來鳳縣雪茄煙田雜草發(fā)生規(guī)律及其綠色防控

田常煒，侯書旺，夏鵬亮，姚 振*

1.長江大學園藝園林學院，湖北省荊州市荊秘路88號 434025

2.湖北省煙草公司恩施州公司，湖北省恩施市施州大道119號 445000

煙田雜草是侵入性的非栽培物種，其與煙草植株爭奪光照和養(yǎng)分，并影響田間的通風條件，雜草本身也容易遭受許多病蟲的侵害，是蚜蟲等的寄主，嚴重影響煙葉的產量和質量。化學防除是目前應用較廣的雜草防除方法，但存在威脅煙草質量和污染土壤［1］等潛在問題，且農藥殘留對人體也有危害［2］，導致近年來煙田雜草防除向綠色防控的方向轉變。針對不同煙田雜草群落結構及發(fā)生規(guī)律采取對應的防除措施，是減少除草劑使用的基礎，也是綠色防控的依據(jù)。

烤煙煙田雜草群落結構和發(fā)生規(guī)律的相關研究較多，如李錫宏等［3-4］通過樣方法調查了湖北宜昌市和十堰市煙田雜草的種類，2個地區(qū)煙田雜草分別有62種和53種；李儒海等［5］通過樣方法調查了襄陽市的煙田雜草，發(fā)現(xiàn)50 種雜草；李錫宏等［6］通過樣方法調查湖北省內28個鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙田雜草，結果顯示共有雜草95種。此外，上述研究均發(fā)現(xiàn)煙田雜草的種類構成受到海拔的影響，一般來說，低海拔地區(qū)的雜草種類較多。然而，目前關于雪茄煙田雜草綠色防控的相關研究還鮮見報道。湖北省來鳳縣屬亞熱帶大陸性季風濕潤型山地氣候，年平均降雨量1 400 mm，日照1 400 h，相對濕度81%，雨量充沛，與厄瓜多爾優(yōu)質雪茄原料主產區(qū)氣候接近，是良好的雪茄煙葉種植區(qū)。因此，在來鳳縣選取有代表性的雪茄煙田，利用樣方法和踏查法進行雜草種類鑒定和數(shù)量統(tǒng)計的系統(tǒng)調查，旨在明確該地雪茄煙田的雜草種類、發(fā)生規(guī)律、群落結構及優(yōu)勢種，并提出合理的雜草防除建議，為雪茄煙田的綠色防控提供參考。

1 材料與方法

1.1 田間調查時間、地點及方法

在來鳳縣選取具有代表性的雪茄煙田作為樣地進行研究，分別為浸水鄉(xiāng)桶子村，舊司鎮(zhèn)巖蜂窩村，舊司鎮(zhèn)鎖洞村和舊司鎮(zhèn)巖朝門村，在調查期間不對樣地的雜草進行防除處理。

調查于5月移栽期、6月煙葉旺長期、7月煙葉現(xiàn)蕾期和8月煙葉成熟期等4個時期進行。除煙草移栽期采用踏查法［7］進行調查外，其他時期均采用樣方法［8］進行，樣方大小0.5 m×1.0 m，每個樣地調查9個樣方，采用倒“W”字法確定樣方位置，統(tǒng)計雜草種類和數(shù)量。

1.2 數(shù)據(jù)分析

移栽期采用Clements 多度記錄法［9］評估種群數(shù)量，將單位面積上評估的某物種的數(shù)量記錄為優(yōu)勢、豐盛、常見、偶見、稀少和很少6個等級［10］。樣地內雜草的種類主要參考中國植物志網站（http：//frps.eflora.cn）和中國外來入侵物種信息系統(tǒng)（http：//ias.iplant.cn）進行鑒定。煙葉旺長期、現(xiàn)蕾期和成熟期對樣方內雜草數(shù)量采取目測法［11］進行估量。調查雜草的種類和數(shù)量，計算相對頻率（RF）、相對均度（RU）、相對密度（RD）和相對多度（RA）［12］。計算公式如下：

