水稻免耕直播秸秆覆盖条件下稻田杂草的发生规律和防治策略

徐志军，徐建欣，杨 洁

（中国热带农业科学院湛江实验站，广东 湛江 524013）

长期以来，我国稻田主要采取翻耕的方式种植水稻，由此带来的耕作层厚度降低、土壤风化、水土流失问题日益严重［1］。在水稻种植过程中实行免耕等保护性耕作措施被认为是解决这一问题的关键［2］。免耕直播是我国水稻的重要栽培方式之一，与传统水稻栽培模式相比，它省去了翻耕耙地、育苗、插秧等一系列工序，具有省时、省工、节本增效的优点，在我国南方地区得到了迅速发展和广泛应用［3，4］。

当前，水稻免耕直播多与秸秆还田技术相结合。研究表明，秸秆还田能够促进水稻根系生长和养分吸收，增加土壤温度和含水量，降低土壤容重，秸秆腐解能够改善土壤的养分供给，具有一定的增产作用［5～8］。目前，生产上水稻免耕直播与秸秆还田结合的主要方式是在上茬作物收获前进行水稻直播，利用上茬作物收获时产生的秸秆覆盖为水稻提供良好的萌发条件和抑制杂草生长，这些秸秆在水稻生长过程中不断腐解，为水稻补充养分。

然而，免耕直播条件下稻田不翻耕，前期干湿交替灌溉，对田间杂草的萌发和蔓延十分有利，草害种类多、密度大、危害重，如不能进行有效控草，很容易造成草比苗多，草比苗大的草荒现象［9］。张夕林等［10］对江苏省通州市翻耕直播稻田调查表明，杂草萌发有两个高峰，分别在播后10～20和25～40 d出现，前期以禾本科和莎草科杂草为主，后期以阔叶草为主。左亚群等［11］对浙江海宁市免耕水直播稻田研究表明，禾本科杂草发生呈单峰型，阔叶草和莎草科杂草为双峰型，杂草群落以“千金子－阔叶草－莎草”为主。当前的研究，多是在翻耕直播和免耕水直播条件下进行的，而对免耕直播和秸秆覆盖还田条件下杂草发生规律和特点的研究鲜有报道。因此，笔者对湛江地区水稻免耕直播秸秆覆盖条件下稻田杂草发生规律和特点进行了探究，并提出相应的防治策略，为免耕直播秸秆覆盖还田模式下杂草化学防除和除草剂的选用提供科学依据，以期最大限度减少杂草发生带来的产量损失。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

调查点设在中国热带农科院湛江实验站麻章基地试验田中。当地年平均气温23.2℃，年平均日照时数1817～2106 h，年平均降水量1417～1802 mm。试验田为长年双季水稻田块，土壤为沙壤土，耕层厚度约20 cm。

1.2 研究方法

试验于2017年晚造进行，水稻品种为适宜免耕直播的农家品种‘自然6号’，播种量60 kg／hm2，于7月15日早稻收获前播种，18日收割早稻产生的秸秆均匀覆盖稻田，水稻出苗后干湿交替灌溉。

调查方法：采取定点调查和随机普查两种方式。在免耕种植的共2.14 hm2水稻田中随机选取5块面积大于0.07 hm2的田块作为样地，每个样地随机设置5块面积为1 m2的地块进行调查，定期定点调查统计杂草发生情况和数量。至破口期，根据7级目测法分级标准（表1）测定每种杂草的相对盖度、多度和相对高度，并对基地内的免耕稻田进行普查。根据大面积发生杂草种类、多度、盖度、均匀度等，确定优势度［12］。

表1 杂草群落优势度7级目测分级标准Table 1 The seven visual classification standards of weed comm unity dom inance

1.3 数据处理

根据调查数据，按照彭亮等［13］的方法，分别计算出每种杂草的田间均度（uniformity，U）、田间密度（density，D）、田间频率（frequency，F）、相对多度（relative abundant，RA）、相对均度（relative uniformity，RU）、相对密度（relative density，RD）、相对频率（relative frequency，RF），计算公式如下：

