千金子與異型莎草對直播水稻產(chǎn)量的影響及其生態(tài)經(jīng)濟閾值研究*

田志慧, 陸俊堯, 袁國徽, 沈國輝**

(1.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護研究所 上海 201403; 2.華東師范大學(xué)生態(tài)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 上海 200241)

稻田雜草與水稻(Oryza sativa)競爭光照、土壤養(yǎng)分、水分和生存空間等資源, 是影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的重要生物因子之一[1-2]。不同地區(qū)[3-4]和不同稻作方式[5]、施肥方式[6]影響下稻田雜草的種類組成與群落多樣性已有大量研究, 從發(fā)生頻率、發(fā)生量及危害程度等方面看, 千金子(Leptochloa chinensis)和異型莎草(Cyperus difformis)均為典型的稻田優(yōu)勢雜草。千金子為禾本科千金子屬一年生草本植物, 其莖基部各節(jié)可生出匍匐莖及不定根并橫向延伸, 分蘗能力極強, 是遍及世界水稻主產(chǎn)區(qū)的惡性雜草之一[7-8]。由于直播水稻面積不斷增加、稻田雜草群落結(jié)構(gòu)變化以及除草劑的長期單一使用, 導(dǎo)致直播稻田千金子發(fā)生量和占總草的比例不斷增加, 對水稻生產(chǎn)的危害程度不斷加重[9]。異型莎草為莎草科莎草屬一年生草本植物, 常與其他雜草一起構(gòu)成稻田的主要雜草群落, 是對水稻產(chǎn)量危害較大的主要惡性雜草之一[10]。近年來, 對千金子和異型莎草的研究多集中于其生物生態(tài)學(xué)特性與發(fā)生規(guī)律[11]、防除措施[12-13]、除草劑藥效和抗藥性[14-16]等方面, 而關(guān)于其在直播稻田中的生態(tài)經(jīng)濟閾值的研究相對較少。張頌函等[17]研究了千金子在直播稻田的發(fā)生規(guī)律和對水稻產(chǎn)量的損失率, 建立了千金子的生態(tài)除草閾值模型; 董立堯等[18]建立了千金子不同密度與水稻有效穗、每穗實粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量及其損失率間的函數(shù)關(guān)系式, 并推導(dǎo)出水直播稻田千金子的生態(tài)經(jīng)濟閾值模型; 吳尚等[19]研究發(fā)現(xiàn)千金子密度與早稻、中稻和晚稻的產(chǎn)量損失呈冪函數(shù)增長趨勢, 通過對經(jīng)濟閾值的分析, 化學(xué)藥劑防除千金子的經(jīng)濟閾值表現(xiàn)為早稻＜晚稻＜中稻; 朱文達等[20]研究了湖北地區(qū)中熟晚粳稻受千金子的干擾情況, 得出千金子的經(jīng)濟閾值為5.39 株·m-2。喻如俊[21]的研究發(fā)現(xiàn), 在相同栽培條件下, 早稻產(chǎn)量的損失主要受異型莎草穴夾率及其分蘗株數(shù)兩個因子影響; 王金其等[22]對直播稻田水莎草(Cyperus juncellus)的發(fā)生與防治進行的研究表明, 草稻共生時期和雜草數(shù)量是水莎草造成水稻產(chǎn)量損失的主要因子。上述研究僅限于考察單個雜草物種對水稻產(chǎn)量的影響及其經(jīng)濟閾值, 而對于兩種以上雜草對水稻的危害及其生態(tài)經(jīng)濟閾值尚不清楚。本研究旨在明確直播稻田不同密度千金子與異型莎草組合以及與水稻不同共生時間條件下對水稻產(chǎn)量的影響, 探明千金子和異型莎草復(fù)合的生態(tài)經(jīng)濟閾值以及防除臨界期, 為科學(xué)防除雜草并從源頭上降低除草劑使用量提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料和樣地

