山西黄芩田杂草组成及群落特征

王 睿，王克功

（山西农业大学小麦研究所，山西临汾041000）

黄芩（Scutellaria baicalensis）是唇形科黄芩属多年生草本植物，以根入药，富含黄酮类化合物，具有抗菌、抗病毒、降血脂、保肝利胆、抗癌等功效，是重要的传统道地药材[1-2]。黄芩人工栽培主要分布在我国北方，山西产量最大，年产量占全国40%～50%[3]。临汾市是山西省主产区之一，2016 年临汾市黄芩种植面积达0.51 万hm2，年产量达12 595 t。随着黄芩人工种植面积逐年扩大，农田种植结构不断调整，杂草与黄芩争夺土壤中的营养水分等，传播病虫害，恶化环境，已经成为严重影响黄芩产量和品质的重要因素之一，制约黄芩产业的发展。

目前，黄芩研究主要集中在有效成分、药用价值[4-6]及栽培[7-8]方面，栽培研究又主要集中在黄芩的繁殖、病虫害防治和科学施肥方面，黄芩田杂草发生规律及防控研究[9-10]十分薄弱。未见对黄芩田杂草种类和群落特征的研究报道。2017—2018 年山西省农业科学院小麦研究所农田杂草防除课题组选取山西省临汾市具有代表性的黄芩主产地襄汾县（平原地区）和洪洞县（山地地区），调查不同生长时期黄芩田杂草的发生情况，为黄芩田杂草科学防控提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

洪洞县黄芩种植区主要分布在山地及丘陵，属大陆季风性半干旱气候，全年干旱少雨，冬天干燥寒冷，夏季潮湿炎热，年平均温度为12.6 ℃，年降水量为470 mm，无霜期平均为190 d，连年种植黄芩、柴胡、远志等中药材，间作或轮作小麦玉米等。调查地点选择洪洞县提村乡李村垣村和淹底乡南卦村，均位于山地地区。襄汾县黄芩种植区主要分布在平原地区，属于温带季风气候，年均气温11.5 ℃，年降水量550 mm 左右，无霜期185 d，连年种植黄芩、柴胡、远志等中药材，间作或轮作小麦玉米等。调查地点选择襄汾县南贾镇荀董村、汾城镇汾阳岭村、西贾乡西李村和南辛店乡北贾村。

1.2 调查方法

2017 年3 月至2018 年12 月在山西省临汾市洪洞县和襄汾县选取常年种植黄芩的村，在黄芩苗前、出苗期、生长期、花蕾期和种子成熟期分别进行调查取样，共135 个采样点。调查采用倒置“W”9 点取样法[10]，样方面积为1 m2，分别统计样方中杂草的种类、密度，测量相应的鲜质量。杂草种类鉴定主要依据文献[11]。研究数据使用Excel 2007 进行处理。

1.3 数据统计及分析

参照魏守辉等的方法[12]，根据各样点的调查数据，计算其相对优势度和物种多样性。

其中，RD 为相对密度，即某杂草的密度占杂草总密度的比例；RW 为相对重量，即某杂草的鲜质量占样方中杂草总鲜质量的比例；RF 为相对频度，即杂草出现的样方数占所有杂草出现的总样方数的比例[13]。

物种丰富度（S），即样方中包含的所有杂草种类数。

其中，Pi＝Ni/N，Ni 为样方中第 i 种杂草的密度，N 为样方中杂草的总密度。

2 结果与分析

2.1 黄芩田杂草区系

表1 山西临汾黄芩田杂草种类

续表1

山西省临汾市调查区域内黄芩田杂草共发现67 种，隶属于 25 科 55 属（表 1），其中，单子叶植物1 科 8 属 9 种；双子叶植物 24 科 47 属 58 种。菊科、禾本科和十字花科的杂草种类较多，分别有13、9、5 种，共占杂草种类的 40.30%，其次是苋科、藜科、旋花科、紫草科、大戟科和罂粟科，分别有4、3、3、3、3、3 种，共占杂草种类的 28.36%。

2.2 黄芩田杂草发生特点及群落结构

根据杂草的优势度（表2）可以看出，山西不同黄芩种植区洪洞县和襄汾县黄芩田杂草发生情况有较大差异，黄芩不同生长期杂草发生情况也差异较大，黄芩不同生长期的优势杂草各不相同。其中，优势杂草有茵陈蒿、播娘蒿、狗尾草、猪毛菜和鹅绒藤等5 种，区域性优势杂草有9种，常见杂草有11 种，一般杂草有41 种。

