生物覆蓋對(duì)大蒜田間生態(tài)效應(yīng)的影響

周國慶 ，羅鵬 ，彭友林 ，王云 ，周國峰 ，王文龍

在生產(chǎn)上，大蒜對(duì)土壤的適應(yīng)性很強(qiáng)，除鹽堿、沙荒地外都能生長(zhǎng)。但在南方栽培，由于雜草為害和冬季氣溫低，產(chǎn)量不高，大蒜生長(zhǎng)速度慢成為南方大蒜生產(chǎn)面臨的主要問題。南方蒜田雜草種類多、生長(zhǎng)快，與大蒜爭(zhēng)水、爭(zhēng)肥、爭(zhēng)空間、爭(zhēng)陽光，影響大蒜的產(chǎn)量和品質(zhì)，傳統(tǒng)的雜草防除一般使用化學(xué)除草劑或者人工鏟除。但化學(xué)除草劑容易引發(fā)環(huán)境污染和物種多樣性減少等生態(tài)問題；而人工鏟除，增加勞動(dòng)強(qiáng)度和水土流失。研究既不使用化學(xué)除草劑和大量人工，又能保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域物種多樣性的生態(tài)防控雜草方法，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)安全高效生產(chǎn)具有重要意義。有研究表明，秸稈覆蓋可有效抑制雜草，同時(shí)在提高地溫方面有積極作用。目前在果園、麥田、玉米地上，稻草覆蓋應(yīng)用較多[1～4]。

喜旱蓮子草（Alternanthera philoxeroides）屬莧科蓮子草屬，為多年生草本外來植物，又名空心蓮子草、水花生、革命草。該草自然蔓生迅速，特別在溝渠、河道、湖泊、沼澤、魚塘、稻田、果園、菜地和花園內(nèi)為害嚴(yán)重，陸生型喜旱蓮子草在我國南方已成為非常難除的惡性雜草[5]。將喜旱蓮子草短截干制，作為大蒜生產(chǎn)的覆蓋物，不僅資源豐富，也能變害為寶。本試驗(yàn)以喜旱蓮子草、稻草、油菜莢為材料對(duì)大蒜進(jìn)行覆蓋栽培，分析各處理大蒜田間雜草種群結(jié)構(gòu)、蓋度、物種多樣性、雜草優(yōu)勢(shì)種、大蒜田間地面溫度、地下10 cm溫度等指標(biāo)，研究3種覆蓋措施對(duì)大蒜雜草的控制效果和對(duì)土壤溫度的影響，進(jìn)而探討3種覆蓋物對(duì)大蒜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

大蒜購于常德市農(nóng)資市場(chǎng)。喜旱蓮子草從水塘中打撈，按10 cm短截，曬干備用。水稻秸稈曬干備用。油菜莢曬干備用。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2009年9月到2010年4月在湖南文理學(xué)院生物園進(jìn)行，試驗(yàn)地光照充足，地勢(shì)平坦，土壤偏黏性，肥力中等。

試驗(yàn)設(shè)喜旱蓮子草、水稻秸稈、油菜莢覆蓋與無覆蓋4個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2。大蒜9月28日播種，播后立即覆蓋。播種前每1 hm2用尿素150 kg、普鈣150 kg、硫酸鉀150 kg及腐熟的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥均勻撒入各試驗(yàn)小區(qū)，播種行株距為20 cm×7 cm，其他管理同常規(guī)。

1.3 試驗(yàn)觀測(cè)項(xiàng)目

①雜草發(fā)生頻率 采用實(shí)地目測(cè)法，大蒜田以1廂（10 m2）以上為一個(gè)樣方，調(diào)查主要雜草的發(fā)生頻率（F)。F（%）=（所調(diào)查某一油菜生產(chǎn)區(qū)主要雜草的有草樣方數(shù)/所調(diào)查油菜生產(chǎn)區(qū)所取的總樣方數(shù)）×100%。

②雜草蓋度 以5 m2以上為1個(gè)樣方，目測(cè)估算某一雜草的投影面積占樣方面積的百分率。

③田間溫度測(cè)定 在晴、陰、雨等不同天氣狀況下測(cè)量地面和地下10 cm溫度。

④大蒜經(jīng)濟(jì)性狀考察 在蒜苗抽出時(shí)收獲，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性狀考察，考察的項(xiàng)目有株高、莖基粗、鮮質(zhì)量，并對(duì)主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆蓋物對(duì)雜草的影響

大蒜蒜苗發(fā)生時(shí)（3月30日）調(diào)查各種大蒜田間雜草株數(shù)、株高、密度、蓋度、豐度、出現(xiàn)頻度等指標(biāo)。結(jié)果表明，無覆蓋的大蒜田雜草種類有9種，分別為喜旱蓮子草（Alternanthera philoxeroides）、看麥娘（Alopecurus aequalis Sobol）、蒼耳（C.arvense L.）、羊 蹄 （Rmmex japonicus Houtt）、 鼠 曲 草 （Herba Gnaphaii Affinis）、野莧菜（Rorippa montana（Wall.）Small）、 車 前 草 （Plantago depressa Willd）、 碎 米 薺（Cardamine hirsuta Linn）、黃花菜（Cleome L.）。 其中喜旱蓮子草、看麥娘、碎米薺、車前草、黃花菜、蒼耳的發(fā)生頻率比較高（100%）；從發(fā)生量來說，以蒼耳、看麥娘最多，其豐度分別為31.8%和13.6%；從為害程度來說，以看麥娘最大，其蓋度為20%。喜旱蓮子草和稻草覆蓋的大蒜田間雜草只有碎米薺、蒼耳和看麥娘3種，且從發(fā)生的量來說，對(duì)看麥娘的抑制率分別達(dá)到75%和67%，對(duì)碎米薺和蒼耳的抑制率分別達(dá)到25%、50%和79%、86%。油菜莢覆蓋的大蒜田間80%的空間被萌生的油菜苗所占據(jù)。結(jié)果表明，喜旱蓮子草和稻草覆蓋可阻止雜草的生長(zhǎng)與蔓延，起到防除雜草的作用（表1）。

