陜西關(guān)中灌區(qū)冬小麥田雜草群落特征及種群多樣性

郭云忠 胡杰 李思娟 李文文 閆明杰 胡小平

摘要：采用倒置“W”9 點取樣法對陜西關(guān)中冬小麥田雜草進行調(diào)查，分析麥田雜草的種類組成、出苗規(guī)律和群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，關(guān)中灌區(qū)小麥田雜草有15種，隸屬15屬8科，形成播娘蒿+薺菜+婆婆納+豬殃殃+節(jié)節(jié)麥+野燕麥+麥家公為主的雜草群落，在這個群落中發(fā)生優(yōu)勢度大的雜草為播娘蒿、薺菜、婆婆納、豬殃殃、節(jié)節(jié)麥。這些雜草在小麥3～4葉期已有91%以上出土，是藥劑防治的最佳窗口期。比較各地的雜草群落，楊凌、武功、眉縣、臨潼、興平、扶風等6個縣（市、區(qū)）雜草群落的物種豐富度、多樣性和均勻度較高。根據(jù)關(guān)中灌區(qū)麥田雜草群落結(jié)構(gòu)，宜選擇唑草酮、雙氟磺草胺和甲基二磺隆3種除草劑搭配除草。

關(guān)鍵詞：關(guān)中灌區(qū);麥田雜草;群落特征;種群多樣性;除草劑

中圖分類號：S451.1 ?文獻標志碼：A ?文章編號：1003-935X（2021）03-0021-07

Abstract：Wheat fields in Guanzhong irrigation area were surveyed according to the inverted “W” 9-point sampling method to determine weed species composition，emergence regularity and community structure. There were 15 species of weeds in wheat fields belonging to 15 genera and 8 families，which formed a weed community mainly composed of Descurainia sophia，Capsella bursa-pastoris，Veronica didyma，Galium aparine，Aegilops tauschii，Avena fatua，Buglossoides arvense，and Lamium amplexicaule. Weeds with great dominance in this community were D. sophia，C. bursa-pastoris，V. didyma，G. aparine，A. tauschii. These weeds were emerged along with and subsequently after wheat;and more than 91% of the weeds had emerged at the 3～4 leaf stage of wheat，in mid-November，which corresponded to the best time for chemical control. Comparing the weed communities among different locations，those from Yangling，Wugong，Meixian，Lintong，Xingping and Fufeng had high species richness，diversity and evenness. According to the community structure of weeds in wheat fields of Guanzhong irrigation area，three herbicides，namely，carfentrazone-ethyl，florasulam and metsulfuron-methyl are suitable for selective weed control.

Key words：Guanzhong irrigation area;weeds in wheat fields;community characteristics;population diversity;herbicide

關(guān)中平原是陜西省小麥的主產(chǎn)區(qū)和優(yōu)勢生產(chǎn)區(qū)，這里地勢平坦、土壤肥沃、光照充足、雨水較多，且多數(shù)地區(qū)具備灌溉條件。優(yōu)越的地理和氣候條件也極利于雜草的生長，早期調(diào)查發(fā)現(xiàn)，陜西省麥田雜草種類多達47屬74種[1]，嚴重與小麥爭水、爭肥、爭陽光、爭空間，成為影響小麥生長和產(chǎn)量的重要因素。隨著關(guān)中灌區(qū)玉米秸稈粉碎還田、有機肥施用量匱乏、常發(fā)性病蟲害增加、雜草抗藥性出現(xiàn)等對耕作栽培方式的影響，雜草群落已發(fā)生了明顯變化[2-5]。

化學除草省工、省力、省時、高效。因此麥田化學除草，無疑是麥田雜草防除最適宜的手段，特別是目前在農(nóng)村勞動力較為缺乏情況下，化學除草變得更為迫切。但近些年，一些群眾用藥較為隨意[6-12]，無意之中助推了環(huán)境污染危機、雜草抗藥性及長殘效除草劑引起的殘毒藥害和土地退化等負面問題。