試驗在上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院莊行綜合試驗站進行。試驗田地勢平坦, 土質(zhì)為黃泥土, 肥力均勻, 灌溉方便, pH 為6.9, 有機質(zhì)含量20 g·kg-1, 前茬作物為小麥(Tritium aestivum)。試驗田用不透水PVC 板插入土中80 cm 隔成面積1.5 m2的小區(qū), 各小區(qū)可單排單灌。供試水稻品種為‘青香軟粳’, 人工水直播, 水稻為催芽播種, 芽為半粒谷長, 播種量為75.0 kg·hm-2。2018年6月7日將催芽過的水稻種子定量、均勻播撒在每個小區(qū)中, 每天檢查水稻種子的出苗情況, 查缺補漏, 確保播種的種子順利成活長出幼苗。試驗田按照水稻栽培管理要求和病蟲害發(fā)生情況, 進行水漿管理、肥料運籌和病蟲害防治工作。

1.2 試驗設(shè)計

組合雜草密度對水稻產(chǎn)量的影響試驗設(shè)置千金子與異型莎草組合共13 個處理, 各處理千金子密度(株·m-2)+ 異型莎草密度(株·m-2)分別為: 0+0 (CK)、2+0、2+2、2+4、2+8、4+0、4+2、4+4、4+8、8+0、8+2、8+4 和8+8, 各處理雜草與水稻在整個生育期共生。

兩種雜草的組合與水稻不同共生時間對水稻產(chǎn)量的影響試驗在上述試驗設(shè)置的平均密度(千金子4.67 株·m-2和異型莎草3.50 株·m-2)上展開, 設(shè)置雜草組合與水稻共生0 d、15 d、30 d、45 d、60 d和水稻全生育期共生(140 d)6 個水平。

雜草選用人工輔助移栽的方法, 水稻直播當(dāng)天在苗床上撒播雜草種子, 水稻播種后一周內(nèi), 挑選長勢良好且均勻的雜草幼苗進行人工配置, 將千金子和異型莎草按照設(shè)定的密度組合分別移植入小區(qū), 在水稻間進行均勻定植。每個處理小區(qū)設(shè)置3次重復(fù), 隨機區(qū)組排列。整個試驗過程中, 定期檢查每個小區(qū)內(nèi)水稻和雜草的生長情況, 使水稻密度和雜草密度均控制在設(shè)計的水平上, 并人工拔除小區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的其他雜草。

1.3 調(diào)查方法與數(shù)據(jù)處理

水稻成熟時進行取樣測產(chǎn), 每個小區(qū)取0.25 m2樣方, 對樣方內(nèi)水稻有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、千粒重及總重進行測定, 計算理論產(chǎn)量和損失率。

試驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 軟件統(tǒng)計匯總, 顯著性檢驗應(yīng)用單因素方差分析(one-way AVOVA)新復(fù)極差測驗法(Duncan)進行, 相關(guān)性分析采用Pearson 相關(guān)系數(shù)法, 相關(guān)通徑分析使用逐步回歸法實現(xiàn), 各分析在SPSS 25.0 軟件中完成。

采用線性、對數(shù)、二次曲線、冪函數(shù)和指數(shù)函數(shù)等5 種回歸模型對不同密度和共生時間下兩種雜草組合與水稻產(chǎn)量損失率進行擬合, 根據(jù)曲線擬合程度、顯著性水平及實際生產(chǎn)情況等, 選出最佳的擬合模型。

稻田的經(jīng)濟危害允許水平(LEI, %)按照現(xiàn)階段水稻實際生產(chǎn)條件進行計算, 計算公式[23]為:

式中: C 表示雜草防除費用(元·hm-2), Y 為水稻預(yù)期產(chǎn)量(kg·hm-2), P 為稻谷市場價格(元·hm-2), E 為雜草防除效果(%), F 為雜草在生態(tài)經(jīng)濟閾值水平上所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益(元·hm-2)。

