马 冲, 张宏军, 路兴涛, 吴翠霞, 孙 瑞, 孔繁华
(1.泰安市农业科学研究院,山东泰安 271000; 2.农业农村部农药检定所,北京 100125;3.山东省鱼台县农业局,山东鱼台 272300)
山东地处黄河下游,属华北单季黄淮稻作带,水稻常年种植面积为12万hm2左右,主要集中在济宁滨湖区、临沂库灌区及沿黄区。山东省水稻产量稳定在9 000 kg/hm2左右,小麦产量在 6 000 kg/hm2左右[1],在我国属一年稻麦两季总产和效益较高的区域。山东省济宁滨湖区是山东省重要的水稻生产基地,鱼台大米、曲阜香稻久负盛名,在国内外市场占有较重的份额。
杂草群落是农田生态系统中重要的组成部分[2],一方面具有保持水土、改善土壤结构[3]、富集土壤重金属元素[4-5]等有益的生态作用,另一方面又与作物竞争水、肥、光等生态资源,显著影响农业生产[6-7]。近年来,随着气候条件、耕作栽培方式的变化以及各类化学除草剂的应用,稻田杂草群落发生演替,恶性杂草种群危害加剧,成为水稻高产、优质、高效生产的主要障碍之一。要实现对稻田杂草的可持续治理,必须掌握目标区域内杂草的发生情况及群落组成,才能有针对性地制定防治策略。本研究通过对山东省济宁滨湖区水稻田杂草群落的调查与分析,旨在揭示该地区水稻田间杂草发生危害状况及杂草群落组成,为稻田杂草综合治理体系的建立提供科学依据。
济宁市位于鲁西南腹地,地处34°26′~35°57′N,115°52′~117°36′E。气候属暖温带季风气候类型,降水集中,雨热同季,年平均气温为 13.3~14.1 ℃,年平均降水量一般在597~820 mm 之间,平均无霜期为199 d[8]。
2017年7—8月,在鱼台县、任城区、嘉祥县、微山县等水稻产区进行调查,水稻处于分蘖期。 采用倒置“W”形9点取样法进行调查[9],每个样方0.25 m2(0.5 m×0.5 m),分别记载杂草种类、数量,并详细记载调查时间、地点、土壤类型、种植方式等情况。
田间均度:某种杂草在调查样地中出现的样方次数占总调查样方数的百分比。田间频度:某种杂草出现的样地数与调查总样地数的百分比。田间密度:某种杂草在各样地中的密度之和与调查总样地数的百分比。相对均度:某杂草田间均度与各种杂草田间均度和之比。相对频度:某杂草田间频度与各种杂草田间频度和之比。相对密度:某杂草田间密度与各种杂草田间密度和之比。相对多度:某种杂草的相对均度、相对频度、相对密度之和,即相对多度=相对均度+相对频度+相对密度。
由表1可知,济宁滨湖区水稻田主要危害杂草有20种,分属10科17属。其中禾本科有6属6种,分别占总属数和总种数的35.29%、30.00%,为稻田发生种类最多的杂草科;莎草科有3属4种,分别占总属数和总种数的17.65%、20.00%;泽泻科、千屈菜科均有1属2种,分别占总属数和总种数的5.88%、10.00%;菊科、雨久花科、苋科、浮萍科、眼子菜科、柳叶菜科等的杂草类别较少,各有1属1种。
通过对济宁滨湖区水稻田不同杂草的数据进行分析,由表2可知,田间均度较高的有鳢肠、稗、千金子、扁秆藨草等,分别为81.40%、68.99%、48.84%、48.06%,其相对均度分别为23.65%、20.05%、14.19%、13.96%;田间频度较高的有鳢肠、稗、扁秆藨草、千金子等,分别为70.85%、58.76%、43.88%、42.02%,对应的相对频度分别为25.88%、21.46%、16.02%、15.35%;田间密度较高的有扁秆藨草、稗、鳢肠等,分别为36.35%、16.71%、15.80%,其相对密度分别为37.31%、17.16%、16.22%。相对多度较大的杂草将被视为当地的主要优势杂草,体现了杂草的丰富程度。结果显示,相对多度较高的是扁秆藨草、鳢肠、稗、千金子等,分别为67.29%、65.75%、58.67%、40.15%,由此确定济宁滨湖区水稻田杂草优势种依次是扁秆藨草、鳢肠、稗、千金子,在制定防治策略时应重点关注这几类杂草。
对不同栽培方式水稻田杂草的调查数据进行统计分析,由表3可知,栽培方式不同,其优势杂草种类也不同。机插秧稻田相对多度较高的是扁秆藨草、鳢肠、稗等,分别为88.69%、55.88%、43.80%,这3种杂草是机插秧稻田的优势种,千金子、浮萍在机插秧稻田也有较多分布。直播稻稻田相对多度较高的是鳢肠、稗、千金子、扁秆藨草等,分别为75.11%、72.10%、54.30%、53.58%,其他杂草分布相对较少。移栽稻稻田相对多度较高的是鳢肠、稗、扁秆藨草等,分别为59.71%、57.12%、53.58%,是移栽稻稻田杂草优势种,眼子菜、丁香蓼等在移栽稻稻田危害也较严重,多发生在低洼田块。抛秧田相对多度较高的是扁秆藨草、鳢肠、千金子、稗等,分别为73.77%、59.83%、43.30%、40.06%,是抛秧田杂草优势种,浮萍、李氏禾等为抛秧田次要危害杂草。
表2 济宁滨湖区水稻田主要危害杂草优势度Table 2 The dominance of main weeds in paddy fields in Binghu District of Jining City
注:矮慈姑、水苋菜、野荸荠等杂草在稻田范围内未调查到其植株体,碎米莎草、狗牙根等在调查过程中有零星发现,未计入统计数据。下表同。
表3 济宁滨湖区不同栽培方式水稻田主要危害杂草优势种群Table 3 The dominant population of main weeds in paddy fields with different cultivation methods in Binghu District of Jining City
注:“—”表示在不同栽培方式稻田中未见某种杂草。
尽管相对多度还不足以表述田间杂草的竞争力和危害程度,但其排序能直观地显示农田不同杂草的存在状况,并量化不同杂草种群在田间的优势度[10]。调查结果表明,济宁滨湖区水稻田共有10科17属20种杂草。其中,禾本科、莎草科和菊科杂草为该区域稻田主要科、属杂草群落,扁秆藨草、鳢肠、稗、千金子等为该区域稻田现阶段的优势种群。
水稻种植制度、耕作方式及土壤环境条件的不同可在一定程度上决定田间杂草的发生和群落结构[11-13]。济宁滨湖区水稻主要以直播稻和机插秧稻为主,扁秆藨草、鳢肠、稗、千金子等杂草的发生优势较大,群落组成复杂程度较低;区域内移栽稻和抛秧田种植面积逐步减少,其杂草群落组成以稗、扁秆藨草、鳢肠等为主,千金子、李氏禾、浮萍等也是重要的优势群。不同种植方式稻田杂草相对多度有所不同,但是均以扁秆藨草、鳢肠、稗、千金子等杂草为主。
稻田杂草种类的多样性会带来杂草防除的难度加大,调查、分析不同栽培方式下稻田杂草的物种组成、发生分布和数量,对于有效控制重大危害杂草具有现实意义[14]。