多花黑麦草对冬小麦产量及其构成因素的影响

2024-03-03杨洁曹瑛许西梅康健健冯渊博张西涛

杂草学报 2024年4期

摘要：为明确不同密度多花黑麦草对冬小麦产量及其构成的影响，2022—2023年在陕西省西安市开展田间试验，以小偃22为小麦主栽品种，设置0、5、10、20、50、100、200、400粒/m2等 8个多花黑麦草播量，在小麦返青期和灌浆期采用随机取样和固定取样法，测定了不同多花黑麦草播量下冬小麦的株高、鲜重、根长、有效分蘖数等生物量指标，比较了不同多花黑麦草播量对小麦产量及其构成因素的影响。结果表明，小麦返青期时，不同密度多花黑麦草对小麦的株高、根长、鲜重等生物量无显著影响；小麦灌浆期时，不同密度多花黑麦草对小麦生物量有显著影响。从产量及其构成因素分析可知，不同密度多花黑麦草显著降低了小麦的有效穗数和穗粒数，但对千粒重无显著影响，但当多花黑麦草平均密度达到255.89株/m2（播量400粒/m2）时，千粒重也显著降低。多花黑麦草密度与小麦产量损失呈显著正相关，随着多花黑麦草密度增大，小麦产量损失增大，当多花黑麦草密度为255.89株/m2时，小麦产量损失最高，达75.10%。综上，多花黑麦草密度主要通过影响小麦有效穗数和穗粒数增大小麦产量损失。因此，生产上应根据多花黑麦草密度及时开展防除工作。

关键词：多花黑麦草；冬小麦；生物量；产量；产量构成因素；影响

中图分类号：S451.22+1；S512.1+1" 文献标志码：A" 文章编号：1003-935X（2024）04-0048-07

Effects of Lolium multiflorum Lamk. on Winter Wheat Yield and Its Components

YANG Jie1，CAO Ying1，XU Ximei2，KANG Jianjian3，FENG Yuanbo4，ZHANG Xitao1

（1.Xi an Agricultural Technology Extention Center，Xi an 710061，China；

2.Yanliang Agricultural Technology Extention Center，Xi an 710089，China；

3.Yan an Agricultural Products Quality and Safety Inspection and Monitoring Center，Yan an 716099，China；

4. Xi an Agricultural Comprehensive Law Enforcement Detachment，Xi an 710018，China）

Abstract：In order to determine effects of different density of Lolium multiflorum Lamk. on winter wheat yield and its components，a field experiment was conducted in Xi an City，Shanxi Province from 2022 to 2023. Taking Xiaoyan 22 as the main wheat variety，eight seeding rates of L. multiflorum were set，namely 0，5，10，20，50，100，200，and 400 seeds/m2. During the green-up and grain-filling stages of wheat，random and fixed sampling methods were employed to measure biomass indicators such as plant height，fresh weight，root length，and effective tiller number under different L. multiflorum

收稿日期：2024-04-25

基金项目：西安市农业科技创新计划——农业技术研发项目［编号：NC1505（1）］。

作者简介：杨洁（1986—），女，陕西子长人，硕士，农艺师，主要从事农作物病虫草害综合防控技术研究。E-mail：294537765@qq.com。

通讯作者：曹瑛，高级农艺师，主要从事农田杂草防控技术研究与推广。E-mail：fjyq_2009@yeah.net。

seeding rates. And the effects of various L. multiflorum Lamk. seeding rates on wheat yield and its components were compared. The results showed that during the green-up stage of wheat，different densities of L. multiflorum had no significant effect on wheat biomass such as plant height，root length，and fresh weight. However，during the grain-filling stage of wheat，different densities of L. multiflorum significantly impacted wheat biomass. From the analysis of wheat yield and its components，different densities of L. multiflorum significantly reduced the effective number of ears and grains per ear of wheat，but not 1 000-grain weight. When the average density of L. multiflorum reached 255.89 plants/m2 （namely seeding rate of 400 seeds/m2），1 000-grain weight also decreased significantly. There was a significant positive correlation between the density of L. multiflorum and wheat yield loss，with increasing density leading to greater yield loss. When density of L. multiflorum was 255.89 plants/m2，wheat yield loss was highest，reaching 75.10%. It indicated that density of L. multiflorum primarily increased wheat yield loss by impacting the number of ears and grains per ear. Therefore，preventive measures should be taken in production according to density of L. multiflorum.

