山東省桃園雜草種類及其群落結(jié)構(gòu)

王立鵬 張曉林 孫鵬雷 朱寶林 劉偉堂 孫瑞紅 王金信

摘要：山東省是全國桃主產(chǎn)區(qū)之一，栽培面積和產(chǎn)量都是全國第一。桃園雜草對桃樹生長和桃品質(zhì)有重要影響。為科學合理地管理桃園雜草，采用倒置“W”九點取樣法對山東省主要桃產(chǎn)區(qū)的12個地級市24個縣（市、區(qū)）的桃園雜草種類分布進行調(diào)查，并且分析了其物種多樣性。結(jié)果表明，山東省桃園夏季雜草種類達21科64種，其中菊科最多，有17種，占26. 6%;其次是禾本科有8種，占12.5%;藜科、旋花科、十字花科、莎草科、莧科都有4種，占6.3%。山東省初冬雜草種類達20科54種，其中菊科最多，達22種，占40.7%;其次是十字花科6種，占11.1%;唇形科（3種），占5.6%;薔薇科（3種），占5.6%。在多樣性指數(shù)和香農(nóng)-威納指數(shù)方面，魯中南桃區(qū)>魯東桃區(qū)>魯中桃區(qū)>魯西北桃區(qū);在辛普森指數(shù)方面，魯東桃區(qū)>魯中桃區(qū)>魯中南桃區(qū)>魯西北桃區(qū);在均勻度方面，魯中桃區(qū)>魯西北桃區(qū)>魯中南桃區(qū)>魯東桃區(qū)。從相似度指數(shù)結(jié)果可以看出，魯中和魯中南桃區(qū)相似度最大，為0.644 1。

關(guān)鍵詞：桃樹;雜草;群落;物種多樣性;優(yōu)勢度

中圖分類號：S451.24+3 ?文獻標志碼：A ?文章編號：1003-935X（2021）03-0035-09

Abstract：Shandong is one of the main peach-producing regions being first in cultivated area and yield in China. Weeds have an important influence on the growth of the peach tree and fruit quality. To provide basis for designing effective weed management strategies in peach orchards，this study determined the distribution and diversity of weed species in the main peach-producing regions of 24 counties belonging to 12 cities in Shandong Province surveying fields according to the inverted “W” nine-point sampling method. There were 64 species belonging to 21 families of summer weeds in the peach orchards of Shandong Province. There were 17 species of Compositae，accounting for 266% of the total，followed by 8 species in Gramineae （12.5%）;Four each in Chenopodiaceae，Convolvulaceae，Brassicaceae，Cyperaceae and Amaranthaceae （ 6.3% each）. In early winter，54 weed species belonging to 20 families were found. There were 22 species in Compositae （40.7%），followed by six species in Cruciferae （11%），and Labiatae and Rosaceae had 3 species （5.6%） each. According to the Shannon-Weiner index，weed diversity in peach areas ranked the middle south>east>middle>northwest of Shandong. Weed dominance based on the simpson index in east>middle>middle south>northwest of Shandong;whereas for uniformity the peach area in the middle>northwest>middle south>east of the Shandong Province. The similarity index indicates that the most similar peach-producing regions were the middle south and the middle of Shandong，with a similarity of 0.644 1.

Key words：peach tree;weed;community;species diversity;dominance degree

桃（Amygdalus persica L.）在我國具有悠久的種植歷史，品種多，產(chǎn)量高，經(jīng)濟效益好，已成為近年來發(fā)展最快的水果之一[1]。桃有很高的經(jīng)濟價值，例如：截至目前，山東省泰安市肥城縣桃產(chǎn)值6億多元;據(jù)2019年報道，山東省日照市莒縣桃農(nóng)人均收入3.8萬元[2-3]。桃含有豐富的營養(yǎng)價值并且肉質(zhì)鮮美，被稱為“天下第一果”[4]。近年來，桃的觀賞價值也得以體現(xiàn)，在很多著名旅游景點已成為新亮點，例如：龍泉、林芝、平谷、常德、恭城、上海等地的“桃花節(jié)”[5]。