1.3 相似性分析

我國近10 年開展過煙田雜草調查的地區(qū)主要有遼寧?。?3］、黑龍江?。?4］、河南省［15］、貴州?。?6-19］、湖北?。?-6］、江西?。?0］、四川省［21-22］、福建?。?2］及廣東省［23-24］，以上地區(qū)煙田優(yōu)勢雜草共有44 種，隸屬于17 科36 屬。采用Sorensen 相似性系數(shù)（Similarity coefficient，SC），對來鳳縣雪茄煙田和這些地區(qū)煙田的雜草群落調查結果進行相似性分析，計算方法見公式（5）［25-26］：

式中：SC 表示雜草群落相似性系數(shù)；ω表示2個雜草群落中的共有物種；a 表示來鳳縣雪茄煙田雜草群落中物種總數(shù)；b 表示各個省份煙田雜草群落中物種總數(shù)。根據(jù)群落相似性系數(shù)SC 數(shù)值大小，可劃分為3個區(qū)間表示不同的相似程度：0～0.50、0.50～0.80 和0.80～1 分別代表關系較遠、關系較密切和關系最密切［27］。

2 結果與分析

2.1 移栽期雜草的基本組成和發(fā)生頻率

移栽期，來鳳縣4個樣地的雪茄煙田共有32 科79種雜草（表1）。其中菊科（Asteraceae）有12種，占總數(shù)的15.18%；禾本科（Poaceae）有11 種，占總數(shù)的13.92%；蓼科（Polygonaceae）有6 種，占總數(shù)的7.59%；莧科（Amaranthaceae）有4 種，占總數(shù)的5%；蕁麻科（Urticaceae）有4 種，占總數(shù)的5%；毛茛科（Ranunculaceae）、景天科（Crassulaceae）、石竹科（Caryophyllaceae）、唇形科（Lamiaceae）和莎草科（Cyperaceae）各有3 種，分別占總數(shù)的3.79%；十字花科（Brassicaceae）、車前科（Plantaginaceae）、傘形科（Apiaceae）、酢漿草科（Oxalidaceae）和母草科（Linderniaceae）各有2 種，各占總數(shù)的2.53%；其余17科各有1種，分別占總數(shù)的1.26%。優(yōu)勢種為黃花蒿（Artemisia annua）、空心蓮子草（Alternanthera philoxeroides）、碎米莎草（Cyperus iria）和鐵莧菜（Acalypha australis）。外來入侵物種共有11 種，菊科（Asteraceae）的入侵物種最多，其次是莧科（Amaranthaceae），這些物種入侵后能夠適應當?shù)丨h(huán)境并建立群落，說明適應能力和繁殖能力強，可能會影響煙葉的生長。

由表1可知，喜濕類雜草有38 種，如藎草（Arthraxon hispidus）、空心蓮子草（A.philoxeroides）和碎米莎草（C.iria）等，占總數(shù)的48.10%；Clements 多度為常見及以上級別的有25種，其中喜濕類雜草有11 種。由上述結果可見該地區(qū)喜濕類的雜草種類較豐富。

表1 來鳳縣雪茄煙田移栽期雜草發(fā)生種類Tab.1 Species of weeds occurred in cigar tobacco fields during transplanting in Laifeng County

來鳳縣4個調查樣地田間環(huán)境較相似，有16 種雜草為4個樣地的共有雜草，占雜草總數(shù)的20.25%，分別為馬唐（Digitaria sanguinalis）、鐵莧菜（A.australis）、鴨跖草（Commelina communis）、霧水葛（Pouzolzia zeylanica）、香絲草（Erigeron bonariensis）、香附子（Cyperus rotundus）、過路黃（Lysimachia christiniae）、黃花蒿（A.annua）、空心蓮子草（A.philoxeroides）、毛茛（Ranunculus japonicus）、半夏（Pinellia ternata）、鬼針草（Bidens pilosa）、蔊菜（Rorippa indica）、水芹（Oenanthe javanica）、碎米莎草（C.iria）和珠芽景天（Sedum bulbiferum）。其中9 種為喜濕類雜草，占共有雜草總數(shù)的56.25%，說明4個樣地雪茄煙田濕度均較大。

