棉隆土壤消毒对党参育苗田杂草群落特征的影响*

王红燕,陈 垣,2**,郭凤霞**,焦旭升,张碧全,刘慧莉

(1.甘肃农业大学农学院/甘肃农业大学生命科学技术学院/甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃省中药材规范化生产技术创新重点实验室/甘肃省药用植物栽培育种工程研究中心 兰州 730070;2.甘肃中天药业有限责任公司/甘肃省特色药用植物资源保护与利用工程实验室/甘肃省特色药材规范化可追溯栽培工程技术研究中心 定西 748100)

党参为桔梗科(Campanulaceae)党参属植物党参[Codonopsis pilosula(Franch)Nannf.]、素花党参[C.pilosulaNannf.var.modesta(Nannf.)L.T.Shen]或川党参[C.tangshenOliv.]的干燥根,具有健脾益肺,养血生津等功效[1]。甘肃省境内地形复杂,海拔高低悬殊,形成强辐射、寒旱和缺氧等特殊自然资源[2],这种得天独厚的气候形成了药用植物资源的栖息地,使甘肃成为中药材主产区[3]。

然而,复杂多变的气候和生态条件也形成了多样的杂草类群。党参多年栽培成药,第1年种子育苗,第2～3年成药栽培[4]。党参种子很小,千粒重仅0.30 g左右[5],幼苗生长缓慢[4],这为杂草的滋生和生态位扩张创造了优势条件。杂草蔓延不仅抑制党参的生长发育,还引发各种病虫害,田间管理成本的增加降低了参农的经济收入。尽管除草剂在短期内起到一定作用[6],但其生态安全性已引起关注。从我国农田除草剂使用现状来看,除草剂的过量使用、不当使用和单一长时间使用等,都会对环境及植物造成严重的负面影响,同时,会加速杂草耐药性的产生,使杂草的群体结构发生变化,影响除草效率[7-9]。而土壤熏蒸剂是防治土传病虫草害的高效、低毒、低残留的化学熏蒸剂[10],并且对杂草从源头进行防控,对改善农田生态环境、显著减少田间化学农药使用量和降低劳动成本,提高单位产量和效益具有较好的现实意义。

棉隆(dazomet)是一种固态熏蒸剂,在潮湿土壤中会产生活性成分异硫氰酸甲酯,在密闭条件下可有效熏杀土壤有害生物[11-16]。棉隆已广泛用于农田土壤改良,通过影响土壤微生态减轻连作障碍、自毒和病虫草害等[16-21]。靳晓山等[21]研究了98%棉隆微粒剂的有效性及安全性,提出用药量45 g∙m−2密封消毒20 d 对人参(Panax ginsengC.A.Mey.)田杂草防治效果最佳,且未观察到药害。至今其对党参田杂草防效的研究鲜见报道。宕昌县是党参主产区[22],草害成为限制党参育苗成效的主要障碍因子。因此,本文采用多指标体系[23-25]系统研究棉隆消毒的抑草效应,结果可为党参育苗田杂草高效低毒防控技术途径提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2019年3−10月在甘肃省陇南市宕昌县理川镇拉沙村甘肃农业大学中药材标准化试验基地(104°01′E,33°46′N)进行,海拔2300 m。试区周边

与15 村相邻,耕地面积2113 hm−2。属典型亚温带气候,年均气温7.5 ℃,1月平均气温−2.9 ℃,最低气温−16.9 ℃,7月平均气温25.9 ℃,最高气温34.0 ℃。年均降雨量583.9 mm,相对湿度66.0%,日照时数1986.5 h,无霜期121 d 左右。土壤肥力状况如表1所示。

表1 试验地棉隆消毒和未消毒处理的土壤肥力状况Table 1 Soil fertility of the tested soil under treatments of fumigation of azomet and non-fumigaiton