Key words：Lolium multiflorum Lamk.；winter wheat；biomass；yield；components of yield；effect

多花黑麦草（Lolium multiflorum Lamk.）又称意大利黑麦草，是禾本科（Poaceae）黑麦草属（Lolium）的一年生、越年生或短期多年生植物。原产于欧洲，经引种现已广泛分布于欧洲、美洲和西南亚洲^［¹^］。因其茎叶柔嫩多汁、适口性好且营养丰富，大约于20世纪30年代被作为牧草引入我国进行栽培和繁育^［²^］，之后在我国多地广泛种植，其作为一种优质牧草在畜牧养殖和草坪绿化等方面曾有很大贡献。同时，多花黑麦草残茬还能作为绿肥促进水稻的生长^［³^］。

多花黑麦草具有种子量大、繁殖能力强、再生性强等生物学特性，其适应性强，适生范围广及遗传变异丰富^［⁴^］，在入侵我国后拥有广阔的生态适应区，陈瑜等的研究结果表明，多花黑麦草在我国南方大部分区域属于稳定入侵，北方和西部地区为局域适应区和潜在拓殖区，而中东部大部分地区具有较高的入侵潜力^［⁵^］。

近年来，由于农田耕作制度的调整、大型机械的推广以及农田管理的疏忽，多花黑麦草在我国多地出现入侵麦田并造成危害的情况，它不仅会与小麦争夺水、肥、空间，影响小麦长势，还极易出现倒伏，并引起小麦倒伏，对小麦产量造成严重影响^［⁶^］。多花黑麦草种子寿命长，叶片光滑狭窄不易着药，且抗药性强，难以从农田里彻底根除^［⁷^］，已发展成为麦田主要的恶性杂草。

多花黑麦草是麦田优势杂草之一，其传播速度快，发生危害重，防控难度大，严重威胁冬小麦生产安全。据报道，多花黑麦草发生严重的田块，小麦生长受到严重影响，导致小麦分蘖数下降，穗数、穗粒数、千粒重严重减少，一般可造成小麦减产30%～40%，严重地块小麦减产90%以上。小麦抽穗期至成熟期，多花黑麦草发生严重的麦田出现大面积倒伏，可使小麦减产30%～90%^［8^］。在河南省对麦田杂草调查时发现，多花黑麦草对花生-小麦连作区危害严重，造成小麦产量损失20％以上^［⁹^］；在河南驻马店驿城区，一般发生田块可使小麦减产30%左右，严重时可达95%^［10-11^］。在陕西多花黑麦草的发生面积已从1997年的 1.2万hm2 增加到目前的30万hm2以上，发生范围涉及西安、渭南、铜川、咸阳、宝鸡、杨凌等6市区的30多个县区，成为陕西省小麦高产稳产的最大屏障^［⁶^］。

陕西关中地区主要为小麦—玉米轮作区，小麦主要是秸秆还田旋耕，据研究报道，旋耕深度在10～15 cm对多花黑麦草的出苗无影响，而深翻深度达30～35 cm对其种子萌发有抑制作用^［¹²^］。关中地区旋耕机播这一主要耕作方式是导致多花黑麦草逐渐扩展蔓延成为麦田优势杂草的主要因素之一，目前有关多花黑麦草与冬小麦产量的相关性试验研究鲜少报道。本研究通过小麦不同生育期调查多花黑麦草不同密度对其生物量及产量构成因素的影响，明确不同密度多花黑麦草对西安地区小麦产量的影响，为科学制定除草技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022—2023年在西安市现代农业科技展示中心小麦育种区（108°52′E，34°4′N）进行，土壤质地为沙质土（pH值6.63，容重1.38 g/cm3，孔隙度46.66%，有机质含量21.22 g/kg，碱解氮含量136.61 mg/kg，有效磷含量62.03 mg/kg，速效钾含量170.84 mg/kg），墒情良好。