RU（%）＝某种杂草的田间均度／各种杂草的田间均度之和×100

RD（%）＝某种杂草的田间密度／各种杂草的田间密度之和×100

RF（%）＝某种杂草的田间频率／各种杂草的田间频率之和×100

相对多度（relative abundant，RA）＝RU＋RD＋RF，它反映了某种杂草在杂草群落中所占的比重，是从杂草发生数量上衡量杂草危害的重要指标。

杂草综合草害指数［12］（comprehensive infestation index，CII）＝∑（杂草级别出现的样方数×该级别代表值）／（调查总样方数×5）（级别T赋值0.5，级别0赋值0.1），它反映了某种杂草在一个类型群落中优势度的高低，是从杂草的长相和长势来反映农田杂草危害程度的指标。指数高即可确定为该群落的优势杂草种群。

采用EXCELL对数据进行统计分析，差异显著性分析采用新复极差法（Duncan）。

2 结果分析

2.1 杂草种类和习性

对试验水稻田定点调查和普查的结果表明，免耕直播秸秆覆盖条件下试验田中杂草种类有8科15种（表2），以一年生杂草为主，旱生杂草有向水田发展、蔓延的趋势。其中禾本科 5种，占33.33%；莎草科3种，占20%；阔叶类杂草7种，占46.67%。这些杂草，生长习性上，除空心莲子草和两栖蓼为多年生杂草，其余均为一年生杂草；生态习性上，稗草、异型莎草、碎米莎草、鸭跖草即可湿生又可旱生，千金子、空心莲子草、两栖蓼、丁香蓼、节节菜、水苋菜为湿生杂草，马唐、牛筋草、狗尾草、日照飘拂草、胜红蓟为旱生杂草；繁殖方式上，除牛筋草、空心莲子草、鸭跖草、节节菜可以通过种子和根（或茎）繁殖外，其余均为种子繁殖；发生季节上，这些杂草的发生季节以春夏为主，少数夏秋发生，其中胜红蓟在湛江地区全年均可生长（表2）。

表2 稻田杂草种类及习性Table 2 The species and habits of paddy weeds

2.2 杂草萌发特征

对试验田杂草调查发现，免耕直播秸秆覆盖条件下，杂草萌发要比翻耕直播水田晚4～7 d，表明秸秆覆盖对杂草的萌发有一定的抑制作用。水稻发芽扎根立苗阶段，杂草快速萌发，这一时期各类杂草都大量萌发（播种后15～20 d），出现第一次杂草高峰。此阶段主要以禾本科的稗子、千金子、马唐，莎草科的异型莎草和日照飘拂草，阔叶草中的空心莲子草、丁香蓼为主（表3）。禾本科杂草主要在这一时期萌发，萌发量占全程萌发量的85%。莎草科杂草和阔叶杂草在这一时期的萌发量要低于禾本科杂草，萌发量占全程萌发量的比例分别为74%和66%。第二次高峰出现在播种后25～30 d，这一时期萌发的杂草主要是阔叶草和莎草科杂草。即禾本科杂草呈单峰型发生，莎草和阔叶草呈双峰型发生，这与虞轶俊等［14］、程勤海等［15］、朱来佳［16］对免耕稻田杂草出草规律研究的结论相一致。

表3 稻田杂草的田间密度、均度、频度、相对多度和综合草害指数Table 3 The density，uniform ity，frequency，relative abundance and comprehensive infestation index of paddy weeds

2.3 杂草的萌发量和相对多度比较

调查结果显示，免耕直播秸秆覆盖稻田的杂草总萌发量为87.04株／m2；其中禾本科杂草萌发量为21.88株／m2，占25.14%，以稗草和千金子为优势种群；莎草科杂草萌发总量为44.88株／m2，占51.56%，为最具优势杂草群落，以日照漂拂草为优势种群；阔叶杂草萌发量为 20.28株／m2，占23.30%，以空心莲子草、丁香蓼、节节菜为优势种群（表3）。这表明，免耕直播稻田秸秆覆盖条件下的杂草群落为莎草－禾本科杂草－阔叶草。