1.2 试验设计与土壤消毒处理

采用单因素试验方案,有棉隆土壤熏蒸消毒(F)和未消毒对照(CK)2 个处理。在蒙古黄芪[Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao]成药栽培党参育苗基础上,采用配对设计,3 次重复,共6 个小区,小区面积30 m2(6 m×5 m)。为方便实施管理,减少系统误差,将试验地按南北走向划分为2 个相邻平行的长区(16 m×6 m),然后在长区按东西走向划分为3 个区组,每区组包含2 个成对小区,试验地四周及长区中间起埂(宽0.80 m,高0.50 m)相隔,埂上覆黑膜以防消毒时相邻小区串气和人为扰动,北边长区3 个小区实施土壤消毒,南边长区3个小区实施未消毒对照,长区内小区间距0.50 m。参照靳晓山等[21]的试验结果,选择棉隆用药量45 g∙m−2,消毒时间25 d。2019年3月15日结合整地在消毒区撒施棉隆量1.34 kg,施后深翻30 cm,然后用黑膜密封长区四周压实。2019年4月10日揭膜透气,先揭去周边膜,通风1.0 h 后再全部揭膜,晾晒5 d 后于4月14日深翻敞气,5月6日播前结合整地再次深翻耙平。除处理不同外,未消毒对照田间管理与消毒田处理一致。

选用的棉隆微粒剂含98%异硫氰酸甲酯(C5H10N2S2)(垄鑫牌,南通施壮化工有限公司,江苏南通),由甘肃博圣元生态科技有限公司提供。党参种子2018年10月采收,由甘肃农业大学陈垣教授鉴定为党参种子,风干后备用。

1.3 党参育苗

党参育苗试验在上述对应小区进行。2019年5月7日在土壤消毒田和未消毒对照田采用撒播育苗,小区播种量90.0 g(3.0 g∙m−2),播后覆盖遮阳网(60%遮光率)。党参全生育期不用除草剂,其他管理同大田。

1.4 杂草调查统计

党参播种后在土壤消毒田和未消毒对照田重复小区内用白线和铁钉划定1 m×1 m 的小样方,综合梁伟等[23]和赵利等[26]的方法,根据党参生长发育特点,按照大田除草时期和方法,对各样方杂草逐株拔除鉴定,在出苗期首次统计杂草种类和株数,测定总鲜生物量(精度1/100 g),以后根据天气情况每隔20～30 d统计1 次,直到党参倒苗越冬为止,共统计7 次,分别在土壤消毒后81 d、93 d、117 d、135 d、157 d、190 d 和218 d 统计(以消毒当天为第0 天,对应时间分别为6月4日、6月20日、7月10日、7月28日、8月19日、9月21日和10月19日)。为防止样方外杂草种子落入样方内影响杂草群落实际演变特征,每次统计前先拔除样方外杂草,最后计算多级指标及各处理杂草相似度[23-26]。

式中:FW为杂草频率(weed frequency),m为某种杂草出现的样方数,N为调查样方总数;FR为杂草相对频率(relative frequency),SW为样方内总杂草种数;D为杂草密度(density),ni为某种杂草株数,S为样方面积;DR为相对密度(relative density),M为该处理所有样方杂草总株数;AR为相对丰度(relative abundance);IWR为杂草丰度指数(weed richness index),指杂草种类丰富程度;Pi为某种杂草发生频度,Mi为样方内第i种杂草株数;H'为杂草种类香农多样性指数(weed Shannon-Wiener index),该值越大,群落中杂草种类越多;IS为杂草辛普森指数(weed Simpson’s index),其值越大,优势度越低;IE为均匀度指数(weed evenness index),指群落中杂草分布的均匀度;WCs为杂草Sorenson 群落相似度(weed community similarity),j为在处理TA和TB共同发生的杂草种类数,TA和TB分别为处理A 和B 样方杂草种类总数。

1.5 数据统计方法

采用Excel 2003 统计软件作图,利用DPS 统计软件对两育苗田各时期杂草指标单因素方差分析(One-way ANOVA),多重比较选Duncan 法。图中数据点表示平均数±标准误(mean±SE)。