為了實現(xiàn)對麥田雜草的可持續(xù)治理，必須依據(jù)不同區(qū)域雜草的類型特點、發(fā)生規(guī)律和群落特征，總結(jié)集成出科學合理且與環(huán)境相容的防治措施。近年來有關(guān)關(guān)中灌區(qū)麥田雜草發(fā)生狀況的報道甚少，其發(fā)生規(guī)律和群落特點更未見報道。因此，2018—2020年，本研究選擇關(guān)中灌區(qū)所屬13個縣（市、區(qū)）的120塊麥田1 080個樣點進行雜草發(fā)生狀況調(diào)查，旨在探明關(guān)中灌區(qū)麥田雜草發(fā)生危害的狀況以及雜草群落結(jié)構(gòu)與特點，為麥田雜草的可持續(xù)治理提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料及樣點分布

2018年10月至2020年3月，根據(jù)陜西關(guān)中灌區(qū)地域特點，自東向西選擇其所屬的華陰、華州、閻良、臨潼、三原、興平、楊凌、眉縣、陳倉等13個縣（市、區(qū)）的120塊麥田（表1），對田間雜草進行細致調(diào)查。每個調(diào)查田塊面積為0.20～0.37 hm2，小麥品種為當?shù)氐闹髟云贩N。

1.2 調(diào)查方法

采用倒置“W”9點取樣法對各麥田雜草進行調(diào)查[7-10]，每點調(diào)查1 m2，分別記錄雜草的種類、株數(shù)及雜草相應的株高、鮮重，統(tǒng)計樣方中雜草的豐富度、相對密度、相對頻度等。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

統(tǒng)計各樣點的調(diào)查數(shù)據(jù)，計算雜草群落特征指標。其中，單種雜草的相對優(yōu)勢度（RA）、相對密度（RD）、相對高度（RH）、相對重量（RW）、相對頻度（RF）的關(guān)系為RA=（RD+RH+RW+RF）/4。香農(nóng)-威納（Shannon-Wiener）指數(shù)H′=-∑Pi·lnPi（Pi=Ni/N，N為樣方中所有雜草的密度，Ni為樣方中第i種雜草的密度），反映麥田雜草群落物種的豐富度;辛普森（Simpson）指數(shù)D=∑P2i，為樣方中所有雜草密度的平方和，反映麥田雜草群落物種的多樣性;均勻度（Pielou）指數(shù)J=H′/（lnS），反映麥田雜草組成的均勻度程度，其中S為物種豐富度，即調(diào)查區(qū)域內(nèi)的雜草種類數(shù)。

研究數(shù)據(jù)采用Excel 2000和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行運算統(tǒng)計。

2 結(jié)果與分析

2.1 陜西關(guān)中灌區(qū)麥田雜草種類

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，關(guān)中灌區(qū)小麥田雜草有15種，隸屬15屬8科。其中，禾本科雜草4屬4種，闊葉雜草11屬11種。雜草數(shù)量最大的為禾本科、十字花科和菊科。禾本科雜草包括野燕麥（Avena fatua）、節(jié)節(jié)麥（Aegilops tauschii）、看麥娘（Alopecurus aequalis）和雀麥（Bromus japonicus），十字花科雜草有播娘蒿（Descurainia sophia）、薺菜（Capsella bursa-pastoris）和小花糖芥（Erysimum cheiranthoides），菊科雜草有刺耳菜（Cirsium setosum）、小蓬草（Conyza canadensis）和野艾蒿（Artemisia lavandulaefolia），還有玄參科雜草婆婆納（Veronica didyma），茜草科雜草豬殃殃（Galium aparine），唇形科雜草寶蓋草（Lamium amplexicaule），紫草科雜草麥家公（Buglossoides arvense），以及大戟科雜草澤漆（Euphorbia helioscopial）。

2.2 陜西關(guān)中灌區(qū)麥田雜草群落結(jié)構(gòu)