调查结果表明，免耕直播稻田中杂草的田间密度、田间均度、田间频度、相对多度存在明显差异（表3）。从田间密度看，以日照飘拂草的田间密度最大，为33.40株／m2，其次为稗草、异型莎草、千金子。日照飘拂草在稻田中广泛分布，在秸秆未覆盖或覆盖较少的区域和水稻稀疏的区域大量繁殖，局部高达104株／m2。从田间均度看，日照飘拂草和异型莎草田间均度最大，分别为84%和68%，其次为稗草、空心莲子草、千金子和丁香蓼；胜红蓟和狗尾草在田间均度较低，分别为8%和12%。调查发现，胜红蓟、狗尾草主要分布在靠田边的位置，可能是从田埂上蔓延、扩展进稻田的。从田间频度看，日照漂拂草频度最高，为100%，其次是稗草、千金子、异型莎草、空心莲子草和节节菜。

从相对多度看，所有杂草中以日照飘拂草最高，为66.83%；禾本科杂草以稗草和千金子相对多度最高，分别为35.73%和30.39%；阔叶草以空心莲子草最高，为25.64%。相对多度排序为：日照飘拂草＞稗草＞异型莎草＞千金子＞空心莲子草＞丁香蓼＞节节菜＞鸭跖草＞两栖蓼＞马唐＞碎米莎草＞牛筋草＞水苋菜＞狗尾草＞胜红蓟。综合分析表明，日照漂拂草在杂草群落中所占的比例最大，为最具优势的杂草，对水稻生长危害最大；狗尾草和胜红蓟在杂草群落中所占的比例最小，对水稻生长危害也最小。

2.4 杂草在稻田中的空间分布和综合草害指数

调查发现，这些杂草在水稻田中分布在不同的空间。其中，稗草、千金子、狗尾草、碎米莎草主要分布在上层空间；异型莎草、牛筋草、马唐、日照飘拂草、丁香蓼、水苋菜、胜红蓟主要分布在中层，异型莎草、牛筋草也有少量分布在上层；两栖蓼、鸭跖草、节节菜主要分布在下层。禾本科杂草主要分布在上层，莎草科杂草主要分布在中层，阔叶草分布在中下层，杂草群落从上到下空间分布为禾本科杂草、莎草－阔叶草、阔叶草。

从表3可见，不同杂草在田间的优势度不同。根据综合草害指数可以将稻田杂草分为优势杂草（CII≥25%），局部优势杂草（12%≤CII＜25%），次要杂草（5%≤CII＜12%），一般杂草（CII＜5%）4类。晚造免耕直播秸秆覆盖条件下稻田中日照飘拂草综合草害指数最高，为47.60%，其次是稗草和千金子，综合草害指数分别为37.64%和32.94%，这3种杂草是免耕直播稻田中的优势杂草；异型莎草和空心莲子草综合草害指数分别为16.47%和14.12%，为稻田中局部优势杂草；丁香蓼综合草害指数为9.41%，为次要杂草，其余为一般杂草。

3 讨论

3.1 稻田杂草发生原因

本研究通过定点调查和普查，结合7级目测法分析了秸秆覆盖条件下免耕直播稻田杂草的种类和习性、萌发特征、萌发量和相对多度、空间分布和综合草害指数，与彭亮等［13］对粤西地区稻田杂草普查结果相比，这种种植模式下杂草为害严重，杂草种类多，萌发量大，多种杂草在稻田中形成了优势种群，并出现旱地杂草向稻田发展、蔓延的趋势。其发生原因可能有以下几个方面：（1）免耕直播稻田不进行翻耕，杂草种子主要集中于土壤表面，且土壤湿润肥沃，有利于杂草萌发；（2）基地附近农田田埂上杂草丛生，种类繁多，随风或灌溉水容易向稻田中迁移；（3）早稻收获期，湛江地区多风多雨，有利于杂草种子向稻田中散落，增加了稻田中杂草种子的数量；（4）水稻直播不均匀，秸秆覆盖不均匀，为杂草提供了良好的生长空间；（5）免耕直播为促进水稻扎根，干湿交替灌溉，为杂草生长提供了良好的条件。