2.2 不同覆蓋物對(duì)土壤溫度的影響

在2010年1～3月，選擇不同的天氣狀況，午間測(cè)定地表溫度和地下10 cm處的溫度，結(jié)果見表2。

在溫度較低的陰天（地表溫度4℃），生物覆蓋提高地下溫度1.1~1.4℃；溫度較低的晴天（地表溫度8.3℃），生物覆蓋提高地下溫度0.7~1.0℃；溫度較低的雨天（地表溫度7.9℃），生物覆蓋提高地下溫度0.5~0.7℃。在溫度較高的陰天（地表溫度11.2℃），生物覆蓋提高地下溫度1.1~1.4℃；溫度較高的晴天（地表溫度20.8℃），生物覆蓋降低地下溫度0.8~1.8℃；溫度較高的雨天（地表溫度14.2℃），生物覆蓋提高地下溫度0.3~0.6℃。各覆蓋物之間的地下溫度差異不大。結(jié)果表明，在陰天生物覆蓋能明顯提高地下溫度；雨天，由于雨水的滲透，提高地溫稍少；晴天，在冬天溫度低時(shí)能提高地溫，在春天溫度較高時(shí)地表覆蓋物又能適當(dāng)降低土壤溫度。

表1 大蒜田間雜草的為害程度

2.3 生物覆蓋物對(duì)大蒜經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量的影響

在大蒜接近抽出蒜薹時(shí)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性狀考察，測(cè)量各處理大蒜的株高、莖基粗、鮮質(zhì)量，結(jié)果見表3。

大蒜株高和莖粗是構(gòu)成單株產(chǎn)量的重要因素。株高表現(xiàn)為喜旱蓮子草與稻草覆蓋分別比無覆蓋增加20.1%、26.0%，油菜莢覆蓋比無覆蓋株高增加1.3%；顯著性分析表明，覆蓋有喜旱蓮子草和稻草的組別，與覆蓋油菜莢和空白的組別之間有極顯著差異；空白組與油菜莢組之間、喜旱蓮子草組與稻草組之間均無顯著差異。莖粗表現(xiàn)為喜旱蓮子草與稻草覆蓋分別比無覆蓋增加57%、41.8%，而油菜莢覆蓋比無覆蓋細(xì)19.6%。根長(zhǎng)表現(xiàn)為喜旱蓮子草與稻草覆蓋分別比無覆蓋長(zhǎng)58.8%、78.4%。單株質(zhì)量以喜旱蓮子草覆蓋最高（80.5 g），比無覆蓋增加27.8%；其次是稻草覆蓋，比無覆蓋增加18.5%；油菜莢覆蓋因生出的油菜苗與大蒜產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，使大蒜的單株質(zhì)量比無覆蓋減少50.8%。對(duì)單株質(zhì)量進(jìn)行顯著性分析表明，喜旱蓮子覆蓋與稻草覆蓋之間有顯著差異，它們與無覆蓋之間均有極顯著差異。

表2 不同覆蓋物對(duì)土壤溫度的影響

表3 生物覆蓋對(duì)大蒜經(jīng)濟(jì)性狀的影響

3 小結(jié)與討論

①喜旱蓮子草覆蓋和稻草覆蓋基本抑制了喜旱蓮子草、羊蹄、鼠曲草、野莧菜、車前草、黃花菜的發(fā)生。對(duì)看麥娘的抑制率分別達(dá)到75%和67%，對(duì)碎米薺和蒼耳的抑制率分別達(dá)到25%、50%和79%、86%，能明顯防除大蒜田間雜草。利用油菜莢覆蓋，因新鮮的油菜莢中混有油菜種子，導(dǎo)致油菜苗大量發(fā)生，不僅抑制雜草生長(zhǎng)，也抑制大蒜生長(zhǎng)。若將油菜莢曬干后使用，也可成為一種良好的生物覆蓋物。

②喜旱蓮子草覆蓋和稻草覆蓋能在不同的季節(jié)、不同天氣狀況下有效地改善土壤溫度。在陰天，能明顯提高土壤溫度1.1~1.4℃，使土壤溫度和地面溫度差值達(dá)到2.1~2.4℃；在雨天，由于雨水的滲透作用土壤溫度提高較少，為0.3~0.7℃；在溫度較低的晴天，提高土壤溫度0.7~1.0℃，溫度較高的晴天降低地下溫度0.8~1.8℃。在冬天提高土壤溫度能有效促進(jìn)大蒜生長(zhǎng)。

③喜旱蓮子草覆蓋和稻草覆蓋因能有效抑制雜草的發(fā)生、改善土壤溫度、保持土壤疏松狀態(tài)，不僅使大蒜單株質(zhì)量提高27.8%和18.5%，而且大蒜粗壯，改善了商品品質(zhì)，對(duì)提高大蒜生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益有重要作用。

④喜旱蓮子草為多年生草本外來植物。該草自然蔓生面積迅速擴(kuò)大，在我國南方已成為非常難除的惡性雜草。在洞庭湖區(qū)普遍分布于河道、溝渠、池塘、水田、旱地和路邊，其中以溝渠、濕地和水塘發(fā)生量大，阻塞河道，影響水產(chǎn)和濕地開發(fā)，嚴(yán)重為害生態(tài)環(huán)境[5]。將喜旱蓮子草作為作物生產(chǎn)的覆蓋物，資源豐富，是化害為寶的有效途徑。

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