1.2 试验田管理

2022年10月9日小麦播前随旋耕施肥［纯氮17 kg/667 m2、纯磷（P2O5）10 kg/667 m2、纯钾（K2O）8 kg/667 m2］，田间近年无多花黑麦草发生，小麦冬前化学防除，生长期人工拔除其他杂草。多花黑麦草种子于2022年5—6月采集自阎良区关山镇病虫监测区域站内，经晾晒处理并常温通风保存，小麦品种为当地主栽品种小偃22，于2022年10月18日播种，小麦播量18.74 g/m2（按常规播量 12.5 kg/667 m2 计算），播种方式为条播，杂草为单颖果撒播，分小区依次进行，播后轻耙。由于田间多花黑麦草多为自然落种，小麦种子夹带极少，可忽略不计。

试验期间灌溉、病虫害防治等均按常规管理时间和方法进行，2023年3月13日追施肥1次［纯氮7 kg/667 m2、纯钾（K2O）2.7 kg/667 m2］、5月9日灌水1次。阔叶杂草防除在冬前11月19日进行，药剂为2甲·唑草酮可湿性粉剂（农药登记号：PD20182252，总有效成分含量70.5%，用药量为50 g/667 m2，兑水30 kg/667 m2），株防效98%。小麦拔节前人工拔除残存阔叶杂草及其他禾本科杂草，仅留多花黑麦草。4月27日喷施戊唑·嘧菌酯悬浮剂（农药登记号：PD20171760，有效成分含量40%，用药量为20 mL/667 m2，兑水30 kg/667 m2）+吡蚜酮悬浮剂（农药登记号：PD20141515，有效成分含量25%，用药量为 20 g/667 m2，兑水30 kg/667 m2）防治小麦条锈病、白粉病及蚜虫，病虫害防效97%。

1.3 试验处理及设计

试验按不同的多花黑麦草（单颖果）数量播种，设置0、5、10、20、50、100、200、400粒/m2共8个播量处理，每个处理3次重复，共24个小区，随机区组排列，每个小区面积6 m2，其中每个小区留出2 m2作为固定样方，用于调查不同密度多花黑麦草对小麦产量影响，小区间留50 cm作为隔离行。

1.4 调查方法

1.4.1 田间多花黑麦草与小麦生物量的测定

参照房锋等的方法^［¹³^］，于小麦返青期、灌浆期在调查取样试验区固定样方以外区域，每个小区随机选取5点，每个点随机拔取10株小麦植株，根系全部取出，装入自封袋带回实验室。使用自来水冲洗干净植株上的泥土，后放置在吸水纸上自然晾干植株表面水分，调查记录小麦株高（含芒）、鲜重、根长、有效分蘖数等生物量指标，计算平均值。每个小区随机选取5点，每个点随机测量10株多花黑麦草株高，取50株株高的平均值得出该小区杂草株高，并调查平均有效分蘖数。抽穗前株高的测量从根基部至叶片最顶端，抽穗后株高的测量从根基部至穗顶端。

1.4.2 多花黑麦草不同密度对小麦产量的影响

在小麦返青期、灌浆期，于每个小区预留的固定样方内随机5点取样，每个点0.25 m2，分别调查多花黑麦草株数（灌浆期调查茎数），计算平均值，确定实际密度。

小麦黄熟期，每个小区去掉边行调查各处理区小麦产量指标。总穗数：每个处理随机5点取样，每个样点1 m2，记小麦有效穗数（每穗5粒以上）；穗粒数及千粒重：每个小区随机5点取样，每个样点剪取10穗，每个处理共150穗，经晾干脱粒，计算穗粒数、称量千粒重。比较不同多花黑麦草密度处理区的小麦产量，分析多花黑麦草对小麦产量构成因素的影响及其对小麦产量造成的危害损失。

