恶性杂草芦苇与小麦、油菜的竞争关系

翁华

摘要：为了综合治理恶性杂草芦苇，探索芦苇对小麦、油菜的竞争规律及经济阈值，采用田间小区试验和直线性回归分析的方法进行试验研究。结果表明，随着田间芦苇密度增加，小麦有效穗数、产量降低，不孕穗数增加，芦苇人工防除的经济阈值为119.07株/m2，化学防除的经济阈值为114.1株/m2；油菜角果数、主茎分枝数、产量降低，芦苇对油菜防除关键期是3～5叶期，人工防除的经济阈值为46.0株/m2，使用化学防除的经济阈值为45.1株/m2。

关键词：芦苇；小麦；油菜；竞争关系；防除关键期；人工防除；化学防除；经济阈值

中图分类号： S451 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）03-0118-03

芦苇（Phragmites australis）作为青海省作物田恶性杂草，主要以根茎繁殖补充更新，属典型的无性系，其生态幅极广，在自然生境中，以根状茎繁殖为主，根状茎纵横交错形成网状，甚至在水面上形成较厚的根状茎层，人、畜可以在上面行走[1-2]。根状茎具有很强的生命力，能较长时间埋在地下，一旦条件适宜，仍可发育成新枝；同时也能以种子繁殖，种子可随风传播。芦苇根深叶茂、遮光、通风透气性差，降低了田间温度，争肥、争水、争阳光，危害重，造成作物严重减产，且影响人工、机械的收割，采用人工防除，要占用大量的劳动力，但人工拔除后，可促使各节幼芽萌发，新株增加，危害更重，而且也因其繁殖速度快，地下根茎发生极深[3-7]。明确芦苇与作物的竞争关系，确定其经济危害允许水平及经济阈值，对于制定有针对性的控草策略至关重要。有关芦苇对不同作物产量性状的影响及经济阈值的研究尚未见报道。为建立除草剂减量、精准使用技术体系，明确主要恶性杂草与作物的竞争机制及经济阈值，笔者于2012年研究了芦苇与小麦、油菜间的竞争，以揭示芦苇与小麦、油菜的竞争关系及防除经济阈值。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

研究地点设在青海省大通县宝库乡，属青海阴湿脑山区。海拔约3 006 m，年均温0～2 ℃，气候冷凉，病虫害发生轻，年降水量550 mm左右，作物全生育期不灌溉。土壤为黑栗钙土，pH值8.0，有机质含量约3%。试验地肥力中等，土地平整。田间杂草群落以芦苇为主，另有少量猪殃殃和密花香薷等，分布较为均匀。

1.2 试验设计

于2012年4月15日播种小麦、油菜。根据李博等研究杂草与作物竞争的添加系列试验方法，将芦苇密度分别设为为0、10、20、30、40、50株/m2。每小区面积为2 m2，重复3次，随机区组排列。芦苇出苗后1叶1心期按处理要求定苗，使芦苇在小区内的分布均匀一致。在作物整个生长期间，人工拔除其他杂草。各处理按照常规措施进行其他栽培管理。

在芦苇自然发生的油菜田内，于油菜2～3叶期、4～5叶期、蕾薹期、盛花期及结角期取样，测量油菜、杂草株高及地上部鲜质量，每期取样30株，计算杂草与油菜的株高比与单株质量比。

1.3 调查方法及数据处理

产量性状的调查在小麦、油菜成熟期进行，有效穗（分枝）数调查在各小区取样1 m2，计数。穗粒（角果）数调查在各小区随机选取20穗，计算各穗粒（角果）数。各小区小麦单收单放，考种测产。使用Excel软件进行数据处理，并采用SPSS统计分析软件进行方差分析。采用直线（y=ax+b）拟合方式，对不同密度芦苇与作物各有关性状特征值进行回归分析。依据产量损失与芦苇密度的相关模型及小麦、油菜生产所允许的产量损失水平，确定芦苇的经济危害允许水平及经济阈值。经济危害允许水平（EIL）根据朱文达等的方法进行计算，其中CC为杂草防除费用，Y为小麦产量，P为小麦价格，E为防除效果。经济阈值是指作物增收效益与防除费用相等时的杂草数量。

2 结果与分析

2.1 芦苇与小麦产量损失关系

随着田间芦苇密度增加，小麦有效穗数不断降低，芦苇密度增加10株/m2时，可使有效穗数减少0.071 4（图1），其模型为y= -0.071 4x+12.362（r2=0.836 6）；小麦产量不断降低，芦苇密度增加10株/m2时，可使小麦产量减少 1.166 1 g（图2），其模型为y=-1.166 1x+327.18（r2=0970 7）；随着田间芦苇密度增加，小麦不孕穗数不断增加，芦苇密度增加10株/m2时，小麦不孕穗数增加0.03个（图3），其模型为y= 0.03x+3.84（r2=0.939 2），表明芦苇对小麦有小穗数、不孕穗数及产量有影响。

