牧草混播方式对茶园杂草发生的影响

龚正发，杨学东，张双翔，赵 陈

(1.贵州省草地技术试验推广站，贵州 贵阳 550025； 2.贵州省纳雍县农业农村局，贵州 纳雍 553300)

0 引言

【研究意义】近年来，随着贵州农村产业结构调整不断推进，全省茶园面积稳定在46.7万hm2以上，坚持“生态为根、农艺为本、应急为辅”的绿色防控理念，坚守贵州茶叶质量安全，全面禁止水溶性农药和除草剂在茶园应用。随着人们对生活质量的要求越来越高，对有机绿色农产品的需求大增，茶叶制成的饮料是人们的主要饮品之一，为减少大量施用化学除草剂对人类造成伤害，探究茶园以草抑草生物控草技术对其产业持续健康发展具有重要意义。【前人研究进展】农田杂草是制约人工草地高产、优质的主要生物灾害[1]。目前，生产上对杂草的防治仍以化学除草为主，但大量施用除草剂会对环境造成污染，且杂草易产生抗药性[2]。混播种植牧草可有效防治农田杂草，牧草茎叶繁茂，封垄后盖度大，可对杂草的生长产生抑制作用，还能降低杂草的竞争力，使其生长锐减[3]，且可降低土壤中杂草种子的出苗率，即使种子出苗也不能进行正常光合作用致其死亡。与单播牧草相比，混播具有较好的综合效益[4]。因此，牧草混播一直是以草抑草生物控草技术研究的热点，特别是禾本科与豆科牧草混播。许必友等[5]研究表明，不同牧草品种混播能够改善土壤结构。不同牧草的生物学特性不同，根系在土层中的分布深度也存在差异，且能增加单位体积的根系重量，从而增加土壤中有机质的含量，具有改善土壤理化性质的作用，且混播牧草根系产生的根系分泌物和挥发物对杂草发芽和幼苗生长具有明显的抑制作用[6]。播种牧草可很好地利用草地和空间[7]，使其充分利用土壤中的养分、水分等营养物质，促进牧草的生长，增强其与杂草对养分的竞争力，从而抑制杂草生长[8]。【研究切入点】目前为止，鲜见贵州生态条件下牧草混播方式对茶园杂草发生影响的研究报道。为此，选择1年生黑麦草和2年生紫云英，探究其不同混播方式对茶园杂草发生的影响。【拟解决的关键问题】探明黑麦草与紫云英不同比例混播方式下茶园杂草发生及群落结构的变化，以期为以草抑草生物控草技术在生产上的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019-2020年在贵州省草地技术试验推广站独山试验基地内进行，该地属中亚热带温润季风性气候，四季分明，冬无严寒、夏无酷暑，年均气温15℃，年均降雨量1 100 mm左右，无霜期290 d。

1.2 材料

牧草品种为1年生黑麦草和2年生紫云英，其种子由克劳沃公司提供。

1.3 方法

1.3.1 试验设计 采用随机区组试验设计，不同牧草混播方式共设6个(T1～T6)处理：T1，单播黑麦草；T2，单播紫云英；T3，黑麦草与紫云英3∶7混播；T4，黑麦草与紫云英1∶1混播；T5，黑麦草与紫云英1∶2混合后条播；T6，黑麦草与紫云英1∶1混合后条播。每个处理3次重复，小区长5 m，宽4 m，小区面积20 m2(5 m×4 m)，牧草于10月底进行撒播，播前施有机肥2.27 kg/m2作底肥，磷肥0.075 kg/m2作种肥。

1.3.2 田间杂草调查

1) 杂草种子库。杂草种子库(或称繁殖体库)是指土壤中长期积累的杂草种子或繁殖体群体的总称。土壤中的杂草种子或营养繁殖体数量充足、分布均匀时，群落向着稳定的方向演替；其数量不足时，群落向衰败的方向演替。采用直径为3.5 cm的土钻取0～15 cm土层深度的土壤，每小区取5点进行混合，采用温室用诱萌法统计土壤杂草种子库的密度(D)。并计算出相对密度(RD)、相对频度(RF)、相对优势度(RA)和物种丰富度(S)。其中，D指单位面积内杂草种子数(粒/m2)，RD指处理的土壤种子库库容量占种子库杂草库容总量的百分比，RF指每个处理出现杂草的样方数占试验区出现杂草样方总数的百分比，S指每个处理包含的杂草种类数(种/m2)。

RA=(RD+RF)/2

2) 杂草种类。于次年4月杂草危害高峰期在田间采用5点取样法进行抽样调查，每小区取5个点，每个点1 m2，统计杂草的种类和杂草数量，并计算田间杂草的均一度(U)、密度(MD)和频率(F)。

