金衢地区稻田杂草发生及群落演替规律
2020-06-12周小军何晓婵朱丽燕姚晓明陈晓阳周建霞
周小军 何晓婵 朱丽燕 姚晓明 陈晓阳 周建霞
(1 金华市农业科学研究院,浙江金华 321000;2 浙江省农业农村厅,杭州310020)
杂草是农田生态系统的生物组分,维持适当数量的杂草对保护农田生物多样性有着重要作用[1-2],但杂草多,往往与作物竞争水、肥、光等自然资源,影响作物生长与产量[3-4]。关于杂草如稗草、空心莲子草、千金子等对水稻生长和产量影响的报道较多[5-7]。金衢地区水稻种植面积19.46 万hm2,杂草危害是影响当地水稻产量的重要因素之一,一般造成水稻减产10%~30%,严重的甚至达50%。目前稻田杂草以化学防除为主,但伴随着除草剂的长期使用,导致杂草产生抗药性,优势种的组成以及群落结构都发生了演变。为明确当地稻田杂草的发生规律,指导农户早期科学合理施药,有的放矢靶向施药,实现防控节本增效的目的,对金衢地区稻田杂草发生情况进行了系统调查。
1 调查研究方法
1.1 调查地点
调查区域为金衢地区单双季籼稻区,包括金华市的婺城区、东阳市、兰溪市、永康市、武义县,衢州市的衢江区、常山县、江山市、龙游县。每个县市区选择水稻种植面积较大的3 个乡(镇),婺城区选洋埠、汤溪、罗埠、蒋堂,东阳市选巍山、湖溪、黄田畈,兰溪市选赤溪、上华、游埠,永康市选四路口、前仓、石柱,武义县选泉溪、履坦、王宅,衢江区选高家、莲花、全旺,常山县选球川、泾川、同弓,江山市选长台、大桥、贺村,龙游县选湖镇、詹家、东华,每个乡镇选择有代表性的田块10 块。金华地区5 个县市区共调查16 个乡镇或街道,48 个村,累计160 块田;衢州地区4 个县市区共调查12 个乡镇或街道,36 个村,累计120 块田。
1.2 调查统计方法
1.2.1 杂草种类与分布调查
调查的样方框统一为0.25 m2,即边长为0.5 m 的正方形框。
杂草种类与分布调查采取倒置“W”九点取样法,记载样框内全部杂草的种类及数量(禾本科以杂草茎秆数为单位,其他科以杂草株数为单位计算田间杂草数量),同时计算田间杂草的田间密度(MD,某种杂草在各调查田块的平均密度之和与调查的总田块数之比)、频度(F,某种杂草出现的田块数占总调查田块数的百分比)、田间均度(U,某种杂草在调查田块中出现的样方次数占所调查全部田块总样方数的百分比)、相对频度(RF)、相对均度(RU)、相对密度(RD)和相对多度(RA),公式如下:
表1“三层三级”杂草危害度目测调查法
上述式中,Di 为某种杂草在调查田块i 中的平均密度(株/m2);Xi 为某种杂草在调查田块i 中出现的样方次数;Yi 为某种杂草在调查田块 i 中出现与否,出现记为1,未出现则记为0;n 调查的总田块数。
1.2.2 杂草危害情况调查方法
杂草危害情况调查即对已经过防治的农田杂草的实际危害情况进行调查,采用“三层三级目测调查法”调查主要种类杂草的危害等级(见表1)。
各级危害百分率=∑(级别值×该级别出现的田块数)×100%/(3×10)
2 结果与分析
2.1 金衢地区杂草主要种类及杂草群落
从表2 可见,单季稻田杂草有9 科18 种,其中一年生杂草10 种,多年生杂草8 种;禾本科和莎草科杂草种类最多,均为5 种,分别为稻稗、千金子、长芒稗、双穗雀稗、光头稗和异型莎草、碎米莎草、水莎草、野荸荠、萤蔺,共占杂草种类的55.56%。
根据各调查点杂草的频度和相对多度,把调查中多数样点均出现的杂草列入当地群落,按一年生及多年生杂草排列,单季稻田主要杂草群落为:1)鸭舌草—稻稗—光头稗—长芒稗—丁香蓼(永康);2)鸭舌草—稻稗—长芒稗—丁香蓼—水莎草(东阳);3)稻稗—鸭舌草—丁香蓼—双穗雀稗—光头稗(婺城);4)稻稗—鸭舌草—千金子—水竹叶—光头稗(兰溪);5)鸭舌草—稻稗—丁香蓼—千金子—长芒稗(武义);6)稻稗—丁香蓼—千金子—鸭舌草—光头稗(龙游);7)鸭舌草—稻稗—丁香蓼—异型莎草—水莎草(衢江);8)稻稗—鸭舌草—千金子—丁香蓼—光头稗(常山);9)鸭舌草—稻稗—千金子—丁香蓼—光头稗(江山)。
2.2 连晚稻田主要杂草种类和危害情况
从表3、表4 可见,金衢地区晚稻田本次共调查到11 科24 种杂草,从杂草出现频率、Ⅱ级以上的危害率来看,金华地区稻田禾本科杂草为害水稻等级依次为光头稗>稻稗>千金子>李氏禾>双穗雀稗>长芒稗>马唐,稗属杂草和千金子是该地区稻田重要禾本科杂草,特别是光头稗,因连续使用磺酰胺类除草剂,已产生较强抗药性,成为稻田优势杂草;莎草科杂草以异型莎草、水莎草、碎米莎草为主;阔叶杂草从以前的矮慈菇、泥花草、鳢肠为主要杂草,现已演替为以鸭舌草、丁香蓼、陌上菜、节节菜并列为主要杂草,部分田块则以田菁为主,主要是这部分稻田地势较高、水位较低,加上下半年天气持续雨水偏少、稻田灌水困难、过于干旱导致。衢州地区禾本科杂草危害程度从大到小依次为千金子>光头稗>稻稗>李氏禾>双穗雀稗>长芒稗>马唐;莎草科杂草则以异型莎草、水莎草、碎米莎草为主;阔叶杂草以鸭舌草、丁香蓼、节节菜为主。
