不同耕作模式下麦田杂草发生规律

冒宇翔， 沈俊明， 王晓琳， 李 贵

(1.江苏沿江地区农业科学研究所，江苏如皋 226541；2.江苏省农业科学院植物保护研究所，江苏南京 210014)

自化学除草剂广泛应用于小麦田以来，田间杂草发生种类及群落组成经历了2次较为明显的变化，20世纪90年代氯磺隆、甲磺隆等磺酰脲类除草剂在有效控制稻麦轮作制麦田阔叶杂草危害的同时，促使看麦娘(AlopecurusaequalisSobol.)、日本看麦娘(A.japonicusSteud.)等禾本科(Gramineae)杂草上升为主要杂草。2000年以后随着轻型栽培技术的推广及氯磺隆、甲磺隆的禁用，异丙隆、苯磺隆及其复配制剂的用量明显上升，猪殃殃[GaliumaparineL. var.tenerum(Gren. et Godr.) Rchb.]、荠菜[Capsellabursa-pastoris(L.) Medic]等阔叶杂草危害逐渐上升[1-2]。近年来，随着秸秆还田技术的大力推广，在促进秸秆资源利用的同时也对农田生态系统产生了复杂的影响[3-4]，其中对农田杂草生物生态学特性的影响可能涉及田间微生态环境的变化[5]、物理阻碍[6]以及化感效应[7]。上述诸多方面的综合影响，导致以秸秆还田、土壤耕作为主要手段的耕作方式与小麦田杂草发生种类及群落组成之间的联系缺少明确一致的研究结果，因此，本研究通过田间实地调查，分析不同耕作模式下小麦田杂草发生种类和群落组成，为不同种植模式下小麦田杂草差异化治理、秸秆还田技术的完善及推广积累数据、提供依据。

1 材料与方法

1.1 田块选择

在江苏省南通全市范围内选择耕翻秸秆还田、耕翻无秸秆还田、浅旋秸秆还田、浅旋无秸秆还田、免耕秸秆还田共5种耕作方式的小麦田块，每种耕作方式至少5块田，每块田的面积不低于 1 333 m2。

1.2 调查方法

调查以杂草出齐、易识别为准，相同田块分别在冬前杂草基本出齐、冬后小麦拔节前各调查1次，采用倒置“W”9点取样方法[8]，每点样方面积 0.25 m2。调查时记录杂草种类、数量，计算密度、盖度、频度以及总频度。

1.3 计算方法

本研究中提到的株数、密度、盖度、频度和总频度均指同一类型田块中该数的平均值。

1.3.1 株数计算法 每一块田中某种杂草的株数=同一块田9点样方中该杂草的株数之和/9；同一类型田块中某杂草的株数=相同类型每一块田中这种杂草的株数之和/该类型田块数。