以目前的水稻生產(chǎn)水平為準(zhǔn), 水稻預(yù)期產(chǎn)量(Y)按照8 000 kg·hm-2計算, 稻谷市場價格(P)以2.9 元·kg-1計算; 根據(jù)目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況, 采用人工除草時, 稻田雜草防除的費用(C)約為1 200 元·hm-2, 雜草防除效果(E)在80%左右。根據(jù)現(xiàn)階段水直播稻田生產(chǎn)實踐情況, 估得稻田雜草在生態(tài)經(jīng)濟閾值水平上所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益(F)約為30 元·hm-2。由經(jīng)濟危害允許水平計算公式計算得出稻田雜草的經(jīng)濟危害允許水平為6.60%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度千金子與異型莎草組合對水稻產(chǎn)量的影響

2.1.1 對水稻產(chǎn)量性狀的影響

對水稻產(chǎn)量性狀的分析結(jié)果表明, 水稻與不同密度千金子和異型莎草全生育期共生條件下, 當(dāng)兩種雜草密度均不斷增加或當(dāng)一種雜草密度固定不變, 另一種雜草密度逐漸增加時, 水稻的有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重均呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢(表1)。當(dāng)千金子密度和異型莎草密度均≤2 株·m-2時, 水稻的有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重與空白對照相比均無顯著差異, 但是當(dāng)千金子和異型莎草密度為(2+4)株·m-2或(4+0)株·m-2時, 水稻的有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重均顯著低于空白對照。單位面積千金子和異型莎草總株數(shù)相同時, 兩種雜草的不同組合對水稻產(chǎn)量性狀的影響不同, 當(dāng)千金子密度和異型莎草密度分別為2 株·m-2和8 株·m-2時, 水稻有效穗數(shù)為281.67 穗·m-2, 每穗實粒數(shù)為79.80, 千粒重為26.97 g; 而千金子密度和異型莎草密度分別為8 株·m-2和2 株·m-2時, 水稻有效穗數(shù)為172.67 穗·m-2, 每穗實粒數(shù)為74.50, 千粒重為26.70 g。相關(guān)性分析結(jié)果(表2)表明, 千金子密度與水稻有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)均呈極顯著負相關(guān), 與水稻千粒重呈顯著負相關(guān); 異型莎草密度與水稻每穗實粒數(shù)呈極顯著負相關(guān), 與水稻有效穗數(shù)呈顯著負相關(guān), 與水稻千粒重?zé)o顯著相關(guān)性。

從水稻產(chǎn)量分析, 隨著千金子和異型莎草密度增加, 水稻產(chǎn)量逐漸降低, 由7 748.57 kg·hm-2降至2 236.37 kg·hm-2, 產(chǎn)量損失率為0.12%～71.14%(表1)。當(dāng)千金子和異型莎草密度均≤2 株·m-2時, 水稻產(chǎn)量與 空白對照無顯著差異, 產(chǎn)量損失率低于3.39%; 在雜草組合密度相同的條件下, 兩種雜草的密度組合不同, 造成的水稻產(chǎn)量損失率存在顯著差異, 如當(dāng)千金子密度為4 株·m-2, 異型莎草密度為2 株·m-2時, 水稻產(chǎn)量損失率為24.89%, 而當(dāng)異型莎草密度為4 株·m-2, 千金子密度為2 株·m-2時, 水稻產(chǎn)量損失率為14.30%, 說明千金子和異型莎草的密度對水稻產(chǎn)量的影響程度存在差異。相關(guān)性分析結(jié)果(表2)表明, 千金子密度與水稻產(chǎn)量損失率呈極顯著正相關(guān), 異型莎草密度與水稻產(chǎn)量損失率呈顯著正相關(guān)。

表1 不同密度千金子和異型莎草組合對水稻產(chǎn)量性狀的影響 Table 1 Effects of different densities of Leptochloa chinensis and Cyperus difformis on rice yield traits

表2 千金子和異型莎草密度與水稻產(chǎn)量性狀的相關(guān)性 Table 2 Correlation between densities of Leptochloa chinensis and Cyperus difformis and yield traits of rice

