山东省桃园杂草种类及其群落结构

王立鹏 张晓林 孙鹏雷 朱宝林 刘伟堂 孙瑞红 王金信

摘要：山东省是全国桃主产区之一，栽培面积和产量都是全国第一。桃园杂草对桃树生长和桃品质有重要影响。为科学合理地管理桃园杂草，采用倒置“W”九点取样法对山东省主要桃产区的12个地级市24个县（市、区）的桃园杂草种类分布进行调查，并且分析了其物种多样性。结果表明，山东省桃园夏季杂草种类达21科64种，其中菊科最多，有17种，占26. 6%;其次是禾本科有8种，占12.5%;藜科、旋花科、十字花科、莎草科、苋科都有4种，占6.3%。山东省初冬杂草种类达20科54种，其中菊科最多，达22种，占40.7%;其次是十字花科6种，占11.1%;唇形科（3种），占5.6%;蔷薇科（3种），占5.6%。在多样性指数和香农-威纳指数方面，鲁中南桃区>鲁东桃区>鲁中桃区>鲁西北桃区;在辛普森指数方面，鲁东桃区>鲁中桃区>鲁中南桃区>鲁西北桃区;在均匀度方面，鲁中桃区>鲁西北桃区>鲁中南桃区>鲁东桃区。从相似度指数结果可以看出，鲁中和鲁中南桃区相似度最大，为0.644 1。

关键词：桃树;杂草;群落;物种多样性;优势度

中图分类号：S451.24+3  文献标志码：A  文章编号：1003-935X（2021）03-0035-09

Abstract：Shandong is one of the main peach-producing regions being first in cultivated area and yield in China. Weeds have an important influence on the growth of the peach tree and fruit quality. To provide basis for designing effective weed management strategies in peach orchards，this study determined the distribution and diversity of weed species in the main peach-producing regions of 24 counties belonging to 12 cities in Shandong Province surveying fields according to the inverted “W” nine-point sampling method. There were 64 species belonging to 21 families of summer weeds in the peach orchards of Shandong Province. There were 17 species of Compositae，accounting for 266% of the total，followed by 8 species in Gramineae （12.5%）;Four each in Chenopodiaceae，Convolvulaceae，Brassicaceae，Cyperaceae and Amaranthaceae （ 6.3% each）. In early winter，54 weed species belonging to 20 families were found. There were 22 species in Compositae （40.7%），followed by six species in Cruciferae （11%），and Labiatae and Rosaceae had 3 species （5.6%） each. According to the Shannon-Weiner index，weed diversity in peach areas ranked the middle south>east>middle>northwest of Shandong. Weed dominance based on the simpson index in east>middle>middle south>northwest of Shandong;whereas for uniformity the peach area in the middle>northwest>middle south>east of the Shandong Province. The similarity index indicates that the most similar peach-producing regions were the middle south and the middle of Shandong，with a similarity of 0.644 1.

Key words：peach tree;weed;community;species diversity;dominance degree

桃（Amygdalus persica L.）在我国具有悠久的种植历史，品种多，产量高，经济效益好，已成为近年来发展最快的水果之一[1]。桃有很高的经济价值，例如：截至目前，山东省泰安市肥城县桃产值6亿多元;据2019年报道，山东省日照市莒县桃农人均收入3.8万元[2-3]。桃含有丰富的营养价值并且肉质鲜美，被称为“天下第一果”[4]。近年来，桃的观赏价值也得以体现，在很多著名旅游景点已成为新亮点，例如：龙泉、林芝、平谷、常德、恭城、上海等地的“桃花节”[5]。

山东省是全国桃主产区之一，栽培面积和产量都是全国第一[6-8]。据统计，2018年山东省桃产量和种植面积分别是294万t和 11万hm2[9]，分别占据全国份额的1/4和1/8[4]，泰安市的肥城桃、潍坊市的青州蜜桃都是地方的名优特产，享誉海内外。山东省桃种植产地主要分布在蒙阴、沂水、平邑、费县、苍山、肥城和莱西等6个县（市、区）。由于桃树生长以及桃产量都会受到温度、降水量、土层厚度、土壤有机质含量、土壤养分含量、土壤保肥能力等的影響[10]，导致山东省逐渐形成鲁东、鲁西北、鲁中、鲁中南4个主要桃产区，形成了独属于山东省的地域性特点。

