荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草組成及其群落特征

張 航, 林 寧,2, 陳 利,3, 付開赟, 金 平, 劉恩良, 高海峰

(1.新疆農業(yè)科學院植物保護研究所/農業(yè)部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點實驗室/農業(yè)部庫爾勒作物有害生物科學觀測實驗站,烏魯木齊 830091；2.新疆農業(yè)大學科學技術學院,烏魯木齊 830091；3.新疆農業(yè)大學農學院,烏魯木齊 830091；4.新疆農業(yè)科學院糧食作物研究所, 烏魯木齊 830091；)

0 引 言

【研究意義】甘薯具有高產性和廣泛適應性以及營養(yǎng)價值豐富等特征，種植面積正在逐年擴大[1]。目前全疆甘薯種植區(qū)主要分布在烏魯木齊市、昌吉州，塔城地區(qū)、伊犁州、喀什地區(qū)等[2,3]。甘薯為春末夏初扦插，種植時土壤墑情好，雜草發(fā)芽早，發(fā)生量大，給雜草防除帶來難度[4]。雜草不僅與甘薯爭光、爭肥、爭空間，同時也是多種病蟲的中間寄主和棲息場所，每年因雜草減產5%～15%，嚴重的地塊減產50%以上，雜草給甘薯生產帶來極大損失[5,6]。開展新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草發(fā)生危害及群落結構調查研究，對新疆甘薯田雜草的科學防控具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】張勇等[4,7]報道了山東省泰安市甘薯田雜草有12科35種，其中禾本科雜草以牛筋草、馬唐、狗尾草為主，闊葉雜草以反枝莧、馬齒莧、鐵莧菜、飯包草為主，莎草科雜草以碎米莎草、異型莎草和香附子為主。孫厚俊等[6]報道了徐淮地區(qū)甘薯田主要雜草有馬齒莧、鐵莧菜、反枝莧、牛筋草、香附子、馬唐等。Seem等[8]研究指出，甘薯種植后雜草密度和生物量累計會逐漸增加，造成甘薯產量的顯著下降，通常甘薯種植后2～6周內進行田間除草才不會影響塊根產量?！颈狙芯壳腥朦c】關于新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草種類及群落構成尚未見報道。研究新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草組成及群落特征?！緮M解決的關鍵問題】以新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草為對象，通過田間調查，標本采集，鑒定等研究，研究新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草種類及群落結構，為科學防控新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗以喀什地區(qū)葉城縣、澤普縣、喀什市、疏勒縣為主，在該地調查雜草種類?？κ驳貐^(qū)地處在35.28°N～40.16°N, 71.39°E～79.52°E之間，屬溫帶大陸性干旱氣候，年平均降水量54 mm，平均年無霜期228 d，光照資源充足。

1.2 方 法

2018年6～7月在甘薯封壟前，選擇代表性的連片種植甘薯地塊，包括核桃甘薯間作和甘薯單作兩種模式，共調查142個地塊，每塊面積2 hm2，采用倒置W法9點取樣，每點為0.25 m2，對調查點內所有雜草的種類和數(shù)量等指標進行記錄[9]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進行數(shù)據(jù)的整理和計算，主要量化參數(shù)[10]包括雜草田間密度(density，D)、均度(uniformity, U)、頻度(frequency, F)，相對密度(relative density, RD)、相對均度(relative uniformity, RU)、相對頻度(relative frequency, RF)相對多度(relative abundance, RA)，RA=(RD+RF+RU)/3。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)：H′=-∑Pi·lnPi。Simpson優(yōu)勢集中性指數(shù)：D=∑Pi2，公式中Pi是第i種雜草被第1次抽到的概率。Pi=Ni/N，Ni為樣方中第i種雜草的密度，N為該樣方所有雜草密度之和；Pielou均勻度指數(shù)J=H′/ lnS，S為調查區(qū)域內的雜草種類數(shù)。

2 結果與分析

2.1 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草種類

研究表明,新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草有46種，隸屬于19科42屬，其中禾本科10種、菊科8種、藜科5種、豆科3種、蓼科3種，其它科1～2種。禾本科、菊科、藜科在雜草種類中所占比例較高。禾本科雜草占整個雜草種類的21.74%，包括稗草Echinochloacrusgalli(L.) Beauv、無芒稗Echinochloacrusgallivar. mitis、蘆葦Phragmitescommunis、馬唐Digitariasanguinalis、牛筋草Eleusineindica、小畫眉草Eragrostisminor、狗牙根Cynodondactylon、狗尾草Setariaviridis、白茅Imperatacylindrica、虎尾草Chlorisvirgata；菊科雜草占整個雜草種類的17.39%，包括苣荬菜Sonchusarvensis、苦苣菜Sonchusoleraceus、艾蒿Artemisiaargyi、蒙山萵苣Lactucatatarica、蒼耳Xanthiumsibiricum、大薊Cirsiumjaponicum、小飛蓬Conyzacanadensis、蒲公英Taraxacummongolicum。藜科雜草占整個雜草種類的10.86%，分別是藜Chenopodiumalbum、堿蓬Suaedaglauca、地膚Kochiascoparia、灰綠藜Chenopodiumglaucum、豬毛菜Salsolacollina。豆科、蓼科、錦葵科均有三種雜草，均占整個雜草種類的6.52%。茄科有兩種雜草，均占整個雜草種類的4.35%。其余12個科，各有1種雜草，均占總草種類的2.17%。表1

