丹参水肥一体化种植对杂草生物量的影响

田岳，宋吉媛，赖旻祎，宋振巧

（山东农业大学农学院，山东泰安 271018）

丹参是我国传统大宗中药材，也是我国重要的经济作物，市场需求量大，具有活血调经、祛瘀生新的功效。山东省是我国丹参的主要产地，传统种植常采用大水沟灌方式，造成一定的水肥资源浪费，同时导致杂草丛生，与丹参争夺水、肥、光、热等自然资源［1，2］。在中药栽培过程中，杂草是影响中药材产量、品质及经济效益的重要因素，通常可以通过喷施除草剂防除，但目前丹参田没有可供选择的登记的除草剂产品，且中药材种植对农药化肥的施用有严格规定。降低田间杂草基数和生物量可以显著降低危害程度，减少劳动力投入，提高经济效益。

膜下水肥一体化栽培能减少水肥流失，控制土壤温度和湿度［3］，达到增产稳产、提高经济效益的目的［4］，同时还可以有效抑制杂草生长［5］，在国内外不同作物上得到广泛应用。目前关于丹参膜下水肥一体化栽培技术研究还未见报道。本研究调查分析了大水沟灌和膜下水肥一体化种植方式下的杂草生物量及密度差异，探究丹参水肥一体化对杂草生物量的影响，为丹参种植过程中杂草防控提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

丹参为山东省主栽地方品种；地膜采用聚乙烯黑色薄膜；肥料为尿素（含N 46.4%）、过磷酸钙（含P2O516%）、硫酸钾（含K2O 50%）；灌溉施肥设备采用简易低压滴灌水肥一体化系统，滴灌毛管采用滴头间距0.15m的滴灌管，沿地面直线布设，滴头最大流量为 0.5 L／h，工作压力为0.02～0.10 MPa，毛管铺设间距为 65 cm；追肥器采用简易文丘里设备，由莱芜市亿通节水设备有限公司提供。

1.2 试验方法

试验于2019年在山东省泰安市山东农业大学南校区中药园进行。试验地为旱地，地势平坦，肥力均匀；前茬作物为苗木；气候为温带季风气候，平均气温为12.9℃，平均降水量为697 mm。

灌水追肥方式分别采用膜下滴灌水肥一体化（处理A）和露天大水沟灌浇水追肥（处理B）。处理A试验场地耕作层深度35 cm左右，垄宽60 cm，垄上种植一行丹参种苗，种植密度为60 cm×15 cm，试验区面积为432 m2；处理B试验区面积为378 m2，除灌溉方式不同外，其它栽培管理措施均相同。丹参由分根繁殖的方法获得，于3月上旬气温回升后，整地起垄，铺设滴灌管道，覆膜，并将丹参移栽到试验田中。

分别于7月15日和9月6日进行施肥，施用尿素209.2 kg／hm2、硫酸钾153.4 kg／hm2、过磷酸钙483.3 kg／hm2。每7 d灌一次水，直到两块地土壤含水量相同且适宜丹参生长时停止灌水。

1.3 取样方法

杂草密度和生物量调查时间分别为7月20日和8月4日。采用平行线取样法对两个试验区进行拔草，称量并记录杂草的种类、数量及鲜重（包括杂草地下根部）。

1.4 数据分析

杂草密度＝样点面积内的杂草株数／取样面积。

方差分析采用 DPS 7.05［6］软件进行，利用LSD法进行显著性比较。

2 结果与分析

2.1 对杂草种类和生长的影响

调查发现，田间杂草主要有稗草［Echinochloa crusgalli（L.）Beauv］、鸭跖草（Commelina communis L.）、藜（Chenopodium album L.）、萝藦［Metaplexis japonica（Thunb.）Makino］、鳢肠［Eclipta prostrata（L.）L.］、牛筋草［Eleusine indica（L.）Gaertn.］、马齿苋（Portulaca oleracea L.）、碎米莎草（Cyperus iria L.）、商陆 （Phytolacca acinosa Roxb.）、白 桦 （Betula platyphylla Suk.）、垂 柳（Salix babylonica L.）、苋菜（Amaranthus tricolor L.）、龙葵（Solanum nigrum L.）、狗尾草［Setaria viridis（L.）Beauv.］共 14种，从属 12科 14属。其中处理A有13种杂草，处理B有14种杂草。

