生物覆盖对大蒜田间生态效应的影响

周国庆 ，罗鹏 ，彭友林 ，王云 ，周国峰 ，王文龙

在生产上，大蒜对土壤的适应性很强，除盐碱、沙荒地外都能生长。但在南方栽培，由于杂草为害和冬季气温低，产量不高，大蒜生长速度慢成为南方大蒜生产面临的主要问题。南方蒜田杂草种类多、生长快，与大蒜争水、争肥、争空间、争阳光，影响大蒜的产量和品质，传统的杂草防除一般使用化学除草剂或者人工铲除。但化学除草剂容易引发环境污染和物种多样性减少等生态问题；而人工铲除，增加劳动强度和水土流失。研究既不使用化学除草剂和大量人工，又能保护农业生产区域物种多样性的生态防控杂草方法，对农产品优质安全高效生产具有重要意义。有研究表明，秸秆覆盖可有效抑制杂草，同时在提高地温方面有积极作用。目前在果园、麦田、玉米地上，稻草覆盖应用较多[1～4]。

喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）属苋科莲子草属，为多年生草本外来植物，又名空心莲子草、水花生、革命草。该草自然蔓生迅速，特别在沟渠、河道、湖泊、沼泽、鱼塘、稻田、果园、菜地和花园内为害严重，陆生型喜旱莲子草在我国南方已成为非常难除的恶性杂草[5]。将喜旱莲子草短截干制，作为大蒜生产的覆盖物，不仅资源丰富，也能变害为宝。本试验以喜旱莲子草、稻草、油菜荚为材料对大蒜进行覆盖栽培，分析各处理大蒜田间杂草种群结构、盖度、物种多样性、杂草优势种、大蒜田间地面温度、地下10 cm温度等指标，研究3种覆盖措施对大蒜杂草的控制效果和对土壤温度的影响，进而探讨3种覆盖物对大蒜生长和产量的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

大蒜购于常德市农资市场。喜旱莲子草从水塘中打捞，按10 cm短截，晒干备用。水稻秸秆晒干备用。油菜荚晒干备用。

1.2 试验方法

试验于2009年9月到2010年4月在湖南文理学院生物园进行，试验地光照充足，地势平坦，土壤偏黏性，肥力中等。

试验设喜旱莲子草、水稻秸秆、油菜荚覆盖与无覆盖4个处理，随机区组排列，小区面积20 m2。大蒜9月28日播种，播后立即覆盖。播种前每1 hm2用尿素150 kg、普钙150 kg、硫酸钾150 kg及腐熟的优质有机肥均匀撒入各试验小区，播种行株距为20 cm×7 cm，其他管理同常规。

1.3 试验观测项目

①杂草发生频率 采用实地目测法，大蒜田以1厢（10 m2）以上为一个样方，调查主要杂草的发生频率（F)。F（%）=（所调查某一油菜生产区主要杂草的有草样方数/所调查油菜生产区所取的总样方数）×100%。

②杂草盖度 以5 m2以上为1个样方，目测估算某一杂草的投影面积占样方面积的百分率。

③田间温度测定 在晴、阴、雨等不同天气状况下测量地面和地下10 cm温度。

④大蒜经济性状考察 在蒜苗抽出时收获，进行经济性状考察，考察的项目有株高、茎基粗、鲜质量，并对主要农艺性状和产量进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖物对杂草的影响

大蒜蒜苗发生时（3月30日）调查各种大蒜田间杂草株数、株高、密度、盖度、丰度、出现频度等指标。结果表明，无覆盖的大蒜田杂草种类有9种，分别为喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）、看麦娘（Alopecurus aequalis Sobol）、苍耳（C.arvense L.）、羊 蹄 （Rmmex japonicus Houtt）、 鼠 曲 草 （Herba Gnaphaii Affinis）、野苋菜（Rorippa montana（Wall.）Small）、 车 前 草 （Plantago depressa Willd）、 碎 米 荠（Cardamine hirsuta Linn）、黄花菜（Cleome L.）。 其中喜旱莲子草、看麦娘、碎米荠、车前草、黄花菜、苍耳的发生频率比较高（100%）；从发生量来说，以苍耳、看麦娘最多，其丰度分别为31.8%和13.6%；从为害程度来说，以看麦娘最大，其盖度为20%。喜旱莲子草和稻草覆盖的大蒜田间杂草只有碎米荠、苍耳和看麦娘3种，且从发生的量来说，对看麦娘的抑制率分别达到75%和67%，对碎米荠和苍耳的抑制率分别达到25%、50%和79%、86%。油菜荚覆盖的大蒜田间80%的空间被萌生的油菜苗所占据。结果表明，喜旱莲子草和稻草覆盖可阻止杂草的生长与蔓延，起到防除杂草的作用（表1）。