2.2 雪茄煙田重點防控雜草的群落特征

根據(jù)煙葉旺長期、現(xiàn)蕾期和成熟期的調查結果計算所有雜草的RA，將RA≥10%的雜草種類列為防控重點，需重點防控的雜草有11 種，分別是空心蓮子草（A.philoxeroides）、牛筋草（Eleusine indica）、碎米莎草（C.iria）、鐵莧菜（A.australis）、馬唐（D.sanguinalis）、水芹（O.javanica）、黃花蒿（A.annua）、霧水葛（P.zeylanica）、光頭稗（Echinochloa colona）、藎草（A.hispidus）和尼泊爾蓼（Polygonum nepalense）。

需重點防控的雜草在3個時期的RF、RU、RD 和RA 見表2。其中光頭稗（E.colona）、尼泊爾蓼（P.nepalense）和藎草（A.hispidus）的發(fā)生時期較晚，尼泊爾蓼（P.nepalense）的發(fā)生具有階段性的特點。由于調查期間無人工翻耕和藥劑處理，需重點防控的雜草在3個時期出現(xiàn)不同程度的變化，馬唐（D.sanguinalis）和碎米莎草（C.iria）變化幅度較大，其中碎米莎草（C.iria）競爭力較弱，隨著時間的推移，RA 逐漸減少；其余雜草變化幅度不大，較為穩(wěn)定。出現(xiàn)這種變化可能是種間競爭的結果。

表2 煙葉旺長期、現(xiàn)蕾期和成熟期重點防控雜草的群落特征Tab.2 Community characteristics of key weeds to be prevented and controlled at tobacco fast growing stage，flower budding stage and mature stage（%）

需重點防控的11 種雜草中，空心蓮子草（A.philoxeroides）、碎米莎草（C.iria）、鐵莧菜（A.australis）、水芹（O.javanica）和藎草（A.hispidus）是喜濕類雜草，共占重點防控雜草總數(shù)的45.45%，其在旺長期、現(xiàn)蕾期和成熟期的RA 之和分別為95.25%、104.10%和93.05%。結果表明，現(xiàn)蕾期時喜濕類雜草RA 更高，這可能是由于該時期打頂后煙葉減少，抵達地面的光照更多，而隨著氣候變化，RA也逐步減少。

競爭力較強的8 種重點防控雜草RA 變化如圖1所示。黃花蒿（A.annua）、空心蓮子草（A.philoxeroides）和鐵莧菜（A.australis）呈先升后降趨勢；馬唐（D.sanguinalis）、牛筋草（E.indica）和水芹（O.javanica）呈先降后升趨勢；碎米莎草（C.iria）直線下降；霧水葛（P.zeylanica）直線上升；8 種雜草的平均RA逐步降低。

圖1 重點防控雜草的相對多度變化Fig.1 Relative abundance change of key weeds to be prevented and controlled

現(xiàn)蕾期時正值雨季，喜濕類雜草如空心蓮子草（A.philoxeroides）和鐵莧菜（A.australis）競爭力增強，與煙葉旺長期相比該時期RA 升高，而水芹（O.javanica）和碎米莎草（C.iria）競爭力減弱。從現(xiàn)蕾期到成熟期，空心蓮子草（A.philoxeroides）和碎米莎草（C.iria）RA 均降低約14%，但空心蓮子草（A.philoxeroides）繁殖能力強，與其他種類相比仍占較大優(yōu)勢，防除也更困難。

2.3 來鳳縣雪茄煙田雜草群落與其他省份煙田雜草群落相似性分析

來鳳縣雪茄煙田雜草群落與1.3 節(jié)中9個省份共15個地區(qū)的煙田雜草群落的相似性分析結果見表3。結果表明，來鳳縣雪茄煙田雜草群落與15個地區(qū)的煙田雜草群落相似性均偏低，相似性系數(shù)均在0.50 以下，雜草群落間差異較大，這可能是由于來鳳縣特殊的種植環(huán)境導致。

