設(shè)施油白菜地藜科雜草的空間分布型及其抽樣技術(shù)

李平

摘要：采用空間分布型檢驗(yàn)、聚集強(qiáng)度指標(biāo)檢驗(yàn)和線性回歸法，研究了設(shè)施油白菜地苗期藜科雜草田間分布型及其抽樣方法，結(jié)果表明：設(shè)施油白菜地苗期藜科雜草田間分布型呈聚集分布，聚集受栽培環(huán)境影響較大。建立了設(shè)施栽培環(huán)境下油白菜地苗期藜科雜草理論抽樣模型。

關(guān)鍵詞：油白菜;藜科;空間分布型;理論抽樣模型

中圖分類號：S451.1 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ?文章編號：1001-1463（2021）07-0063-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.07.013

Abstract：The field distribution pattern and sampling method of Chenopodiaceae weeds in seedling stage of protected Chinese cabbages were studied by using spatial distribution pattern test， aggregation intensity index test and linear regression methods. The results showed that the field distribution pattern of Chenopodiaceae weeds in seedling stage of protected Chinese cabbages was aggregation distribution. The aggregation was highly influenced by the growing environment. The theoretical sampling model of Chenopodiaceae weeds at seedling stage of Chinese cabbage was established under protected cultivation environment.

Key words：Chinese cabbage; Chenopodiaceae; Spatial distribution pattern; Theoretical sampling model

設(shè)施油白菜是甘肅特色產(chǎn)業(yè)之一[1 - 2 ]。藜科雜草是我國西北旱區(qū)主要雜草類型之一，也是甘肅河西灌區(qū)設(shè)施蔬菜地的主要雜草。藜科多數(shù)為一年生草本植物，少數(shù)為半灌木或灌木，極少數(shù)為小喬木。全球藜科植物共約有130屬1 500余種，廣泛分布于各大洲，主要分布于歐亞大陸、南北美洲、非洲和大洋洲的沙漠、荒漠、半干旱及鹽堿地區(qū)，其中中亞地區(qū)是現(xiàn)存藜科植物的分布中心。我國有藜科植物39屬180余種，廣泛分布于各地，主要生長在鹽堿地區(qū)和北方干旱地區(qū)。其特點(diǎn)是根系發(fā)達(dá)，多數(shù)器官組織液中富含鹽分，通過與其他植物競爭地上和地下的空間、光照、空氣、水分、養(yǎng)分等來抑制其他植物的生長[3 - 4 ]。近年來，筆者在甘肅省金昌市永昌縣、武威市涼州區(qū)以及古浪縣設(shè)施蔬菜基地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，藜科雜草成為設(shè)施油白菜苗期最主要的雜草類型。筆者調(diào)查研究了設(shè)施油白菜地苗期藜科雜草的田間分布型及其抽樣方法，旨在為其防治和預(yù)測預(yù)報(bào)提供參考。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 調(diào)查地點(diǎn)和方法

調(diào)查地點(diǎn)位于甘肅省武威市涼州區(qū)中壩鎮(zhèn)上壩村。當(dāng)?shù)仄骄０? 501 m，土壤類型薄層灌漠土，年均降水161 mm，土壤有機(jī)質(zhì)含量14.8 g/kg。指示油白菜品種為精選四月慢，播量2 g/m2。2021年3月28 — 29日于油白菜3葉1心期隨機(jī)調(diào)查5座油白菜日光溫室，每座日光溫室為1個(gè)樣本田塊，每個(gè)樣本田塊均按棋盤式橫向選擇5個(gè)點(diǎn)，縱向選擇10個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)即1個(gè)樣方，每樣方面積0.25 m2。每個(gè)樣田調(diào)查50個(gè)樣方，統(tǒng)計(jì)樣方內(nèi)藜科雜草密度，制作χ2頻次表。

1.2 ? 空間分布型檢驗(yàn)

1.2.1 ? 聚集度指標(biāo)檢驗(yàn) ? 采用擴(kuò)散系數(shù)C、Cassie指標(biāo)CA、Lloyd聚集指數(shù)M*/m、David &Moore叢生指數(shù)I以及聚集均數(shù)λ檢驗(yàn)空間分布型。