山東省是全國桃主產(chǎn)區(qū)之一，栽培面積和產(chǎn)量都是全國第一[6-8]。據(jù)統(tǒng)計，2018年山東省桃產(chǎn)量和種植面積分別是294萬t和 11萬hm2[9]，分別占據(jù)全國份額的1/4和1/8[4]，泰安市的肥城桃、濰坊市的青州蜜桃都是地方的名優(yōu)特產(chǎn)，享譽海內(nèi)外。山東省桃種植產(chǎn)地主要分布在蒙陰、沂水、平邑、費縣、蒼山、肥城和萊西等6個縣（市、區(qū)）。由于桃樹生長以及桃產(chǎn)量都會受到溫度、降水量、土層厚度、土壤有機質(zhì)含量、土壤養(yǎng)分含量、土壤保肥能力等的影響[10]，導致山東省逐漸形成魯東、魯西北、魯中、魯中南4個主要桃產(chǎn)區(qū)，形成了獨屬于山東省的地域性特點。

桃園雜草一直是制約桃高效生產(chǎn)的因素之一。桃園雜草通過與桃樹爭光、爭水、爭養(yǎng)分并且寄生多種病蟲害，影響桃的正常生長和正常的農(nóng)事操作，阻礙桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[11]。山東地區(qū)氣候比較溫和，四季分明，夏季雨水豐富且溫度高，地形多丘陵，土壤類型多為棕壤、褐土、潮土等多種類型。正是由于山東省氣候適宜、地形地勢復雜多變、土壤類型多等特點，使得桃園雜草發(fā)生種類多，危害重，對桃樹生長以及桃產(chǎn)量影響巨大[12-13]。桃園雜草對果樹生長有利有弊，關(guān)鍵在于如何合理利用，例如傳統(tǒng)的清耕除草，雖然在一定程度上能確保桃園地面干凈，但是土壤結(jié)構(gòu)被破壞、肥力及桃產(chǎn)量下降等缺點是顯而易見的[14]。

先前對桃園雜草群落結(jié)構(gòu)研究的報道有2017年趙濱等對臨朐地區(qū)的群落結(jié)構(gòu)調(diào)查[15]以及2007年常宏志在節(jié)水覆蓋措施下對桃園雜草群落進行的調(diào)查[16]。但是，由于各地桃園的耕作方式、氣候變化、土壤類型、降水量等都存在顯著差異，整個山東省主要桃產(chǎn)區(qū)的雜草群落結(jié)構(gòu)仍然未明確，這就阻礙了桃園自然生草過程中對雜草的合理利用。因此，本試驗主要在桃生長發(fā)育時期對山東省幾個主要桃產(chǎn)區(qū)進行調(diào)查，以期為將來桃園科學合理地防治雜草提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地點

選擇山東省12個地級市24個縣（市、區(qū)），對其主要桃產(chǎn)區(qū)進行調(diào)查，其中魯中包括濟南市長清區(qū)（116°44′26″E，36°26′55″N）、歷城區(qū)（117°14′7″E，36°30′38″N），淄博市沂源縣（118°22′8″E，36°1′22″N）;魯東包括煙臺市萊陽縣（120°45′31″E，36°55′4″N），濰坊市臨朐縣（116°5′32″E，39°52′28″N）、青州市（118°31′30″E，36°36′25″N），青島市即墨區(qū)（120°33′12″E，36°32′30″N）、平度市（115°54′30″E，40°25′54″N）、萊西縣（116°24′48″E，39°54′39″N）;魯西北包括德州市齊河縣（116°39′33″E，36°39′40″N）、商河縣（117°4′46″E，37°16′21″N），聊城冠（115°29′3″E，36°24′4″N）、東阿縣（116°10′37″，36°15′57″）;魯中南包括泰安市肥城市（116°46′31″E，36°11′19″N）、新泰市（117°55′5″，35°53′41″），棗莊市滕州市（117°10′47″E，35°9′46′N）、山亭區(qū)（116°50′43″E，39°48′20″N），臨沂市河東區(qū)（118°35′15″E，35°7′34″N）、蒙陰縣（117°53′26″E，35°47′30″N），日照市莒縣（118°26′51″E，35°32′14″N）、東港區(qū)（119°29′16″E，35°24′22″N）、五蓮縣（119°6′50″E，35°43′31″N），濟寧市鄒城市（117°5′23″E，35°20′36″N）、曲阜市（116°24′48″E，39°54′39″N）。調(diào)查點的選取大致為所選縣（市、區(qū)）桃園集中帶，桃樹間距（3±1） m×（4±1） m，桃園管理水平中等。