由不同雜草密度下水稻產(chǎn)量性狀與產(chǎn)量損失率的相關(guān)性分析結(jié)果(表2)可知, 有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重與產(chǎn)量損失率均為極顯著負相關(guān), 且相關(guān)程度為有效穗數(shù)＞每穗實粒數(shù)＞千粒重。水稻各產(chǎn)量性狀間, 有效穗數(shù)與每穗實粒數(shù)、千粒重與每穗實粒數(shù)均呈極顯著正相關(guān), 千粒重與有效穗數(shù)呈顯著正相關(guān)?？芍S著千金子和異型莎草密度的增加, 水稻有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)顯著降低, 進而導(dǎo)致水稻減產(chǎn)。

2.1.2 千金子+異型莎草復(fù)合密度與水稻產(chǎn)量損失率的最佳回歸模型

千金子密度和異型莎草密度對水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量損失率的影響程度不同。相關(guān)系數(shù)矩陣(表2)表明, 千金子和異型莎草的密度與水稻產(chǎn)量損失率均存在顯著正相關(guān), 且相關(guān)程度為千金子密度＞異型莎草密度。

千金子密度和異型莎草密度對水稻產(chǎn)量構(gòu)成損失的通徑分析可知, 千金子密度影響水稻產(chǎn)量損失率的直接效應(yīng)為0.687 2, 通過異型莎草影響產(chǎn)量損失率的間接效應(yīng)為0.074 5; 異型莎草密度直接影響產(chǎn)量損失率的直接效應(yīng)為0.518 7, 異型莎草通過千金子影響產(chǎn)量損失率的間接效應(yīng)為0.098 7。說明千金子密度和異型莎草密度對水稻產(chǎn)量損失率的影響均以直接作用為主, 且千金子密度對產(chǎn)量損失率的影響程度更大, 當(dāng)千金子密度每增加1 個單位時, 可直接導(dǎo)致0.687 2 個標(biāo)準(zhǔn)單位的水稻產(chǎn)量損失; 當(dāng)異型莎草密度每增加1 個單位時, 可直接導(dǎo)致0.518 7個標(biāo)準(zhǔn)單位的水稻產(chǎn)量損失。按照兩者對水稻產(chǎn)量損失率的直接效應(yīng)系數(shù), 千金子對水稻產(chǎn)量損失造成的影響是異型莎草的1.32 倍, 據(jù)此將千金子和異型莎草不同密度的組合轉(zhuǎn)換為千金子+異型莎草的復(fù)合密度, 復(fù)合密度即千金子密度×(1+1.32)。

采用5 種擬合模型對千金子+異型莎草復(fù)合密度與水稻產(chǎn)量損失進行曲線擬合和回歸分析。通過回歸分析結(jié)果(表3)可知, 5 種擬合模型的R2依次為二次曲線＞線性＞冪函數(shù)＞對數(shù)＞指數(shù), 直線函數(shù)的F值最高, 且5 種模型均能較好地表示千金子+異型莎草復(fù)合密度與水稻產(chǎn)量損失率之間的關(guān)系(P＜0.01)。根據(jù)各回歸模型的R2值、F 值、顯著性以及曲線與實測值的擬合效果, 并結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況綜合分析, 直線函數(shù)模型 y=4.905x-13.696 (R2=0.836, F=51.104, P=0.000)能最好地擬合千金子+異型莎草復(fù)合密度與水稻產(chǎn)量損失率間的關(guān)系。

2.1.3 千金子+異型莎草生態(tài)經(jīng)濟閾值的確定

根據(jù)稻田雜草經(jīng)濟危害允許水平(6.60%)和水稻產(chǎn)量損失率與千金子+異型莎草復(fù)合密度的最佳關(guān)系模型y=4.905x-13.696, 計算得出直播稻田千金子+異型莎草防除的生態(tài)經(jīng)濟閾值。人工防除千金子與異型莎草復(fù)合雜草的生態(tài)經(jīng)濟閾值為4.14 株·m-2, 即當(dāng)直播稻田千金子+異型莎草復(fù)合密度達4.14 株·m-2以上時, 即需要進行人工防除。