U=∑Xi/3n×100%

MD=∑Di/n

F=∑Yi/n×100%

式中，n为调查地块数；Xi为某种杂草在调查田块i样方中出现的次数；Di为某种杂草在调查田块i样方中的平均密度(株/m2)；Yi为某种杂草在调查田块i样方中出现与否，出现定义为1，未出现定义为0。

1.4 数据分析

采用Excel 2013进行数据处理分析与制图。

2 结果与分析

2.1 不同处理土壤杂草的种子库

从表1可知，不同处理土壤杂草种子的平均密度、物种丰富度及相对优势度的变化。平均密度：各处理为968.52～1 438.69粒/m2，T2最大，为1438.69粒/m2；T5其次，为1 251.94粒/m2；T3最小，为968.52粒/m2。物种丰度：各处理为6～9种/m2，依次为T1>T2=T6>T4=T5>T3。相对优势度：各处理为1.57～5.44，T2最大，为5.44；T6其次，为3.15；T4最小，为1.57。总体看，除黑麦草与紫云英1∶2混合后条播土壤杂草种子平均密度大于单播黑麦草外，其余混播处理和混合后条播处理均小于单播黑麦草和单播紫云英。

表1 不同处理土壤杂草种子的平均密度、物种丰富度及相对优势度

2.2 不同处理杂草的种类及群落结构

从表2看出，不同处理杂草的种类及其均一度、密度和频率等群落结构的变化。

2.2.1 杂草种类 不同处理共有9种杂草，分属5个科，其中禾本科有3种，分别为千金子、看麦娘和稗草；蓼科2种，分别为酸模和辣蓼；菊科2种，分别为小飞蓬和辣子草；苋科仅1种，为空心莲子草；石竹科仅1种，为牛繁缕。

2.2.2 群落结构 不同处理千金子、看麦娘和稗草等9种杂草的均一度、密度和频率存在差异。总体看，千金子、看麦娘和稗草为优势杂草，对农田的危害最大；辣蓼和小飞蓬危害其次；辣子草、空心莲子草和牛繁缕等危害较小。

1) 均一度。各处理禾本科的千金子、看麦娘和稗草的均一度分别为14.88%～73.66%、24.78%～68.33%和25.67%～51.74%，依次为T1>T2>T5>T6>T3>T4、T1>T2>T5>T6>T4>T3和T1>T2>T6>T3>T5>T4。各处理蓼科的酸模和辣蓼分别为5.75%～15.65%和14.62%～21.54%，依次为T1>T2>T6>T3>T5>T4和T1>T5>T3>T6>T2>T4。各处理菊科的小飞蓬和辣子草分别为11.64%～24.42%和14.33%～23.87%，依次为T1>T2>T5>T6>T4>T3和T2>T5>T4>T6>T3>T1。各处理苋科的空心莲子为11.87%～21.75%，依次为T2>T1>T5>T6>T3>T4。各处理石竹科的牛繁缕为4.75%～17.63%，依次为T1>T2>T5>T3>T6>T4。

2) 密度。各处理禾本科的千金子、看麦娘和稗草的密度分别为0.84～8.62株/m2、1.08～7.29株/m2和1.13～3.94株/m2，依次为T1>T2>T5>T6>T3>T4、T1>T2>T5>T6>T4>T3和T1>T2>T6>T3>T5>T4。各处理蓼科的酸模和辣蓼分别为0.45～2.23株/m2和1.22～3.39株/m2，依次为T1>T5>T3>T6>T2>T4和T1>T5>T3=T6>T2>T4。各处理菊科的小飞蓬和辣子草分别为0.64～4.56株/m2和1.22～3.52株/m2，依次为T1>T2>T5>T4>T6>T3和T2>T5>T4>T3=T6>T1。各处理苋科的空心莲子为0.64～2.40株/m2，依次为T2>T1>T5>T6>T3>T4。各处理石竹科的牛繁缕为0.34～1.37株/m2，依次为T6>T5>T1>T2>T4>T3。

3) 频率。各处理禾本科的千金子、看麦娘和稗草的频率分别为56.34%～100.00%、35.74%～100.00%和27.02%～94.53%，依次为T1>T2>T5>T3>T6>T4、T2>T1>T3>T4>T6>T5和T1>T2>T6>T3>T5>T4。各处理蓼科的酸模和辣蓼分别为10.76%～53.44%和29.29%～81.45%，依次为T1>T5>T3>T6>T2>T4和T1>T5>T3>T6>T2>T4。各处理菊科的小飞蓬和辣子草分别为15.37%～100.00%和29.28%～84.51%，依次为T1>T2>T5>T4>T6>T3和T2>T5>T4>T6>T3>T1。各处理苋科的空心莲子为29.29%～57.69%，依次为T2>T1>T5>T6>T4>T3。各处理石竹科的牛繁缕为29.31%～36.13%，依次为T4>T6>T3>T5>T1>T2。