桃园杂草一直是制约桃高效生产的因素之一。桃园杂草通过与桃树争光、争水、争养分并且寄生多种病虫害，影响桃的正常生长和正常的农事操作，阻碍桃产业的发展[11]。山东地区气候比较温和，四季分明，夏季雨水丰富且温度高，地形多丘陵，土壤类型多为棕壤、褐土、潮土等多种类型。正是由于山东省气候适宜、地形地势复杂多变、土壤类型多等特点，使得桃园杂草发生种类多，危害重，对桃树生长以及桃产量影响巨大[12-13]。桃园杂草对果树生长有利有弊，关键在于如何合理利用，例如传统的清耕除草，虽然在一定程度上能确保桃园地面干净，但是土壤结构被破坏、肥力及桃产量下降等缺点是显而易见的[14]。

先前对桃园杂草群落结构研究的报道有2017年赵滨等对临朐地区的群落结构调查[15]以及2007年常宏志在节水覆盖措施下对桃园杂草群落进行的调查[16]。但是，由于各地桃园的耕作方式、气候变化、土壤类型、降水量等都存在显著差异，整个山东省主要桃产区的杂草群落结构仍然未明确，这就阻碍了桃园自然生草过程中对杂草的合理利用。因此，本试验主要在桃生长发育时期对山东省几个主要桃产区进行调查，以期为将来桃园科学合理地防治杂草提供依据。

1 材料与方法

1.1 调查地点

选择山东省12个地级市24个县（市、区），对其主要桃产区进行调查，其中鲁中包括济南市长清区（116°44′26″E，36°26′55″N）、历城区（117°14′7″E，36°30′38″N），淄博市沂源县（118°22′8″E，36°1′22″N）;鲁东包括烟台市莱阳县（120°45′31″E，36°55′4″N），潍坊市临朐县（116°5′32″E，39°52′28″N）、青州市（118°31′30″E，36°36′25″N），青岛市即墨区（120°33′12″E，36°32′30″N）、平度市（115°54′30″E，40°25′54″N）、莱西县（116°24′48″E，39°54′39″N）;鲁西北包括德州市齐河县（116°39′33″E，36°39′40″N）、商河县（117°4′46″E，37°16′21″N），聊城冠（115°29′3″E，36°24′4″N）、东阿县（116°10′37″，36°15′57″）;鲁中南包括泰安市肥城市（116°46′31″E，36°11′19″N）、新泰市（117°55′5″，35°53′41″），枣庄市滕州市（117°10′47″E，35°9′46′N）、山亭区（116°50′43″E，39°48′20″N），临沂市河东区（118°35′15″E，35°7′34″N）、蒙阴县（117°53′26″E，35°47′30″N），日照市莒县（118°26′51″E，35°32′14″N）、东港区（119°29′16″E，35°24′22″N）、五莲县（119°6′50″E，35°43′31″N），济宁市邹城市（117°5′23″E，35°20′36″N）、曲阜市（116°24′48″E，39°54′39″N）。调查点的选取大致为所选县（市、区）桃园集中带，桃树间距（3±1） m×（4±1） m，桃园管理水平中等。

1.2 调查方法

对桃园在夏末秋初（八月到九月，此时桃子生长在结果末期）及初冬（11月底到12月初，此时桃子生长在休眠期）进行调查，在各市选取2个县（市、区），每个县（市、区）选择2个田块，每个田块按照倒置“W”走向选取9个样方进行调查，每个样方面积是025 m2（50 cm×50 cm）。详细记录每个样方内杂草种类、株数、相对株高以及桃园情况等。通过分析计算得到杂草在桃园内的频度、均度、密度以及优势度等，从而得到杂草在桃园的群落结构分布。

1.3 数据处理

利用Excel 软件将记载的数据进行整理，然后分别统计杂草的频度、均度、密度，進一步计算杂草的相对频度（RF）、相对均度（RU）、相对密度（RD）[17-18]，从而计算出杂草优势度（RA）。

田间频度=该种杂草出现的田块总田块数;

田间均度=该种杂草出现的样方数总调查样方数;

田间密度（株/m2）=该种杂草样方中数目样方面积;

相对频度=某种杂草出现的频率所有杂草的频率;

相对均度=某种杂草的均度所有杂草的均度;

相对密度=某种杂草的密度所有杂草的总密度;

相对优势度计算公式：RA=（RF+RU+RD）/3。

Margalef 丰富度指数R=（S-1）/lnN;香农-威纳多样性指数（Shannon-Weiner index）H′=-∑Si=1[Pi（lnPi）];辛普森（Simpson index）D=1-∑Si=1PiPi;均匀度指数（Pielou index）J=H′/（lnS）[19]。

