河北省沧州地区棉田杂草群落特征

马小艳， 刘春琴， 李晋宇， 彭 军， 马 艳

(1.中国农业科学院棉花研究所/农业部棉花遗传改良重点开放实验室，河南安阳455000；2.河北省沧州市农林科学院，河北沧州 061001)

棉花是我国重要的经济作物和纺织工业原料，在国民经济中具有不可替代的地位。河北省沧州地区作为黄河流域重要的产棉区之一，2013年植棉面积约10万hm2，但田间杂草危害较重，除草剂的大量使用不仅增加了棉花的生产成本，而且增加了杂草的抗药性风险。

前人的研究表明，长期在同一地区重复使用一种或少数几种除草剂，致使一些非靶标杂草上升为新的优势杂草种群，导致棉田原有杂草群落结构发生改变[1-2]。同时，耕作制度[3-4]和种植方式[5-7]的改变也可能导致杂草群落结构发生改变。农田杂草群落改变和群落演替加速，导致难治杂草种类增多、农田杂草危害加剧、防治难度加大，因此，在优势杂草发生变化或变化之前，需要对防除策略作出相应调整，掌握农田杂草群落的结构和演变趋势就成为决策前的基础工作之一。本研究对河北省沧州地区棉田杂草群落进行了调查和数量分析，皆在揭示该地区棉田杂草群落特征，以及影响杂草群落特征的生态因子。

1 材料和方法

1.1 研究地区概况

调查区域为河北省沧州地区黄骅市、海兴县、吴桥县、东光县、河间市5个植棉县(市)，位于河北省东南部，37.48°～38.95°N、115.70°～117.83°S，属于典型的暖温带大陆季风气候，棉花种植区划属于黄河流域棉区，种植制度为一年一熟制。

1.2 调查方法

分别于2013年8月中旬、9月下旬对上述5个植棉县(市)50块棉田进行调查，每块棉田样方面积约0.333 hm2，每样方采用倒置“W”9点取样法取9个样点，每样点1 m2，共计450个样点，调查时记录杂草的种类和株数。

1.3 统计分析

采用Excel进行数据的整理和计算，计算不同县(市)棉田杂草的田间均度(uniformity，U)、田间密度(density，D)、田间频率(frequency，F)、相对均度(RU)、相对密度(RD)、相对频度(RF)和相对多度(relative abundance，RA)[8]及其他群落多样性测度指标。

2 结果与分析

2.1 棉田杂草区系和种类

河北省沧州地区棉田杂草有16科39种，其中杂草种类最多的是菊科10种，其次是禾本科杂草7种、藜科杂草5种、旋花科杂草3种，锦葵科和大戟科杂草各2种，另外马齿苋科、莎草科、萝藦科、茄科、葫芦科、苋科、玄参科、蓼科、唇形科和蔷薇科杂草各1种。

根据棉田杂草的相对多度、田间频度和实际危害，将田间杂草划分为优势杂草、区域性优势杂草、常见杂草和一般杂草4种类型[4](表1)。

牛筋草、铁苋菜、马齿苋、马唐在河北沧州地区棉田普遍发生，相对多度、发生频率较高，对棉花生长发育和产量的影响显著，因此属于河北沧州地区棉田优势杂草；苦荬菜、苣卖菜、稗草、芦苇、小蓟、鳢肠在个别地区的相对多度、发生频率较高，对棉田产量有较严重的影响，因此属于棉田区域性优势杂草；泥胡菜、香附子、苍耳、龙葵、野西瓜苗、打碗花、灰绿藜、地锦在多个地区都有分布，但相对多度较小，因此属于棉田常见杂草；其余21种杂草的相对多度和发生频率均较小，分布范围较窄，对棉花产量影响极微，因此属于棉田一般杂草。