3.2 防治策略

免耕直播秸秆覆盖模式由于是在上季作物收获前播种，省去了整地、灭草的过程，因此田间杂草主要是采取芽后防治的策略。选好合适的防治时期，合理复配化学除草剂，是控制草害、减少除草次数的关键。从稻田杂草萌发规律来看，播种后15 d左右，即杂草萌发第一次高峰期，是进行杂草防治的最佳时期。这一时期水稻处于2～3叶期（如天气不理想，稻苗生长延迟，施药也应适当延迟，避免药害），可在水稻2.5～3叶期采用40%苄·二氯（苄嘧磺隆 ＋二氯喹啉酸）472.5～675 g／hm2对水35 kg喷雾或杂草3～4叶期使用80%灭草松1200～1500 g／hm2配合15%氰氟草酯 1200～1500 mL／hm2对水30 kg喷雾。对于后期萌发的阔叶草可根据田间的实际情况进行合理防治，以不影响水稻正常生长为宜。

对于一次防治失败的田块，还应该根据实际情况进行及时补治，灭草保苗。（1）对于莎草科及阔叶草失治的，可以使用80%灭草松1200～1500 g／hm2进行二次防治，或在分蘖期结束后幼穗分化前使用20%二甲四氯钠水剂3000～3750 mL／hm2进行防治。（2）对于稗草失治的，可以使用2.5%五氟磺草胺900 mL／hm2或者10%韩秋好（恶唑酰草胺）900～1500 mL／hm2防治。（3）对于千金子失治的，可用15%氰氟草酯1200～1500 g／hm2进行防治。

水稻免耕直播栽培技术适宜杂草的生长，因此还应采取相应的农业措施，配合合理的化学防治，以实现节本增效的目的。（1）减少草源。田埂和沟渠中的杂草是水田中杂草的主要来源。湛江地区气候适宜，雨水充足，杂草在田埂和沟渠中生长旺盛，应定期对这些地方进行杂草清理，阻止杂草向稻田蔓延，减少杂草基数。（2）加强田间管理，进行生态控草。秸秆还田要均匀覆盖，选择早生、快发水稻品种，充分利用秸秆对杂草的抑制作用，通过合理水肥管理，促进水稻早封行，以苗压草。（3）适量人工除草。对水稻播种后早期萌发的不适宜化学防治的恶性杂草，可以通过人工拔除的方式减少恶性杂草对水稻出苗的影响。

3.3 秸秆覆盖对杂草的控制作用

本研究调查发现，免耕直播秸秆覆盖对杂草的萌发有一定的抑制作用。程勤海等［15］对水稻免耕直播研究发现，免耕直播田（未秸秆覆盖）杂草萌发要较翻耕直播田早3 d以上。而本研究发现，秸秆覆盖直播田杂草萌发要比翻耕水田萌发迟4～7 d，这表明秸秆覆盖条件下对杂草萌发存在明显的抑制作用。王慧敏等［17］对小麦秸秆覆盖玉米田的研究中也有相同发现，秸秆覆盖对杂草萌发存在一定的抑制作用。李贵等［18］研究认为，小麦秸秆覆盖对水稻田杂草的萌发有一定的控制作用，但单独秸秆还田缺乏持续稳定的杂草控制效果。本研究发现，杂草萌发虽然有一定的延迟，但杂草发生总量却明显高于彭亮等［13］2016年对粤西地区翻耕插秧和直播稻田杂草发生的调查结果。而郭宪等［19］、李秉华等［20］研究认为，秸秆覆盖条件下能有效降低田间杂草数量。这可能与早稻收割后机器喷撒秸秆覆盖不均匀有关，前期杂草在秸秆覆盖较少的位置萌发，随着秸秆的腐解和新的种子的飘入，又向秸秆覆盖的位置蔓延，加之周围农田田埂杂草丛生，提供了丰富的杂草种子来源；除此之外，秸秆覆盖的量也可能是影响控草效果的重要因素［20］。

参考文献：

［1］ 徐明岗，卢昌艾，张文菊，等.我国耕地质量状况与提升对策［J］.中国农业资源与区划，2016，37（7）：8－14.