2 结果与分析

2.1 播前土壤熏蒸消毒对党参育苗田杂草发生种类的影响

棉隆土壤熏蒸消毒对党参育苗田杂草发生种类具有极显著影响(P<0.01)(图1)。与未消毒对照田相比较,消毒后93 d(6月20日)、117 d(7月10日)、157 d(8月19日)、190 d(9月21日)和218 d(10月19日)消毒田杂草种类均显著减少(P<0.05),消毒后81 d(6月4日)极显著减少(P<0.01),且两田杂草消长趋势基本一致。平均而言,消毒田较未消毒对照田减少39.8%(P<0.05)。

相对丰度值综合了杂草发生频率和密度2 个指标,可反映杂草优势度,相对丰度为0 表示该种杂草未发生。土壤消毒田与未消毒对照田杂草种群组成均较为复杂,相对丰度变幅分别为0～1.53 和0～1.20,再生优势杂草种群因土壤处理和党参生长阶段的不同表现较大差异(表2)。各处理不同时期杂草平均相对丰度≥0.10 的杂草共6 种,占发现杂草种类的42.9%,相对丰度依次为田旋花(Convolvulus arvensis,0.70)>刺儿菜(Cirsium arvense,0.24)>鹅肠菜(Myosoton aquaticum,0.23)>狗尾草(Setaria viridis,0.21)>荠(Capsella bursa-pastoris,0.12)>长裂苦苣菜(Sonchus brachyotus,0.11)。相对丰度≥0.20 的杂草共4 种,分别为田旋花、刺儿菜、鹅肠菜和狗尾草,占发生杂草的28.6%,其余杂草相对丰度<0.10(表2)。以相对丰度≥0.20 为优势种群判定,6月上旬初生优势杂草5 种,未消毒对照田仅2 种。6月下旬(消毒后93 d)后消毒田再生杂草优势种逐渐减少,未消毒对照田却逐渐增多。在党参整个育苗期,消毒田均未发生萹蓄、灰绿藜和细果角茴香,田旋花均占优势,而未消毒对照田鹅肠菜占据优势。

消毒后81 d(6月上旬)两育苗田党参出苗期初生杂草种类均较多,消毒田7 种,未消毒对照田12 种。拔除后6月下旬(消毒后93 d)开始两育苗田再生杂草消长动态也表现显著差异,消毒田再生杂草8 种[未再生:黄芪(Astragalus membranaceus);新生:狗尾草和锦葵(Malva cathayensis)],而未消毒对照田再生9种[未再生:萹蓄(Polygonum aviculare)、刺儿菜、锦葵和黄芪;新生:灰绿藜(Chenopodium glaucum)]。消毒后117 d(7月中旬)两育苗田再生杂草种类均减少,消毒田较未消毒对照田减少4 种(鹅肠菜、长裂苦苣菜、灰绿藜和荠)。消毒后135 d(7月下旬)两育苗田均发生杂草3 种,鹅肠菜和田旋花共同发生,刺儿菜仅在消毒田,而长裂苦苣菜仅在未消毒对照田持续再生。消毒后157 d(8月下旬)消毒田再生3种(未再生:鹅肠菜;又再生:狗尾草),未消毒对照田再生4 种(鹅肠菜和长裂苦苣菜持续发生,田旋花和刺儿菜共同发生)。消毒后190 d(9月下旬)狗尾草、田旋花、长裂苦苣菜和刺儿菜在两田共同发生,未消毒对照田又发生鹅肠菜。消毒后218 d(10月下旬)消毒田长裂苦苣菜持续发生,未消毒对照田又发生狗尾草、田旋花和刺儿菜,两田均又发生蒲公英和荠。