1.3.2 密度计算法

单一样方中某种杂草的密度=该样方中这种杂草的株数/同一样方中所有杂草的总株数×100%；

每一块田中某种杂草的密度=同一块田9点样方中该杂草的密度之和/9；

同一类型田块中某杂草的密度=相同类型每一块田中这种杂草的密度之和/该类型田块数。

1.3.3 盖度计算法

单一样方中某种杂草的盖度=该样方中这种杂草地上部分垂直投影所覆盖的面积/0.25×100%；

每一块田中某种杂草的盖度=同一块田9点样方中该杂草的盖度之和/9；

同一类型田块中某杂草的盖度=相同类型每一块田中这种杂草的盖度之和/该类型田块数。

1.3.4 频度计算法

每一块田中某种杂草的频度=同一田块这种杂草出现的样方数/9×100%；

同一类型田块中某杂草的频度=相同类型每一块田中这种杂草的频度之和/该类型田块数。

1.3.5 总频度计算法

同一类型田块中某杂草的总频度=相同类型田块中这种杂草出现的田块次数/该类型田块数×100%。

1.4 数据统计

数据统计采用Excel和SPSS 19.0分析软件进行分类统计分析。

2 结果与分析

本次共调查80个田块，杂草发生种类有猪殃殃、繁缕、藜(ChenopodiumalbumL.)、荠菜、卷耳(CerastiumarvenseL.)、看麦娘、硬草、通泉草[Mazusjaponicus(Thunb.) O. Kuntze]、婆婆纳(VeronicadidymaTenore)、刺儿菜(小蓟)[Cirsiumsetosum(Willd.) MB.]、蔊菜[Rorippaindica(L.) Hiern.]、早熟禾、野艾蒿(ArtemisialavandulaefoliaDC.)、一年蓬[Erigeronannuus(L.) Pers.]、黄花菜(HemerocalliscitrinaBaroni)、田旋花(ConvolvulusarvensisL.)、羊蹄(RumexjaponicusHoutt.)、窄叶野豌豆(ViciaangustifoliaL.)、石龙芮(RanunculussceleratusL.)、泽漆(EuphorbiahelioscopiaL.)、茴茴蒜(RanunculuschinensisBunge)、臭蒿(ArtemisiahediniiOstenf. et Pauls.)、葎草(Humulusscandens)、山苦荬[Ixerischinensis(Thunb.) Nakai]、飞蓬(ErigeronacerL.)、蒲公英(TaraxacummongolicumHand.-Mazz.)、野老鹳草(GeraniumcarolinianumL.)，共27种，分属14科24属，其中双子叶植物13科24种，单子叶植物1科3种。频度较高杂草主要有看麦娘、硬草、早熟禾、繁缕、猪殃殃、荠菜等，但不同耕作制度杂草优势群落有所不同。

2.1 耕翻秸秆还田

耕翻秸秆还田共调查16块田，水旱轮作，其中条播田块占68.75%，撒播田块占31.25%。苗期杂草种类有猪殃殃、看麦娘、繁缕、藜、硬草、荠菜、通泉草等7种，拔节前期有猪殃殃、硬草、繁缕、看麦娘、通泉草、荠菜、藜、羊蹄、早熟禾、刺儿菜(小蓟)、葎草、臭蒿、婆婆纳等13种，分属9科13属，其中禾本科3种、玄参科(Scrophulariaceae)2种、菊科(Compositae)2种，其他科均为1种。在苗期和拔节前期形成以硬草+看麦娘+繁缕+猪殃殃为优势的杂草群落。表1列出了株数发生量最大的6种主要杂草在同一类型田块中的平均株数、平均密度、平均盖度、平均频度及总频度。调查发现条播和撒播2种不同的播种方式对杂草的发生没有影响。

表1 耕翻秸秆还田下小麦田主要杂草发生状况Table 1 Occurrence of main weeds in wheat field under ploughing with straw-returning

2.2 耕翻无秸秆还田

耕翻无秸秆还田共调查14块田，旱旱轮作，其中条播田块占78.57%，撒播田块占21.43%。苗期杂草种类有猪殃殃、硬草、繁缕、看麦娘、通泉草、荠菜、早熟禾、刺儿菜(小蓟)、婆婆纳、卷耳、蔊菜、山苦荬等12种，拔节前期有猪殃殃、看麦娘、繁缕、藜、硬草、通泉草、荠菜、卷耳、婆婆纳、刺儿菜(小蓟)、蔊菜、早熟禾、野艾蒿、一年蓬、葎草、黄花菜、田旋花、羊蹄、窄叶野豌豆、石龙芮、山苦荬等21种，分属12科19属。其中禾本科3种、玄参科2种、菊科4种、十字花科(Cruciferae)2种、石竹科(Caryophyllaceae)2种，其他科均为1种。在苗期和拔节前期形成以猪殃殃+繁缕+硬草+荠菜为优势的杂草群落。表2列出了株数发生量最大的6种主要杂草在同一类型田块中的平均株数、平均密度、平均盖度、平均频度及总频度。调查发现条播和撒播2种不同的播种方式对杂草的发生没有影响。

表2 耕翻无秸秆还田下小麦田主要杂草发生状况Table 2 Occurrence of main weeds in wheat field under ploughing without straw-returning