田間調(diào)查及計算結(jié)果見表2、表3。播娘蒿、薺菜、婆婆納、豬殃殃、節(jié)節(jié)麥在幾乎所有縣（市、區(qū)）都普遍或嚴重發(fā)生，其平均相對優(yōu)勢度為21.17～43.02，相對密度為4.71～37.63，相對頻度為4981～93.55，對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)有較大或嚴重影響，屬于本區(qū)域優(yōu)勢雜草。野燕麥、麥家公在所有縣（市、區(qū)）均有發(fā)生，平均相對優(yōu)勢度為 15.13～20.09，相對密度為2.45～3.53，相對頻度為31.33～41.41，對小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)有中等程度影響，屬常發(fā)性次要雜草。

所以播娘蒿+薺菜+婆婆納+豬殃殃+節(jié)節(jié)麥+野燕麥+麥家公為關(guān)中灌區(qū)麥田雜草的基本構(gòu)成，劃分為基本雜草，這7種基本雜草在各個縣（市、區(qū)）都普遍或嚴重發(fā)生，是造成小麥減產(chǎn)的最主要因素。

寶蓋草、刺兒菜、看麥娘、雀麥、小花糖芥、小蓬草、野艾蒿、澤漆分布在部分縣（市、區(qū)），屬于區(qū)域性雜草，其田間優(yōu)勢度、相對密度、相對頻度較低，對小麥的影響很小。刺兒菜、小蓬草、野艾蒿主要分布在關(guān)中西部，而看麥娘、雀麥、小花糖芥主要發(fā)生在東部，澤漆也主要發(fā)生在中西部。

比較分析各個縣（市、區(qū)）的雜草結(jié)構(gòu)組成，其優(yōu)勢雜草和常發(fā)性次要雜草均相同，區(qū)別在區(qū)域性一般雜草的不同。所以，關(guān)中東部的華陰市、華州區(qū)麥田雜草群落構(gòu)成為基本雜草+寶蓋草+雀麥;北部塬區(qū)的閻良、三原和偏東部的臨潼田間沒有寶蓋草發(fā)生，麥田雜草的群落構(gòu)成為基本雜草+看麥娘，個別田塊有少量雀麥、小花糖芥、小蓬草和野艾蒿發(fā)生;關(guān)中中部的興平、武功、戶縣、周至等麥田雜草的群落構(gòu)成為基本雜草+寶蓋草+澤漆+刺兒菜，個別田塊有看麥娘、野艾蒿、小蓬草零星發(fā)生;關(guān)中西部的楊凌、扶風、眉縣和陳倉等麥田雜草群落構(gòu)成為基本雜草+寶蓋草+澤漆+刺兒菜，個別田塊偶有野艾蒿和小蓬草發(fā)生。

2.3 陜西關(guān)中灌區(qū)麥田雜草發(fā)生特點

播娘蒿在關(guān)中灌區(qū)各地都有發(fā)生，是發(fā)生量最大的雜草，優(yōu)勢度明顯，平均優(yōu)勢度為43.02，最大優(yōu)勢度為55.76，即使在發(fā)生量最少的戶縣，其優(yōu)勢度也在33.94。在關(guān)中灌區(qū)小麥田，播娘蒿相對密度、相對頻度、相對高度、相對重量都屬最大，分別為37.63、93.55、16.16、24.57（表3），顯然是與小麥爭水、爭肥、爭光照，造成小麥減產(chǎn)的最主要雜草種類。

薺菜也是在各地都有發(fā)生的一種雜草，平均優(yōu)勢度為31.35，最大為42.89，出現(xiàn)在戶縣;最小為24.12，出現(xiàn)在三原縣。薺菜在田間的相對密度、相對頻度、相對高度、相對重量依次為13.10、7716、15.09、20.07，是繼播娘蒿后第2種對產(chǎn)量影響較大的雜草。婆婆納在各個縣（市、區(qū)）都有發(fā)生，平均優(yōu)勢度26.98，出現(xiàn)在大多數(shù)田塊，發(fā)生頻度達81.53，在各個田塊發(fā)生的密度比較均勻，相對密度為18.89，相對優(yōu)勢度在19.98～34.33之間，但這種雜草在田間的相對高度和相對重量不大，分別只有3.82、3.69，所以單株對產(chǎn)量的影響不大，只是在田間有數(shù)量優(yōu)勢，才導致對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。茜草科雜草豬殃殃，在關(guān)中灌區(qū)除在臨潼區(qū)的調(diào)查點沒有發(fā)現(xiàn)外，其他縣（市、區(qū)）都有分布，相對頻度達60.79，優(yōu)勢度在0～33.01之間，平均值為21.17。豬殃殃的分布密度屬中等，只有11.62，它的相對高度和相對重量并不大，分別只有5.98、6.12，所以與婆婆納相似，它對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響要較播娘蒿和薺菜小。在關(guān)中灌區(qū)麥田優(yōu)勢雜草中，節(jié)節(jié)麥是唯一的禾本科雜草，在除閻良區(qū)外的其他縣（市、區(qū)）的麥田都有分布，其相對頻度為49.81，優(yōu)勢度在0～3386之間，平均值達21.39，目前節(jié)節(jié)麥的相對密度還不高，只有4.71，但相對高度和相對重量不低，分別為12.41、18.58，所以其危害僅次于播娘蒿和薺菜。