表1 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草種類
Table 1 The main weeds in sweet potato field in desert oasis region of Xinjiang

科Famih種名Name占雜草種類比例Percentage(%)禾本科Gramineae21.74稗草Echinochloa crusgalli (L.) Beauv無芒稗Echinochloa crusgalli var. mitis蘆葦Phragmites communis馬唐Digitaria sanguinalis (L. ) Scop.牛筋草Eleusine indica (L.) Gaertn.小畫眉草Eragrostis minor Host. Icon. et Deser.狗牙根Cynodon dactylon (L.) Pers.狗尾草Setaria viridis (L.) Beauv.白茅Imperata cylindrica (L.) Beauv.虎尾草Chloris virgata Sw.藜科Chenopodiaceae10.86藜Chenopodium album L.堿蓬Suaeda glauca (Bunge) Bunge.地膚Kochia scoparia (L.) Schrad.灰綠藜Chenopodium glaucum L.豬毛菜Salsola collina Pall.茄科Solanaceae4.35龍葵Solanum nigrum L.曼陀羅Datura stramonium Linn.菊科Composite17.39苣荬菜Sonchus arvensis L.苦苣菜Sonchus oleraceus L.艾蒿Artemisia argyi H. Lév. & Vaniot蒙山萵苣Lactuca tatarica (L.)C.A.Mey.蒼耳Xanthium sibiricum Patrin ex Widder大薊Cirsium japonicum Fisch. ex DC.小飛蓬Conyza canadensis (L.) Cronq.蒲公英Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.豆科Leguminosae6.52赤小豆Vigna umbellata (Thunb.) Ohwi et Ohashi 苦豆子Sophora alopecuroides L.紫花苜蓿Medicago sativa. 蓼科Polygonaceae6.52萹蓄Polygonum aviculare L.水蓼Polygonum hydropiper柳葉刺蓼Polygonum bungeanum Turcz.錦葵科Malvaceae6.52野西瓜苗Hibiscus trionum Linn.苘麻Abutilon theophrasti Medicus

續(xù)表1 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草種類
Table1 The main weeds in sweet potato field in desert oasis region of Xinjiang

2.2 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草發(fā)生特點及群落結構

根據(jù)新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草的相對多度、田間發(fā)生頻度和實際危害，將田間雜草分為優(yōu)勢雜草、常見雜草和一般性雜草[11]。馬唐、馬齒莧、稗草、田旋花、反枝莧、藜、無芒稗等雜草相對多度和發(fā)生頻度較高，均屬于優(yōu)勢雜草。優(yōu)勢雜草中危害最重的雜草是馬唐、馬齒莧和稗草，其相對多度分別為16.29、13.27和11.36，常年對甘薯產量造成威脅。龍葵、野西瓜苗、牛筋草、小畫眉草、狗尾草、苣荬菜、蘆葦、苦苣菜、曼陀羅、大薊、虎尾草、節(jié)節(jié)草和艾蒿等雜草的相對多度在1.00～4.00，發(fā)生頻度相對較高，但危害較輕，屬于常見雜草。車前、苘麻、水蓼、地膚、灰綠藜、狗牙根、苦豆子、朝天委陵菜、蒙山萵苣、苦繩、地錦、野葵、白茅、堿蓬、蒼耳、萹蓄、紫花苜蓿、豬毛菜、野薄荷、蒲公英、石刁柏、赤小豆、藜、柳葉刺蓼、寬葉獨行菜、小飛蓬等雜草在甘薯田有發(fā)生，但整體發(fā)生數(shù)量較少，對甘薯危害很小，為一般性雜草。表2，圖1～7

表2 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草群落結構
Table 2 Weeds community structure in sweet potato field in desert oasis region of Xinjiang

