郭文磊　張純　馮莉　田興山

摘要：為明確菜茬免耕旱直播稻田中雜草種類及群落結(jié)構(gòu)，采用倒置“W”形取樣法在珠三角部分地區(qū)的田塊進(jìn)行雜草調(diào)查。調(diào)查結(jié)果表明，珠三角部分地區(qū)菜茬免耕旱直播稻田共有雜草29種，隸屬于15科23屬，其中優(yōu)勢(shì)種雜草4種，區(qū)域優(yōu)勢(shì)種雜草5種，常見雜草7種，一般雜草13種。牛筋草、光頭稗、稗、碎米莎草等在不同地區(qū)菜茬免耕旱直播稻田總體相對(duì)優(yōu)勢(shì)度較高。博羅縣菜茬免耕旱直播稻田雜草群落的物種豐富度、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)均明顯低于花都區(qū)和白云區(qū)，但其Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)較高。

關(guān)鍵詞：“菜稻菜”輪作;免耕旱直播稻;雜草群落;優(yōu)勢(shì)度;物種多樣性

中圖分類號(hào)：S451;S511文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1003-935X（2020）03-0018-04

Weed Survey in No-Tillage Dry Direct-Seeded Rice Following Vegetables at Pearl River Delta

GUO Wen-lei， ZHANG Chun， FENG Li， TIAN Xing-shan

（Plant Protection Research Institute，Guangdong Academy of Agricultural Sciences/

Guangdong Provincial Key Laboratory of High Technology for Plant Protection，Guangzhou 510640，China）

Abstract：A weed survey was conducted to determine the species composition and weed community structure in no-tillage dry direct-seeded rice field following vegetables in parts of the Pearl River Delta. Twenty-nine weed species belonging to 15 families and 23 genera were found. Among them，4，5，7 and 13 weed species were classified as dominant weeds，regional dominant weeds，common weeds and sporadic weeds，respectively. The overall relative abundance of Eleusine indica，Echinochloa colona，Echinochloa crus-galli and Cyperus iria were higher than other weeds in the rice fields of different regions. The species richness，Shannon-Wiener diversity index and Pielou evenness index of weed community in Boluo county were distinctly lower than Huadu district and Baiyun district，but the Simpson index was relatively higher.

Key words：rice-vegetable rotation regime;no-tillage dry direct-seeding rice;weed community;abundance;species diversity

近年來，“菜稻菜”輪作高效種植模式在珠三角地區(qū)的推廣面積不斷擴(kuò)大，利用6—9月高溫多雨強(qiáng)光天氣不利于優(yōu)質(zhì)蔬菜生長的時(shí)段種植一季中晚稻，既可改善土壤環(huán)境，提高耕地綜合生產(chǎn)能力，又可減少病蟲害和有毒有害物質(zhì)的累積，從而實(shí)現(xiàn)用地、養(yǎng)地結(jié)合，農(nóng)藥、化肥減施增效，經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益兼顧[1-3]。為減輕水稻種植對(duì)菜田基礎(chǔ)設(shè)施的影響，菜茬稻田多采用免耕或少耕等輕簡化的耕作方式，土壤表層或淺土層雜草種子較多，而田面不平整、保水性差、干濕交替的土壤環(huán)境有利于雜草萌發(fā)[4];另外，由于旱直播稻播種量較少，且稻苗前期生長緩慢、蓋度小、競爭能力弱，也有利于雜草發(fā)生[5-6]。草害問題已成為“菜稻菜”輪作種植模式成敗的關(guān)鍵，防控不當(dāng)可導(dǎo)致水稻減產(chǎn)80%以上，甚至絕收。