2.2 芦苇与油菜的竞争

芦苇出苗后，即进入营养生长阶段，生长发育速度是其竞争力的重要标志，具体表现在单株生长量（鲜质量）和株高与油菜生长量（鲜质量）和株高之比（表1）。在油菜生长前期（抽薹期前），芦苇与油菜的鲜质量及株高比呈上升趋势，表明油菜抽薹期前，芦苇竞争力强，影响油菜抽薹、分枝。油菜抽薹期至成熟期，芦苇的鲜质量及株高增长较油菜慢，但芦苇地下根状茎发育繁殖快，与油菜争肥、争水，阻碍油菜根系发育，严重影响油菜生长。在油菜整个生育期，芦苇对油菜均表现竞争，但防除芦苇的关键期是油菜3～5叶期。

随着田间芦苇密度的增加，油菜角果数不断降低，芦苇密度增加10株/m2时，可使角果数减少0.438 9（图4），；其模型为y= -0.438 9x+69.87（r2=0.890 4）；油菜主茎分枝数不断降低，芦苇密度增加10株/m2时，可使油菜主茎分枝数减少0.014 7 g（图5），其模型为y=-0.014 7x+2.419 7（r2=0.934 8）；随着田间芦苇密度的增加，油菜产量不断减少，芦苇密度增加10株/m2时，油菜产量损失3192 7 g（图6），其模型为y=-3.192 7x+289.38（r2=0.992 1），表明芦苇对油菜角果数、主茎分枝数及产量有影响。

2.3 防除芦苇的经济阈值

从经济效益、生态效益和社会效益考虑，以收益至少大防除费用1倍为原则，麦田芦苇一般进行人工拔除、化学防除的用费C需450、225元/hm2。小麦产量y为无草处理区小麦产量的平均值，为3 000 kg/hm2，小麦收购价格约为3元/kg。进行化学防除时，除药剂费用外，还包括用工及器械折旧费用约225元/hm2。芦苇经济危害允许水平因防除措施不同存在一定差异（表2）。根据相应的经济危害允许水平，由拟合的芦苇密度与小麦产量损失的最佳关系模型得出麦田芦苇的经济阈值。结果表明，芦苇人工防除的经济阈值为 1197株/m2，使用化学防除的经济阈值为114.1株/m2。

油菜田芦苇一般进行人工拔除、化学防除的费用C需450、300元/hm2。油菜产量y为无草处理区小麦产量的平均值2 250 kg/hm2，小麦收购价格约为5元/kg。进行化学防除时，除药剂费用外，还包括用工及器械折旧费用约 300元/hm2。根据相应的经济危害允许水平，由拟合的芦苇密度与油菜产量损失的最佳关系模型得出油菜田芦苇的经济阈值。结果表明，芦苇人工防除的经济阈值为46.0株/m2，使用化学防除的经济阈值为45.1株/m2。

3 结论与讨论

杂草可以和作物竞争光、水、CO2、养分等生存资源和生存空间，而且这些竞争作用是同时发生的，地上资源的竟争必将影响到地下资源的竞争。一般来说，竞争一种资源将加剧对另一种资源的竞争；对同一种资源竞争占优势，将导致对另一种资源的竞争也占优势[8-9]。对芦苇与小麦、油菜的竞争因素研究结果表明，随着田间芦苇密度增加，小麦有效穗数、产量降低，不孕穗数增加，油菜角果数、主茎分枝数、产量降低，芦苇对油菜防除关键期是油菜3～5叶期。

当田间杂草密度较低、除草收益不抵除草成本时，一般没有必要防除；但当杂草密度较高、防控其发生危害取得的收益大于除草成本时，可以进行防除。由此可见，除草方式的不同影响防除成本，并进而影响杂草经济阈值的大小[10-11]。在农业生产中，根据田间杂草发生数量、经济阈值及预期收益，人们可以制定有针对性的控草策略，使除草工作更加经济、合理、有效。本研究结果表明，在芦苇-小麦竞争体系中，芦苇人工防除的经济阈值为119.7株/m2，化学防除的经济阈值为114.1株/m2；芦苇-油菜竞争体系中人工防除的经济阈值为46.0株/m2，化学防除的经济阈值为45.1株/m2。

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