1.2 調(diào)查方法

對桃園在夏末秋初（八月到九月，此時桃子生長在結(jié)果末期）及初冬（11月底到12月初，此時桃子生長在休眠期）進行調(diào)查，在各市選取2個縣（市、區(qū)），每個縣（市、區(qū)）選擇2個田塊，每個田塊按照倒置“W”走向選取9個樣方進行調(diào)查，每個樣方面積是025 m2（50 cm×50 cm）。詳細記錄每個樣方內(nèi)雜草種類、株數(shù)、相對株高以及桃園情況等。通過分析計算得到雜草在桃園內(nèi)的頻度、均度、密度以及優(yōu)勢度等，從而得到雜草在桃園的群落結(jié)構(gòu)分布。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 軟件將記載的數(shù)據(jù)進行整理，然后分別統(tǒng)計雜草的頻度、均度、密度，進一步計算雜草的相對頻度（RF）、相對均度（RU）、相對密度（RD）[17-18]，從而計算出雜草優(yōu)勢度（RA）。

田間頻度=該種雜草出現(xiàn)的田塊總田塊數(shù);

田間均度=該種雜草出現(xiàn)的樣方數(shù)總調(diào)查樣方數(shù);

田間密度（株/m2）=該種雜草樣方中數(shù)目樣方面積;

相對頻度=某種雜草出現(xiàn)的頻率所有雜草的頻率;

相對均度=某種雜草的均度所有雜草的均度;

相對密度=某種雜草的密度所有雜草的總密度;

相對優(yōu)勢度計算公式：RA=（RF+RU+RD）/3。

Margalef 豐富度指數(shù)R=（S-1）/lnN;香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)（Shannon-Weiner index）H′=-∑Si=1[Pi（lnPi）];辛普森（Simpson index）D=1-∑Si=1PiPi;均勻度指數(shù)（Pielou index）J=H′/（lnS）[19]。

式中：Pi為第i種雜草的密度占樣方中雜草總密度的比例;Pi=Ni/N，Ni為樣方中第i種雜草的密度;N為樣方中雜草的總密度;S為各棉區(qū)內(nèi)雜草的種類數(shù)[20]。

Sorenson相似度指數(shù)Cs=2j/（a+b）。式中：j為群落A與B共有的物種數(shù);a為群落A含有的全部物種數(shù);b為群落B含有的全部物種數(shù)[21-22]。

以雜草優(yōu)勢度數(shù)據(jù)為分析指標，采用IBM SPSS statistics 22進行系統(tǒng)聚類分析，生成聚類分析樹狀圖[23]。數(shù)據(jù)進行標準化轉(zhuǎn)換，采用組間均連法，測度距離為平方歐式距離。

2 結(jié)果與分析

2.1 山東省主要桃產(chǎn)區(qū)中桃園雜草群落

通過對山東省幾個主要桃產(chǎn)區(qū)的39個桃園，351個樣點的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，山東省桃園夏季雜草種類達21科64種，其中菊科最多有17種，占26.6%，其次是禾本科有8種，占12.5%;藜科、旋花科、十字花科、莎草科、莧科都有4種，分別各占6.3%;其他共14科19種，占29.7%（表1）。山東省初冬雜草種類達20科54種，其中菊科最多達22種，占40.7%，其次是十字花科6種，占11.1%;唇形科3種，占5.6%;薔薇科3種，占5.6%;茜草科2種，占3.7%，其他共18種，占33.3%（表2）。

2.2 桃園雜草田間頻率

通過比較夏季桃園雜草田間頻率可以發(fā)現(xiàn)，田間頻率由高到低依次為馬齒莧>牛筋草>馬唐>鴨跖草>鐵莧菜>具芒碎米莎草。其他雜草頻率均小于0.5，發(fā)生頻度較低。其中馬齒莧發(fā)生頻度最高為0.820 5，牛筋草、馬唐均大于0.7（表1）。通過初冬雜草調(diào)查發(fā)現(xiàn)，田間頻率由高到低依次為薺菜>泥胡菜=小蓬草>附地菜>苦荬菜=一年蓬=苦苣菜=長裂苦苣菜=小薊=花葉滇苦菜=荔枝草，其他雜草頻率均小于0.5，其中薺菜頻率最大，各地均有出現(xiàn)（表2）。