雜草種類Weed species田間密度D(株/m2)田間均度U(%)田間頻度F (%)相對密度RD相對均度RU相對頻度RF相對多度RA馬唐D.sanguinalis27.87±2.1242.72±2.5383.10 28.8012.647.4516.29馬齒莧P.oleracea15.64±1.3151.56±2.60 93.66 16.1715.258.3913.27稗草E.crusgalli14.78±1.3234.98±1.78 94.37 15.2710.358.4611.36田旋花C.arvensis4.11±0.4128.40±2.12 78.87 4.248.407.076.57反枝莧A.retroflexus2.83±0.2531.30±2.02 80.99 2.929.267.266.48藜C.album2.59±0.3125.59±1.91 78.17 2.677.577.015.75無芒稗E.crusgalli5.90±0.8211.42±1.16 56.34 6.103.385.054.84龍葵S.nigrum1.15±0.1813.93±1.44 54.93 1.194.124.923.41

續(xù)表2 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草群落結構
Table 2 Weeds community structure in sweet potato field in desert oasis region of Xinjiang

雜草種類Weed species田間密度D(株/m2)田間均度U(%)田間頻度F (%)相對密度RD相對均度RU相對頻度RF相對多度RA野西瓜苗H.trionum0.75±0.0913.54±1.32 57.75 0.784.005.183.32牛筋草E.indica4.42±0.857.90±1.25 30.28 4.572.342.713.21小畫眉草E.minor3.33±0.557.59±1.01 40.85 3.442.253.663.12狗尾草S.viridis3.41±0.506.96±0.86 39.44 3.522.063.533.04苣荬菜S.arvensis0.87±0.14.8.29±0.94 45.07 0.902.454.042.47蘆葦P.communis2.24±0.647.67±1.38 26.76 2.322.272.402.33苦苣菜S.oleraceus0.54±0.114.77±0.99 30.28 0.561.412.711.56曼陀羅D.stramonium0.27±0.045.56±0.88 28.87 0.271.642.591.50大薊C.japonicum0.33±0.074.07±0.59 29.58 0.351.202.651.40虎尾草C.virgata2.21±0.771.96±0.62 8.45 2.290.580.761.21節(jié)節(jié)草E.ramosissimum1.27±0.424.07±0.59 11.27 1.311.201.011.17艾蒿A.argyi0.30±0.064.77±0.99 19.01 0.311.411.701.14車前P.asiatica0.23±0.063.05±0.66 17.61 0.230.901.580.90苘麻A.theophrasti0.15±0.033.21±0.70 17.61 0.160.951.580.89水蓼P.hydropiper0.18±0.062.11±0.55 12.68 0.180.621.140.65地膚K.scoparia0.10±0.032.11±0.52 12.68 0.110.621.140.62灰綠藜C.glaucum0.08±0.031.02±0.31 7.75 0.080.300.690.36狗牙根C.dactylon0.44±0.240.86±0.30 4.23 0.450.250.380.36苦豆子S.alopecuroides0.11±0.051.02±0.37 6.34 0.110.300.570.33朝天委陵菜P.supina0.08±0.031.10±0.41 5.63 0.080.320.500.30蒙山萵苣L.tatarica0.06±0.020.86±0.30 6.34 0.060.250.570.29苦繩D.sinensis0.11±0.050.78±0.33 4.93 0.110.230.440.26地錦P.tricuspidata0.04±0.020.78±0.29 5.63 0.050.230.500.26野葵M.verticillata0.06±0.040.70±0.35 4.23 0.060.210.380.22白茅I.cylindrica0.13±0.070.55±0.30 2.82 0.140.160.250.18堿蓬S.glauca0.03±0.020.39±0.21 2.82 0.030.120.250.13蒼耳X.sibiricum0.03±0.020.39±0.21 2.82 0.030.120.250.13萹蓄P.aviculare0.02±0.010.39±0.21 2.82 0.020.120.250.13紫花苜蓿M.sativa0.05±0.040.39±0.26 2.11 0.050.120.190.12豬毛菜S.collina0.03±0.020.23±0.13 2.11 0.030.070.190.10野薄荷M.haplocalyx0.01±0.010.23±0.13 2.11 0.010.070.190.09蒲公英T.mongolicum0.01±0.010.31±0.15 0.35 0.010.090.030.05石刁柏A.officinalis0.00±0.000.08±0.08 0.70 0.000.020.060.03赤小豆V.umbellata0.00±0.000.08±0.08 0.70 0.000.020.060.03蒺藜T.terrestris0.00±0.000.08±0.08 0.70 0.000.020.060.03柳葉刺蓼P.bungeanum0.00±0.000.08±0.08 0.70 0.000.020.060.03寬葉獨行菜L.latifolium0.01±0.010.08±0.08 0.70 0.010.020.060.03小飛蓬C.canadensis0.00±0.000.08±0.08 0.70 0.000.020.060.03

圖1 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草田間密度
Fig.1 Field density of sweet potato field weeds in desert oasis region of Xinjiang

圖2 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草田間均度
Fig.2 Field uniformity of sweet potato field weeds in desert oasis region of Xinjiang