表2 还显示,在党参育苗期共发生杂草14 种,隶属10 科14 属。其中,菊科(Compositae)3 种,占发生杂草种类的21.4%;苋科(Amaranthaceae)和蓼科(Polygonaceae)各2 种(占14.3%);十字花科(Cruciferae)、石竹科(Caryophyllaceae)、旋花科(Convolvulaceae)、罂粟科(Papaveraceae)、豆科(Leguminosae)、禾本科(Gramineae)和锦葵科(Malvaceae)各1 种,均占7.1%。7月中旬后香藜(Dysphania botrys)、心叶野荞麦(Fagopyrum gilesii)、荠和锦葵未再发生。鹅肠菜、长裂苦苣菜、田旋花、狗尾草和刺儿菜在未消毒对照田持续发生。消毒田较未消毒对照田初生杂草减少5 种(萹蓄、狗尾草、长裂苦苣菜、锦葵和细果角茴香),再生杂草减少2 种(灰绿藜和细果角茴香)。

表2 播前棉隆土壤消毒与未消毒党参育苗田不同时期杂草种类及相对丰度Table 2 Comparison of weed species and relative abundance in Codonopsis pilosula seedlings fields in different times with or without dazomet fumigation before sowing

2.2 播前土壤熏蒸消毒与未消毒党参育苗田杂草相似度分析

在消毒田与对照田党参育苗期发生杂草相似度为83.30%。表3 显示,消毒田初生和再生杂草群落相似度变幅为0.25～0.86,极差0.61,平均0.53,而未消毒对照田变幅为0.40～0.89,极差0.49,平均0.63,消毒田平均杂草相似度较未消毒对照田下降0.10(P<0.05)。消毒田在消毒后81 d(6月4日)初生杂草与消毒后190 d(9月21日)再生杂草的杂草相似度最小,未消毒对照田初生杂草与消毒后135 d(7月28日)再生杂草的杂草相似度最小,但两育苗田在消毒后157 d(8月19日)与190 d(9月21日)再生杂草的杂草相似度最大。两育苗田党参不同生长时期平均杂草相似度均低于土壤处理间的水平。

表3 播前棉隆土壤消毒与未消毒党参种苗田不同时期田间杂草群落Sorenson 相似度Table 3 Sorenson similarity of weed community between different times in Codonopsis pilosula seedling fields with or without dazomet fumigation before sowing

2.3 播前土壤熏蒸消毒和未消毒党参育苗田杂草密度比较

图2 显示,98%棉隆土壤消毒对党参育苗期杂草密度具有极显著影响(P<0.01)。消毒田初生杂草稀少,而未消毒对照田杂草爆发。消毒后81 d(6月4日)未消毒田初生杂草较消毒田增加477 株∙m−2(P<0.01),消毒后93 d(6月20日)和117 d(7月10日)再生杂草较消毒田分别增加56 株∙m−2(P<0.05)和55株∙m−2(P<0.05),消毒后135 d(7月28日)两者差异性减小(P<0.05)。平均而言,在党参整个育苗期消毒田较未消毒对照田初生杂草密度下降97.4%,再生杂草密度下降68.7%。未消毒对照田再生杂草呈大幅消亡趋势(CV=174.3%,P<0.01),而消毒田基础杂草种类稀少且早期发生密度很小,后期再生杂草密度始终处于相对稳定低的态势,但其不同时期杂草间发生密度变化较大(CV=50.4%,P<0.01)(图2)。

在党参育苗期,98%棉隆土壤消毒与未消毒对照田初生杂草密度的影响也因杂草科属而异(图3)。在消毒田初生杂草有7 个科,密度大小依次为蓼科>旋花科>苋科>菊科>十字花科>石竹科>豆科,杂草密度<5 株∙m−2,分布较均一。在未消毒对照田初生杂草有10 个科,石竹科杂草密度最大,株数占该田初生杂草总数的67.6%,极显著高于其他科杂草的水平(P<0.01);蓼科、苋科和禾本科杂草分别占22.5%、5.3%和2.2%,其余6 科杂草合计仅占2.4%。石竹科、蓼科、禾本科杂草在未消毒对照田初生量均较大,在消毒田均较小(图3)。

