麦田雀麦发生动态及其对小麦产量的影响

李琦 于金萍 刘亦学 白霜 王金信

摘要：雀麥（Bromus japonicus）是一种越冬性一年生杂草，是我国北方冬小麦田发生最严重的禾本科杂草之一，对小麦造成严重减产。为明确雀麦在我国冬小麦田的田间发生动态规律，于2013—2015年在山东省泰安市雀麦发生严重的冬小麦田进行相关试验。采用固定样方和随机样方取样的方法，研究冬小麦田雀麦的出苗规律及其在田间的消长动态，同时研究不同密度雀麦对小麦产量的影响。结果表明，小麦播种后7～30 d为雀麦的出苗高峰期，至12月上旬出苗量占总出苗总量的85.3%。11月中旬，雀麦开始分蘖，平均分蘖数为4.8个/株，比小麦多1.3个/株。3月下旬雀麦生长速度加快，4月下旬平均株高超过小麦，5月中下旬平均株高达到 115.0 cm，高出同期小麦24.1 cm。5月中旬，雀麦与小麦单株平均鲜重趋于稳定，分别为17.24、37.72 g。雀麦与小麦在株高、鲜重等方面的变化趋势基本一致，与外界温度的变化密切相关。当雀麦密度为5株/m2时，小麦产量损失率达 5.35%，表明少数雀麦即可对小麦产量造成显著减产;随着雀麦密度的增加，小麦产量快速下降，其对小麦产量的影响主要表现在小麦的有效穗密度上，对小麦的千粒质量与穗粒数则影响较小。当雀麦密度为640株/m2时，小麦产量损失率为36.81%，小麦穗密度减少35.69%。

关键词：雀麦;发生动态;温度;小麦;产量

中图分类号：S512.11;S451.1  文献标志码：A  文章编号：1003-935X（2019）01-0010-07

Abstract：Japanese brome （Bromus japonicus） is a winter annual weed commonly found in wheat fields in China，especially in the northern region where it causes obvious yield losses. To determine the field dynamics of Japanese brome in wheat fields，experimentswere conducted from 2013 to 2015 in a field seriously infested in Taian. The dynamics of emergence，tillering，plantheight，fresh weight and its competitive effect on the yield of winter wheat was surveyed by both fixed and random quadrat sampling. The peak of Japanese brome seedling emergence occurred 7～30 d after wheat seeding. In early December，germinationrepresented 85.3% of the total. Tillering began in midNovember and was completed at the end of March of the following year. Japanese brome had on average 4.8 tillers per plant，1.3 more than wheat. In late March，Japanese brome speeded up growth and became taller than wheat after late April. Japanese brome reached 115.0 cm per plant on average in late May，24.1 cm taller than wheat. The average fresh weight of Japanese brome and wheat estabilized at 17.24 g and 37.72 g，respectively. The dynamics of height and fresh weight of Japanese brome were consistent with wheat，and were closely related to the changing temperature. When Japanese brome density is 5 spikes/m2，the yield losses of wheat are 5.35% indicating that a few Japanese brome could result in a significant reduction of grain yield. With the increase of Japanese bromedensity，wheat yield rapidly declined. Japanese brome had the largest effect on spike density factors in wheat yield with smaller impact on 1000-grain weight and grain number per spike. When the density reached 640/m2，the yield loss rate was 36.81% and spike density of wheat declined 35.69%.

Key words：Japanese brome;occurrence dymamic;temperature;wheat;yield

雀麦（Bromus japonicus）是一年生禾本科雀麦属植物，起源于欧亚洲，常见于路边、低洼湿地以及农田[1]。目前，雀麦广泛分布于欧洲、北非、澳大利亚、美国、亚洲等地区[2]。近年来，由于气候变暖，并且随着国内耕作制度的改变及单一作用机制除草剂的长期使用，导致雀麦在我国多个省份发生严重，已成为我国冬小麦种植区发生危害严重的杂草之一[3-5]。1株雀麦平均结籽1 885粒，千粒质量约为3.4 g，极易随风传播[6-7]，雀麦繁殖力强，传播速度快，且与小麦争夺光照、水分、养分、生存空间，严重影响小麦生长发育，降低其品质并造成减产，在雀麦发生严重的地区，小麦减产超过30%[3，8-9]。