野燕麥曾是關(guān)中灌區(qū)麥田的優(yōu)勢雜草[3-5]，目前已演化為常發(fā)性次要雜草，其發(fā)生頻度已降至41.41，個別田塊無發(fā)生，而發(fā)生田塊的相對密度也只有3.53，平均相對優(yōu)勢度也只有20.09。麥家公、寶蓋草在多數(shù)田塊發(fā)生，田間平均相對優(yōu)勢度分別為15.13、10.51，相對頻度分別為31.33、27.28。野燕麥、麥家公、寶蓋草屬中等危害程度雜草，其造成的損失較優(yōu)勢雜草低。刺兒菜雖然平均優(yōu)勢度只有5.73，田間相對密度也僅有132，但它在多數(shù)田塊存在，在個別調(diào)查地塊竟有較高的存在和較大的威脅，如楊凌、武功的田間相對優(yōu)勢度分別達13.63、15.92，所以刺兒菜具備常發(fā)性次要雜草的特點，具有中等危害性。

禾本科雜草看麥娘和雀麥為區(qū)域性一般雜草，僅在關(guān)中東部和中部的個別田塊發(fā)生，出現(xiàn)頻度僅分別為9.15、2.31，相對密度分別為1.26、022，平均相對優(yōu)勢度未超過4.0，相對高度和相對重量均較小，因此它們對小麥的威脅有限。小花糖芥、野艾蒿、小蓬草也為區(qū)域性雜草，主要分布在渭河流域的灘地，其平均相對優(yōu)勢度僅分別為0.76、4.30、4.66，田間相對密度也不足1.0，出現(xiàn)頻度也很低，因此對小麥的產(chǎn)量影響很小。

2.4 陜西關(guān)中灌區(qū)麥田雜草群落特征

從表4可以看出，關(guān)中灌區(qū)麥田雜草的豐富度以楊凌、武功、眉縣、臨潼、興平、扶風區(qū)域較高，達545～7.26，這反映出這幾個縣（市、區(qū)）麥田雜草的種類多，群落多樣性豐富。這些區(qū)域麥田雜草群落的香農(nóng)指數(shù)也較高，集中分布在1.300 4～1592 5之間，也印證了在這些地區(qū)麥田雜草具有相對高的多樣性。此外，它們的辛普森指數(shù)偏?。?.256 0～0360 5），均勻度指數(shù)偏高（0.757 8～0.869 2），進一步說明在楊凌等6個縣（市、區(qū)），麥田雜草種群的多樣性高，雜草種類多，田間分布均勻。

華陰、華州、閻良、三原、戶縣、周至、陳倉等縣（市、區(qū)）的麥田雜草種類偏少，豐富度僅在 3.85～4.85之間，而香農(nóng)指數(shù)也偏低（0.969 6～1.338 1）、辛普森指數(shù)偏高（0.326 7～0.472 1）、均勻度指數(shù)偏低（0.726 1～0.858 9），表明華陰、陳倉等7個縣（市、區(qū)）雜草的種群豐富度和多樣性要低于上述楊凌等6個縣（市、區(qū)），而且雜草在田間的分布均勻度也較低。