1.5 数据统计分析

产量损失率=（对照区平均产量-处理区平均产量）/对照区平均产量×100%。

试验数据采用Excel进行处理，采用SPSS软件的Duncan s新复极差法在0.05水平上进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 多花黑麦草不同密度对小麦返青期生物量的影响

由于多花黑麦草自身出苗率、种内竞争、种间竞争及越冬死亡等因素，返青期各播量实际出苗数均小于理论出苗数（表1），各播量出苗率在63%～71%之间，播量增大，杂草出苗率略降低。返青期不同密度多花黑麦草对小麦的株高、根长、鲜重的影响无显著性差异。由此表明，多花黑麦草不同密度对返青期小麦生物量指标基本无影响。

2.2 多花黑麦草不同密度对灌浆期小麦生物量的影响

在小麦灌浆期，由于水肥、光照、空间的种内种间竞争，高密度多花黑麦草自身分蘖数量差别较大，对小麦的株高、鲜重及分蘖亦有较大影响（表2）。多花黑麦草播量为5、10、20粒/m2时其和小麦的有效分蘖数均无显著性差异，但播量在100粒/m2时，多花黑麦草和小麦的有效分蘖数较50粒/m2播量的有效分蘖数分别减少了18.05%、6.88%，与 50粒/m2 以下播量的有效分蘖数差异显著。多花黑麦草播量在0～100粒/m2间小麦的株高、鲜重无显著性差异，但播量在200粒/m2及以上时，小麦株高、鲜重与播量100粒/m2及以下差异显著。

2.3 多花黑麦草不同密度对小麦产量及构成因素的影响

2.3.1 对小麦产量的影响

多花黑麦草密度与小麦产量呈显著相关，小麦产量随着多花黑麦草密度的增大而显著降低。与无多花黑麦草发生对照区相比，当多花黑麦草平均密度由3.53株/m2 （播量5粒/m2）增加到最大密度255.89株/m2（播量400粒/m2）时，小麦产量损失率为4.23%～75.10%，达显著差异水平（表3）。多花黑麦草发生密度与小麦产量损失率进行线性拟合（y=0.276x+5.56，r2=0.974 6^**），二者呈极显著正相关，说明多花黑麦草发生密度越大，小麦产量损失率越大（图1）。

2.3.2 多花黑麦草密度对小麦有效穗数、穗粒数、千粒重的影响

由表3可知，西安地区小麦常规播量（12.5 kg/667 m2）下，多花黑麦草对小麦有效穗数影响显著。当多花黑麦草密度为3.53株/m2，穗数开始显著减少，随着多花黑麦草密度的增加（0～255.89株/m2），小麦有效穗数从 580.33穗/m2 减少到435.00穗/m2，降低了25.04%，达显著差异水平。多花黑麦草对小麦穗粒数的影响也显著，当多花黑麦草平均密度从0上升至13.55株/m2时，小麦穗粒数无显著变化，但当多花黑麦草平均密度达到13.55～255.89株/m2 时，小麦穗粒数随着杂草密度的增加显著降低，从35.67粒减少至15.90粒，降低了55.42%。

对不同密度多花黑麦草与小麦穗数进行线性拟合，其方程为y=-0.500 8x+559.8，r2=0.850 9^**（图2），与小麦穗粒数的线性拟合方程为y=-0.079 9x+36.81，r2=0.994 5^**（图3），相关性极显著，表明小麦有效穗数、穗粒数与多花黑麦草密度呈线性负相关，即随着杂草密度的增大而降低。从多花黑麦草对小麦产量损失率的影响可以看出，多花黑麦草主要通过降低小麦有效穗数和穗粒数来降低小麦产量。当多花黑麦草播量为5～200粒/m2时对小麦千粒重无显著性影响，当播量达到400粒/m2（255.89株/m2）时，千粒重显著降低。该多花黑麦草密度（255.89株/m2）下，小麦与多花黑麦草群体密度过大、茎秆细弱，在小麦产量形成的关键时期——灌浆期形成倒伏，导致千粒重大大降低，从而造成减产（表3）。