1.2.2 ? 線性回歸檢驗(yàn) ? 將平均擁擠度M*與平均密度 ?值做Iwao回歸M*=α+β。α為基本擴(kuò)散指數(shù)，β為密度擴(kuò)散系數(shù)。當(dāng)α > 0，個(gè)體間相互吸引，分布的基本成分是個(gè)體群;當(dāng)α=0，分布的基本成分是單個(gè)個(gè)體;當(dāng)α < 0，個(gè)體間相互排斥。當(dāng)β=1時(shí)，隨機(jī)分布;當(dāng)β < 1時(shí)，均勻分布;當(dāng)β > 1時(shí)，聚集分布。將方差S2與平均密度取對數(shù)值后做Taylor回歸lg（S2）=lga+blg（ ?）。當(dāng)b=1時(shí)，空間分布為隨機(jī)分布;當(dāng)b > 1時(shí)，空間分布為聚集分布;當(dāng)b趨近于0時(shí)，空間分布為均勻分布。

1.3 ? 理論抽樣模型和序貫抽樣模型

Iwao理論抽樣模型n=t2/D2[（α+1）/+ β-1]，n為最適抽樣數(shù)或理論抽樣數(shù)，為平均密度，D為允許誤差，t為置信度分布值，α、β同Iwao回歸模型參數(shù)。

Iwao序貫抽樣模型T（1、2）=nm0 ± t，加號計(jì)算可得到雜草密度的上限值T1，減號計(jì)算可得到雜草密度的下限值T2。n即抽樣數(shù)，m0為防治指標(biāo)，t為置信度分布值，一般取95%置信區(qū)間即t=1.96;α、β同Iwao理論抽樣模型參數(shù)。田間調(diào)查時(shí)，若累計(jì)查得雜草數(shù)量大于上限值T1，說明雜草密度高于防治指標(biāo)，需要進(jìn)行防治;若累計(jì)查得雜草數(shù)量低于下限值T2，說明雜草密度低于防治指標(biāo)，不需要防治;若累計(jì)查得雜草數(shù)量處于上下限值之間，需繼續(xù)取樣調(diào)查。

最大抽樣數(shù)模型Nmax=t2/d2[（α+1）m0+（β-1）m02）]，d即允許誤差D，m0、t、α、β同Iwao序貫抽樣模型參數(shù)。當(dāng)田間調(diào)查到最大抽樣數(shù)時(shí)，若累計(jì)查得雜草數(shù)量仍在上下限之間，則根據(jù)該點(diǎn)最靠近的那一邊界限值判斷是否需要防治。

采用Excel 2003和DPS17.10軟件處理數(shù)據(jù)。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 空間指標(biāo)檢驗(yàn)

從表1可知，1～5號田的χ2值均小于該自由度下奈曼分布、P-E分布、負(fù)二項(xiàng)分布P0.05時(shí)的χ2值，表示上述田塊雜草實(shí)際分布與對應(yīng)上述各分布模型顯著相符。奈曼分布、P-E分布和負(fù)二項(xiàng)分布均為聚集分布，因此可認(rèn)為1～5號樣田的藜科雜草空間分布型均顯著呈聚集分布。

由表2可知，1～5號樣田的擴(kuò)散系數(shù)C > 1，Lloyd聚集指數(shù)M*/m> 1，Cassie指數(shù)CA > 0，叢生指數(shù)I > 0，表示藜科雜草在設(shè)施油白菜苗期的田間分布型呈聚集分布。所有田塊的聚集均數(shù)λ< 2，表示雜草田間聚集分布是受環(huán)境因素決定。聚集均數(shù)λ和平均密度模型方程式為λ=0.459 6+0.089 7，R2=0.506 8，F(xiàn)=3.08< F0.05，表示藜科雜草的聚集程度與平均密度模型無顯著相關(guān)性。

2.2 ? 線性回歸檢驗(yàn)

2.2.1 ? Iwao回歸 ? 平均擁擠度M*和平均密度的值回歸模型顯著，方程式為M*=2.195 2x- 0.217 3，R2=0.709 0，F(xiàn)=14.2>F0.05。式中密度擴(kuò)散系數(shù)β=2.195 2>1，表示藜科雜草的空間分布型呈聚集分布。