赵祖英等研究了氟唑磺隆、啶磺草胺、甲基二磺隆、精喹禾灵、异丙隆、氟噻草胺、磺酰磺隆、丙苯磺隆、嘧啶肟草醚、苯唑草酮、吡氟酰草胺、炔草酯、唑啉草酯等药剂对雀麦的防除效果，发现氟唑磺隆对雀麦的防效最高，且较为安全，为麦田防除雀麦的理想除草剂[10]。高兴祥等明确了雀麦的最佳防除时间是冬前或冬后4月1日之前，越早防除越好[11]。谭金妮等利用MaxEnt模型对雀麦在我国的潜在分布区进行了预测，发现雀麦在我国的适生范围涵盖了除东北外的大部分平原地区，在我国冬小麦种植区呈快速蔓延趋势[12]。

杂草生物学特性研究是所有杂草治理系统的基础。目前，已有节节麦、播娘蒿、大穗看麦娘在田间发生动态及其对小麦产量影响的报道，为进一步的科学防除提供了理论依据[13-15]。但关于雀麦田间发生动态的相关研究尚未见报道。本研究选择雀麦发生严重的冬小麦地区，采用固定样方和随机样方取样的方法，研究冬小麦田雀麦的出苗规律及其在田间的消长动态，同时研究不同密度雀麦对小麦产量的影响，旨在明确雀麦在田间的发生动态及生长規律，探究不同密度的雀麦对小麦产量的影响，为科学经济地防除雀麦提供更加充分的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与时间

试验于2013—2015年分别在山东省泰安市岱岳区大汶口镇（35°57′N，117°3′E）、马庄镇（35°59′N，117°0′E）2个雀麦发生严重的冬小麦田进行，小麦于10月8日播种，品种为临麦4号，上茬作物均为夏玉米，整个试验过程中不使用除草剂，人工拔除其他杂草。

1.2 雀麦田间发生动态调查

选择试验地区雀麦发生严重的冬麦田，自小麦播种后开始，在每个试验点选12个样方插牌固定，样方面积为0.25 m2（0.5 m×0.5 m）。每周1次拔除其中6个样方内出现的雀麦，记录拔除的雀麦株数;同时，每周对不拔除的另6个样方记录雀麦的株数。

1.3 田间雀麦与小麦的生物量测定

在田间自然条件下，自小麦出苗后，开始调查雀麦与小麦的生物量变化情况，试验田对角线随机取5点，每点各取20株雀麦和20株小麦，分别测量并记录雀麦与小麦的株高、鲜重、分蘖数，此后每周调查1次，直至收获，小麦越冬期未进行调查。

1.4 雀麦不同密度对小麦产量的影响试验

在试验田结合人工播种的方法，设置9个处理，雀麦密度分别为0、5、10、20、40、80、160、320、640 株/m2，每个处理重复4次，共36个小区，随机区组排列，每个小区面积为3 m2（2.0 m×1.5 m）。试验小区定期定苗，保证每个处理雀麦密度符合试验要求。小麦收获时，调查记录小麦的有效穗密度、千粒质量、穗粒数、产量等指标，比较各处理间小麦产量，分析因雀麦危害对小麦造成的产量损失。

1.5 数据统计和计算方法

2年试验趋势一致，对2年试验数据进行综合平均分析。试验数据采用SPSS 19.0软件进行统计分析，用Duncans新复极差法进行差异显著性检验，并用Sigmaplot 12.5软件作图。

2 结果与分析

2.1 雀麦田间发生动态

2.1.1 雀麦的出苗动态 冬小麦播种后1周左右，雀麦与小麦开始出苗。由图1可知，通过雀麦每周拔除处理，10月中旬至11月上旬是雀麦出苗的高峰期，平均每周182.6株/m2，此时周平均气温在11.9～14.4 ℃之间。之后随着气温逐渐降低，雀麦出苗量也逐渐减少。至12月上旬，周平均气温降至1 ℃以下，雀麦冬前出苗基本结束。翌年1月至2月中旬，周平均气温在-1.2～1.9 ℃ 之间，无雀麦出苗;2月下旬，气温开始升高，周平均气温升至5.2 ℃，雀麦有零星出苗;进入3月份，周平均气温在4.3～13.5 ℃之间，处理小区内有少量雀麦出苗;5月份之后，气温升高至19.0 ℃，几乎无雀麦出苗。