2.2 棉田杂草群落物种多样性

河间市棉田的杂草种类最多，物种丰富度为28种；黄骅市、海兴县次之，分别为26、24种；吴桥县、东光县的物种数目最少，分别为19、21种。

Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数是从不同角度衡量群落稳定性的重要指标。群落的多样性指数和均匀度指数越大，优势度指数越小，则群落的结构就越复杂，其反馈系统就越强大，对于环境的变化或来自群落内部种群波动的缓冲作用越强，群落也就越稳定。这样的杂草群落优势种不太突出，杂草也不容易严重发生。从表2可以看出，5个调查县(市)的多样性指数和均匀度指数呈现相同的变化规律，黄骅市、海兴县>吴桥县、东光县>河间市，而优势度指数的变化趋势正好相反，河间市>吴桥县、东光县>黄骅市、海兴县，说明黄骅市、海兴县棉田杂草的种类和数量分布的均匀度最高，杂草群落稳定性最好，而河间市棉田杂草的优势草种比其他地区更明显。

2.3 群落相似性

将各地区相对多度≥1的杂草构成矩阵进行系统聚类分析，结果表明河北沧州地区棉田杂草群落可以划分为2组，吴桥县、东光县、河间市的杂草群落结构相似度较高，其中组内Euclidean距离平方最小的是吴桥县、东光县，为5.58，组内Euclidean距离平方最大的是东光县、河间市，为8.36；黄骅市、海兴县的杂草群落结构相似性较高(图1)。

表1 河北省沧州地区棉田杂草相对多度

3 结论与讨论

农田杂草群落的发生及群落的组成受到多方面因素的影响，其中自然环境因素如水分条件、地理纬度、土壤类型等是一些重要的影响因素[4]。黄骅市、海兴县位于沧州地区的东部，靠近渤海，略具海洋气候特征，夏季潮湿多雨，年降水量约600 mm，且土壤多为盐潮土(土壤含盐量在1‰～3‰)，pH值较高，因此喜湿耐盐碱杂草如稗草、芦苇、苣荬菜等发生较多；而吴桥县、东光县和河间市位于沧州地区的中西部，土壤肥沃，中性或微碱性，田间杂草以喜旱性杂草如牛筋草、马齿苋、铁苋菜、马唐等为主。

表2 河北省沧州地区棉田杂草群落物种多样性测定

4种恶性杂草和6种区域性恶性杂草是河北沧州地区棉田的主要杂草，重点控制这10种杂草是棉田杂草防除的主要内容，但是随着耕作制度的改变及除草剂的多年使用，杂草群落结构可能发生改变，一般性杂草转变为优势的杂草的可能性增加，因此应该根据各地区棉田杂草群落结构和发生特点，因地制宜地采取杂草防除措施，才能达到理想的控草效果。

参考文献：

[1]吴建荣，吉荣龙，崔必波，等. 除草剂对棉田杂草群落结构的影响[J]. 江苏农业学报，2001，17(1)：28-33.

[2]刘生荣.关中棉区棉田杂草分布及化学除草技术[J]. 陕西农业科学，2004(5)：96-97.

[3]强 胜，沈俊明，张成群，等. 种植制度对江苏省棉田杂草群落影响的研究[J]. 植物生态学报，2003，27(2)：278-282.

[4]强 胜，魏守辉，胡金良.江苏省主棉区棉田杂草草害发生规律的研究[J]. 南京农业大学学报，2000，23(2)：18-22.

[5]李秀钰，邓传松. 淮北沿海棉区杂草发生情况及化除配套技术[J]. 中国棉花，2003，30(1)：38-38.

[6]吴建荣，唐维林，石学旭，等. 江苏淮北棉区棉田杂草发生种类分布及其消长规律研究[J]. 江苏农业科学，1998(5)：35-37.

[7]樊翠芹，王贵启，李秉华，等. 地膜覆盖对棉花田杂草发生规律的影响[C]//第九届全国杂草科学大会论文摘要集，西宁：中国植物保护学会杂草学分会，2009：9.

[8]王荣龙，刘定忠，鲍大明，等. 赣北棉区棉田杂草调查初报[J]. 江西棉花，2000，22(1)：23-24.