山西黃芩田雜草組成及群落特征

王 睿，王克功

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所，山西臨汾041000）

黃芩（Scutellaria baicalensis）是唇形科黃芩屬多年生草本植物，以根入藥，富含黃酮類(lèi)化合物，具有抗菌、抗病毒、降血脂、保肝利膽、抗癌等功效，是重要的傳統(tǒng)道地藥材[1-2]。黃芩人工栽培主要分布在我國(guó)北方，山西產(chǎn)量最大，年產(chǎn)量占全國(guó)40%～50%[3]。臨汾市是山西省主產(chǎn)區(qū)之一，2016 年臨汾市黃芩種植面積達(dá)0.51 萬(wàn)hm2，年產(chǎn)量達(dá)12 595 t。隨著黃芩人工種植面積逐年擴(kuò)大，農(nóng)田種植結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，雜草與黃芩爭(zhēng)奪土壤中的營(yíng)養(yǎng)水分等，傳播病蟲(chóng)害，惡化環(huán)境，已經(jīng)成為嚴(yán)重影響黃芩產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素之一，制約黃芩產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前，黃芩研究主要集中在有效成分、藥用價(jià)值[4-6]及栽培[7-8]方面，栽培研究又主要集中在黃芩的繁殖、病蟲(chóng)害防治和科學(xué)施肥方面，黃芩田雜草發(fā)生規(guī)律及防控研究[9-10]十分薄弱。未見(jiàn)對(duì)黃芩田雜草種類(lèi)和群落特征的研究報(bào)道。2017—2018 年山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所農(nóng)田雜草防除課題組選取山西省臨汾市具有代表性的黃芩主產(chǎn)地襄汾縣（平原地區(qū)）和洪洞縣（山地地區(qū)），調(diào)查不同生長(zhǎng)時(shí)期黃芩田雜草的發(fā)生情況，為黃芩田雜草科學(xué)防控提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

洪洞縣黃芩種植區(qū)主要分布在山地及丘陵，屬大陸季風(fēng)性半干旱氣候，全年干旱少雨，冬天干燥寒冷，夏季潮濕炎熱，年平均溫度為12.6 ℃，年降水量為470 mm，無(wú)霜期平均為190 d，連年種植黃芩、柴胡、遠(yuǎn)志等中藥材，間作或輪作小麥玉米等。調(diào)查地點(diǎn)選擇洪洞縣提村鄉(xiāng)李村垣村和淹底鄉(xiāng)南卦村，均位于山地地區(qū)。襄汾縣黃芩種植區(qū)主要分布在平原地區(qū)，屬于溫帶季風(fēng)氣候，年均氣溫11.5 ℃，年降水量550 mm 左右，無(wú)霜期185 d，連年種植黃芩、柴胡、遠(yuǎn)志等中藥材，間作或輪作小麥玉米等。調(diào)查地點(diǎn)選擇襄汾縣南賈鎮(zhèn)荀董村、汾城鎮(zhèn)汾陽(yáng)嶺村、西賈鄉(xiāng)西李村和南辛店鄉(xiāng)北賈村。

1.2 調(diào)查方法

2017 年3 月至2018 年12 月在山西省臨汾市洪洞縣和襄汾縣選取常年種植黃芩的村，在黃芩苗前、出苗期、生長(zhǎng)期、花蕾期和種子成熟期分別進(jìn)行調(diào)查取樣，共135 個(gè)采樣點(diǎn)。調(diào)查采用倒置“W”9 點(diǎn)取樣法[10]，樣方面積為1 m2，分別統(tǒng)計(jì)樣方中雜草的種類(lèi)、密度，測(cè)量相應(yīng)的鮮質(zhì)量。雜草種類(lèi)鑒定主要依據(jù)文獻(xiàn)[11]。研究數(shù)據(jù)使用Excel 2007 進(jìn)行處理。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

參照魏守輝等的方法[12]，根據(jù)各樣點(diǎn)的調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算其相對(duì)優(yōu)勢(shì)度和物種多樣性。

其中，RD 為相對(duì)密度，即某雜草的密度占雜草總密度的比例；RW 為相對(duì)重量，即某雜草的鮮質(zhì)量占樣方中雜草總鮮質(zhì)量的比例；RF 為相對(duì)頻度，即雜草出現(xiàn)的樣方數(shù)占所有雜草出現(xiàn)的總樣方數(shù)的比例[13]。

