海南不同市县旱田代表性杂草发生规律研究

2014-04-29范志伟张建华程汉亭黄乔乔李晓霞刘丽珍沈奕德

热带作物学报 2014年12期

范志伟张建华程汉亭黄乔乔李晓霞刘丽珍沈奕德

摘要为全面了解海南不同市县旱田代表性杂草全年的发生规律，从2008年至2009年，采用全年定点、定时观测的方法对海南7个市县杂草自然萌发情况进行调查。结果表明：海南不同市县定点观测样方里共有代表性杂草20科60种，其中菊科、禾本科、苋科、豆科和茜草科较多，占杂草总数的63%；外来入侵杂草有29种，占总数的48%；重要值大于5的优势种杂草有12种，占所有杂草的20%。6月是杂草种类萌发高峰，达15种。海南杂草年平均萌发量达1 060株/0.25 m2，其中万宁最高，年平均萌发量达1 559株/0.25 m2；定安最低，年平均萌发量达519株/0.25 m2。海南杂草全年发生数量有两个高峰期：一个在4月，萌发率为16%；一个在9月，萌发率为10%。全年大部分杂草在3～7月和9月萌发，萌发率为全年的70%。在海南，温度均能满足杂草萌发需要，降雨量是杂草发生的主要限制因子。

关键词优势种；萌发率；萌发高峰；温度和降雨

中图分类号 S451 文献标识码 A

海南岛是中国最大的“热带省份”，土地总面积344.2万hm2，占全国热带面积的42.5%。可用于农、林、牧、渔业发展的人均面积约0.48 hm2。海南属于热带湿润季风性气候，平均气温23.8 ℃，年降雨量1 500～2 000 mm，最高达5 500 mm，干湿季节分明[1]。光、热、水等自然条件优越，使海南岛成为中国重要的热带作物生产基地和南繁育种基地。然而，优越的气候条件使杂草生长繁殖迅速，滋生严重，终年都有不同种类的杂草完成生长、开花、结籽的生活史，致使土壤中积累大量的杂草种子，导致杂草的防除难度增大。因此，摸清杂草的生物学、生态学特性，系统了解和掌握其发生消长规律，对制定科学的杂草治理策略和探索防除技术有重要的意义。上海市和黑龙江省在20世纪70年代开展了这方面的研究，全面调查了不同生态区、不同农田杂草的发生消长规律及其与温度和土壤湿度的关系[2-5]。其它省市调查研究局限于在单一作物或单一杂草的农田生态系统中，如江苏省棉田杂草发生规律调查[6]，河北省棉田杂草发生规律调查[7]，稻田耳基水苋（Ammannia arenaria Kunth）发生规律[8]。海南全岛的杂草发生消长规律研究仍未见报道。因此，从2008年至2009年，本的研究团队对海南省杂草发生规律进行了全年定点定时观测和系统调查，为杂草综合治理提供科学依据。

1 调查方法

为了获取海南省不同市县旱田有代表性杂草自然发生规律情况，根据作物、植被、温度和降雨等资料，在海南省儋州、东方、乐东、三亚、万宁、定安和琼中7个市县有代表性的地方，随机选取调查样方2个（表1），每个样方（50 cm×50 cm），相距100 m以上。参考杂草科学研究方法[9]，采用拔除法，每月30日（±2天）调查一次样方中杂草的种类、株数，然后拔除。对于难以辨认的杂草，记为阔叶草、禾草或莎草。调查自2008年1月至2009年12月共2 a时间，每市县共调查24次，结果以2 a每月和每样方的平均值表示。

月平均杂草萌发量=每月样方杂草平均萌发量（株/0.25 m2）。

月平均杂草萌发率/%=（月平均杂草萌发量÷全年平均杂草萌发总量）×100

杂草频度/%=（杂草出现次数÷总调查次数）×100

相对频度/%=（某种杂草频度÷所有杂草总频度）×100

杂草多度/%=（杂草出现株数÷总杂草株数）×100。

相对多度/%=（某种杂草多度÷所有杂草总多度）×100

重要值=相对频度+相对多度

优势种：重要值大的杂草。样方中杂草萌发数量多，整年出现频率高的种类为该样方中的优势种。

各市县每月平均气温和降雨量由海南省气象局提供。

调查数据采用Excel 2000进行处理。

2 结果与分析

2.1 杂草萌发种类组成和杂草优势种

海南7个市县样方内不同月份杂草萌发种类和数量见表2。在整年内，万宁市样方内杂草种类最多，有40种，其次是东方市30种，三亚市和乐东县各27种，儋州市23种，定安县和琼中县各19种。

