周平均氣溫在4.3～13.5 ℃之間，處理小區(qū)內(nèi)有少量雀麥出苗;5月份之后，氣溫升高至19.0 ℃，幾乎無雀麥出苗。

從總出苗數(shù)可知，雀麥冬前出苗量占總出苗量的85.3%，春季出苗量?jī)H占總出苗量的14.7%。在雀麥不拔除處理中，10月中下旬，雀麥出苗量達(dá)到最大值，也達(dá)到整個(gè)生長(zhǎng)周期最大密度值328.7株/m2，至12月中旬，小麥越冬期前，雀麥出苗密度降至200.0株/m2。翌年2月下旬，小麥越冬期后，雀麥密度從200.0株/m2降至140.0株/m2。進(jìn)入3月份，隨著氣溫升高，雀麥有少量出苗，雀麥株密度上升至176.7株/m2。進(jìn)入4月份，雀麥與小麥均進(jìn)入快速生長(zhǎng)期，隨著雀麥種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)及與小麥的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)，部分雀麥死亡，雀麥株密度由176.7株/m2降低至60.0株/m2。

2.1.2 雀麥的分蘗變化動(dòng)態(tài) 由圖2可知，11月上旬，小麥先進(jìn)入冬前分蘗期，中旬左右，雀麥開始分蘗;截至12月上旬氣溫降至1.0 ℃以下，冬前分蘗基本結(jié)束，雀麥、小麥平均分蘗數(shù)分別為2.6、2.9個(gè)/株，雀麥略低于小麥。翌年3月上旬，周平均氣溫升至4.3 ℃，雀麥單株分蘗數(shù)達(dá)到 4.5個(gè)/株，比冬前增加1.9個(gè)/株。之后隨著氣溫升高，雀麥與小麥進(jìn)入春季分蘗高峰期，直至3月末分蘗數(shù)達(dá)到最大值，雀麥平均分蘗數(shù)為12.8個(gè)/株，比小麥多5.9個(gè)/株。此后，雀麥與小麥的分蘗數(shù)隨著營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的加速而逐漸消亡，直至5月下旬，二者分蘗數(shù)趨于穩(wěn)定，雀麥為4.8個(gè)/株，小麥為 3.5個(gè)/株，雀麥略高于小麥。由結(jié)果可知，雀麥的分蘗能力要強(qiáng)于小麥，越冬前，雀麥分蘗數(shù)低于小麥，越冬后，隨著溫度的升高，分蘗數(shù)快速增長(zhǎng)并超過小麥， 但二者分蘗趨勢(shì)一致，和外

界溫度的變化密切相關(guān)。

2.1.3 雀麥的株高變化動(dòng)態(tài) 由圖3可知，在整個(gè)生長(zhǎng)周期中，雀麥與小麥株高的變化趨勢(shì)大致相同，至12月上旬，雀麥與小麥平均株高分別達(dá)到9.2、17.3 cm;之后，周平均氣溫降至1.0 ℃以下，小麥進(jìn)入越冬期，雀麥與小麥的株高均增長(zhǎng)緩慢。3月上旬，周平均溫度最低達(dá)到4.2 ℃，并逐漸上升，此時(shí)雀麥與小麥株高分別為9.2、17.5 cm;3月下旬，周平均氣溫上升至13.5 ℃，雀麥與小麥的生長(zhǎng)速度加快，此時(shí)雀麥、小麥株高分別為21.4、37.0 cm。5月上旬，隨著進(jìn)一步的生長(zhǎng)，雀麥的平均株高開始超過小麥，分別為88.7、87.4 cm。至5月中下旬，周平均氣溫達(dá)到 21.4 ℃，雀麥與小麥株高趨于穩(wěn)定，雀麥平均株高達(dá)到115.0 cm，高出同時(shí)期小麥平均株高24.1 cm。

2.1.4 雀麥的鮮重變化動(dòng)態(tài) 由圖4可知，從小麥開始出苗直至收獲，雀麥單株平均鮮重始終低于小麥單株平均鮮重;小麥越冬期前，雀麥與小麥的鮮重增長(zhǎng)緩慢，至12月上旬，雀麥單株平均鮮重為0.41 g，小麥平均鮮重為 2.95 g。翌年3月下旬，周平均氣溫升至11.5 ℃，雀麥單株平均鮮重迅速增加，由1.57 g增長(zhǎng)至5.59 g;5月上旬，小麥開始進(jìn)入灌漿期，雀麥與小麥單株平均鮮重的差距進(jìn)一步拉大。5月下旬，雀麥與小麥單株平均鮮重趨于穩(wěn)定，分別為17.24、37.72 g，單株雀麥平均鮮重不足小麥的1/2。

2.2 不同密度雀麥對(duì)小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

2.2.1 不同密度雀麥對(duì)小麥產(chǎn)量的影響 由表1可知，當(dāng)雀麥株密度為5株/m2時(shí)，和無雀麥發(fā)生對(duì)照區(qū)相比，小麥產(chǎn)量已顯著降低，損失率達(dá)5.35%;當(dāng)密度為160株/m2時(shí)，小麥產(chǎn)量損失率為22.62%;當(dāng)達(dá)到最大密度640株/m2時(shí)，小麥產(chǎn)量損失率高達(dá)36.81%。對(duì)雀麥發(fā)生密度與小麥產(chǎn)量進(jìn)行線性擬合，方程為y=0.480 0+

0.230 0e-0.006 2x，R2=0.948 0，說明小麥產(chǎn)量隨著雜草密度的增加而迅速降低，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