式中：Pi为第i种杂草的密度占样方中杂草总密度的比例;Pi=Ni/N，Ni为样方中第i种杂草的密度;N为样方中杂草的总密度;S为各棉区内杂草的种类数[20]。

Sorenson相似度指数Cs=2j/（a+b）。式中：j为群落A与B共有的物种数;a为群落A含有的全部物种数;b为群落B含有的全部物种数[21-22]。

以杂草优势度数据为分析指标，采用IBM SPSS statistics 22进行系统聚类分析，生成聚类分析树状图[23]。数据进行标准化转换，采用组间均连法，测度距离为平方欧式距离。

2 结果与分析

2.1 山东省主要桃产区中桃园杂草群落

通过对山东省几个主要桃产区的39个桃园，351个样点的调查发现，山东省桃园夏季杂草种类达21科64种，其中菊科最多有17种，占26.6%，其次是禾本科有8种，占12.5%;藜科、旋花科、十字花科、莎草科、苋科都有4种，分别各占6.3%;其他共14科19种，占29.7%（表1）。山东省初冬杂草种类达20科54种，其中菊科最多达22种，占40.7%，其次是十字花科6种，占11.1%;唇形科3种，占5.6%;蔷薇科3种，占5.6%;茜草科2种，占3.7%，其他共18种，占33.3%（表2）。

2.2 桃园杂草田间频率

通过比较夏季桃园杂草田间频率可以发现，田间频率由高到低依次为马齿苋>牛筋草>马唐>鸭跖草>铁苋菜>具芒碎米莎草。其他杂草频率均小于0.5，发生频度较低。其中马齿苋发生频度最高为0.820 5，牛筋草、马唐均大于0.7（表1）。通过初冬杂草调查发现，田间频率由高到低依次为荠菜>泥胡菜=小蓬草>附地菜>苦荬菜=一年蓬=苦苣菜=长裂苦苣菜=小蓟=花叶滇苦菜=荔枝草，其他杂草频率均小于0.5，其中荠菜频率最大，各地均有出现（表2）。

2.3 桃园杂草田间均度

通过比较夏季桃园杂草田间均度发现，田间均度由高到底依次为马唐>牛筋草>马齿苋>鸭跖草>具芒碎米莎草>铁苋菜>半夏>苦荬菜，其他杂草田间均度小于0.1。其中马唐发生的均度高达0.427 3（表1）。通过初冬杂草调查发现，田间均度由高到底依次为泥胡菜>小蓬草>荠菜>附地菜>苦荬菜>荔枝草>一年蓬>苦苣菜>长裂苦苣菜，其他杂草均度小于0.3，其中泥胡菜、小蓬草和荠菜频率较高均大于0.7（表2）。

2.4 桃园杂草田间密度

通过比较夏季桃园杂草田间密度可以发现，田间密度由高到底依次为马唐>马齿苋>鸭跖草>具芒碎米莎草>牛筋草，其他杂草密度均小于5株/m2。其中马唐达到15.4株/m2，其次为马齿苋、鸭跖草均大于7株/m2（表1）。通过初冬杂草调查发现，田间密度由高到底依次为泥胡菜>小蓬草>附地菜>荠菜>苦荬菜>一年蓬，其他雜草密度均小于5株/m2。其中泥胡菜密度最高，达到20株/m2（表2）。

2.5 桃园杂草优势种

通过比较夏季桃园杂草相对优势度可以发现，桃园主要的优势杂草是马唐、马齿苋、牛筋草、鸭跖草、具芒碎米莎草、铁苋菜，其次是半夏、狗尾草、苦荬菜、鳢肠、打碗花、凹头苋、知风草、稗草、圆叶牵牛、荠菜、长裂苦苣菜、小飞蓬、藦萝、小藜等（表1）。桃园初冬杂草主要优势杂草是泥胡菜、小蓬草、荠菜、附地菜、苦荬菜等（表2）。

2.6 不同桃区杂草群落物种多样性

根据所调查地点桃园的土壤性状、气候状况、地形等条件[24]，将所调查地点分为4个主要桃区并对所调查数据进行统计分析。由表3可知，鲁中南桃区物种多样性最高，鲁西北桃区物种多样性最低。鲁中南、鲁中、鲁东桃区香农-威纳多样性指数均达到2.5左右，这3个地区物种多样性较高。4个桃区辛普森指数均在0.8～0.9之间，物种都比较均匀，均匀度指数趋势也大致在0.7～0.8之间。