洪洞县黄芩不同生长期的优势杂草主要有茵陈蒿、播娘蒿、麦家公、鹅绒藤、米口袋、狗尾草和猪毛菜，优势度均在20 以上。黄芩出苗前优势杂草为茵陈蒿和播娘蒿，优势度分别为56.65 和21.08，危害较重；阿尔泰狗娃花、刺儿菜、秃疮花、离子草的优势度均在10 以上，发生较为普遍。黄芩出苗期优势杂草为麦家公、茵陈蒿、鹅绒藤和米口袋，优势度分别为 36.54、35.29、23.62 和 20.08；小花糖芥发生量也较大。茵陈蒿在黄芩生长期发生优势度依旧最大，为31.75，刺儿菜、米口袋、田旋花、阿尔泰狗娃花和鹅绒藤也有较大面积分布，优势度均在10 以上。黄芩花蕾期狗尾草和猪毛菜上升为优势杂草，优势度分别为53.42 和44.03，优势度在10 以上的杂草还有藜、山苦荬、碱蓬、鹅绒藤和田旋花，发生也较为普遍。黄芩种子成熟期的优势杂草为狗尾草，优势度为49.88；蒲公英、山苦荬、猪毛菜和鹅绒藤危害也较为严重，优势度均在10 以上。

表2 洪洞县和襄汾县黄芩田不同生长时期主要杂草的优势度

襄汾县黄芩不同生长期的优势杂草主要有小花糖芥、荠菜、播娘蒿、夏至草、田旋花、藜、狗尾草、马齿苋、猪毛菜、铁苋菜和鹅绒藤，优势度均在20以上。黄芩出苗前优势杂草为小花糖芥、荠菜、播娘蒿和夏至草，优势度分别为51.95、29.32、25.01 和21.79，危害严重。黄芩出苗期优势杂草为夏至草、田旋花和播娘蒿，优势度分别为28.78、28.18 和22.95；荠菜、刺儿菜和小花糖芥发生量也较大，优势度均在10 以上。黄芩生长期的优势度杂草为夏至草、鹅绒藤、小花糖芥和荠菜，优势度分别为39.19、34.61、28.89 和 25.70；山苦荬、小飞蓬、播娘蒿和田旋花也有较大面积分布，优势度均在10 以上。黄芩花蕾期藜、狗尾草、马齿苋和猪毛菜上升为优势杂草，优势度分别为 46.60、27.13、21.11 和 20.70；优势度在10 以上的杂草还有铁苋菜和鹅绒藤，发生也较为普遍。黄芩种子成熟期的优势杂草为薄蒴草、鹅绒藤和茵陈蒿，优势度分别为45.10、22.37 和20.40，田旋花、藜和蒲公英危害也较为严重。

2.3 黄芩田杂草群落的物种多样性

由表3 可知，洪洞县黄芩生长期和襄汾县黄芩出苗期及生长期的物种丰富度最高，都为19 种；襄汾县种子成熟期和出苗期物种丰富度较低，分别为9、11 种。从度量物种多样性的香农指数来看，洪洞县黄芩生长期、出苗期和襄汾县花蕾期物种多样性最高，香农指数分别为2.378、2.356 和2.319，襄汾县黄芩生长期、出苗期、种子成熟期和洪洞县黄芩种子出苗前次之，洪洞县黄芩花蕾期、种子成熟期和襄汾县黄芩出苗前物种多样性最低，香农指数为0.621、1.054 和1.258。从衡量群落物种优势集中性的辛普森指数来看，洪洞县黄芩花蕾期（0.767）明显高于黄芩其他生长时期，洪洞县黄芩出苗前和种子成熟期（分别为0.497 和0.442）也高于其他生长时期。从杂草群落的均匀度指数来看，洪洞县黄芩出苗期和生长期、襄汾县黄芩花蕾期较高，这与辛普森指数反映的趋势较为一致。