2.2.2 不同密度雀麥對(duì)小麥穗密度、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量的影響 由表1可知，雀麥株密度從0增加至640株/m2，小麥穗粒數(shù)從43.23穗減少至 40.78穗，減少5.67%。對(duì)雀麥發(fā)生密度與小麥穗粒數(shù)進(jìn)行線性擬合，其線性擬合方程為y=40.910 0+2.390 0e-0.045 0x，R2=0.980 9;小麥千粒質(zhì)量從52.82 g降至49.04 g，減少7.16%，線性擬合方程為y=49.720 0+2.890 0e-0.058 0x，R2=0.916 5，有小幅度的下降。

隨著雀麥發(fā)生密度的增加，小麥穗密度則顯著降低，當(dāng)雀麥株密度為10株/m2，小麥穗密度較無雀麥發(fā)生對(duì)照顯著降低，減少了5.50%，當(dāng)雀麥株密度為160株/m2，小麥穗密度減少了27.02%，其受影響程度與小麥產(chǎn)量的變化一致。對(duì)不同密度雀麥與小麥穗密度關(guān)系進(jìn)行線性擬合，其線性擬合方程為y=3.740 0+1.550 0e-0.008 0x，R2=0.926 4。上述結(jié)果表明，雀麥對(duì)小麥產(chǎn)量造成影響時(shí)，降低小麥穗密度是主要途徑。

3 結(jié)論與討論

雀麥生長(zhǎng)習(xí)性與小麥相近，但其繁殖力強(qiáng)，傳播速度快，能與小麥爭(zhēng)奪光照、水分、養(yǎng)分及生存空間，嚴(yán)重影響小麥的生長(zhǎng)發(fā)育，降低其品質(zhì)并造成減產(chǎn)。本研究明確了雀麥出苗動(dòng)態(tài)以及分蘗、株高、鮮重的變化趨勢(shì)和規(guī)律;并系統(tǒng)研究了雀麥與小麥的生長(zhǎng)變化，同時(shí)探究了雀麥不同密度對(duì)小麥產(chǎn)量的影響。

結(jié)果表明，小麥播種后1周至11月上旬為麥田雀麥的出苗高峰期。12月上旬，周平均氣溫降至1.0 ℃以下，雀麥冬前出苗基本結(jié)束，這段時(shí)間內(nèi)雀麥出苗量占整個(gè)生長(zhǎng)周期出草總量的 85.3%;翌年3月，隨著氣溫的升高，雀麥在田間表現(xiàn)出一個(gè)春季的出苗高峰期，該時(shí)期占總出苗量的14.7%。節(jié)節(jié)麥、大穗看麥娘、播娘蒿等一年生雜草在小麥田的出苗高峰期都集中在冬前，占到全年出苗總量的大多數(shù)[13-15]，本研究結(jié)果與之大致相同。李美等認(rèn)為黃淮海冬麥區(qū)，90%以上的雜草冬前都已出苗[16];高興祥等證明雀麥的最佳防除時(shí)期是冬前或冬后4月1日之前[11]，本試驗(yàn)也證明了以上結(jié)論。

雀麥在田間的分蘗能力強(qiáng)于小麥，冬前雀麥的分蘗數(shù)低于小麥，冬后雀麥與小麥進(jìn)入分蘗高峰期，雀麥分蘗數(shù)快速超過小麥，之后分蘗隨著營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的加速而逐漸停止。田間條件下，小麥與禾本科雜草的密度都遵循“自疏法則”[17]，其有效分蘗數(shù)與小麥播種量大小、雜草密度、水肥條件等都有關(guān)系[18]。而分蘗冗余可以減少外界不利環(huán)境對(duì)植株繁殖的影響[19]。雀麥與小麥在株高、鮮重等方面的變化趨勢(shì)基本一致，與外界溫度的變化密切相關(guān)。此外，每年10月中旬雀麥在冬麥田開始出苗，冬前生長(zhǎng)緩慢，3月上旬進(jìn)入返青期，開始快速生長(zhǎng)，至5月上旬，株高由9.2 cm迅速增至109.7 cm，5月末植株成熟，該過程與Baskin等的研究結(jié)果[20]相一致。

魏仲塤認(rèn)為小麥的穗數(shù)、穗粒數(shù)與千粒質(zhì)量是衡量小麥產(chǎn)量的三大指標(biāo)[21]，本試驗(yàn)探究了不同密度雀麥對(duì)這三大指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，雀麥對(duì)小麥產(chǎn)量的影響主要表現(xiàn)在小麥的有效穗密度上，對(duì)其千粒質(zhì)量與穗粒數(shù)則影響較小。節(jié)節(jié)麥、大穗看麥娘、罔草對(duì)小麥產(chǎn)量的影響也主要是通過影響小麥的有效穗數(shù)來實(shí)現(xiàn)的[13，15，22]，本研究結(jié)果與之一致。當(dāng)雀麥株密度為5株/m2，小麥產(chǎn)量較對(duì)照處理顯著降低，減少了5.35%，表明在田間情況下，少數(shù)雀麥即可對(duì)小麥產(chǎn)量造成顯著減產(chǎn)。

農(nóng)田雜草在光照、水分、養(yǎng)分、空間等資源方面與作物存在激烈競(jìng)爭(zhēng)，其直接危害表現(xiàn)為作物產(chǎn)量損失。同時(shí)，該競(jìng)爭(zhēng)也受氣候、土壤、耕作制度、水肥管理、雜草種群動(dòng)態(tài)及雜草防治策略等因素影響[23-30]。因此，今后研究的重點(diǎn)是雀麥在不同耕作制度、不同小麥播種密度等條件下對(duì)小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響。

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