田间观察发现，处理A对杂草的生长影响较大，对于狗尾草、龙葵、鳢肠等生命力较弱的植物影响更为明显。地膜透光率较低，因此杂草幼苗无法冲破地膜接受充足的阳光，且阳光导致地膜温度上升，杂草的新叶及幼叶接触地膜后因高温而枯萎、死亡。萝藦根系发达，通过茎接触地面形成不定根，水肥一体化覆膜会阻碍茎与地面的接触，影响其生长发育。

2.2 对杂草密度的影响

7月20 日处理A杂草密度为4.42株／m2，处理B杂草密度为 8.40株／m2，相比减少了 3.98株／m2，降幅为47.38%；8月4日处理A杂草密度为0.61株／m2，处理 B杂草密度为1.73株／m2，相比减少了1.12株／m2，降幅为64.74%（表1）。

8月4 日两处理间杂草密度差异不显著，可能是前期拔草破环了部分地膜所致。

表1 不同处理的杂草密度

2.3 对杂草优势种密度的影响

通过分析，生物量较多的杂草为稗草、马齿苋、碎米莎草、鸭跖草。7月20日、8月4日稗草水肥一体化处理下的密度分别为0.83株／m2和0.06株／m2，马齿苋分别为 0.71株／m2和 0.18株／m2，碎米莎草分别为 0.64株／m2和0.06株／m2，鸭跖草分别为 0.36株／m2和0.03株／m2；在大水沟灌处理下的稗草密度分别为1.58株／m2和0.80株／m2，马齿苋分别为 1.36株／m2和 0.37株／m2，碎米莎草分别为 1.21株／m2和0.11株／m2，鸭跖草分别为0.69株／m2和 0.16株／m2（图1）。可见，水肥一体化相较传统大水沟灌能明显降低杂草密度。

图1 不同时间不同灌溉方式下的优势种杂草密度

2.4 对杂草鲜重的影响

田间观察发现，水肥一体化种植会影响田间杂草的正常生长，减弱杂草的生长势。处理A的平均鲜重为 206.67 kg（每 666.7m2，下同），处理B的平均鲜重为425.98 kg，处理A比处理B减少了51.48%，说明处理A可以有效抑制杂草生长（表2）。

表2 不同处理杂草的鲜重 （kg）

3 讨论与结论

丹参膜下水肥一体化种植与露天大水沟灌的传统种植方法相比，杂草密度明显减少，杂草总生物量减少438.62 kg。说明丹参膜下水肥一体化种植能抑制杂草的生长，使杂草密度长时间保持在低水平。由于不同杂草对环境要求不同，当外界环境改变时，杂草的优势种数量、分布、群落组成［7］及其多样性会随之发生改变［8］。

采用水肥一体化种植技术使主要根系土壤始终保持充足的养分与适宜的含水量，不仅可以节约用水，还可以提高肥料利用率，改善土壤理化性质，减少浇水、施肥等环节的用工［9-12］。田间观察发现杂草主要生长在地膜破损裸露处和种植穴位处。因为聚乙烯黑色地膜透光率低，妨碍了膜下杂草正常的光合作用，影响其新陈代谢，减少光合作用产物，使杂草不能正常发育和生长［13］。覆膜对于控制草害的发生有重要意义［14］。

综上，膜下水肥一体化种植在节水、减少肥料用量、提高肥料利用率、提高作物产量与质量、节省劳作时间、减少污染、改善土壤环境、抑制杂草生长等方面起着重要作用［9，15］。