2.3 桃園雜草田間均度

通過比較夏季桃園雜草田間均度發(fā)現(xiàn)，田間均度由高到底依次為馬唐>牛筋草>馬齒莧>鴨跖草>具芒碎米莎草>鐵莧菜>半夏>苦荬菜，其他雜草田間均度小于0.1。其中馬唐發(fā)生的均度高達0.427 3（表1）。通過初冬雜草調(diào)查發(fā)現(xiàn)，田間均度由高到底依次為泥胡菜>小蓬草>薺菜>附地菜>苦荬菜>荔枝草>一年蓬>苦苣菜>長裂苦苣菜，其他雜草均度小于0.3，其中泥胡菜、小蓬草和薺菜頻率較高均大于0.7（表2）。

2.4 桃園雜草田間密度

通過比較夏季桃園雜草田間密度可以發(fā)現(xiàn)，田間密度由高到底依次為馬唐>馬齒莧>鴨跖草>具芒碎米莎草>牛筋草，其他雜草密度均小于5株/m2。其中馬唐達到15.4株/m2，其次為馬齒莧、鴨跖草均大于7株/m2（表1）。通過初冬雜草調(diào)查發(fā)現(xiàn)，田間密度由高到底依次為泥胡菜>小蓬草>附地菜>薺菜>苦荬菜>一年蓬，其他雜草密度均小于5株/m2。其中泥胡菜密度最高，達到20株/m2（表2）。

2.5 桃園雜草優(yōu)勢種

通過比較夏季桃園雜草相對優(yōu)勢度可以發(fā)現(xiàn)，桃園主要的優(yōu)勢雜草是馬唐、馬齒莧、牛筋草、鴨跖草、具芒碎米莎草、鐵莧菜，其次是半夏、狗尾草、苦荬菜、鱧腸、打碗花、凹頭莧、知風草、稗草、圓葉牽牛、薺菜、長裂苦苣菜、小飛蓬、藦蘿、小藜等（表1）。桃園初冬雜草主要優(yōu)勢雜草是泥胡菜、小蓬草、薺菜、附地菜、苦荬菜等（表2）。

2.6 不同桃區(qū)雜草群落物種多樣性

根據(jù)所調(diào)查地點桃園的土壤性狀、氣候狀況、地形等條件[24]，將所調(diào)查地點分為4個主要桃區(qū)并對所調(diào)查數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。由表3可知，魯中南桃區(qū)物種多樣性最高，魯西北桃區(qū)物種多樣性最低。魯中南、魯中、魯東桃區(qū)香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)均達到2.5左右，這3個地區(qū)物種多樣性較高。4個桃區(qū)辛普森指數(shù)均在0.8～0.9之間，物種都比較均勻，均勻度指數(shù)趨勢也大致在0.7～0.8之間。

2.7 不同桃區(qū)相似度及其聚類分析

由相似度結(jié)果可以得出，魯東和魯中南桃區(qū)、魯中和魯中南桃區(qū)的相似度都較高，分別為0.621 6、0644 1;魯東和魯西北桃區(qū)的相似度最低，為03396;魯東和魯中桃區(qū)、魯西北和魯中桃區(qū)、魯西北和魯中南桃區(qū)的相似度中等，分別為 0.474 6、0.578 9、0.452 8。

