来凤县雪茄烟田杂草发生规律及其绿色防控

田常炜，侯书旺，夏鹏亮，姚 振*

1.长江大学园艺园林学院，湖北省荆州市荆秘路88号 434025

2.湖北省烟草公司恩施州公司，湖北省恩施市施州大道119号 445000

烟田杂草是侵入性的非栽培物种，其与烟草植株争夺光照和养分，并影响田间的通风条件，杂草本身也容易遭受许多病虫的侵害，是蚜虫等的寄主，严重影响烟叶的产量和质量。化学防除是目前应用较广的杂草防除方法，但存在威胁烟草质量和污染土壤［1］等潜在问题，且农药残留对人体也有危害［2］，导致近年来烟田杂草防除向绿色防控的方向转变。针对不同烟田杂草群落结构及发生规律采取对应的防除措施，是减少除草剂使用的基础，也是绿色防控的依据。

烤烟烟田杂草群落结构和发生规律的相关研究较多，如李锡宏等［3-4］通过样方法调查了湖北宜昌市和十堰市烟田杂草的种类，2个地区烟田杂草分别有62种和53种；李儒海等［5］通过样方法调查了襄阳市的烟田杂草，发现50 种杂草；李锡宏等［6］通过样方法调查湖北省内28个乡镇烟田杂草，结果显示共有杂草95种。此外，上述研究均发现烟田杂草的种类构成受到海拔的影响，一般来说，低海拔地区的杂草种类较多。然而，目前关于雪茄烟田杂草绿色防控的相关研究还鲜见报道。湖北省来凤县属亚热带大陆性季风湿润型山地气候，年平均降雨量1 400 mm，日照1 400 h，相对湿度81%，雨量充沛，与厄瓜多尔优质雪茄原料主产区气候接近，是良好的雪茄烟叶种植区。因此，在来凤县选取有代表性的雪茄烟田，利用样方法和踏查法进行杂草种类鉴定和数量统计的系统调查，旨在明确该地雪茄烟田的杂草种类、发生规律、群落结构及优势种，并提出合理的杂草防除建议，为雪茄烟田的绿色防控提供参考。

1 材料与方法

1.1 田间调查时间、地点及方法

在来凤县选取具有代表性的雪茄烟田作为样地进行研究，分别为浸水乡桶子村，旧司镇岩蜂窝村，旧司镇锁洞村和旧司镇岩朝门村，在调查期间不对样地的杂草进行防除处理。

调查于5月移栽期、6月烟叶旺长期、7月烟叶现蕾期和8月烟叶成熟期等4个时期进行。除烟草移栽期采用踏查法［7］进行调查外，其他时期均采用样方法［8］进行，样方大小0.5 m×1.0 m，每个样地调查9个样方，采用倒“W”字法确定样方位置，统计杂草种类和数量。

1.2 数据分析

移栽期采用Clements 多度记录法［9］评估种群数量，将单位面积上评估的某物种的数量记录为优势、丰盛、常见、偶见、稀少和很少6个等级［10］。样地内杂草的种类主要参考中国植物志网站（http：//frps.eflora.cn）和中国外来入侵物种信息系统（http：//ias.iplant.cn）进行鉴定。烟叶旺长期、现蕾期和成熟期对样方内杂草数量采取目测法［11］进行估量。调查杂草的种类和数量，计算相对频率（RF）、相对均度（RU）、相对密度（RD）和相对多度（RA）［12］。计算公式如下：

1.3 相似性分析

我国近10 年开展过烟田杂草调查的地区主要有辽宁省［13］、黑龙江省［14］、河南省［15］、贵州省［16-19］、湖北省［3-6］、江西省［20］、四川省［21-22］、福建省［12］及广东省［23-24］，以上地区烟田优势杂草共有44 种，隶属于17 科36 属。采用Sorensen 相似性系数（Similarity coefficient，SC），对来凤县雪茄烟田和这些地区烟田的杂草群落调查结果进行相似性分析，计算方法见公式（5）［25-26］：

式中：SC 表示杂草群落相似性系数；ω表示2个杂草群落中的共有物种；a 表示来凤县雪茄烟田杂草群落中物种总数；b 表示各个省份烟田杂草群落中物种总数。根据群落相似性系数SC 数值大小，可划分为3个区间表示不同的相似程度：0～0.50、0.50～0.80 和0.80～1 分别代表关系较远、关系较密切和关系最密切［27］。