2.3 浅旋秸秆还田

浅旋秸秆还田共调查12块田，水旱轮作，其中撒播田块占75%，条播田块占25%。苗期杂草种类有猪殃殃、看麦娘、繁缕、硬草、藜、荠菜等6种，拔节前期有猪殃殃、硬草、繁缕、看麦娘、藜、荠菜、通泉草、婆婆纳等8种，分属6科8属，其中禾本科2种、玄参科2种，其他科均为1种。在苗期和拔节前期形成以硬草+荠菜+繁缕+猪殃殃+看麦娘为优势的杂草群落。表3列出了株数发生量最大的6种主要杂草在同一类型田块中的平均株数、平均密度、平均盖度、平均频度及总频度。调查发现条播和撒播2种不同的播种方式对杂草的发生没有影响。

2.4 浅旋无秸秆还田

浅旋无秸秆还田共调查13块田，其中旱旱轮作调查10块田，水旱轮作调查3块田，条播田块占76.92%，撒播田块占23.08%。苗期杂草种类有猪殃殃、硬草、繁缕、藜、荠菜、卷耳、刺儿菜(小蓟)、婆婆纳、蔊菜、早熟禾、臭蒿、茴茴蒜、泽漆等13种，拔节前期有猪殃殃、硬草、繁缕、藜、荠菜、卷耳、刺儿菜(小蓟)、婆婆纳、蔊菜、早熟禾、臭蒿、茴茴蒜、泽漆、看麦娘、田旋花、飞蓬、通泉草、山苦荬、羊蹄、蒲公英、野老鹳草、野艾蒿等22种，分属11科21属，其中禾本科3种、玄参科2种、菊科6种、十字花科2种、石竹科2种、大戟科(Euphorbiaceae)2种，其他科均为1种。在苗期和拔节前期形成以猪殃殃+繁缕+硬草+荠菜+早熟禾为优势的杂草群落。表4列出了株数发生量最大的6种主要杂草在同一类型田块中的平均株数、平均密度、平均盖度、平均频度及总频度。调查发现条播和撒播2种不同的播种方式对杂草的发生没有影响。

2.5 免耕秸秆还田

免耕秸秆还田共调查7块田，水旱轮作，其中撒播田块占57.14%，条播田块占42.86%。苗期杂草种类有猪殃殃、看麦娘、繁缕、通泉草、荠菜、窄叶野豌豆、硬草等7种，拔节前期有猪殃殃、硬草、 繁缕、看麦娘、通泉草、荠菜、窄叶野豌豆、婆婆纳等8种，分属6科8属，其中禾本科2种、玄参科2种，其他科均为1种。在苗期和拔节前期形成以硬草+猪殃殃+看麦娘+荠菜+繁缕为优势的杂草群落。表5列出了株数发生量最大的6种主要杂草在同一类型田块中的平均株数、平均密度、平均盖度、平均频度及总频度。调查发现条播和撒播2种不同的播种方式对杂草的发生没有影响。

表3 浅旋秸秆还田下小麦田主要杂草发生状况Table 3 Occurrence of main weeds in wheat field under shallow-rotating with straw-returning

表4 浅旋无秸秆还田下小麦田主要杂草发生状况Table 4 Occurrence of main weeds in wheat field under shallow-rotating without straw-returning

2.6 水旱轮作

水旱轮作共调查32块田，全部秸秆还田，其中撒播田块占56.25%，条播田块占43.75%。苗期杂草有猪殃殃、看麦娘、繁缕、藜、硬草、通泉草、荠菜、窄叶野豌豆等8种，拔节前期有猪殃殃、硬草、繁缕、看麦娘、通泉草、荠菜、藜、羊蹄、早熟禾、刺儿菜(小蓟)、葎草、臭蒿、婆婆纳、窄叶野豌豆等14种，分属10科14属，其中禾本科3种、玄参科2种、菊科2种，其他科均为1种。在苗期和拔节前期形成以硬草+看麦娘+繁缕+猪殃殃+荠菜为优势的杂草群落。表6列出了株数发生量最大的6种主要杂草在同一类型田块中的平均株数、平均密度、平均盖度、 平均频度及总频度。调查发现条播和撒播2种不同的播种方式对杂草的发生没有影响。