3 結(jié)論與討論

本調(diào)查結(jié)果顯示，雜草播娘蒿、薺菜、婆婆納、豬殃殃、節(jié)節(jié)麥在關(guān)中灌區(qū)麥田發(fā)生優(yōu)勢度最高，發(fā)生普遍，危害嚴重，屬于優(yōu)勢雜草。野燕麥、麥家公是關(guān)中灌區(qū)的常發(fā)性次要雜草，5種優(yōu)勢雜草和2種常發(fā)性次要雜草構(gòu)成關(guān)中灌區(qū)麥田基本雜草，嚴重影響著小麥的生產(chǎn)。而寶蓋草、刺兒菜、看麥娘、雀麥、小花糖芥、小蓬草、野艾蒿、澤漆僅在少數(shù)縣（市、區(qū)）的部分或個別田塊發(fā)生，其田間優(yōu)勢度、相對密度、相對頻度較低，對小麥的影響很小，屬于區(qū)域性雜草。因此，有效控制基本雜草危害是目前關(guān)中灌區(qū)麥田雜草防治的重點及關(guān)鍵。

離蕊芥、麥仁珠、王不留行、田旋花曾是關(guān)中平原灌區(qū)的主要雜草，野燕麥、繁縷、看麥娘也曾在部分麥田危害嚴重[3-5]，這與目前該地區(qū)麥田雜草的群落結(jié)構(gòu)有很大的區(qū)別，顯然目前群落結(jié)構(gòu)變化是與自然地理環(huán)境、農(nóng)藥使用、農(nóng)田耕作模式變化、生態(tài)環(huán)境變化等密切相關(guān)的[6，8-12]。

臨潼、興平、武功、楊凌、扶風、眉縣位于關(guān)中平原灌區(qū)的中部，這里土層深厚，土壤肥沃，光照充足，水資源豐富，十分利于作物和雜草的生長繁殖，導致此類麥田雜草豐富度和多樣性都高，優(yōu)勢度明顯。華陰、華州、閻良、三原、戶縣、周至、陳倉位于關(guān)中平原的東北部和西南部，土壤相對瘠薄，并伴有一定程度的鹽堿化和沙化，因此雜草的豐富度和多樣性都較關(guān)中中部麥田低。

關(guān)中灌區(qū)麥田的優(yōu)勢雜草和常發(fā)性次要雜草中，既有多種越年生的闊葉雜草，又有越年生的禾本科雜草，它們隨著小麥的出苗，也陸續(xù)出土，趕在11月中旬小麥3～4葉期，已有91%雜草出土完畢，已有的研究結(jié)果表明，11月上中旬小麥3～4葉期是化學除草的最適宜時期[13]。唑草酮為三唑啉酮類除草劑，在土壤中的半衰期僅為幾小時，對下茬作物安全，能夠快速高效地防治麥田播娘蒿、薺菜、豬殃殃、婆婆納、寶蓋草、麥家公、刺兒菜等，特別是對磺酰脲類除草劑產(chǎn)生抗性的雜草有很高的活性，但因唑草酮缺乏內(nèi)吸性，所以對個別雜草如婆婆納、寶蓋草、麥家公等可能會防除不徹底[14-16]?；酋０奉惓輨╇p氟磺草胺[14，16]，對大多數(shù)后茬作物安全，20～25 ℃時半衰期為1.0～8.5 d[16]，對多種雜草高效，與唑草酮搭配后能夠很好地彌補它的不足，所以生產(chǎn)中防治麥田闊葉雜草時建議選擇唑草酮與雙氟磺草胺一起搭配混用。

禾本科雜草節(jié)節(jié)麥，為頑固性雜草，目前僅有甲基二磺隆對它有防治效果[17-18]，但應用甲基二磺隆應選擇展著性和滲透性優(yōu)良的助劑，施用時間要放在冬前小麥3～4葉期。

在明確小麥田雜草的發(fā)生危害特點及群落結(jié)構(gòu)組成后，就可以因地制宜地采取有針對性的雜草綜合管理措施，不能單一地依賴化學除草劑，還應進一步探索利用不同耕作方式、輪作方式等控草措施。

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