3 结论与讨论

通过不同播量多花黑麦草对小麦生长发育的影响研究得出，不同密度的多花黑麦草在小麦返青前对小麦生长发育基本无影响，这可能与多花黑麦草苗期水、肥、光照及空间需求较小，尚未与小麦形成竞争的缘故。而在小麦灌浆期，高密度多花黑麦草显著降低小麦株高、鲜重及有效分蘖数，并显著减少杂草自身分蘖数。多花黑麦草与小麦的竞争临界期有待进一步研究。

在小麦灌浆期至成熟期，其产量构成因素与多花黑麦草的密度密切相关，杂草密度越大，小麦产量损失率越大；同一密度下多花黑麦草对小麦产量构成因素影响主要是有效穗数、穗粒数，对千粒重影响较小。这与房锋等的研究结果“麦田大穗看麦娘、节节麦、播娘蒿对小麦产量的影响主要是通过影响小麦的有效穗数，其次是穗粒数，对千粒重无显著影响”^［^13-17^］基本一致。

研究表明，多花黑麦草生长速度快，会大量消耗土壤中的养分和水分，与小麦争水、争肥，影响小麦的正常生长；多花黑麦草株高和分蘖数均高于小麦，杂草密度过大，茎秆细弱，极易形成倒伏，形成一定的遮蔽，影响小麦的光合作用，导致千粒重下降，从而导致小麦减产，也是产量显著降低的重要因素。关于多花黑麦草种群发生动态规律以及在不同水肥下对小麦产量的影响有待进一步深入研究。

参考文献：

［1］Baldinger L，Baumung R，Zollitsch W，et al. Italian ryegrass silage in winter feeding of organic dairy cows：forage intake，milk yield and composition［J］. Journal of the Science of Food and Agriculture，2011，91（3）：435-442.

［2］刘刚. 陕西外来植物［M］. 西安：陕西科学技术出版社，2022.

［3］He H B，Li W X，Zhang Y W，et al. Effects of Italian ryegrass residues as green manure on soil properties and bacterial communities under an Italian ryegrass （Lolium multiflorum L.）-rice （Oryza sativa L.） rotation［J］. Soil and Tillage Research，2020，196：104487.

［4］蒋林峰. 国内外多花黑麦草SRAP遗传分析［J］. 草学，2017（3）：6-9.

［5］陈瑜，杨毅哲，陈丽丽，等. 基于生态位模型的多花黑麦草入侵风险分析［J］. 陕西师范大学学报（自然科学版），2024，52（1）：70-78.

［6］郝平顺，张立. 高度警惕麦田恶性杂草多花黑麦草蔓延危害［J］. 陕西农业科学，2015，61（7）：50-51.

［7］杨丙俭，李国军. 麦田多花黑麦草为害特点、防治效果及防除建议［J］. 河南农业，2023（1）：31-32.

［8］刘向鹏. 多花黑麦草的防控技术［J］. 河南农业，2024（3）：53-54.

［9］王新媛，李好海，闵红，等. 河南省麦田杂草发生现状及防除技术研究［J］. 中国植保导刊，2020，40（12）：49-53.

［10］吴仁海，徐洪乐，孙兰兰，等. 甲基二磺隆与唑啉草酯混用对麦田节节麦和多花黑麦草的防治效果［J］. 河南农业科学，2022，51（6）：103-110.

［11］闵红，韩世平，李好海，等. 河南省麦田多花黑麦草治理实践与思考［J］. 中国植保导刊，2024，44（2）：83-86.

［12］曹瑛，范变娥，许西梅，等. 农业措施对小麦田主要禾本科杂草出苗的影响［J］. 中国农学通报，2018，34（33）：7-11.

［13］房锋，李美，高兴祥，等. 冬小麦田大穗看麦娘种群动态及对小麦产量的影响［J］. 植物保护学报，2018，45（2）：340-346.

［14］彭程，夏志铭，陈勇睿，等. 小麦田日本看麦娘和菵草竞争力比较［J］. 杂草学报，2023，41（4）：30-36.

［15］房锋，张朝贤，黄红娟，等. 麦田节节麦发生动态及其对小麦产量的影响［J］. 生态学报，2014，34（14）：3917-3923.