表5 免耕秸秆还田下小麦田主要杂草发生状况Table 5 Occurrence of main weeds in wheat field under no-tillage with straw-returning

表6 水旱轮作小麦田主要杂草发生状况Table 6 Occurrence of main weeds in wheat field under paddy-upland rotation

2.7 旱旱轮作

旱旱轮作共调查20块田，全部无秸秆还田，其中条播田块占65%，撒播田块占35%。苗期杂草有猪殃殃、看麦娘、繁缕、藜、硬草、通泉草、荠菜、卷耳、刺儿菜(小蓟)、婆婆纳、蔊菜、早熟禾、野艾蒿、一年蓬、黄花菜、田旋花、羊蹄、窄叶野豌豆、石龙芮、泽漆、茴茴蒜等21种，拔节前期比苗期又增加了臭蒿、山苦荬、飞蓬、蒲公英、野老鹳草5种，共26种杂草，分属13科23属，其中禾本科3种、玄参科2种、菊科7种、十字花科2种、石竹科2种、大戟科2种、毛茛科(Ranunculaceae)2种，其他科均为1种。在苗期和拔节前期形成以猪殃殃+繁缕+硬草+早熟禾为优势的杂草群落。表7列出了株数发生量最大的6种主要杂草在同一类型田块中的平均株数、平均密度、平均盖度、平均频度及总频度。调查发现条播和撒播2种不同的播种方式对杂草的发生没有影响。

表7 旱旱轮作小麦田主要杂草发生状况Table 7 Occurrence of main weeds in wheat field under upland-upland rotation

3 讨论

耕翻、浅旋、免耕秸秆还田条件下，小麦苗期杂草发生种类几乎没有差异，但耕翻秸秆还田在拔节前期杂草种类增加明显，杂草种类由7种增加到13种，增加接近1倍，分析认为这种变化可能由于耕翻扰动了土壤杂草种子库，将本来分布在土壤较深层的杂草种子移动在土壤浅层，有利于种子萌发。而浅旋、免耕表现一致，变化不大，这与樊翠芹等研究[9]一致。耕翻、浅旋无秸秆还田条件下， 虽然小麦苗期杂草发生种类较多，但是拔节前期杂草发生种类仍然显著增加，超过20种。

水旱轮作可有效抑制小麦田杂草的发生，特别是对多年生杂草发生余危害具有良好的控制作用，长期水旱轮作不利于土壤中杂草种子的萌发、生长，大大降低土壤杂草种子库的数量，形成以硬草、看麦娘为优势禾本科杂草和以猪殃殃、繁缕、荠菜等为优势阔叶杂草的群落结构。而长期旱旱轮作相对有利于杂草种子的休眠、存活，土壤杂草种子库数量逐渐增加，形成以猪殃殃、繁缕、荠菜为优势阔叶杂草和部分硬草、早熟禾为优势禾本科杂草的群落结构。

目前，本地区小麦田以播后苗前土壤封闭结合小麦返青拔节期茎叶喷雾为主要化除措施，使用的化学除草剂品种主要有乙草胺、苯磺隆、异丙隆等。但随着化学除草剂长期使用，硬草、猪殃殃和繁缕等恶性杂草耐药性明显上升，有效防除的药剂品种不多。因此虽然不同耕作制度小麦田呈现不同的杂草群落，但本研究结果表明硬草+猪殃殃+繁缕是本地区不同耕作制度下小麦田杂草群落的基本结构。当然，耕作水平、品种更新、播种方式、水肥管理等也显著影响田间杂草的种群发生和群落组成[10-13]。生产上需要密切关注上述因素对杂草发生、分布的影响，把握杂草种群变化趋势，制定针对性的杂草防控策略。