3 结论与讨论
3.1 稻田杂草发生特点
金衢地区直播稻田杂草种类比较复杂,而且发生量很大,但到水稻生长中后期,仍以稗草的危害最大。连续多年直播田块,千金子、鸭舌草、丁香蓼的危害上升趋势明显。局部田块李氏禾、水竹叶、双穗雀稗、空心莲子草等难防杂草已成为主要杂草。从杂草群落结构可以看出,晚稻田稗草的危害比单季稻明显减轻,杂草群落多数以阔叶草或莎草科杂草为主。
3.2 稻田杂草群落层次
本次调查时间在水稻抽穗灌浆后期,因此,根据杂草植株相对高度(H)将群落分为上、中、下3 个层次,H≥1 m 时为上层,0.5 m≤H<1 m 时为中层,H<0.5 m时为下层。上层主要杂草种类为稗草、水莎草、千金子、丁香蓼、双穗雀稗、空心莲子草、田菁,中层主要杂草种类为稗草、水莎草、萤蔺、异型莎草、野荸荠、水竹叶、空心莲子草、双穗雀稗,下层主要杂草种类为鸭舌草、节节菜、牛毛毡、四叶萍、泥花草、陌上菜、日照飘拂草等。
3.3 稻田杂草的危害程度
各县(市)稻田杂草的危害程度从目前情况看,金衢地区永康、武义、东阳3 个县市,无论单季稻还是晚稻危害程度相对较轻,衢江区、常山、江山次轻,而婺城区、兰溪、龙游的单季稻田杂草危害较重,2 级以上危害的面积占种植面积的29.8%~34.7%,但晚稻田杂草危害程度明显下降。
表2 金衢地区单季稻田主要杂草种类、频度及相对多度 (%)
3.4 杂草群落的演替分析
1997 年金华市曾对稻田杂草的分布及危害状况进行过普查,结果确认稗草、矮慈姑、牛毛毡、鸭舌草、节节菜、异型莎草、四叶萍等7 种杂草为当地稻田恶性杂草,并且把稗草、矮慈姑、牛毛毡、鸭舌草定为稻田主攻目标[8]。20 年来,随着化学除草剂的迅速推广应用,杂草群落演替速度加快,通过本次调查可以看出如下演替规律:
由于乙草胺、丙草胺、丁草胺等酰胺类和甲黄隆、苄磺隆、吡嘧磺隆等磺酰脲类除草剂的大面积及长期使用,导致节节菜、矮慈姑、异型莎草、牛毛毡、鸭舌草、四叶萍等当时的恶性杂草演替为一般性或次要杂草。1997 年调查资料显示,稻田节节菜、鸭舌草、矮慈姑、牛毛毡、陌上菜、四叶萍的出现频率分别为100%、84.3%、95.1%、79.7%、85.5%、47.9%[8],本次在单季稻田调查结果分别为 40.8%、40.1%、0、9.2%、40.6%、10.2%,
可见,这6 种杂草出现频率明显下降,尤其是矮慈姑、牛毛毡、陌上菜、四叶萍几乎已成为次要杂草。
表3 金华地区连晚稻田主要杂草种类和危害情况
表4 衢州地区连晚稻田主要杂草种类和危害情况
近几年,随着土地流转规模增加(统计数据表明,金衢地区近50.0%),土地越来越集中,而职业农民逐年减少,劳动力渐趋紧缺,水稻轻型栽培规模和机械化程度大幅提高,耕作日渐粗放,导致李氏禾、鸭舌草、双穗雀稗、空心莲子草、水竹叶等杂草危害加重。尤其是李氏禾已成为目前部分稻区的优势种。1997 年调查结果表明,李氏禾金华市平均出现频率为3.24%[8],本次在金华、衢州的晚稻田调查,出现频率分别达21.9%及26.8%,其危害程度已上升到第10 位。鸭舌草1997 年在金华市早稻上出现的频率为11.6%、晚稻为6.85%[8],但均为1 级危害。本次调查发现,在金华市平均出现频率单季稻为40.1%、相对多度为10.1%,晚稻出现频率金华为100%、衢州为87.2%,2 级以上危害金华为34.5%、衢州为27.4%,其相对多度单季稻上已升为除稻稗外的第1 位,晚稻已上升为第1 位。
稗草依然是金衢地区稻田优势种杂草。要控制稗草的发生及危害,重点是加强对轻型栽培水稻的稗草防除,特别要重视前期土壤封闭处理。其主要原因:一是大户种粮比效益越来越低,尤其是劳动力和农资成本长期趋高发展,导致因成本压力对除草关键技术日渐忽视;二是部分大户对播后苗前土壤处理怕麻烦,忽视土壤封闭除草效果,过分依赖茎叶处理除草剂的直观防效,导致中后期稗草危害的面积较多;三是多年连续使用五氟磺草胺、氰氟草酯等除草剂,稗草耐(抗)药性逐步增强,防除难度越来越大。
综上所述,随着稻田化学除草剂的长期使用,以及水稻栽培技术的改革,金衢地区杂草群落正在发生演替,多年生难除杂草发生频度增加,抗性杂草种类逐年增多、抗(耐)药性越来越强。今后应对杂草群落演替规律加强研究,同时对一些难除杂草、耐(抗)药性杂草进行生物学特性研究和综合防除技术研究。