从总出苗数可知，雀麦冬前出苗量占总出苗量的85.3%，春季出苗量仅占总出苗量的14.7%。在雀麦不拔除处理中，10月中下旬，雀麦出苗量达到最大值，也达到整个生长周期最大密度值328.7株/m2，至12月中旬，小麦越冬期前，雀麦出苗密度降至200.0株/m2。翌年2月下旬，小麦越冬期后，雀麦密度从200.0株/m2降至140.0株/m2。进入3月份，随着气温升高，雀麦有少量出苗，雀麦株密度上升至176.7株/m2。进入4月份，雀麦与小麦均进入快速生长期，随着雀麦种内竞争及与小麦的生长竞争，部分雀麦死亡，雀麦株密度由176.7株/m2降低至60.0株/m2。

2.1.2 雀麦的分蘖变化动态 由图2可知，11月上旬，小麦先进入冬前分蘖期，中旬左右，雀麦开始分蘖;截至12月上旬气温降至1.0 ℃以下，冬前分蘖基本结束，雀麦、小麦平均分蘖数分别为2.6、2.9个/株，雀麦略低于小麦。翌年3月上旬，周平均气温升至4.3 ℃，雀麦单株分蘖数达到 4.5个/株，比冬前增加1.9个/株。之后随着气温升高，雀麦与小麦进入春季分蘖高峰期，直至3月末分蘖数达到最大值，雀麦平均分蘖数为12.8个/株，比小麦多5.9个/株。此后，雀麦与小麦的分蘖数随着营养生长的加速而逐渐消亡，直至5月下旬，二者分蘖数趋于稳定，雀麦为4.8个/株，小麦为 3.5个/株，雀麦略高于小麦。由结果可知，雀麦的分蘖能力要强于小麦，越冬前，雀麦分蘖数低于小麦，越冬后，随着温度的升高，分蘖数快速增长并超过小麦， 但二者分蘖趋势一致，和外

界温度的变化密切相关。

2.1.3 雀麦的株高变化动态 由图3可知，在整个生长周期中，雀麦与小麦株高的变化趋势大致相同，至12月上旬，雀麦与小麦平均株高分别达到9.2、17.3 cm;之后，周平均气温降至1.0 ℃以下，小麦进入越冬期，雀麦与小麦的株高均增长缓慢。3月上旬，周平均温度最低达到4.2 ℃，并逐渐上升，此时雀麦与小麦株高分别为9.2、17.5 cm;3月下旬，周平均气温上升至13.5 ℃，雀麦与小麦的生长速度加快，此时雀麦、小麦株高分别为21.4、37.0 cm。5月上旬，随着进一步的生长，雀麦的平均株高开始超过小麦，分别为88.7、87.4 cm。至5月中下旬，周平均气温达到 21.4 ℃，雀麥与小麦株高趋于稳定，雀麦平均株高达到115.0 cm，高出同时期小麦平均株高24.1 cm。

2.1.4 雀麦的鲜重变化动态 由图4可知，从小麦开始出苗直至收获，雀麦单株平均鲜重始终低于小麦单株平均鲜重;小麦越冬期前，雀麦与小麦的鲜重增长缓慢，至12月上旬，雀麦单株平均鲜重为0.41 g，小麦平均鲜重为 2.95 g。翌年3月下旬，周平均气温升至11.5 ℃，雀麦单株平均鲜重迅速增加，由1.57 g增长至5.59 g;5月上旬，小麦开始进入灌浆期，雀麦与小麦单株平均鲜重的差距进一步拉大。5月下旬，雀麦与小麦单株平均鲜重趋于稳定，分别为17.24、37.72 g，单株雀麦平均鲜重不足小麦的1/2。

2.2 不同密度雀麦对小麦产量及构成因素的影响

2.2.1 不同密度雀麦对小麦产量的影响 由表1可知，当雀麦株密度为5株/m2时，和无雀麦发生对照区相比，小麦产量已显著降低，损失率达5.35%;当密度为160株/m2时，小麦产量损失率为22.62%;当达到最大密度640株/m2时，小麦产量损失率高达36.81%。对雀麦发生密度与小麦产量进行线性拟合，方程为y=0.480 0+

