譚秋錦,覃振師,陳海生,徐冬英,趙大宣,何銑揚(yáng) (廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,廣西龍州532415)
雜草是對人類活動不利或有害于生產(chǎn)場地的一切植物,其強(qiáng)烈抑制作物生長發(fā)育,且會助長病蟲的蔓延[1]。作為旱地中潛在的雜草群落,其大小、結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)及動態(tài)變化決定了將來雜草的發(fā)生危害情況[2-3]。近年來,隨著耕作制度的改變、種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、水肥一體化條件的改善以及化學(xué)除草劑的長期使用,致使農(nóng)用地雜草優(yōu)勢種群和群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化,旱田雜草危害嚴(yán)重,影響著作物的產(chǎn)量與品質(zhì)[4-5]。國內(nèi)外在耕作制度改變的情況下,為維持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的平衡,對雜草的種類、密度、分布以及優(yōu)勢種群等情況做了大量的調(diào)查[6-8],如科學(xué)規(guī)劃施肥、調(diào)控雜草種子庫、合理控制雜草、減少化學(xué)除草劑的使用等[9-11]。為了掌握桂西南不同利用方式旱地雜草群落結(jié)構(gòu)、多樣性等動態(tài)特征及其發(fā)生與危害狀況,筆者于2013、2014年對龍州縣不同利用方式旱地的玉米、甘蔗、菠蘿、香蕉、杧果地雜草種類、密度、分布、優(yōu)勢種群等基本情況進(jìn)行了調(diào)查,以期為科學(xué)預(yù)測地面雜草的群落演替規(guī)律、科學(xué)合理地應(yīng)用化學(xué)除草劑、有效控制農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)提供理論依據(jù)。
1.1 研究區(qū)概況 研究區(qū)為廣西龍州縣彬橋鄉(xiāng)境內(nèi),屬于廣西西南部,位于 22°8'~22°44'N、106°33'~107°12'E,最高海拔1 045 m,一般海拔約200 m,以盆地著稱,屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫22.3~23.0℃,年極端高溫為41.6℃,最低氣溫為-3.0℃,日照時(shí)數(shù)1 582.7 h,無霜期達(dá)350 d以上。年均降水量1 304.1 mm,集中在6~9月份,年平均空氣相對濕度81%~87%。西北高,中南低,以喀斯特地形石山為主,很多獨(dú)立的小山峰陡而散碎,屬二迭紀(jì)巖層風(fēng)化而成的石灰土。
1.2 研究方法 在對研究區(qū)域進(jìn)行實(shí)地踏查的基礎(chǔ)上,選擇具有代表性、立地條件基本一致的玉米、甘蔗、菠蘿、香蕉、杧果地5個(gè)不同利用方式的旱地,每種方式不少于5塊地。調(diào)查方法采用0.5 m×0.5 m的正方形鐵絲框,按倒置“W”九點(diǎn)取樣法,調(diào)查鐵絲框內(nèi)雜草的種類、數(shù)量、高度、冠幅、蓋度等,樣方法調(diào)查密度、頻度和生長狀況[12]。計(jì)算旱地雜草優(yōu)勢種的多度、重要值Shannon-Wiener、Simpson和Pielou均勻度[13]。
2.1 雜草種類 從5個(gè)調(diào)查基點(diǎn)的調(diào)查結(jié)果看,目前桂西南旱地在樣點(diǎn)地中出現(xiàn)的雜草27科54種(表1),以禾本科雜草11種、菊科雜草10種居多。根據(jù)旱地的利用方式、種植的作物不同,又可分為玉米地雜草、甘蔗地雜草、菠蘿地雜草、香蕉地雜草和杧果地雜草等類型。其中甘蔗地雜草20種,菠蘿地雜草18種,香蕉地雜草11種,杧果地雜草14種和玉米地雜草13種。
2.2 不同利用方式旱地主要雜草優(yōu)勢種 各種旱地雜草因?yàn)榉N植方式、生態(tài)環(huán)境等條件不同發(fā)生的優(yōu)勢種群、優(yōu)勢度不同[14]。從調(diào)查結(jié)果看,龍州縣旱地形成了禾本科、菊科、酢漿草科為主的雜草群落(表2)。其中,玉米地以鬼針草、酢漿草、地桃花和鵝觀草等雜草為主,酢漿草的相對多度、Shannon-Wiener、Simpson 最大,分別為 0.313、0.294、0.026;甘蔗地以鵝腸草、繁縷、一點(diǎn)紅和鈍葉草為主,繁縷的相對多度、Shannon-Wiener、Simpson 最 大,分 別 為 0.145、0.255、0.014;菠蘿地以鬼針草、酢漿草、飛機(jī)草和麥瓶草為主,酢漿草的相對多度、Shannon-Wiener、Simpson 最大,分別為0.151、0.268、0.018;香蕉地以鬼針草、鵝觀草、酢漿草和豬殃殃為主,鵝觀草的相對多度最大,為0.216,鬼針草的Shannon-Wiener、Simpson 最大,分別為0.277、0.020;杧果地以酢漿草、犁頭草、鋪地草和臭根子草為主,酢漿草的相對多度、Shannon-Wiener、Simpson 最大,分別為 0.200、0.300、0.028。不同利用方式旱地的優(yōu)勢種和優(yōu)勢種群雜草相對多度等較高[15],5 種利用方式的 Pielou 均勻度分別為 0.967、0.964、0.947、0.969、0.962。雜草的數(shù)量、危害程度均超過其他種類雜草,可能原因是施藥水平不高或除草劑使用不當(dāng)導(dǎo)致菊科和禾本科等惡性雜草迅速瘋長,防治難度較大,一次性施藥難以控制,2次施藥成本增加,致使菊科和禾本科等惡性雜草危害較重,應(yīng)作為龍州縣旱田雜草防除的重點(diǎn)對象。
表1 桂西南不同利用方式旱地雜草種類
表2 旱地主要雜草優(yōu)勢種及多樣性指數(shù)