種植模式和技術(shù)的改變通常會(huì)導(dǎo)致田間雜草群落結(jié)構(gòu)發(fā)生一定變化，如一些新雜草侵入稻田，次要雜草上升為優(yōu)勢(shì)雜草等[7]。目前，有關(guān)“菜稻菜”輪作種植模式的研究多集中在土壤酶、土壤微生物、重金屬及病蟲害等方面[8-9]，而對(duì)該生產(chǎn)模式下稻田雜草群落組成的研究尚未見報(bào)道。因此，本研究對(duì)珠三角部分地區(qū)菜茬免耕旱直播稻田雜草發(fā)生情況進(jìn)行調(diào)查和分析，旨在為制定菜茬稻田雜草防控策略提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本研究所調(diào)查的田塊分別位于廣東省花都區(qū)、白云區(qū)和博羅縣，這些地區(qū)的城郊型農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)，大型菜場(chǎng)較多，是“菜稻菜”輪作種植模式示范推廣的重點(diǎn)區(qū)域，在珠三角地區(qū)具有良好的代表性。所有田塊前茬均種植菜心、芥藍(lán)等葉菜類蔬菜，蔬菜收獲后的殘茬采用秸稈粉碎還田機(jī)（豪豐牌4J-120型）進(jìn)行處理，然后使用水稻旱穴播機(jī)（豪豐牌2BDH-10型）進(jìn)行機(jī)械直播，播種量為37.5 kg/hm2。

1.2 調(diào)查方法

2019年6月分別對(duì)珠三角地區(qū)的花都區(qū)、白云區(qū)、博羅縣等3個(gè)區(qū)（縣）的菜茬免耕旱直播稻田進(jìn)行調(diào)查，每個(gè)地區(qū)選擇10個(gè)田塊作為調(diào)查樣地，樣地面積均在2 000 m2以上。雜草采用倒置“W”形9點(diǎn)取樣法進(jìn)行調(diào)查，每個(gè)樣地調(diào)查9個(gè)樣方，每個(gè)樣方面積為0.25 m2，詳細(xì)記錄樣方中雜草種類、株數(shù)，雜草的株數(shù)以莖稈數(shù)表示[10]。雜草的識(shí)別和鑒定參考《中國雜草志》[11]和《中國農(nóng)田雜草原色圖譜》[12]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并計(jì)算相對(duì)優(yōu)勢(shì)度和物種多樣性。相對(duì)優(yōu)勢(shì)度RA=（RU+RD+RF）/3，其中RU為相對(duì)均度，即某種雜草田間均度占所有雜草田間均度總和的比例;RD為相對(duì)密度，即某種雜草的密度占所有雜草密度總和的比例;RF為相對(duì)頻率，即某種雜草田間頻率占所有雜草田間頻率總和的比例[13]。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H′=-∑Si=1Pi ·lnPi;Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)D=∑Si=1P2i;Pielou均勻度指數(shù)J=H′/lnS。其中，Pi為第i種雜草的密度占雜草密度總和的比例，Pi=Ni/N，Ni為第i種雜草的密度，N為所有雜草密度的和;S為調(diào)查區(qū)域內(nèi)雜草種類數(shù)[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 菜茬免耕旱直播稻田雜草種類

調(diào)查結(jié)果（表1）表明，在花都區(qū)、白云區(qū)和博羅縣菜茬稻田共有29種雜草，隸屬于15科23屬。禾本科雜草共6種，占比為20.7%;莎草科雜草共4種，占比為13.8%;闊葉類雜草共19種，其中莧科、菊科雜草均為3種，占比均為10.3%，玄參科、蓼科雜草均為2種，占比均為6.9%，大戟科、茄科、石竹科、馬齒莧科、十字花科、柳葉菜科、旋花科、千屈菜科、藜科等雜草均為1種，占比均為3.4%。

根據(jù)菜茬免耕旱直播稻田雜草的田間均度、相對(duì)優(yōu)勢(shì)度（表1）和實(shí)際危害程度，將田間雜草劃分為優(yōu)勢(shì)雜草、區(qū)域性優(yōu)勢(shì)雜草、常見雜草和一般雜草等4種類型[15]。