2 结果与分析

2.1 移栽期杂草的基本组成和发生频率

移栽期，来凤县4个样地的雪茄烟田共有32 科79种杂草（表1）。其中菊科（Asteraceae）有12种，占总数的15.18%；禾本科（Poaceae）有11 种，占总数的13.92%；蓼科（Polygonaceae）有6 种，占总数的7.59%；苋科（Amaranthaceae）有4 种，占总数的5%；荨麻科（Urticaceae）有4 种，占总数的5%；毛茛科（Ranunculaceae）、景天科（Crassulaceae）、石竹科（Caryophyllaceae）、唇形科（Lamiaceae）和莎草科（Cyperaceae）各有3 种，分别占总数的3.79%；十字花科（Brassicaceae）、车前科（Plantaginaceae）、伞形科（Apiaceae）、酢浆草科（Oxalidaceae）和母草科（Linderniaceae）各有2 种，各占总数的2.53%；其余17科各有1种，分别占总数的1.26%。优势种为黄花蒿（Artemisia annua）、空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）、碎米莎草（Cyperus iria）和铁苋菜（Acalypha australis）。外来入侵物种共有11 种，菊科（Asteraceae）的入侵物种最多，其次是苋科（Amaranthaceae），这些物种入侵后能够适应当地环境并建立群落，说明适应能力和繁殖能力强，可能会影响烟叶的生长。

由表1可知，喜湿类杂草有38 种，如荩草（Arthraxon hispidus）、空心莲子草（A.philoxeroides）和碎米莎草（C.iria）等，占总数的48.10%；Clements 多度为常见及以上级别的有25种，其中喜湿类杂草有11 种。由上述结果可见该地区喜湿类的杂草种类较丰富。

表1 来凤县雪茄烟田移栽期杂草发生种类Tab.1 Species of weeds occurred in cigar tobacco fields during transplanting in Laifeng County

来凤县4个调查样地田间环境较相似，有16 种杂草为4个样地的共有杂草，占杂草总数的20.25%，分别为马唐（Digitaria sanguinalis）、铁苋菜（A.australis）、鸭跖草（Commelina communis）、雾水葛（Pouzolzia zeylanica）、香丝草（Erigeron bonariensis）、香附子（Cyperus rotundus）、过路黄（Lysimachia christiniae）、黄花蒿（A.annua）、空心莲子草（A.philoxeroides）、毛茛（Ranunculus japonicus）、半夏（Pinellia ternata）、鬼针草（Bidens pilosa）、蔊菜（Rorippa indica）、水芹（Oenanthe javanica）、碎米莎草（C.iria）和珠芽景天（Sedum bulbiferum）。其中9 种为喜湿类杂草，占共有杂草总数的56.25%，说明4个样地雪茄烟田湿度均较大。

2.2 雪茄烟田重点防控杂草的群落特征

根据烟叶旺长期、现蕾期和成熟期的调查结果计算所有杂草的RA，将RA≥10%的杂草种类列为防控重点，需重点防控的杂草有11 种，分别是空心莲子草（A.philoxeroides）、牛筋草（Eleusine indica）、碎米莎草（C.iria）、铁苋菜（A.australis）、马唐（D.sanguinalis）、水芹（O.javanica）、黄花蒿（A.annua）、雾水葛（P.zeylanica）、光头稗（Echinochloa colona）、荩草（A.hispidus）和尼泊尔蓼（Polygonum nepalense）。

需重点防控的杂草在3个时期的RF、RU、RD 和RA 见表2。其中光头稗（E.colona）、尼泊尔蓼（P.nepalense）和荩草（A.hispidus）的发生时期较晚，尼泊尔蓼（P.nepalense）的发生具有阶段性的特点。由于调查期间无人工翻耕和药剂处理，需重点防控的杂草在3个时期出现不同程度的变化，马唐（D.sanguinalis）和碎米莎草（C.iria）变化幅度较大，其中碎米莎草（C.iria）竞争力较弱，随着时间的推移，RA 逐渐减少；其余杂草变化幅度不大，较为稳定。出现这种变化可能是种间竞争的结果。

表2 烟叶旺长期、现蕾期和成熟期重点防控杂草的群落特征Tab.2 Community characteristics of key weeds to be prevented and controlled at tobacco fast growing stage，flower budding stage and mature stage（%）

需重点防控的11 种杂草中，空心莲子草（A.philoxeroides）、碎米莎草（C.iria）、铁苋菜（A.australis）、水芹（O.javanica）和荩草（A.hispidus）是喜湿类杂草，共占重点防控杂草总数的45.45%，其在旺长期、现蕾期和成熟期的RA 之和分别为95.25%、104.10%和93.05%。结果表明，现蕾期时喜湿类杂草RA 更高，这可能是由于该时期打顶后烟叶减少，抵达地面的光照更多，而随着气候变化，RA也逐步减少。

竞争力较强的8 种重点防控杂草RA 变化如图1所示。黄花蒿（A.annua）、空心莲子草（A.philoxeroides）和铁苋菜（A.australis）呈先升后降趋势；马唐（D.sanguinalis）、牛筋草（E.indica）和水芹（O.javanica）呈先降后升趋势；碎米莎草（C.iria）直线下降；雾水葛（P.zeylanica）直线上升；8 种杂草的平均RA逐步降低。