2.2 不同覆盖物对土壤温度的影响

在2010年1～3月，选择不同的天气状况，午间测定地表温度和地下10 cm处的温度，结果见表2。

在温度较低的阴天（地表温度4℃），生物覆盖提高地下温度1.1~1.4℃；温度较低的晴天（地表温度8.3℃），生物覆盖提高地下温度0.7~1.0℃；温度较低的雨天（地表温度7.9℃），生物覆盖提高地下温度0.5~0.7℃。在温度较高的阴天（地表温度11.2℃），生物覆盖提高地下温度1.1~1.4℃；温度较高的晴天（地表温度20.8℃），生物覆盖降低地下温度0.8~1.8℃；温度较高的雨天（地表温度14.2℃），生物覆盖提高地下温度0.3~0.6℃。各覆盖物之间的地下温度差异不大。结果表明，在阴天生物覆盖能明显提高地下温度；雨天，由于雨水的渗透，提高地温稍少；晴天，在冬天温度低时能提高地温，在春天温度较高时地表覆盖物又能适当降低土壤温度。

表1 大蒜田间杂草的为害程度

2.3 生物覆盖物对大蒜经济性状及产量的影响

在大蒜接近抽出蒜薹时，进行经济性状考察，测量各处理大蒜的株高、茎基粗、鲜质量，结果见表3。

大蒜株高和茎粗是构成单株产量的重要因素。株高表现为喜旱莲子草与稻草覆盖分别比无覆盖增加20.1%、26.0%，油菜荚覆盖比无覆盖株高增加1.3%；显著性分析表明，覆盖有喜旱莲子草和稻草的组别，与覆盖油菜荚和空白的组别之间有极显著差异；空白组与油菜荚组之间、喜旱莲子草组与稻草组之间均无显著差异。茎粗表现为喜旱莲子草与稻草覆盖分别比无覆盖增加57%、41.8%，而油菜荚覆盖比无覆盖细19.6%。根长表现为喜旱莲子草与稻草覆盖分别比无覆盖长58.8%、78.4%。单株质量以喜旱莲子草覆盖最高（80.5 g），比无覆盖增加27.8%；其次是稻草覆盖，比无覆盖增加18.5%；油菜荚覆盖因生出的油菜苗与大蒜产生竞争，使大蒜的单株质量比无覆盖减少50.8%。对单株质量进行显著性分析表明，喜旱莲子覆盖与稻草覆盖之间有显著差异，它们与无覆盖之间均有极显著差异。

表2 不同覆盖物对土壤温度的影响

表3 生物覆盖对大蒜经济性状的影响

3 小结与讨论

①喜旱莲子草覆盖和稻草覆盖基本抑制了喜旱莲子草、羊蹄、鼠曲草、野苋菜、车前草、黄花菜的发生。对看麦娘的抑制率分别达到75%和67%，对碎米荠和苍耳的抑制率分别达到25%、50%和79%、86%，能明显防除大蒜田间杂草。利用油菜荚覆盖，因新鲜的油菜荚中混有油菜种子，导致油菜苗大量发生，不仅抑制杂草生长，也抑制大蒜生长。若将油菜荚晒干后使用，也可成为一种良好的生物覆盖物。

②喜旱莲子草覆盖和稻草覆盖能在不同的季节、不同天气状况下有效地改善土壤温度。在阴天，能明显提高土壤温度1.1~1.4℃，使土壤温度和地面温度差值达到2.1~2.4℃；在雨天，由于雨水的渗透作用土壤温度提高较少，为0.3~0.7℃；在温度较低的晴天，提高土壤温度0.7~1.0℃，温度较高的晴天降低地下温度0.8~1.8℃。在冬天提高土壤温度能有效促进大蒜生长。

③喜旱莲子草覆盖和稻草覆盖因能有效抑制杂草的发生、改善土壤温度、保持土壤疏松状态，不仅使大蒜单株质量提高27.8%和18.5%，而且大蒜粗壮，改善了商品品质，对提高大蒜生产的经济效益有重要作用。

④喜旱莲子草为多年生草本外来植物。该草自然蔓生面积迅速扩大，在我国南方已成为非常难除的恶性杂草。在洞庭湖区普遍分布于河道、沟渠、池塘、水田、旱地和路边，其中以沟渠、湿地和水塘发生量大，阻塞河道，影响水产和湿地开发，严重为害生态环境[5]。将喜旱莲子草作为作物生产的覆盖物，资源丰富，是化害为宝的有效途径。

[1]卢向阳，徐筠，林峰.栗园利用多年生覆盖植物控制杂草的初步研究[J].植物保护，2006，32（6）：91-94.

[2]翟治芬，赵元忠，景明，等.秸秆和地膜覆盖下春玉米农田蒸散特征研究[J].山东农业大学学报：自然科学版，2010，41（2）：209-215.

[3]李贻学，李新举，刘太杰，等.秸秆覆盖与抗旱剂对烟田土壤水分及烟株生长的影响[J].山东农业太学学报：自然科学版，2002，33（2）：144-147.

[4]袁家富.麦团秸秆覆盖效应及增产作用[J].生态农业研究，1996，4（3）：61-65.

[5]周国庆，彭友林，王云，等.洞庭湖区喜旱莲子草的分布、发生与危害[J].安徽农业科学，2007，35（22）：6 892-6 894.