图4 显示出土壤消毒田和未消毒对照田党参育苗期各科杂草再生种群消长动态。在消毒田各科杂草因初生量小,随消毒后时间延长和除草干预次数增加,杂草再生力减弱,但旋花科和菊科杂草仍持续再生(图4A);而在未消毒对照田杂草初生量大,随除草干预次数增加,杂草优势度和再生力迅速减弱,石竹科杂草再生密度最大,旋花科杂草次之,禾本科杂草居第3 位,杂草再生量均极显著高于消毒田的水平(P<0.01)(图4B)。平均而言(图4C),未消毒对照田石竹科、蓼科、旋花科和禾本科杂草再生密度均极显著大于消毒田的水平(P<0.01),苋科和菊科杂草再生密度显著大于消毒田的水平(P<0.05)。

2.4 播前土壤熏蒸消毒和未消毒党参育苗田杂草群落组成比较

图5 显示,杂草群落组成结构均随土壤消毒处理和消毒后时间延长极显著消长变迁(P<0.01)。消毒后81 d(6月上旬)消毒田初生7 种杂草,平均密度仅1 株∙m−2,未发现密度≥5 株∙m−2的杂草;而在未消毒对照田初生12 种杂草,平均密度35 株∙m−2,密度≥5 株∙m−2的杂草4 种(鹅肠菜>心叶野荞麦>香藜>狗尾草),其中鹅肠菜为现阶段优势种,较消毒田增加330 株∙m−2(P<0.01),而萹蓄和长裂苦苣菜仅在未消毒田发生,发生密度不足1 株∙m−2。消毒后93 d(6月下旬)消毒田未发现密度≥5 株∙m−2的再生杂草;而在未消毒对照田仍有4 种(鹅肠菜>狗尾草>田旋花>心叶野荞麦)密度≥5 株∙m−2,鹅肠菜依然为优势种,细果角茴香发生密度最低,香藜减退,田旋花显著再生(P<0.05),鹅肠菜较消毒田增加27 株∙m−2(P<0.01);消毒田再生狗尾和田旋花,但较未消毒对照田分别降低95.2%和66.7%。7月消毒田(消毒后117 d 和135 d)田旋花再生密度均≥5 株∙m−2,为优势种,其余杂草均未再发生;而未消毒对照田心叶野荞麦消减,田旋花呈爆发趋势,为优势种,长裂苦苣菜和鹅肠菜反弹,田旋花和狗尾草密度又增大,刺儿菜发生密度最低,为稀有种,其余杂草均未再发生。消毒后157 d(8月份),田旋花在消毒田及未消毒田发生密度均最大,为优势种;鹅肠菜发生密度最低,为稀有种。消毒后190 d(9月份),狗尾草在消毒田及未消毒田发生密度均最大,为优势种;消毒田未发生鹅肠菜。消毒后218 d(10月份),杂草发生密度均较低(<5 株∙m−2),杂草优势不明显。在党参整个育苗期,除刺儿菜外,其余杂草密度消毒田始终低于未消毒对照田的水平。

2.5 播前土壤熏蒸消毒和未消毒党参育苗田杂草种群多样性比较

表4 表明,土壤消毒极显著降低了党参育苗期初生和再生杂草的多样性(P<0.01),消毒117 d 后消毒田杂草多样性减弱。除草条件下,随党参生长期延后土壤消毒和未消毒对照田杂草丰富度指数先减小后增大(P<0.01)。香农和辛普森指数在消毒田均呈“减－增－减”动态趋势(P<0.01),未消毒对照田呈 “增－减－增－减”趋势(P<0.01)。均匀度指数在消毒田呈“增－减－增－减”(P<0.01),未消毒对照田呈 “增－减－增”(P<0.05),10月消毒田较未消毒对照田显著减小(P<0.05)。土壤消毒田杂草丰富度和辛普森指数6月均最大,丰富度8月最小,辛普森指数7月下旬最小,其与未消毒对照田差异均达极显著(P<0.01)。香农指数在10月消毒田最小,7月上旬在未消毒对照田最大,两处理田差异也达极显著水平(P<0.01)。