图1 重点防控杂草的相对多度变化Fig.1 Relative abundance change of key weeds to be prevented and controlled

现蕾期时正值雨季，喜湿类杂草如空心莲子草（A.philoxeroides）和铁苋菜（A.australis）竞争力增强，与烟叶旺长期相比该时期RA 升高，而水芹（O.javanica）和碎米莎草（C.iria）竞争力减弱。从现蕾期到成熟期，空心莲子草（A.philoxeroides）和碎米莎草（C.iria）RA 均降低约14%，但空心莲子草（A.philoxeroides）繁殖能力强，与其他种类相比仍占较大优势，防除也更困难。

2.3 来凤县雪茄烟田杂草群落与其他省份烟田杂草群落相似性分析

来凤县雪茄烟田杂草群落与1.3 节中9个省份共15个地区的烟田杂草群落的相似性分析结果见表3。结果表明，来凤县雪茄烟田杂草群落与15个地区的烟田杂草群落相似性均偏低，相似性系数均在0.50 以下，杂草群落间差异较大，这可能是由于来凤县特殊的种植环境导致。

表3 烟田杂草群落相似性分析Tab.3 Similarity analysis between weed communities in tobacco fields

3 讨论

经调查，上述9个省份15个地区中优势杂草共计44 种，其中喜湿类杂草有13 种，占优势杂草总数的29.54%；而来凤县雪茄烟田所有优势杂草中喜湿类杂草占比更高，这可能与来凤县湿润的种植环境有关，不同地区烟田杂草的群落结构和发生规律具有一定的差异性，该研究结果与河北省沧州地区棉田杂草群落组成［28］一致。

来凤县雪茄烟田杂草群落与9个省份15个地区的烟田杂草群落的相似性系数较低，差异性较大，具有特殊性，可能原因有：①来凤县位于武陵山区内，属于喀斯特地貌区，无助力扩散及动物取食都难以远距离传播种子，山脉也为天然的屏障，外来物种难以进入；②来凤县海拔在800 m左右，其他15个地区海拔在500 m 左右，不同的海拔、坡位、气候和生态环境都会影响杂草种子库［29］；③土壤系统和植被是紧密联系的整体，植物区系的构成和土壤pH 值显著负相关［30］。上述15个地区中，黑龙江省主要是pH 均值为6.67 的黑土区［31］，豫中地区为中性偏碱的中壤土和重壤土［32］，贵州省以pH 均值为7.31 的石灰土为主［33］，辽宁省主要是pH 均值为6.24的壤质土［34］，而来凤县主要为pH 值低于6.50 的黄红壤和黄壤［35-36］。地理位置和田间环境等都会影响烟田杂草群落构成，来凤县得天独厚的地理条件，使其雪茄烟田杂草群落构成具有特殊性。

此外，调查期间还观测到来凤县4个调查样地中岩峰窝村与其他3个样地相比杂草高度和密度更小，这可能是因为岩峰窝村在冬季烟叶采收后，及时进行了人工翻耕和覆盖黑色薄膜等物理防治措施；而其他3个样地以化学防除［37］为主，防除效果不佳，这可能是由于潮湿的种植环境使药剂易被雨水稀释，黏附能力降低。潮湿的种植环境使来凤县雪茄烟田杂草中喜湿类杂草占比更多，达48.10%，其中RA 占比较高的空心莲子草（A.philoxeroides）和铁苋菜（A.australis）竞争能力强，防除较困难，针对来凤县雪茄烟田杂草喜湿的特点，下一步可采取生物防治和物理防治相结合的措施［38-43］防除杂草。

4 结论

通过踏查法和样方法相结合的方式对来凤县雪茄烟田杂草的种类、发生规律及群落特征进行调查分析，结果表明来凤县雪茄烟田杂草有32 科79种，烟草移栽期优势种有黄花蒿（A.annua）、空心莲子草（A.philoxeroides）、碎米莎草（C.iria）和铁苋菜（A.australis）；烟草旺长期、现蕾期和成熟期需要重点防控的杂草有空心莲子草（A.philoxeroides）、牛筋草（E.indica）、碎米莎草（C.iria）、铁苋菜（A.australis）、马唐（D.sanguinalis）、水芹（O.javanica）、黄花蒿（A.annua）、雾水葛（P.zeylanica）、光头稗（E.colona）、荩草（A.hispidus）和尼泊尔蓼（P.nepalense）。来凤县与其他9个省份15个地区的烟田杂草调查结果相比差异较大，相似性系数均在0.50 以下，且来凤县优势杂草中喜湿类杂草占比更高，达45.45%。