聚類分析表明，山東省桃區(qū)按照桃園雜草群落可劃分為兩大類，分別為魯中和魯中南桃區(qū)、魯西北和魯東桃區(qū)（圖1）。

3 結(jié)論與討論

山東省夏季桃主產(chǎn)區(qū)共有雜草64種，分屬21科。優(yōu)勢種群共有20種分屬12科。從調(diào)查雜草種類的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，菊科雜草的種類最多，高達17種。但是，從桃園雜草優(yōu)勢度的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，禾本科雜草仍是桃園雜草的優(yōu)勢種群;優(yōu)勢度很大的雜草種群有馬唐、馬齒莧、牛筋草、鴨跖草、具芒碎米莎草和鐵莧菜，其頻度、均度、密度均都達到很高的水平，其中馬唐的均度、密度、優(yōu)勢度均都大于其他雜草。上述雜草植株較矮，對桃樹的危害較小，但是當其發(fā)生數(shù)量達到或超過生長閾值時，同樣會和桃樹爭奪營養(yǎng)物質(zhì)等，影響桃樹生長和桃產(chǎn)量。從山東省初冬調(diào)查結(jié)果可以看出，桃園雜草的發(fā)生多為越冬性雜草及秋季再生雜草，雖然發(fā)生的種類大部分對桃樹影響不大，但是春季濕度和溫度合適后，越冬性雜草會快速生長，和桃樹爭奪土壤營養(yǎng)物質(zhì)，影響桃樹生長和桃產(chǎn)量，同時還會對人工生草和自然生草種群的建立造成阻礙。因此，在制定防治桃園雜草措施時應(yīng)該著重考慮桃園雜草的優(yōu)勢種群以及桃園雜草的實際情況，從而制定出一套科學、合理的雜草管理制度。

從雜草優(yōu)勢度結(jié)果可以看出，對桃樹危害嚴重的纏繞或高大的牽牛、藜、葎草、反枝莧、小飛蓬等雜草發(fā)生的優(yōu)勢度低，但是藜、反枝莧、小飛蓬、長裂苦苣菜等雜草生長高度高、枝葉量大，會爭奪桃樹的光、肥、水等物質(zhì);葎草、牽牛等藤蔓很長，通過攀緣纏繞桃樹來爭奪生長空間，阻礙樹體枝葉和果實生長;除此之外，莧菜、牽牛、藜等還容易滋生銹病、盲蝽、夜蛾類多種病蟲害，增加桃子遭受病蟲侵害的途徑，嚴重影響了桃樹的健康生長以及果品產(chǎn)量，還同自然生草或人工生草建立的群落競爭生長空間。在日常的生產(chǎn)實際中，對此類雜草要重點關(guān)注，并且做到及時科學的防除。

不同桃區(qū)雖然在溫度、氣候、地形、土壤等因素方面存在著差異，但是分析結(jié)果可以看出不同桃區(qū)之間的物種差異性不大，主要原因是近年來人為選擇的結(jié)果，例如除草劑的使用、人工耕地、人工拔草和人工生草等。這就導致一些人為需要或者競爭能力強、適應(yīng)能力強的雜草得以保存，其他雜草種類被人為去除[25]。通過調(diào)查結(jié)果的對比，雜草群落結(jié)構(gòu)以及雜草的均勻度指數(shù)、香農(nóng)-威納指數(shù)、辛普森指數(shù)和物種豐富指數(shù)顯著被調(diào)查地點（地形類型、土壤類型、溫度、降雨）、時間等因素影響。例如，2007年常宏志調(diào)查得到的群落結(jié)構(gòu)（地點在延安）和本試驗得到的結(jié)果有很多相似種類[16];2017年趙濱等對臨朐地區(qū)（時間在春季）調(diào)查得到的雜草均勻度指數(shù)等存在著很大的差距[15]。所以要因地制宜地制定科學合理的雜草管理模式。

現(xiàn)代發(fā)達國家通用的桃園管理方式是果園行間生草，這種方法對于提高桃園的果實品質(zhì)，實現(xiàn)桃園的可持續(xù)發(fā)展和栽培管理現(xiàn)代化有非常重大的意義。桃園生草的3種方式有自然生草[26-27]、定期刈割和人工種草。如何能夠利用好3種桃園生草方式[28-29]，并且最大限度地保護有益雜草、去除惡性雜草以及無用雜草，從而達到對桃園的現(xiàn)代化管理，這都需要對桃園的雜草種群進一步的研究[30-31]。本研究通過對雜草組成、群落多樣性和群落相似性的研究，可以更好地明確山東地區(qū)桃園雜草的種類和雜草的發(fā)生動態(tài)，并以此為基礎(chǔ)對桃園雜草的管理采取因地制宜的措施，以此達到桃園雜草的科學管理[32]。

本研究對山東省各地進行調(diào)查，但是各地氣候變化、栽培方式、土壤類型等均存在差距，下一步需在山東地區(qū)進行更多的調(diào)查，增加試驗結(jié)果的科學性和合理性，以期對雜草的種類、出土規(guī)律、消長動態(tài)進行更加全面的認識，為桃園雜草的管理提供更加全面的理論支持。

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