傳統(tǒng)的桂西南龍州縣旱地基本是種植甘蔗,受連續(xù)多年受旱災(zāi)的影響,近幾年甘蔗糖業(yè)收入下降,農(nóng)民積極性不高,目前部分種植業(yè)結(jié)構(gòu)大幅度調(diào)整,耕作制度改變。而雜草爭奪作物的養(yǎng)分、水分、陽光和空間,產(chǎn)生抑制物質(zhì)阻礙作物生長,不僅導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降,影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),而且妨礙農(nóng)事操作,嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[16-17]。雜草的調(diào)查有助于建立完整的旱地雜草測報(bào)體系,在有效防控雜草危害的基礎(chǔ)上科學(xué)進(jìn)行耕作制度改革,實(shí)行作物輪作制度,加大旱地基本建設(shè)投入,全面進(jìn)行旱地深翻作業(yè),改善旱地生態(tài)環(huán)境,減少雜草基數(shù)[15]。提出以下建議:①科學(xué)用藥,研究開發(fā)高效、低毒、
低農(nóng)殘新型藥劑,提高除草劑的除草效果,遏制雜草抗藥性的產(chǎn)生。在控制雜草危害的同時(shí),保持一定可控雜草生物多樣性。②在施肥條件下,加強(qiáng)研究雜草種子的萌發(fā)、土壤種子庫特征與地面雜草群落的相關(guān)性、遺傳變異,建立旱地土壤中雜草種子數(shù)據(jù)庫,預(yù)測雜草種群動態(tài)和群落演替,構(gòu)建雜草綜合治理系統(tǒng)。③科學(xué)進(jìn)行耕作制度改革,實(shí)行作物輪作制度,制定生態(tài)規(guī)律的雜草管理措施,改善旱地生態(tài)環(huán)境,減少雜草基,加強(qiáng)雜草管理。
[1]王淑彬,黃國勤,劉隆旺.稻田水旱地輪作(第二年度)對農(nóng)田雜草的影響[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,24(1):20 -23.
[2]CARDINA J,HERMS C P,DOOHAN D J.Crop rotation and tillage system effects on weed seed banks[J].Weed Science,2002,50:448 -460.
[3]BARBERI P,CASCIO B L,CASCIO B.Long-term tillage and crop rotation effects on weed seed bank size and composition[J].Weed Research,2001,41(4):325 -340.
[4]古巧珍,楊學(xué)云,孫本華,等.不同施肥條件下黃土麥地雜草生物多樣性[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2007,18(5):1038 -1042.
[5]馬承忠.農(nóng)田雜草識別及防除[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1999:92-96.
[6]張紅梅,白容霖,張慧麗,等.長春市郊區(qū)旱田土壤雜草種子庫的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,24(1):42 -46.
[7]WILES L,SCHWEIZERB E.Spatial dependence of weed seed banks and strategies for sampling[J].Weed Science,2002,50:595 -606.
[8]YANG Y S,WANG H,TANG J J,et al.Effects of weed management practices on orchard soil biological and fertility properties in southeastern China[J].Soil& Tillage Research,2007,93(1):179 -185.
[9]南維鴿,李世清,侯紅乾,等.不同施氮水平和雜草清除時(shí)間對半濕潤地區(qū)農(nóng)田氮素利用及產(chǎn)量的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2007,16(5):124-130.
[10]湯雷雷,萬開元,陳防.養(yǎng)分管理與農(nóng)田雜草生物多樣性和遺傳進(jìn)化的關(guān)系研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2010,19(7):1744 -1749.
[11]WAN K Y,TAO Y,LI R H,et al.Influences of long-term different types of fertilization on weed community biodiversity in rice paddy fields[J].Weed Biology and Management,2012,12(1):12 -21.
[12]韓惠芳,寧堂原,田慎重,等.土壤耕作及秸稈還田對夏玉米田雜草生物多樣性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2010,30(5):1140 -1147.
[13]張怡,陳宏灝,張華普.寧夏中部干旱帶壓砂西瓜田主要雜草的消長動態(tài)及生態(tài)位[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,19(10):78 -81.
[14]高先濤,申慕真,姚景勇,等.魯西南地區(qū)旱田雜草種類及發(fā)生規(guī)律初探[J].雜草科學(xué),2001(3):5-7.
[15]查順清,戴蓬博,馮佰利,等.陜北地區(qū)糜子田雜草組成及群落特征[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2014,23(5):164 -170.
[16]張玉玉,田凈凈,劉志英,等.青島苜蓿田雜草種類調(diào)查研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,45(7):102 -105.
[17]葉照春,楊雨環(huán),朱峰,等.貴州省玉米地雜草發(fā)生情況調(diào)查[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2014(4):1488 -1493.