海南7个市县样方内共有杂草20科54属60种，其中菊科杂草11种、禾本科9种、苋科7种、豆科6种和茜草科5种，这5个科杂草占杂草总数的63%；锦葵科4种、大戟科3种、旋花科2种、莎草科2种、白花菜科1种、唇形科1种、粟米草科1种、紫茉莉科1种、酢浆草科1种、蓼科1种、马齿苋科1种、玄参科1种、梧桐科1种、伞形科1种、马鞭草科1种，共占总数的37%；一年生杂草有31种，占总数的52%，多年生杂草有21种，占总数的35%，二年生杂草有8种，占总数的13%；外来入侵杂草有29种，占总数的48%（表3）。这表明海南省7个市县样方内杂草种类组成多样性的特点。

海南不同市县全年杂草萌发种类随着月份的变化而变化，其中1、2和12月份杂草萌发种类最少，样方中平均只有4～6种杂草，占全年杂草萌发种类的13%，而东方、乐东、三亚和定安在2月份由于干旱，没有杂草萌发；3至11月期间杂草萌发种类较多，样方中平均多达8～15种，占全年杂草萌发种类的87%；6月份是全年萌发种类的高峰期，达15种（图1）。

海南省7个市县杂草萌发优势种（重要值>5）依次是阔叶丰花草（Borreria latifolia（Aubl.）K. Schum.）、假臭草（Praxelis clematidea King & Robinson）、丰花草（Spermacoce pusilla Wallich）、叶下珠（Phyllanthus urinatia L.）、金腰箭[Synedrella nodiflora（L.）Gaertn.]、香附子（Cyperus rotundus L.）、含羞草（Mimosa pudica L.）、黄花稔（Sida acuta Burm. f.）、伞房花耳草[Hedyotis corymbosa （L.）Lam.]、小蓬草（Conyza canadensis（L.）Cronq.）、糙叶丰花草（Spermacoce hispida L.）和藿香蓟（Ageratum conyzoides L.），共12种，占杂草总数的20%，其中菊科和茜草科各有4种，大戟科、莎草科、豆科和锦葵科各1种；杂草重要值≥3的优势种有17种，占杂草总数的28%；重要值≥1的优势种有35种，占杂草总数的58%（表3）。这些杂草大部分以种子繁殖，在海南全年都能萌发，造成种群世代重叠，难以防治。

2.2 杂草萌发量与萌发率动态

海南不同市县不同月份杂草平均萌发数量，除2月杂草萌发数量仅有24株/0.25 m2外，其它月份杂草萌发数量都大于45株/0.25 m2。4月是全年萌发数量高峰期，达166株/0.25 m2，9月是萌发数量小高峰期，达104株/0.25 m2（表2）。

海南不同市县杂草年萌发数量大致可分为3个等级：万宁和琼中的杂草年萌发数量居首，年萌发量分别为1 559 株/0.25 m2和1 545 株/0.25 m2；其次是儋州和乐东，年萌发量分别为1 146 株/0.25 m2和1 119株/0.25 m2；三是东方、三亚和定安，年萌发量分别为790 株/0.25 m2、636 株/0.25 m2和519 株/0.25 m2（表2）。

杂草萌发率与杂草萌发数量变化趋势一样。杂草平均萌发率2月最低，仅有2%，随后上升，4月达全年最高峰，达16%；随后下降到8月，9月又上升至一个小高峰，达10%，随后下降至11月。11月至翌年1月杂草萌发率均在4%。杂草萌发率在3～7月为全年的61%，9月为全年的10%，大部分杂草均在这时萌发（图2）。

阔叶杂草从3～12月都处于萌发活跃状态，有两个萌发高峰期，分别在4～6月和9月，萌发率分别达到全年的40%和10%（图3）。

禾本科杂草萌发有3个明显高峰期，分别在3月、5-6月和9月，萌发率分别达到全年的16%、30%和11%（图4）。

莎草科杂草主要有香附子和球柱草，全年萌发有两个高峰期，一个在4月，萌发率达14%，另一个在10月，萌发率达16%；4～10月萌发率达到全年的82%（图5）。

在杂草优势种中，阔叶丰花草的重要值最高，达31.1（表3）；在琼中的样方内，阔叶丰花草全年都保持着优势种的状态，在其它样方出现频率也很高，全年都能萌发生长（表2）。阔叶丰花草3～10月都处于萌发活跃状态，5月份为全年萌发高峰期，平均萌发率达31.3%，1～2月和11～12月萌发较少（图6）。