2.2 不同共生時間下千金子與異型莎草組合對水稻產(chǎn)量的影響

2.2.1 對水稻產(chǎn)量性狀的影響

由表4 可知, 在千金子4.67 株·m-2和異型莎草3.50 株·m-2的平均密度下, 隨著千金子和異型莎草與水稻共生時間由0 d 增加到水稻全生育期, 水稻有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重均呈現(xiàn)下降趨勢, 其中, 千金子和異型莎草與水稻共生15 d 之內(nèi), 水稻有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重與空白對照均無顯著差異。共生時間超過30 d 之后, 三者與空白對照均差異顯著。由相關(guān)性分析結(jié)果(表5)可知, 共生時間與有效穗數(shù)呈極顯著負相關(guān)關(guān)系, 與每穗實粒數(shù)呈顯著負相關(guān)關(guān)系, 與千粒重并無顯著相關(guān)性。

表3 千金子+異型莎草復(fù)合密度(x)與水稻產(chǎn)量損失率(y)的回歸分析 Table 3 Regression analysis between composite density of Leptochloa chinensis and Cyperus difformis (x)and rice yield loss rate (y)

表4 千金子與異型莎草組合與水稻共生時間對水稻產(chǎn)量性狀的影響 Table 4 Effects of coexistence periods of Leptochloa chinensis and Cyperus difformis with rice on rice yield traits

隨著千金子和異型莎草與水稻的共生時間增加, 水稻產(chǎn)量總體呈逐漸降低趨勢, 由7 711.77 kg·hm-2顯著降至5 138.33 kg·hm-2(表4)。其中, 千金子和異型莎草與水稻共生15 d 時, 水稻產(chǎn)量與對照處理無顯著差異, 產(chǎn)量損失率為2.01%, 說明15 d 之內(nèi)的千金子和異型莎草生長對水稻產(chǎn)量沒有顯著影響; 千金子和異型莎草與水稻共生30 d、45 d、60 d 和全生育期時, 水稻產(chǎn)量逐漸降低, 產(chǎn)量損失率逐漸增加, 但相鄰處理間差異不顯著。由相關(guān)性分析(表5)可得, 共生時間與產(chǎn)量損失率之間呈顯著正相關(guān)。

由水稻各產(chǎn)量性狀與產(chǎn)量損失率間的相關(guān)性分析結(jié)果(表5)可知, 有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重與產(chǎn)量損失率呈顯著負相關(guān), 相關(guān)程度為有效穗數(shù)＞每穗實粒數(shù)＞千粒重。水稻各產(chǎn)量性狀間, 每穗實粒數(shù)與千粒重、千粒重與有效穗數(shù)均呈顯著正相關(guān), 有效穗數(shù)與每穗實粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)?？芍Ы鹱雍彤愋蜕菖c水稻共生時間不同程度影響了有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重, 進而導(dǎo)致水稻減產(chǎn)。

表5 千金子和異型莎草與水稻共生時間與水稻產(chǎn)量性狀的相關(guān)性 Table 5 Correlation between coexistence periods of Leptochloa chinensis and Cyperus difformis with rice and rice yield traits

2.2.2 千金子+異型莎草共生時間與水稻產(chǎn)量損失率的最佳回歸模型

通過回歸分析結(jié)果(表6)可知, 5 種擬合模型的R2依次為二次曲線＞對數(shù)＞冪函數(shù)＞線性＞指數(shù), 對數(shù)函數(shù)的F值最大; 二次曲線和對數(shù)函數(shù)模型能較好地表示千金子+異型莎草和水稻共生時間與水稻產(chǎn)量損失率之間的關(guān)系(P＜0.05), 其他3 種模型均無顯著性。根據(jù)各回歸模型的R2值、F 值、顯著性以及曲線與實測值的擬合效果, 并結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況綜合分析, 對數(shù)曲線模型y=13.839lnx-32.394 (R2=0.949, F=55.835, P=0.005)能最好地擬合千金子+異型莎草和水稻共生時間與水稻產(chǎn)量損失率間的關(guān)系。