0.230 0e-0.006 2x，R2=0.948 0，说明小麦产量随着杂草密度的增加而迅速降低，呈负相关关系。

2.2.2 不同密度雀麦对小麦穗密度、穗粒数和千粒质量的影响 由表1可知，雀麦株密度从0增加至640株/m2，小麦穗粒数从43.23穗减少至 40.78穗，减少5.67%。对雀麦发生密度与小麦穗粒数进行线性拟合，其线性拟合方程为y=40.910 0+2.390 0e-0.045 0x，R2=0.980 9;小麦千粒质量从52.82 g降至49.04 g，减少7.16%，线性拟合方程为y=49.720 0+2.890 0e-0.058 0x，R2=0.916 5，有小幅度的下降。

随着雀麦发生密度的增加，小麦穗密度则显著降低，当雀麦株密度为10株/m2，小麦穗密度较无雀麦发生对照显著降低，减少了5.50%，当雀麦株密度为160株/m2，小麦穗密度减少了27.02%，其受影响程度与小麦产量的变化一致。对不同密度雀麦与小麦穗密度关系进行线性拟合，其线性拟合方程为y=3.740 0+1.550 0e-0.008 0x，R2=0.926 4。上述结果表明，雀麦对小麦产量造成影响时，降低小麦穗密度是主要途径。

3 结论与讨论

雀麦生长习性与小麦相近，但其繁殖力强，传播速度快，能与小麦争夺光照、水分、养分及生存空间，严重影响小麦的生长发育，降低其品质并造成减产。本研究明确了雀麦出苗动态以及分蘖、株高、鲜重的变化趋势和规律;并系统研究了雀麦与小麦的生长变化，同时探究了雀麦不同密度对小麦产量的影响。

结果表明，小麦播种后1周至11月上旬为麦田雀麦的出苗高峰期。12月上旬，周平均气温降至1.0 ℃以下，雀麦冬前出苗基本结束，这段时间内雀麦出苗量占整个生长周期出草总量的 85.3%;翌年3月，随着气温的升高，雀麦在田间表现出一个春季的出苗高峰期，该时期占总出苗量的14.7%。节节麦、大穗看麦娘、播娘蒿等一年生杂草在小麦田的出苗高峰期都集中在冬前，占到全年出苗总量的大多数[13-15]，本研究结果与之大致相同。李美等认为黄淮海冬麦区，90%以上的杂草冬前都已出苗[16];高兴祥等证明雀麦的最佳防除时期是冬前或冬后4月1日之前[11]，本试验也证明了以上结论。

雀麦在田间的分蘖能力强于小麦，冬前雀麦的分蘖数低于小麦，冬后雀麦与小麦进入分蘖高峰期，雀麦分蘖数快速超过小麦，之后分蘖随着营养生长的加速而逐渐停止。田间条件下，小麦与禾本科杂草的密度都遵循“自疏法则”[17]，其有效分蘖数与小麦播种量大小、杂草密度、水肥条件等都有关系[18]。而分蘖冗余可以减少外界不利环境对植株繁殖的影响[19]。雀麦与小麦在株高、鲜重等方面的变化趋势基本一致，与外界温度的变化密切相关。此外，每年10月中旬雀麦在冬麦田开始出苗，冬前生长缓慢，3月上旬进入返青期，开始快速生长，至5月上旬，株高由9.2 cm迅速增至109.7 cm，5月末植株成熟，该过程与Baskin等的研究结果[20]相一致。

魏仲埙认为小麦的穗数、穗粒数与千粒质量是衡量小麦产量的三大指标[21]，本试验探究了不同密度雀麦对这三大指标的影响。结果表明，雀麦对小麦产量的影响主要表现在小麦的有效穗密度上，对其千粒质量与穗粒数则影响较小。节节麦、大穗看麦娘、罔草对小麦产量的影响也主要是通过影响小麦的有效穗数来实现的[13，15，22]，本研究结果与之一致。当雀麦株密度为5株/m2，小麦产量较对照处理显著降低，减少了5.35%，表明在田间情况下，少数雀麦即可对小麦产量造成显著减产。

农田杂草在光照、水分、养分、空间等资源方面与作物存在激烈竞争，其直接危害表现为作物产量损失。同时，该竞争也受气候、土壤、耕作制度、水肥管理、杂草种群动态及杂草防治策略等因素影响[23-30]。因此，今后研究的重点是雀麦在不同耕作制度、不同小麦播种密度等条件下对小麦生长及产量的影响。

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