表3 煙田雜草群落相似性分析Tab.3 Similarity analysis between weed communities in tobacco fields

3 討論

經調查，上述9個省份15個地區(qū)中優(yōu)勢雜草共計44 種，其中喜濕類雜草有13 種，占優(yōu)勢雜草總數(shù)的29.54%；而來鳳縣雪茄煙田所有優(yōu)勢雜草中喜濕類雜草占比更高，這可能與來鳳縣濕潤的種植環(huán)境有關，不同地區(qū)煙田雜草的群落結構和發(fā)生規(guī)律具有一定的差異性，該研究結果與河北省滄州地區(qū)棉田雜草群落組成［28］一致。

來鳳縣雪茄煙田雜草群落與9個省份15個地區(qū)的煙田雜草群落的相似性系數(shù)較低，差異性較大，具有特殊性，可能原因有：①來鳳縣位于武陵山區(qū)內，屬于喀斯特地貌區(qū)，無助力擴散及動物取食都難以遠距離傳播種子，山脈也為天然的屏障，外來物種難以進入；②來鳳縣海拔在800 m左右，其他15個地區(qū)海拔在500 m 左右，不同的海拔、坡位、氣候和生態(tài)環(huán)境都會影響雜草種子庫［29］；③土壤系統(tǒng)和植被是緊密聯(lián)系的整體，植物區(qū)系的構成和土壤pH 值顯著負相關［30］。上述15個地區(qū)中，黑龍江省主要是pH 均值為6.67 的黑土區(qū)［31］，豫中地區(qū)為中性偏堿的中壤土和重壤土［32］，貴州省以pH 均值為7.31 的石灰土為主［33］，遼寧省主要是pH 均值為6.24的壤質土［34］，而來鳳縣主要為pH 值低于6.50 的黃紅壤和黃壤［35-36］。地理位置和田間環(huán)境等都會影響煙田雜草群落構成，來鳳縣得天獨厚的地理條件，使其雪茄煙田雜草群落構成具有特殊性。

此外，調查期間還觀測到來鳳縣4個調查樣地中巖峰窩村與其他3個樣地相比雜草高度和密度更小，這可能是因為巖峰窩村在冬季煙葉采收后，及時進行了人工翻耕和覆蓋黑色薄膜等物理防治措施；而其他3個樣地以化學防除［37］為主，防除效果不佳，這可能是由于潮濕的種植環(huán)境使藥劑易被雨水稀釋，黏附能力降低。潮濕的種植環(huán)境使來鳳縣雪茄煙田雜草中喜濕類雜草占比更多，達48.10%，其中RA 占比較高的空心蓮子草（A.philoxeroides）和鐵莧菜（A.australis）競爭能力強，防除較困難，針對來鳳縣雪茄煙田雜草喜濕的特點，下一步可采取生物防治和物理防治相結合的措施［38-43］防除雜草。

4 結論

通過踏查法和樣方法相結合的方式對來鳳縣雪茄煙田雜草的種類、發(fā)生規(guī)律及群落特征進行調查分析，結果表明來鳳縣雪茄煙田雜草有32 科79種，煙草移栽期優(yōu)勢種有黃花蒿（A.annua）、空心蓮子草（A.philoxeroides）、碎米莎草（C.iria）和鐵莧菜（A.australis）；煙草旺長期、現(xiàn)蕾期和成熟期需要重點防控的雜草有空心蓮子草（A.philoxeroides）、牛筋草（E.indica）、碎米莎草（C.iria）、鐵莧菜（A.australis）、馬唐（D.sanguinalis）、水芹（O.javanica）、黃花蒿（A.annua）、霧水葛（P.zeylanica）、光頭稗（E.colona）、藎草（A.hispidus）和尼泊爾蓼（P.nepalense）。來鳳縣與其他9個省份15個地區(qū)的煙田雜草調查結果相比差異較大，相似性系數(shù)均在0.50 以下，且來鳳縣優(yōu)勢雜草中喜濕類雜草占比更高，達45.45%。