圖3 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草田間頻度
Fig.3 Field frequency of sweet potato field weeds in desert oasis region of Xinjiang

圖4 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草相對密度
Fig.4 Relative density of sweet potato field weeds in desert oasis region of Xinjiang

圖5 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草相對均度
Fig.5 Relative uniformity of sweet potato field weeds in desert oasis region of Xinjiang

圖6 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草相對頻度
Fig.6 Relative frequency of sweet potato field weeds in desert oasis region of Xinjiang

圖7 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草相對多度
Fig.7 Relative abundance of sweet potato field weeds in desert oasis region of Xinjiang

2.3 新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草群落結構特征

新疆荒漠綠洲區(qū)核桃-甘薯間作甘薯田雜草群落物種豐富度為42種，高于甘薯單作田。核桃-甘薯間作甘薯田雜草群落優(yōu)勢集中性指數(shù)為0.18，高于甘薯單作田，而雜草群落多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)分別為2.25和0.60，低于甘薯單作田，核桃-甘薯間作甘薯田優(yōu)勢雜草較為集中，危害高于甘薯單作田。表3

表3 不同種植模式下甘薯田雜草群落結構特征
Table 3 Weeds community characteristics of different cropping patterns in sweet potato field

種植模式Cropping pattern物種豐富度 Species richness優(yōu)勢集中性指數(shù)Dominant index多樣性指數(shù) Diversity index均勻度指數(shù) Evenness index核桃-甘薯間作Walnut-sweet potato intercropping420.182.25 0.60甘薯單作 Sweet potato 340.132.760.78

3 討 論

新疆荒漠綠洲區(qū)農作物及雜草的生態(tài)環(huán)境較為脆弱，新疆農田雜草一般由耐旱、耐鹽堿的雜草組成，以禾本科、菊科、蓼科和豆科為主，無論是禾本科雜草還是闊葉雜草，在新疆農田均有發(fā)生[12]。研究發(fā)現(xiàn)荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草以禾本科、菊科、藜科、豆科和蓼科為主。張勇等[4,7]報道了山東省泰安市甘薯田雜草有12科35種，其中禾本科雜草以牛筋草、馬唐、狗尾草為主，闊葉雜草以反枝莧、馬齒莧、鐵莧菜、飯包草為主，莎草科雜草以碎米莎草、異型莎草和香附子為主。孫厚俊等[6]報道了徐淮地區(qū)甘薯田主要雜草有馬齒莧、鐵莧菜、反枝莧、牛筋草、香附子、馬唐等。研究結果顯示，馬唐、馬齒莧、稗草、田旋花、反枝莧、藜、無芒稗等雜草屬于新疆荒漠綠洲區(qū)甘薯田優(yōu)勢雜草，其中馬唐和馬齒莧這兩種在新疆甘薯田危害最重的雜草，在山東泰安和徐淮地區(qū)甘薯田也是優(yōu)勢雜草，這和張勇等和孫厚俊等的研究結果一致。其它種類雜草與山東泰安和徐淮地區(qū)甘薯田雜草有差異，這可能是由于地理條件、降水、溫度、光照等因素差異，影響到雜草的種類、發(fā)生程度及群落特征有所變化[12-14]。相近地區(qū)其他旱地作物雜草，如喀什地區(qū)麥田雜草以播娘蒿、灰藜、田旋花、萹蓄為主[15,16]，棉田雜草主要有稗草、灰藜、田旋花、萹蓄、馬齒莧、苘麻、狗尾草等[17,18]，甘薯田與之相比，也存在較大差異，灰藜、田旋花、萹蓄等喀什地區(qū)農田主要雜草，除田旋花在甘薯田為常見雜草外，灰藜和萹蓄相對多度均小于1。新疆喀什地區(qū)甘薯田雜草有19科46種，比山東泰安甘薯田雜草種類多(12科35種)[4]，這可能是由于新疆南疆農業(yè)耕作較為粗放，農田生態(tài)類型不同，與國內其他地區(qū)相比，農田雜草危害往往更為嚴重。

4 結 論

4.1 新疆南部荒漠綠洲區(qū)甘薯田雜草有46種，隸屬于19科42屬，其中禾本科、菊科、藜科雜草最多，合占雜草總數(shù)的49.99%。

4.2 新疆南部荒漠綠洲區(qū)甘薯田優(yōu)勢雜草有7種，常見雜草有13種，一般性雜草有26種，其中危害最重的雜草是馬唐、馬齒莧和稗草，其相對多度分別為16.29、13.27和11.36。

4.3 核桃-甘薯間作甘薯田雜草群落優(yōu)勢集中性指數(shù)為0.18，高于甘薯單作田，而雜草群落多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)分別為2.25和0.60，低于甘薯單作田，核桃-甘薯間作甘薯田優(yōu)勢雜草較為集中，危害高于甘薯單作田。