表4 播前棉隆土壤消毒与未消毒党参育苗田不同时期杂草生物多样性指数比较Table 4 Comparison of weed biological diversity indexes in different times in Codonopsis pilosula seedling fields with or without dazomet fumigation before sowing

2.6 播前土壤熏蒸消毒和未消毒党参育苗田杂草鲜生物量积累比较

图6 显示,播前消毒和未消毒党参育苗田杂草累积鲜生物量差异极显著(P<0.01)。消毒田初生杂草(消毒后81 d)和消毒93 d 后再生杂草生长势始终显著低于未消毒对照田的水平,平均降低77.5%。消毒后218 d(10月份)消毒田再生杂草鲜生物量最小,较未消毒对照田极显著降低92.7%(P<0.05)。消毒117 d(6月下旬)后消毒田再生杂草鲜生物量始终极显著低于未消毒对照田的水平(P<0.01)。消毒后157 d(8月下旬)两育苗田再生杂草鲜生物量均最大,但消毒田较未消毒对照田极显著降低79.1%(P<0.01)。

3 讨论

3.1 党参育苗田杂草群落组成复杂,棉隆土壤消毒可有效抑控杂草种类

农田杂草危害是农业生产的三大生物逆境之一,杂草是农田生态系统的重要组成部分,其群落组成和危害程度受农事操作、农田生态环境及茬口的综合影响[5,27-30],在特定种植方式下发生的优势杂草与环境条件有关[28-32]。在农田生态系统中,土壤种子库多样性是植物种群基因多样性的潜在提供者,在一定程度上能反映群落的稳定性[33]。生物多样性为农作物生长发育提供了基础,物种多样性越丰富,优势种越不明显,物种数量分布越均衡,生态系统的稳定性越强[24-25,32,34]。本研究在甘肃省宕昌县党参育苗期土壤消毒田初生杂草减少了萹蓄、狗尾草、长裂苦苣菜、锦葵和细果角茴香,再生杂草减少了萹蓄、灰绿藜和细果角茴香,杂草种类平均减少39.8%,消毒可抑制一年生有性繁殖杂草的初生量和多年生兼性繁殖杂草的再生蔓延。消毒田杂草个体小,种群优势度低,党参占据优势生态位,未消毒田杂草群落复杂,初生量大,且多为再生性强、聚群性突出的多年生杂草,植株高大,个体优势强,对资源掠夺力强。值得注意的是田旋花、长裂苦苣菜等多年生根茎繁殖杂草在党参整个育苗期均有发生,土壤消毒对这些杂草的抑制力较小,这与靳晓山等[21]对人参田杂草防除结果相似,说明异硫氰酸甲酯虽然广谱高效,但挥发移动性较差,难以穿透多年生根茎组织,对这些恶性杂草需及早除草,才能达到较好的防除效果。刘兴元[35]对杂草化学防除研究表明,党参田杂草防治效果最好的是24.0%果尔乳油(Coal)。Coal 为选择性触杀型除草剂,在短期内有一定灭草作用[6]。由于土壤对其有一定的吸附,对作物叶片会产生局部灼伤,局部积水较深时还抑制植株生长;另外,对一年生杂草有效,而对多年生杂草防治效果较差[9]。本研究中消毒田始终未发生萹蓄、灰绿藜和细果角茴香,在未消毒对照田经3 次除草后也未再发生,说明使用棉隆微粒剂土壤消毒或早期除草对这些杂草有较好的防效,并且萹蓄匍匐生长,灰绿藜直立生长,这些杂草株型多元化,分枝多,抗旱性强,扩张空间生态位能力强,早期人工除草应早且多次进行,费工费时,当外界环境如雨天等干扰除草进度时杂草疯长缠绕党参。