牛筋草、光頭稗、稗、碎米莎草等在不同地區(qū)菜茬免耕旱直播稻田均有分布，平均相對(duì)優(yōu)勢(shì)度在6.00以上，對(duì)水稻生長和產(chǎn)量有嚴(yán)重影響，防除較為困難，屬于菜茬免耕旱直播稻田中的優(yōu)勢(shì)雜草。馬唐、空心蓮子草、異型莎草、草龍、千金子等在部分地區(qū)菜茬免耕旱直播稻田中的相對(duì)優(yōu)勢(shì)度較高，防除困難，對(duì)水稻產(chǎn)量影響嚴(yán)重，屬于菜茬免耕旱直播稻田區(qū)域優(yōu)勢(shì)雜草。水虱草、馬齒莧、凹頭莧、皺果莧、白花鬼針草、酸模葉蓼、雙穗雀稗等雜草在多個(gè)地區(qū)的菜茬免耕旱直播稻田有分布，但相對(duì)優(yōu)勢(shì)度較小，或者對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)造成的影響有限，屬于菜茬免耕旱直播稻田常見雜草。牛繁縷、鱧腸、水蓼、籬欄網(wǎng)、藿香薊、蔊菜、香附子、通泉草、鐵莧菜、苦蘵、小藜、水莧菜、母草等13種雜草僅在個(gè)別田塊有分布，相對(duì)優(yōu)勢(shì)度大多小于1.00，對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響很小，屬于一般雜草。

2.2 菜茬免耕旱直播稻田物種多樣性指數(shù)

從表2可以看出，花都區(qū)和白云區(qū)菜茬免耕旱直播稻田雜草物種豐富度較高，均有21種雜草，博羅縣菜茬免耕旱直播稻田雜草物種豐富度最低，僅有15種雜草?；ǘ紖^(qū)和白云區(qū)所調(diào)查田塊由于實(shí)行“菜稻菜”輪作種植模式的時(shí)間較短，稻田中發(fā)現(xiàn)了多種常見的旱生雜草，如白花鬼針草、藿香薊、凹頭莧、皺果莧等，雜草發(fā)生種類較多可能與此有關(guān)。從雜草群落多樣性來看，花都區(qū)和白云區(qū)菜茬免耕旱直播稻田物種多樣性指數(shù)均較高，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)分別達(dá)2.47、2.63，而博羅縣菜茬免耕旱直播稻田僅為1.18;從Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)來看，花都區(qū)與白云區(qū)較為接近，分別為0.11、0.09，而博羅縣菜茬免耕旱直播稻田Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)高達(dá)0.50，說明其雜草優(yōu)勢(shì)種群較為集中，可能是由于近年來使用化學(xué)除草劑使牛筋草上升為本區(qū)域絕對(duì)優(yōu)勢(shì)雜草所造成的;從雜草群落的Pielou均勻度指數(shù)看，花都區(qū)和白云區(qū)均在0.80以上，而博羅縣僅為0.44，與其他指數(shù)反映出的趨勢(shì)相一致。

3 結(jié)論與討論

與自然生態(tài)系統(tǒng)相比，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)受人為因素影響較大，耕作栽培措施、雜草防治措施等對(duì)農(nóng)田雜草群落組成有重要影響[16]。除稗草、千金子、草龍等常見稻田雜草外，牛筋草、光頭稗、馬唐、碎米莎草等常見菜田或旱作物田雜草在珠三角地區(qū)菜茬免耕旱直播稻田中的相對(duì)優(yōu)勢(shì)度較大，與傳統(tǒng)翻耕、移栽種植的稻田存在明顯差異，如岳茂峰等的調(diào)查結(jié)果顯示，廣東省稻田優(yōu)勢(shì)雜草以蓮子草、鴨跖草、泥花草和節(jié)節(jié)菜為主，未發(fā)現(xiàn)光頭稗、牛筋草、馬唐等發(fā)生危害[17]。據(jù)報(bào)道，水旱輪作的稻田雜草群落易演替為以一年生禾本科雜草為主的群落結(jié)構(gòu)[18]，水旱輪作第1年的稻田存在馬唐、牛筋草和狗牙根等常見旱田雜草，與傳統(tǒng)稻田群落相似系數(shù)僅為0.48[19]。在免耕直播栽培條件下，雜草種子多集中在土壤表層，且前期土壤干濕交替，有利于雜草種子萌發(fā)，因此免耕旱直播稻田通常雜草發(fā)生種類多、發(fā)生量大，廣東湛江地區(qū)的免耕直播稻田也有旱生雜草向水田蔓延的趨勢(shì)[20]。