［2］ 黄国勤，杨滨娟，王淑彬，等.稻田实行保护性耕作对水稻产量、土壤理化及生物学性状的影响［J］.生态学报，2015，35（4）：1225－1234.

［3］ 李 瑞，卢钰升，徐培智.浅谈水稻免耕抛秧栽培技术的研究进展［J］.中国农学通报，2015，31（3）：1－6.

［4］ 唐利忠，周文新，易镇邪.我国水稻免耕栽培技术研究进展［J］.作物研究，2016，30（3）：335－342.

［5］ 陈尚洪，刘定辉，朱钟麟，等.四川盆地秸秆还田免耕对土壤养分及碳库的影响［J］.中国水土保持科学，2008，6（S1）：54－56.

［6］ 陈 敏，胡雄伟，鲁霞飞，等.不同耕作方式下稻草还田的土壤肥力与产量效应研究［J］.湖南农业科学，2010（12）：48－50.

［7］ 苏 伟，鲁剑巍，周广生，等.稻草还田对油菜生长、土壤温度及湿度的影响［J］.植物营养与肥料学报，2011，17（2）：366－373.

［8］ 秦华东，张 玉，徐世宏，等.稻草还田对免耕水稻根系生长及产量的影响［J］.杂交水稻，2011，26（4）：65－67.

［9］ 吴文革，张玉海，汪新国，等.水稻少免耕栽培研究进展［J］.土壤，2008，40（5）：712－718.

［10］张夕林，张谷丰.直播稻田杂草发生特点及其综合治理［J］.南京农业大学学报，2000，23（1）：117－118.

［11］左亚群，程勤海.免耕直播稻田杂草发生规律及化学防除技术［J］.杂草学报，2011，29（4）：44－45.

［12］强 胜，杨扬汉.模糊聚类分析在农田杂草群落分布和危害定量研究中的应用技术［J］.杂草学报，1996（4）：32－35.

［13］彭 亮，李 奇，姬静华，等.广东省稻田杂草控制效果及影响因素［J］.植物保护，2017，43（4）：158－166.

［14］虞轶俊，张继群.直播稻田杂草萌发规律的调查［J］.植物保护，1997，23（4）：18－19.

［15］程勤海，陆志杰，陆 强.免耕水直播稻田杂草综合治理技术探讨［J］.杂草学报，2009（1）：33－35.

［16］朱来佳.桂中早稻免耕抛秧田杂草发生特点及防除措施［J］.中国植保导刊，2010，30（7）：32－34.

［17］王慧敏，黄红娟，魏守辉，等.小麦秸秆对土壤微生物代谢多样性及杂草萌发的影响［A］.见：中国植物保护学会杂草学分会.第十三届全国杂草科学大会论文摘要集［C］.北京：中国植物保护学会杂草学分会，2017.

［18］李 贵，冒宇翔，沈俊明，等.小麦秸秆还田方式对水稻田杂草化学防治效果及水稻产量的影响［J］.西南农业学报，2016，29（5）：1102－1109.

［19］郭 宪，金玉美，连海明，等.麦秸覆盖对杂草萌发及玉米产量的影响［J］.安徽农业科学，2007，35（9）：2584－2584.

［20］李秉华，王贵启，樊翠芹，等.夏播大豆田秸秆覆盖对杂草发生的影响与减量用药研究［J］.杂草学报，2010（2）：10－14.