表6 千金子和異型莎草與水稻共生時間(x)與水稻產(chǎn)量損失率(y)的回歸分析 Table 6 Regression analysis between coexistence periods of Leptochloa chinensis and Cyperus difformis with rice (x)and rice yield loss rate (y)

2.2.3 千金子+異型莎草防除臨界期的確定

根據(jù)稻田雜草經(jīng)濟危害允許水平(6.60%)和千金子和異型莎草不同共生時間與水稻產(chǎn)量損失率的最佳關(guān)系模型 y=13.839lnx-32.394, 得出直播稻田千金子和異型莎草組合的防除臨界期。計算結(jié)果表明, 在6.60%的經(jīng)濟危害允許水平下, 人工防除千金子與異型莎草組合的防除臨界期為16.7 d, 即當(dāng)?shù)咎锴Ы鹱雍彤愋蜕菖c水稻共生時間達16.7 d時, 水稻產(chǎn)量損失開始發(fā)生, 為避免后續(xù)產(chǎn)量損失的加重, 需要在此臨界期之前對千金子和異型莎草進行防除。

3 討論

研究雜草對水稻生長指標(biāo)和產(chǎn)量的制約, 確定雜草與水稻競爭臨界期, 可為更加合理地進行人工、化學(xué)、機械防除稻田雜草提供科學(xué)依據(jù)[24]。稻田優(yōu)勢雜草尤其是惡性雜草, 往往具有很強的種間競爭能力[25], 國內(nèi)外學(xué)者已針對作物與雜草的種間競爭關(guān)系開展了多項研究[26-27], 并多用數(shù)學(xué)模型進行描述[28]。目前國內(nèi)外對于稻田雜草影響水稻產(chǎn)量和雜草生態(tài)經(jīng)濟閾值模型的研究, 多集中于單一雜草種類。對于人工防除稻田千金子的生態(tài)經(jīng)濟閾值, 張頌函等[17]研究結(jié)果為1.73～2.31 株·m-2, 董立堯等[18]研究結(jié)果為3.47 株·m-2, 吳尚等[19]研究結(jié)果為2.26～3.56 株·m-2, 朱文達等[20]研究結(jié)果為5.39 株·m-2。本研究得出直線函數(shù)模型y=4.905x-13.696 能最準(zhǔn)確地反映出千金子+異型莎草復(fù)合密度與直播水稻產(chǎn)量損失率間的變化趨勢, 在此基礎(chǔ)上計算得出人工防除千金子與異型莎草復(fù)合時的生態(tài)經(jīng)濟閾值為 4.14 株·m-2。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中, 雜草種類繁多且往往混合生長, 復(fù)合雜草生態(tài)經(jīng)濟閾值研究更符合稻田雜草實際發(fā)生情況。