物種豐富度（S），即樣方中包含的所有雜草種類(lèi)數(shù)。

其中，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。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃芩田雜草區(qū)系

表1 山西臨汾黃芩田雜草種類(lèi)

續(xù)表1

山西省臨汾市調(diào)查區(qū)域內(nèi)黃芩田雜草共發(fā)現(xiàn)67 種，隸屬于 25 科 55 屬（表 1），其中，單子葉植物1 科 8 屬 9 種；雙子葉植物 24 科 47 屬 58 種。菊科、禾本科和十字花科的雜草種類(lèi)較多，分別有13、9、5 種，共占雜草種類(lèi)的 40.30%，其次是莧科、藜科、旋花科、紫草科、大戟科和罌粟科，分別有4、3、3、3、3、3 種，共占雜草種類(lèi)的 28.36%。

2.2 黃芩田雜草發(fā)生特點(diǎn)及群落結(jié)構(gòu)

根據(jù)雜草的優(yōu)勢(shì)度（表2）可以看出，山西不同黃芩種植區(qū)洪洞縣和襄汾縣黃芩田雜草發(fā)生情況有較大差異，黃芩不同生長(zhǎng)期雜草發(fā)生情況也差異較大，黃芩不同生長(zhǎng)期的優(yōu)勢(shì)雜草各不相同。其中，優(yōu)勢(shì)雜草有茵陳蒿、播娘蒿、狗尾草、豬毛菜和鵝絨藤等5 種，區(qū)域性?xún)?yōu)勢(shì)雜草有9種，常見(jiàn)雜草有11 種，一般雜草有41 種。

洪洞縣黃芩不同生長(zhǎng)期的優(yōu)勢(shì)雜草主要有茵陳蒿、播娘蒿、麥家公、鵝絨藤、米口袋、狗尾草和豬毛菜，優(yōu)勢(shì)度均在20 以上。黃芩出苗前優(yōu)勢(shì)雜草為茵陳蒿和播娘蒿，優(yōu)勢(shì)度分別為56.65 和21.08，危害較重；阿爾泰狗娃花、刺兒菜、禿瘡花、離子草的優(yōu)勢(shì)度均在10 以上，發(fā)生較為普遍。黃芩出苗期優(yōu)勢(shì)雜草為麥家公、茵陳蒿、鵝絨藤和米口袋，優(yōu)勢(shì)度分別為 36.54、35.29、23.62 和 20.08；小花糖芥發(fā)生量也較大。茵陳蒿在黃芩生長(zhǎng)期發(fā)生優(yōu)勢(shì)度依舊最大，為31.75，刺兒菜、米口袋、田旋花、阿爾泰狗娃花和鵝絨藤也有較大面積分布，優(yōu)勢(shì)度均在10 以上。黃芩花蕾期狗尾草和豬毛菜上升為優(yōu)勢(shì)雜草，優(yōu)勢(shì)度分別為53.42 和44.03，優(yōu)勢(shì)度在10 以上的雜草還有藜、山苦荬、堿蓬、鵝絨藤和田旋花，發(fā)生也較為普遍。黃芩種子成熟期的優(yōu)勢(shì)雜草為狗尾草，優(yōu)勢(shì)度為49.88；蒲公英、山苦荬、豬毛菜和鵝絨藤危害也較為嚴(yán)重，優(yōu)勢(shì)度均在10 以上。