雜草防治措施對(duì)農(nóng)田雜草群落結(jié)構(gòu)也有重要影響[21-22]，化學(xué)防治是當(dāng)前菜茬免耕旱直播稻田主要的控草措施，由于稻田除草劑多為選擇性除草劑，對(duì)不同雜草活性差異較大，連續(xù)使用可能會(huì)使某些雜草優(yōu)勢(shì)度逐漸降低或一些次要雜草上升為優(yōu)勢(shì)雜草。筆者先前研究發(fā)現(xiàn)，二氯喹啉酸、雙草醚、五氟磺草胺等稻田除草劑在推薦劑量下對(duì)不同葉齡的牛筋草株防效為0，對(duì)2～3葉齡以上的馬唐防效較差[4]。因此，菜茬免耕旱直播稻田牛筋草、馬唐等雜草優(yōu)勢(shì)種群的形成很可能與該類除草劑的連續(xù)使用有關(guān)。

相對(duì)于自然條件下的植物群落演替，農(nóng)田雜草群落演替受人為因素影響較大，短期內(nèi)可能會(huì)發(fā)生較大變化。當(dāng)前，牛筋草、光頭稗、稗、碎米莎草等4種優(yōu)勢(shì)雜草及馬唐、空心蓮子草、異型莎草、草龍、千金子等5種區(qū)域優(yōu)勢(shì)雜草是珠三角地區(qū)菜茬免耕旱直播稻田的主要害草，在雜草防控過程中，要加強(qiáng)對(duì)這些雜草的控制和研究，同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)常見雜草和一般雜草的監(jiān)測(cè)管理，防止其轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)勢(shì)雜草。例如，本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在一些田塊發(fā)現(xiàn)白花鬼針草發(fā)生危害，該入侵性雜草此前多發(fā)生在路邊、田埂或荒地，近年來有入侵至農(nóng)田的趨勢(shì)，且該雜草對(duì)多種選擇性除草劑耐藥性較強(qiáng)[23]，因此若它在田間形成優(yōu)勢(shì)群落容易造成嚴(yán)重危害。

本研究所調(diào)查區(qū)域主要位于珠江三角洲地區(qū)，由于整體調(diào)查面積較小，地理位置接近，耕作方式和氣候環(huán)境相似等，導(dǎo)致自然環(huán)境條件對(duì)雜草群落結(jié)構(gòu)的影響降低，其他地理區(qū)域內(nèi)的菜茬免耕旱直播稻田雜草群落可能與本試驗(yàn)中的調(diào)查結(jié)果存在一定差異。因此，應(yīng)依據(jù)不同地區(qū)農(nóng)田雜草發(fā)生情況，針對(duì)性地選擇合適的雜草防治措施，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田雜草的可持續(xù)治理。

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收稿日期：2020-03-30

基金項(xiàng)目：廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（編號(hào)：2019KJ113）;廣州市民生科技攻關(guān)項(xiàng)目（編號(hào)：201803020004）;國家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31901900）;[JP]廣東省科技計(jì)劃（編號(hào)：2019B121201003）;科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項(xiàng)資金（高水平農(nóng)科院建設(shè)）（編號(hào)：R2017YJ-YB1003）。

作者簡介：郭文磊（1989—），男，山東菏澤人，博士，助理研究員，主要從事雜草抗藥性與防控技術(shù)研究。E-mail：nongzhida@126.com。

通信作者：田興山，博士，研究員，主要從事農(nóng)田雜草防控研究。E-mail：1070470768@qq.com。