2.7 不同桃区相似度及其聚类分析

由相似度结果可以得出，鲁东和鲁中南桃区、鲁中和鲁中南桃区的相似度都较高，分别为0.621 6、0644 1;鲁东和鲁西北桃区的相似度最低，为03396;鲁东和鲁中桃区、鲁西北和鲁中桃区、鲁西北和鲁中南桃区的相似度中等，分别为 0.474 6、0.578 9、0.452 8。

聚类分析表明，山东省桃区按照桃园杂草群落可划分为两大类，分别为鲁中和鲁中南桃区、鲁西北和鲁东桃区（图1）。

3 结论与讨论

山东省夏季桃主产区共有杂草64种，分属21科。优势种群共有20种分属12科。从调查杂草种类的结果可以发现，菊科杂草的种类最多，高达17种。但是，从桃园杂草优势度的结果可以发现，禾本科杂草仍是桃园杂草的优势种群;优势度很大的杂草种群有马唐、马齿苋、牛筋草、鸭跖草、具芒碎米莎草和铁苋菜，其频度、均度、密度均都达到很高的水平，其中马唐的均度、密度、优势度均都大于其他杂草。上述杂草植株较矮，对桃树的危害较小，但是当其发生数量达到或超过生长阈值时，同样会和桃树争夺营养物质等，影响桃树生长和桃产量。从山东省初冬调查结果可以看出，桃园杂草的发生多为越冬性杂草及秋季再生杂草，虽然发生的种类大部分对桃树影响不大，但是春季湿度和温度合适后，越冬性杂草会快速生长，和桃树争夺土壤营养物质，影响桃树生长和桃产量，同时还会对人工生草和自然生草种群的建立造成阻碍。因此，在制定防治桃园杂草措施时应该着重考虑桃园杂草的优势种群以及桃园杂草的实际情况，从而制定出一套科学、合理的杂草管理制度。

从杂草优势度结果可以看出，对桃树危害严重的缠绕或高大的牵牛、藜、葎草、反枝苋、小飞蓬等杂草发生的优势度低，但是藜、反枝苋、小飞蓬、长裂苦苣菜等杂草生长高度高、枝叶量大，会争夺桃树的光、肥、水等物质;葎草、牵牛等藤蔓很长，通过攀缘缠绕桃树来争夺生长空间，阻碍树体枝叶和果实生长;除此之外，苋菜、牵牛、藜等还容易滋生锈病、盲蝽、夜蛾类多种病虫害，增加桃子遭受病虫侵害的途径，严重影响了桃树的健康生长以及果品产量，还同自然生草或人工生草建立的群落竞争生长空间。在日常的生产实际中，对此类杂草要重点关注，并且做到及时科学的防除。

不同桃区虽然在温度、气候、地形、土壤等因素方面存在着差异，但是分析结果可以看出不同桃区之间的物种差异性不大，主要原因是近年来人为选择的结果，例如除草剂的使用、人工耕地、人工拔草和人工生草等。这就导致一些人为需要或者竞争能力强、适应能力强的杂草得以保存，其他杂草种类被人为去除[25]。通过调查结果的对比，杂草群落结构以及杂草的均匀度指数、香农-威纳指数、辛普森指数和物种丰富指数显著被调查地点（地形类型、土壤类型、温度、降雨）、时间等因素影响。例如，2007年常宏志调查得到的群落结构（地点在延安）和本试验得到的结果有很多相似种类[16];2017年赵滨等对临朐地区（时间在春季）调查得到的杂草均匀度指数等存在着很大的差距[15]。所以要因地制宜地制定科学合理的杂草管理模式。

现代发达国家通用的桃园管理方式是果园行间生草，这种方法对于提高桃园的果实品质，实现桃园的可持续发展和栽培管理现代化有非常重大的意义。桃园生草的3种方式有自然生草[26-27]、定期刈割和人工种草。如何能够利用好3种桃园生草方式[28-29]，并且最大限度地保护有益杂草、去除恶性杂草以及无用杂草，从而达到对桃园的现代化管理，这都需要对桃园的杂草种群进一步的研究[30-31]。本研究通过对杂草组成、群落多样性和群落相似性的研究，可以更好地明确山东地区桃园杂草的种类和杂草的发生动态，并以此为基础对桃园杂草的管理采取因地制宜的措施，以此达到桃园杂草的科学管理[32]。

本研究对山东省各地进行调查，但是各地气候变化、栽培方式、土壤类型等均存在差距，下一步需在山东地区进行更多的调查，增加试验结果的科学性和合理性，以期对杂草的种类、出土规律、消长动态进行更加全面的认识，为桃园杂草的管理提供更加全面的理论支持。

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