假臭草重要值次之，达19，全年都能萌发生长，3～10月处于萌发活跃状态（表2、3），其中4月、6月和10月是萌发高峰期，而10月是全年的萌发高峰，萌发率达29%（图7）。

2.3 杂草萌发率与温度、降雨量的相互关系

温度和水分是杂草种子萌发两个必要条件，种子的萌发需要适宜的温度和水分。在海南儋州、三亚、定安和琼中4个县市，全年月平均温度都在15 ℃以上，可以满足杂草萌发需要，随着温度的升高杂草萌发率增加。但是，到了7～10月，温度虽然还在高位，杂草萌发率却由于降雨量的增加而下降。所以，杂草萌发关键取决于降雨量。在海南，只要有降雨，杂草就可以萌发，并随着降雨量的增加（月平均100～200 mm），杂草萌发率增加，这时最适合杂草萌发；但当降雨量超过月平均300 mm以上时，杂草萌发率反而下降（图8）。这可能是土壤水分饱和，氧气缺乏所致。

3 讨论与结论

海南地处热带北缘，属热带季风气候。高温高湿的气候环境十分有利于杂草的滋生蔓延。相对于其它省份，海南农林杂草具有种类多、生长快等特点。据报道，海南农林杂草有99科369属686种[10]，了解这些杂草的发生消长规律，对防治具有重要的科学指导意义。

本研究通过对海南7个市县样方的定点定时调查监测，明确了海南几种重要作物园杂草主要种类、重要优势种，及其发生规律，以及与温度和降雨的关系等一手资料，为科学制定杂草防除策略和防除方法具有重要意义。

本研究重点在于海南杂草萌发规律，而不是研究海南杂草种类。由于海南杂草种类多，不可能也没有必要对每种杂草发生规律进行研究，所以选取7个市县的不同作物园和生境里，60种杂草萌发规律代表海南杂草发生规律。由于各样方的植被和环境不同，土壤里杂草种子库的大小不同，因此，各样方的杂草萌发种类和数量也不同。但各样方杂草萌发率是不变的，是可以进行比较的，是可以代表了各市县杂草的发生规律的。当然，这是一个大范围、大尺度的研究，精准度存在一定差异。如一些杂草刚萌发，难以辨认种类，只能用“阔叶草、禾草、莎草”表示，这对统计种类是有一些影响，但对计算萌发量和萌发率没有影响；又如海南一些多年生恶性杂草，如白茅、铺地黍等，在样方出现频率偏低，影响了对其发生消长规律的研究。下一步的研究应该把自然观测和人工播种相结合，对样方发生少的重要杂草进行人工播种补充，更能体现其发生消长规律。

杂草发生消长规律研究是一项基础性研究工作，工作量大，耗时长，投入多。全国目前为止只有上海市和黑龙江省做了全省范围的杂草发生消长规律调查研究。其他省份只是做了某种农田，或某种杂草的发生消长规律研究。如上海市从1972～1979年，通过野外定点观察和田间网室内定量播种，明确了189种主要农田杂草自然发生规律：一年有两个发生高峰，春夏发生量占全年的60.8%；秋冬占39.2%；盛夏7～8月，严冬12月至翌年2月，杂草基本上不发生，杂草发生可分成早春、春夏、秋冬和春秋发生型[2]；温度和土壤湿度是调节杂草发生的重要因素，随着温度的变化，杂草有明显的季相和越冬过程，不同类型杂草发芽需要的温度和土壤湿度不同，过高过低都不适合杂草萌发[3-4]。本研究与其相似，只是海南杂草没有明显季相，全年温度都能满足大部分杂草萌发，一年四季均可发生，土壤湿度（降雨）才是影响杂草发生的主要因素。海南东方、乐东、三亚和定安观测点2月没有有效降雨，土壤干燥，所以没有杂草萌发，尽管这是温度适合；海南8-10月是降雨高峰，土壤湿度过高，杂草萌发率也就下降。

黑龙江省1978年开始对全省农田杂草进行系统全面的调查研究，以目测估计法为主，样方计数法为辅，明确了杂草种类、危害与发生规律[5]。其以杂草群落演替变化，而不是以杂草萌发来阐明杂草发生规律，与本研究有所不同。

致谢研究生罗婵娟、赵之亭、古鑫、王丽参与了观测调查工作，特此感谢！

参考文献

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