表2 洪洞縣和襄汾縣黃芩田不同生長(zhǎng)時(shí)期主要雜草的優(yōu)勢(shì)度

襄汾縣黃芩不同生長(zhǎng)期的優(yōu)勢(shì)雜草主要有小花糖芥、薺菜、播娘蒿、夏至草、田旋花、藜、狗尾草、馬齒莧、豬毛菜、鐵莧菜和鵝絨藤，優(yōu)勢(shì)度均在20以上。黃芩出苗前優(yōu)勢(shì)雜草為小花糖芥、薺菜、播娘蒿和夏至草，優(yōu)勢(shì)度分別為51.95、29.32、25.01 和21.79，危害嚴(yán)重。黃芩出苗期優(yōu)勢(shì)雜草為夏至草、田旋花和播娘蒿，優(yōu)勢(shì)度分別為28.78、28.18 和22.95；薺菜、刺兒菜和小花糖芥發(fā)生量也較大，優(yōu)勢(shì)度均在10 以上。黃芩生長(zhǎng)期的優(yōu)勢(shì)度雜草為夏至草、鵝絨藤、小花糖芥和薺菜，優(yōu)勢(shì)度分別為39.19、34.61、28.89 和 25.70；山苦荬、小飛蓬、播娘蒿和田旋花也有較大面積分布，優(yōu)勢(shì)度均在10 以上。黃芩花蕾期藜、狗尾草、馬齒莧和豬毛菜上升為優(yōu)勢(shì)雜草，優(yōu)勢(shì)度分別為 46.60、27.13、21.11 和 20.70；優(yōu)勢(shì)度在10 以上的雜草還有鐵莧菜和鵝絨藤，發(fā)生也較為普遍。黃芩種子成熟期的優(yōu)勢(shì)雜草為薄蒴草、鵝絨藤和茵陳蒿，優(yōu)勢(shì)度分別為45.10、22.37 和20.40，田旋花、藜和蒲公英危害也較為嚴(yán)重。

2.3 黃芩田雜草群落的物種多樣性

由表3 可知，洪洞縣黃芩生長(zhǎng)期和襄汾縣黃芩出苗期及生長(zhǎng)期的物種豐富度最高，都為19 種；襄汾縣種子成熟期和出苗期物種豐富度較低，分別為9、11 種。從度量物種多樣性的香農(nóng)指數(shù)來(lái)看，洪洞縣黃芩生長(zhǎng)期、出苗期和襄汾縣花蕾期物種多樣性最高，香農(nóng)指數(shù)分別為2.378、2.356 和2.319，襄汾縣黃芩生長(zhǎng)期、出苗期、種子成熟期和洪洞縣黃芩種子出苗前次之，洪洞縣黃芩花蕾期、種子成熟期和襄汾縣黃芩出苗前物種多樣性最低，香農(nóng)指數(shù)為0.621、1.054 和1.258。從衡量群落物種優(yōu)勢(shì)集中性的辛普森指數(shù)來(lái)看，洪洞縣黃芩花蕾期（0.767）明顯高于黃芩其他生長(zhǎng)時(shí)期，洪洞縣黃芩出苗前和種子成熟期（分別為0.497 和0.442）也高于其他生長(zhǎng)時(shí)期。從雜草群落的均勻度指數(shù)來(lái)看，洪洞縣黃芩出苗期和生長(zhǎng)期、襄汾縣黃芩花蕾期較高，這與辛普森指數(shù)反映的趨勢(shì)較為一致。

表3 洪洞縣和襄汾縣黃芩田不同生長(zhǎng)時(shí)期雜草群落的物種多樣性

由表3 還可知，黃芩出苗前，洪洞縣黃芩田雜草的物種豐富度和多樣性均高于襄汾縣，這可能是由于地理位置差異造成的；黃芩出苗期，洪洞縣黃芩田雜草的物種豐富度低于襄汾縣，物種多樣性高于襄汾縣，這可能是由于除草措施差異引起的；黃芩生長(zhǎng)期，洪洞和襄汾縣黃芩田雜草的物種豐富度和物種多樣性均顯著高于本地區(qū)黃芩其他時(shí)期，是黃芩田雜草防除的關(guān)鍵時(shí)期；黃芩花蕾期，洪洞縣黃芩田雜草的物種豐富度和物種多樣性均顯著低于襄汾縣，這可能是由于地理位置差異和防控措施差異共同造成的，是洪洞縣黃芩田雜草物種豐富度和物種多樣性最低的時(shí)期；黃芩種子成熟期，洪洞縣黃芩田雜草的物種豐富度顯著高于襄汾縣，物種多樣性顯著低于襄汾縣。在洪洞縣，黃芩生長(zhǎng)期是黃芩田雜草物種豐富度和多樣性均達(dá)到最高的時(shí)期；在襄汾縣，黃芩苗期、生長(zhǎng)期和花蕾期的雜草物種豐富度和多樣性均較高，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行雜草防除。