3.2 土壤熏蒸消毒可有效降低杂草密度,抑制恶性杂草蔓延危害

党参极不耐霜冻,大田采用麦草或遮阳网覆盖育苗,春季播种,苗期生长缓慢,幼苗细弱[4],这为杂草的发生提供了有利时空生态位。杂草密度是衡量田间杂草危害程度的重要指标之一[28-32,34]。农田杂草为伴生有害生物类群,与作物竞争资源的同时也影响着农田生态系统的发展[23]。田间杂草初生量决定杂草成灾程度,优势杂草种群是出现频率最高和数量最多的种群,是农田生态系统中最具代表性的种群[34],对环境资源的利用多样性高、适应性及生存力强,危害性大[23,32,34]。杂草生物量是田间杂草密度与个体优势的综合表现,土壤生存空间对其影响最大,杂草生物量越大,对作物的“排挤”性越强,拔除时对作物根的破坏性越大[23-25]。农田杂草群落特征除了受自然环境因素影响外,还受耕作、种植和田间管理等综合因素影响[32,34]。因此,杂草综合治理目的不是完全杀死杂草,而是控制其危害程度和范围,维系其多样性,不使某一杂草恶性发生[36]。生产上通过除草剂、土壤熏蒸剂、生物防治或作物布局调整阻止恶性杂草发生[11-17]。棉隆消毒在其他作物如草莓(Fragaria×ananassa)[12]、辣椒(Capsicum annuum)[13]、烟草(Nicotiana tabacum)[14]、平邑甜茶(Malus hupe-hensis)[17]、小麦[37]等防控杂草方面研究和应用较多,朱文达等[37]研究得出,98%棉隆微粒剂能有效控制小麦田杂草密度和生长量,效果优于20%氯氟吡氧乙酸乳油和50%异丙隆可湿性粉剂。本研究在未使用除草剂条件下,未消毒田党参出苗期初生杂草种类多,出苗势强,鹅肠菜爆发早,再生力极强,种子和茎落土易发芽,而消毒田鹅肠菜初生量少,说明土壤消毒可抑制鹅肠菜的恶性发生和蔓延,也揭示繁缕族鹅肠菜对主产区党参生产的潜在隐患,因为鹅肠菜在高寒区当归田也为恶性杂草[23]。心叶野荞麦根直立细小,一年生,主要依赖种子繁殖,再生力弱,对党参威胁小。秦平伟等[14]发现,98%棉隆用药量35.7 g∙m−2消毒有效抑制杂草持续期在86 d 以上,这与本研究用药量45.0 g∙m−2的结果相似,用该量土壤消毒可显著抑制党参育苗期杂草初生量和恶性杂草的再生,育苗初期和盛夏季最为显著,未消毒田鹅肠菜、狗尾草、田旋花、长裂苦苣菜和刺儿菜表现出极强的生命力,根系扩张力强,根深叶茂,优先占领空间生态位,在多雨炎热的8−9月迅速蔓延,生长势强,拔除难度大,因与党参茎蔓缠绕,除草还伤及党参茎蔓及根,而土壤消毒有效抑制了恶性杂草初生势头和后期再生蔓延。

4 结论

在宕昌县党参育苗田共发现杂草14 种(10 科14 属),恶性杂草有鹅肠菜、刺儿菜、田旋花、长裂苦苣菜和狗尾草。98%棉隆熏蒸后育苗是防除党参育苗田杂草的有效方法,前期可抑制鹅肠菜、心叶野荞麦等有性繁殖杂草的初生量,后期抑制长裂苦苣菜、田旋花等兼性繁殖杂草的再生力,杂草种类减少39.8%,杂草密度和鲜生物量分别降低89.0%和77.5%,消毒田未发生萹蓄、灰绿藜和细果角茴香。由于初生杂草是单纯熏蒸的效果,后期再生杂草是除草和熏蒸的双重效应,也说明党参育苗只要做到出苗期及早除草也可有效预防杂草的恶性发生。本研究揭示了播前土壤消毒与未消毒党参育苗期杂草群落演变特征及其差异,对其延后效应和安全性有待深入研究。

致谢:宕昌县理川镇及六合合作社提供试验地并参与土壤处理,陇西县郭志军、郭天明和马建雄参与党参育苗,甘肃农业大学硕士生刘兰兰、葛鑫、陈永中、王思嘉、刘宇晓及本科生梁杰参与杂草统计。