2.2.2 ? Taylor回歸 ? 方差S2和平均密度取對數(shù)值的回歸模型極顯著，方程式為lg（S2）= 0.265 2+1.413 lg（x），R2=0.938 0，F(xiàn)=66.9>F0.01。式中b=1.413>1，表示藜科雜草田間分布型呈聚集分布。

2.3 ? 理論抽樣模型和序貫抽樣模型

根據(jù)Iwao回歸模型和Iwao理論抽樣模型，取95%置信度（即t=1.96），可得出藜科雜草最適抽樣模型為n=3.8416/D2（0.782 7/+ 1.195 2）。一般允許誤差D可取0.1、0.2和0.3，可得出相應(yīng)雜草密度（例如平均密度= 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10株/0.25 m2）的最適抽樣數(shù)（表3）。若雜草密度相同，則抽樣數(shù)隨允許誤差增大而減小;若允許誤差相同，則抽樣數(shù)隨雜草密度增多而減少。

根據(jù)Iwao序貫抽樣模型，選擇藜科雜草防治指標(biāo)為4株/0.25 m2，即m0=4.0;取95%置信區(qū)間即t=1.96，可得出藜科雜草密度序貫抽樣方程為T（1、2）=4n±9.212。例如取調(diào)查樣方數(shù)（單位：個(gè)）n=10、15、20、25、30、35、40、45、50、55時(shí)，可得相應(yīng)雜草數(shù)量的序貫抽樣表（表4）。在田間調(diào)查中，若累計(jì)查得雜草數(shù)量大于表中上限值T1，即雜草密度高于防治指標(biāo)，需要防治;若累計(jì)查得雜草數(shù)量小于表中下限值T2，即雜草密度低于防治指標(biāo)，不需要防治;若查得雜草數(shù)量處于T1和T2之間，仍需繼續(xù)取樣調(diào)查。

根據(jù)最大抽樣模型，取95%置信范圍即t=1.96。當(dāng)允許誤差d=0.1時(shí)，可得出Nmax≈855 0，即在防治指標(biāo)（4.0±0.1）株/0.25 m2時(shí)田間調(diào)查的最大抽樣數(shù)是8 550個(gè)。當(dāng)允許誤差d=0.2時(shí)，可得出Nmax≈2 138，即在防治指標(biāo)（4.0±0.2）株/0.25 m2時(shí)田間調(diào)查的最大抽樣數(shù)是2 138個(gè)。當(dāng)允許誤差d= 0.3時(shí)，可得出Nmax≈950，即在防治指標(biāo)（4.0±0.3）株/0.25 m2時(shí)田間調(diào)查的最大抽樣數(shù)是950個(gè)。實(shí)際應(yīng)用中，在一定允許誤差內(nèi)調(diào)查到最大抽樣數(shù)時(shí)，若累計(jì)查得的雜草數(shù)量仍在T1和T2之間，則根據(jù)該數(shù)值最靠近邊界限值決定是否進(jìn)行防治。

3 ? 結(jié)論與討論

藜科雜草在設(shè)施油白菜地苗期田間分布型呈聚集分布，該結(jié)論與其他類型雜草例如酸模葉蓼在蔬菜地的空間分布規(guī)律一致[5 - 7 ]。田間藜科雜草聚集分布受栽培環(huán)境影響較大，受雜草本身特性影響較小，建立了設(shè)施油白菜地苗期田間藜科雜草最適抽樣模型n=3.841 6/D2（0.782 7/x+1.195 2）和序貫抽樣模型T（1、2）=4n±9.212。

本研究結(jié)論為設(shè)施蔬菜地藜科雜草的科學(xué)防治和預(yù)測預(yù)報(bào)提供了基礎(chǔ)理論與技術(shù)依據(jù)，研究建立的序貫抽樣方法可供設(shè)施蔬菜生產(chǎn)基地或基層專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治組織參考。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可根據(jù)序貫抽樣表適時(shí)開展藜科雜草數(shù)量調(diào)查，決定是否開展科學(xué)防治。

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（本文責(zé)編：陳 ? 珩）