3 結(jié)論與討論

雜草的發(fā)生程度、種類(lèi)及群落結(jié)構(gòu)組成受氣候、自然地理環(huán)境、農(nóng)田生態(tài)條件及雜草管理方式等多方面因素的影響[16-17]。以洪洞縣為代表的山地丘陵黃芩栽培區(qū)黃芩田雜草一般由耐旱、耐寒的雜草組成，以菊科、豆科和禾本科雜草為主，菊科雜草最多。其中，許多雜草為2 年生或多年生，與黃芩伴生，具有強(qiáng)大的耐脅迫、抗干擾能力，與黃芩存在激烈的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。黃芩苗前、出苗期及生長(zhǎng)期的優(yōu)勢(shì)雜草茵陳蒿2 月底開(kāi)始出苗，早于黃芩萌發(fā)時(shí)間，在黃芩出苗前茵陳蒿冠幅已長(zhǎng)至4～10 cm，并且擁有粗壯發(fā)達(dá)的根系，在空間、光照、水分等競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利條件，對(duì)黃芩出苗及生長(zhǎng)發(fā)育危害嚴(yán)重。襄汾縣平原地區(qū)降水較為豐富，且黃芩田四周多為小麥—玉米輪作田，黃芩也會(huì)與玉米、小麥輪作或套種，黃芩生產(chǎn)較為機(jī)械化，這對(duì)該區(qū)域黃芩田雜草的發(fā)生影響較大。黃芩苗前、出苗期和生長(zhǎng)期的優(yōu)勢(shì)雜草以十字花科的小花糖芥、播娘蒿和薺菜為主，這與同時(shí)期麥田雜草類(lèi)似，禾本科雜草在黃芩花蕾期的發(fā)生較為嚴(yán)重，這也與同期玉米田雜草一致。

黃芩作為一種多年生草本植物，其生長(zhǎng)周期及特點(diǎn)對(duì)雜草發(fā)生及演變也有很大的影響。3 月初黃芩返青出苗，對(duì)雜草的競(jìng)爭(zhēng)力較弱，此時(shí)雜草占據(jù)優(yōu)勢(shì)；5—6 月為黃芩莖葉生長(zhǎng)期，黃芩田雜草物種豐富度增大，物種多樣性提高，說(shuō)明物種數(shù)和數(shù)量分布變得較為均勻[18]。7—9 月為花蕾期，這個(gè)時(shí)期及后期的人工栽培黃芩高度能達(dá)30～60 cm，且自基部多分枝，此時(shí)黃芩在農(nóng)田系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)位置，大部分雜草對(duì)黃芩生長(zhǎng)影響較小，只有株高具有優(yōu)勢(shì)的部分雜草能與其形成競(jìng)爭(zhēng)，比如藜、豬毛菜等體型較大的雜草或者田旋花、鵝絨藤等這一類(lèi)可以攀附在黃芩上的雜草。

黃芩在各個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期優(yōu)勢(shì)雜草存在較大差異，不同生長(zhǎng)地區(qū)黃芩田的優(yōu)勢(shì)雜草也各不相同，這為黃芩田雜草防除工作帶來(lái)了困難，需要因地因時(shí)來(lái)制定防控策略。本研究對(duì)山西臨汾2 種典型生境的黃芩田雜草不同生長(zhǎng)期的發(fā)生情況做了詳細(xì)調(diào)查及分析：洪洞山地地區(qū)黃芩從出苗前至種子成熟期的優(yōu)勢(shì)雜草為：出苗前茵陳蒿、播娘蒿，出苗期麥家公、茵陳蒿、鵝絨藤、米口袋，生長(zhǎng)期茵陳蒿，花蕾期狗尾草、豬毛菜，種子成熟期狗尾草；襄汾平原地區(qū)為：出苗前小花糖芥、薺菜、播娘蒿、夏至草，出苗期夏至草、田旋花、播娘蒿，生長(zhǎng)期夏至草、鵝絨藤、小花糖芥、薺菜，花蕾期藜、狗尾草、馬齒莧、豬毛菜，種子成熟期薄蒴草、鵝絨藤、茵陳蒿。這些優(yōu)勢(shì)雜草是各生長(zhǎng)期黃芩田雜草群落的主要組成部分。這為山西臨汾及類(lèi)似生長(zhǎng)環(huán)境的黃芩田制定更為明確有針對(duì)性的除草方案提供了參考和依據(jù)，為實(shí)施持續(xù)有效、綠色安全的黃芩田控草措施奠定了基礎(chǔ)。