稻田雜草和水稻處于不同的生育期時, 兩者間的競爭關(guān)系也會隨之發(fā)生改變。研究發(fā)現(xiàn)稻田雜草的除草時間和留草時間會影響到雜草與水稻的競爭關(guān)系[29]。研究直播稻田雜草與水稻的競爭關(guān)系發(fā)現(xiàn), 水稻生育前期的營養(yǎng)生長是抑制稻田雜草的關(guān)鍵[30], 稻田中雜草和水稻幾乎一起出苗, 甚至雜草先于水稻出苗, 競爭問題更為嚴重[31]。同時, 隨著雜草和水稻共生時間的延長, 競爭帶來的損失就會更大[32]。本研究得出千金子和異型莎草不同共生時間與水稻產(chǎn)量損失率的最佳關(guān)系模型為y=13.839lnx-32.394; 根據(jù)稻田雜草經(jīng)濟危害允許水平計算出人工防除千金子與異型莎草復(fù)合種群的防除臨界期為16.7 d, 這是防除雜草的最后機會, 即在防除臨界期前進行雜草防除才是經(jīng)濟有效的。本研究結(jié)果與董立堯等[18]、薛連秋等[33]相關(guān)研究在同一時間范圍內(nèi), 且與稻田稗(Echinochloa crusgalli)、千金子等優(yōu)勢雜草的發(fā)生時間規(guī)律相吻合。防除臨界期是雜草與作物爭奪光熱水肥的關(guān)鍵時期, 且因兩者的種類、種植方式、防除措施的不同而呈現(xiàn)出不同程度的差異性[34], 在雜草與水稻共生時間達到防除臨界期時進行防除, 權(quán)衡雜草對于整個生態(tài)系統(tǒng)的積極與消極作用, 盡可能地最大化積極作用, 也將其造成的產(chǎn)量損失率控制在預(yù)估的經(jīng)濟危害允許水平之內(nèi)。

水直播是本地區(qū)水稻種植的最主要方式, 而千金子和異型莎草則是水直播稻田出現(xiàn)頻率最高、為害最為嚴重的雜草種群之一。為了控制雜草的為害, 目前生產(chǎn)上通常需要使用3～4 次除草劑進行防除, 對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境保護造成了較大壓力。當(dāng)前, 病蟲害的防治通常在其為害達到防治指標(biāo)時才使用農(nóng)藥, 而人們對雜草的防除理念卻仍然沿用著古代農(nóng)耕“除小除早, 見草即除, 除草必凈”的傳統(tǒng)除草原則[35], 這與生態(tài)農(nóng)業(yè)“注重經(jīng)濟效益, 兼顧生態(tài)效益”的管理模式不吻合。本研究提出了只有當(dāng)千金子與異型莎草復(fù)合為害達到生態(tài)經(jīng)濟閾值即雜草防除指標(biāo)時才進行防除的理念, 這對改變雜草防除的傳統(tǒng)理念, 彌補當(dāng)前稻田雜草沒有防除指標(biāo)指導(dǎo)的現(xiàn)狀, 避免除草劑盲目使用, 減少除草劑使用次數(shù), 降低除草劑使用劑量、節(jié)約除草成本、保護農(nóng)田生態(tài)環(huán)境具有積極的指導(dǎo)意義。當(dāng)然, 當(dāng)田間雜草為害達到生態(tài)經(jīng)濟閾值時, 必須在防除臨界期之內(nèi), 選用針對性強的除草劑及時進行有效防控。否則, 一旦錯過防除最佳時間、或因除草劑品種選擇不當(dāng)、使用劑量不準(zhǔn)確, 均會導(dǎo)致雜草防除失控, 對水稻產(chǎn)量造成較大影響。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明, 隨著千金子和異型莎草組合密度的增加及與水稻共生時間的延長, 水稻的產(chǎn)量性狀受到明顯影響, 具體表現(xiàn)為有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重的顯著下降, 從而導(dǎo)致水稻產(chǎn)量的降低。低密度或短共生時間內(nèi)的兩種雜草組合對水稻產(chǎn)量基本沒有影響, 此時進行雜草防除則無經(jīng)濟效益, 因此生產(chǎn)上無需“見草即除”。從密度梯度看, 在組合雜草與水稻整個生育期共生條件下, 當(dāng)雜草復(fù)合密度達到4.14 株·m-2時, 則必須對其進行防除; 從共生時間的尺度看, 在試驗設(shè)置密度條件下, 必須在水稻種植后的16.7 d 進行雜草防除, 否則將對水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟效益造成明顯影響。本研究結(jié)果對避免除草劑盲目使用、減少除草劑使用次數(shù)、降低除草劑用量、節(jié)約除草成本和保護農(nóng)田生態(tài)環(huán)境具有指導(dǎo)作用。