表3 洪洞县和襄汾县黄芩田不同生长时期杂草群落的物种多样性

由表3 还可知，黄芩出苗前，洪洞县黄芩田杂草的物种丰富度和多样性均高于襄汾县，这可能是由于地理位置差异造成的；黄芩出苗期，洪洞县黄芩田杂草的物种丰富度低于襄汾县，物种多样性高于襄汾县，这可能是由于除草措施差异引起的；黄芩生长期，洪洞和襄汾县黄芩田杂草的物种丰富度和物种多样性均显著高于本地区黄芩其他时期，是黄芩田杂草防除的关键时期；黄芩花蕾期，洪洞县黄芩田杂草的物种丰富度和物种多样性均显著低于襄汾县，这可能是由于地理位置差异和防控措施差异共同造成的，是洪洞县黄芩田杂草物种丰富度和物种多样性最低的时期；黄芩种子成熟期，洪洞县黄芩田杂草的物种丰富度显著高于襄汾县，物种多样性显著低于襄汾县。在洪洞县，黄芩生长期是黄芩田杂草物种丰富度和多样性均达到最高的时期；在襄汾县，黄芩苗期、生长期和花蕾期的杂草物种丰富度和多样性均较高，可根据实际情况进行杂草防除。

3 结论与讨论

杂草的发生程度、种类及群落结构组成受气候、自然地理环境、农田生态条件及杂草管理方式等多方面因素的影响[16-17]。以洪洞县为代表的山地丘陵黄芩栽培区黄芩田杂草一般由耐旱、耐寒的杂草组成，以菊科、豆科和禾本科杂草为主，菊科杂草最多。其中，许多杂草为2 年生或多年生，与黄芩伴生，具有强大的耐胁迫、抗干扰能力，与黄芩存在激烈的竞争关系。黄芩苗前、出苗期及生长期的优势杂草茵陈蒿2 月底开始出苗，早于黄芩萌发时间，在黄芩出苗前茵陈蒿冠幅已长至4～10 cm，并且拥有粗壮发达的根系，在空间、光照、水分等竞争中占据有利条件，对黄芩出苗及生长发育危害严重。襄汾县平原地区降水较为丰富，且黄芩田四周多为小麦—玉米轮作田，黄芩也会与玉米、小麦轮作或套种，黄芩生产较为机械化，这对该区域黄芩田杂草的发生影响较大。黄芩苗前、出苗期和生长期的优势杂草以十字花科的小花糖芥、播娘蒿和荠菜为主，这与同时期麦田杂草类似，禾本科杂草在黄芩花蕾期的发生较为严重，这也与同期玉米田杂草一致。

黄芩作为一种多年生草本植物，其生长周期及特点对杂草发生及演变也有很大的影响。3 月初黄芩返青出苗，对杂草的竞争力较弱，此时杂草占据优势；5—6 月为黄芩茎叶生长期，黄芩田杂草物种丰富度增大，物种多样性提高，说明物种数和数量分布变得较为均匀[18]。7—9 月为花蕾期，这个时期及后期的人工栽培黄芩高度能达30～60 cm，且自基部多分枝，此时黄芩在农田系统中占据主导位置，大部分杂草对黄芩生长影响较小，只有株高具有优势的部分杂草能与其形成竞争，比如藜、猪毛菜等体型较大的杂草或者田旋花、鹅绒藤等这一类可以攀附在黄芩上的杂草。

黄芩在各个生长时期优势杂草存在较大差异，不同生长地区黄芩田的优势杂草也各不相同，这为黄芩田杂草防除工作带来了困难，需要因地因时来制定防控策略。本研究对山西临汾2 种典型生境的黄芩田杂草不同生长期的发生情况做了详细调查及分析：洪洞山地地区黄芩从出苗前至种子成熟期的优势杂草为：出苗前茵陈蒿、播娘蒿，出苗期麦家公、茵陈蒿、鹅绒藤、米口袋，生长期茵陈蒿，花蕾期狗尾草、猪毛菜，种子成熟期狗尾草；襄汾平原地区为：出苗前小花糖芥、荠菜、播娘蒿、夏至草，出苗期夏至草、田旋花、播娘蒿，生长期夏至草、鹅绒藤、小花糖芥、荠菜，花蕾期藜、狗尾草、马齿苋、猪毛菜，种子成熟期薄蒴草、鹅绒藤、茵陈蒿。这些优势杂草是各生长期黄芩田杂草群落的主要组成部分。这为山西临汾及类似生长环境的黄芩田制定更为明确有针对性的除草方案提供了参考和依据，为实施持续有效、绿色安全的黄芩田控草措施奠定了基础。