表2 不同处理田间杂草的均一度、密度和频率

3 讨论

近年来，随着传统耕作方式的转变，田间杂草的种群和密度发生了较大变化，加上农牧交错带的草地退化不断加剧[9]，导致饲草供需平衡产生矛盾，而培育高产优质的人工饲草已成为保障生态平衡和牧业稳定发展的重要途径[2]。然而，农田杂草成为制约人工草地高产、优质的主要生物灾害，有效防除人工牧草杂草是目前畜牧业的重要任务[10]。李昌新等[11]研究表明，牧草混播能够抑制杂草的生长，削弱杂草的竞争力，从而有效防治农田杂草。研究结果表明，不同处理土壤杂草种子的平均密度、物种丰富度和相对优势度分别为968.52～1 438.69粒/m2、6～9种/m2和1.57～5.44，除黑麦草与紫云英1∶2混合后条播的土壤杂草种子平均密度大于单播黑麦草外，其余混播处理和混合后条播处理均小于单播黑麦草和单播紫云英。不同处理共有9种杂草，分属禾本科(3种)、蓼科(2种)、菊科(2种)、苋科(1种)和石竹科(1种)共5个科。杂草种类：不同处理千金子、看麦娘和稗草等9种杂草的均一度、密度和频率存在差异，总体看，千金子、看麦娘和稗草为优势杂草，对农田的危害最大，辣蓼和小飞蓬危害其次，辣子草、空心莲子草和牛繁缕等危害较小。群落结构：均一度，各处理禾本科的千金子、看麦娘和稗草分别为14.88%～73.66%、24.78%～68.33%和25.67%～51.74%，均以单播黑麦草最大；蓼科的酸模和辣蓼分别为5.75%～15.65%和14.62%～21.54%，均以单播黑麦草最大；菊科的小飞蓬和辣子草分别为11.64%～24.42%和14.33%～23.87%，分别以单播黑麦草和紫云英最大；苋科的空心莲子为11.87%～21.75%，以单播紫云英最大；石竹科的牛繁缕为4.75%～17.63%，以单播黑麦草最大。密度：各处理禾本科的千金子、看麦娘和稗草分别为0.84～8.62株/m2、1.08～7.29株/m2和1.13～3.94株/m2，均以单播黑麦草最大；蓼科的酸模和辣蓼分别为0.45～2.23株/m2和1.22～3.39株/m2，均以单播黑麦草最大；菊科的小飞蓬和辣子草分别为0.64～4.56株/m2和1.22～3.52株/m2，分别以单播黑麦草和单播紫云英最大；苋科的空心莲子为0.64～2.40株/m2，以单播紫云英最大；石竹科的牛繁缕为0.34～1.37株/m2，以黑麦草与紫云英1∶1混合后条播最大。频率：各处理禾本科的千金子、看麦娘和稗草分别为56.34%～100.00%、35.74%～100.00%和27.02%～94.53%，分别以单播黑麦草、单播紫云英和单播黑麦草最大；蓼科的酸模和辣蓼分别为10.76%～53.44%和29.29%～81.45%，均以单播黑麦草最大；菊科的小飞蓬和辣子草分别为15.37%～100.00%和29.28%～84.51%，分别以单播黑麦草和单播紫云英最大；苋科的空心莲子为29.29%～57.69%，以单播紫云英最大；石竹科的牛繁缕为29.31%～36.13%，以黑麦草与紫云英1∶1混播最大。产生差异原因：一方面可能是由于混播牧草根系产生的根系分泌物和挥发物种类及数量存在差异，而根系分泌物对杂草发芽和幼苗生长存在抑制作用。另一方面，牧草通常茎叶较为繁茂，封垄后盖度增大，周密的草层会抑制杂草的生长，增强和杂草对养分的竞争力，从而抑制杂草生长。因此，牧草混播可有效减少杂草的株数和优势杂草种类，降低杂草的优势度，同时影响杂草群落的组成，改善农田生长环境，提高其抑制杂草生长发育的能力。

4 结论

黑麦草与紫云英1∶1混播杂草的田间均度、密度和频率均最低，其对杂草的抑制效果最好，可在当地及类似地区茶园推广应用。