山东省冬小麦田杂草群落调查及其变化原因分析

高兴祥，张悦丽，安传信，李美，李健，房锋，张双应

山东省冬小麦田杂草群落调查及其变化原因分析

高兴祥1，张悦丽1，安传信2，李美1，李健1，房锋1，张双应3

1山东省农业科学院植物保护研究所山东省植物病毒学重点实验室，济南 250100；2新泰市小协镇农业综合服务中心，山东新泰 271200；3侨昌现代农业有限公司，山东滨州 256600

【目的】过去10年，山东省冬小麦田杂草种类、数量和发生区域均发生了明显变化，明确山东省冬小麦田杂草群落演替规律，分析其演替原因，为制定小麦田杂草精准防控策略提供理论依据。【方法】在山东省冬小麦种植区域调查300个调查地，每个调查地选择3块区域，每块区域采用倒置“W”型9点取样法，从2009—2019年10年间分3次调查山东省冬小麦田杂草群落分布，明确山东省冬小麦田7大区域杂草群落组成，分析杂草群落变化规律。【结果】山东省冬小麦田杂草群落结构及其变化有如下特点：（1）播娘蒿、荠菜一直是山东省冬小麦田的优势杂草，3次调查中播娘蒿优势度始终排在第1位，相对优势度分别为20.68%、22.49%、22.24%，荠菜也始终排在前3位，相对优势度分别为15.49%、15.77%和14.51%。（2）优势杂草种类越来越多，2009—2010年度调查时，相对优势度≥10.00%的只有播娘蒿、荠菜两种，后两次调查时，则分别为3种（增加了雀麦）和5种（增加了雀麦、节节麦和猪殃殃）。（3）禾本科杂草分布区域和危害程度逐年加大。2009—2010年度恶性禾本科杂草雀麦和节节麦主要分布在西北平原区、北部滨海区、中部山区；2013—2014年度扩散蔓延至南部山区、胶潍河谷平原区；2018—2019年度时已遍及全省。且危害程度逐渐加大，3次调查中雀麦相对优势度分别为7.66%、16.39%、17.94%；节节麦分别为3.08%、7.61%、11.38%；多花黑麦草、大穗看麦娘和野燕麦虽然总优势度不高，但也在逐渐增大。（4）婆婆纳、猪殃殃等阔叶杂草分布越来越广。3次调查中猪殃殃优势度分别为8.29%、8.94%、10.00%，逐年上升，分布区域也逐渐扩大，在山东省各个区域均大面积分布，尤其在西南平洼区、南部山区和中部山区分布最多，在西北平原区分布面积也很广；婆婆纳优势度分别为1.08%、1.18%、2.05%，主要分布在西南平洼区和南部山区，在其他区域也已有分布。（5）山东省7大小麦种植区域杂草群落变化最大的是胶东丘陵区，物种多样性呈现不断上升趋势，2009—2010年度时，反映物种多样性的香农指数仅高于北部滨海区，列第6位；2013—2014年度，超过西北平原区和胶潍河谷平原区，列第4位；2018—2019年度，仅次于南部山区，列第2位。【结论】耕作制度的变化、恶性杂草的传播入侵以及单一除草剂大面积连续应用明显推动了山东省冬小麦田杂草群落的变化。因此，在山东省冬小麦田杂草防控中，应推广化学除草剂与农艺措施相结合、根据田间草相精准选择除草剂以及不同机理除草剂轮换使用等杂草综合防控策略。

山东省；冬小麦田；杂草群落分布；演替规律

0 引言

【研究意义】农田杂草是农业生态系统中重要的生物组成部分，杂草不断适应气候、作物和管理的变化，可直接或间接造成作物产量和品质的损失，资料显示，我国小麦产量每年受草害减产12.3%—16.5%[1-2]。因此，调查研究小麦田杂草群落组成及其演替规律，对制定小麦田杂草科学防控策略至关重要。【前人研究进展】山东省小麦年均种植面积400万公顷，占全国小麦种植面积的14.25%，山东省地势结构复杂，种植模式多样，既有小麦-玉米轮作，也有小麦-水稻轮作，还有花生、棉花与小麦的两年三作，这些复杂的地势和轮作类型加重了小麦田杂草群落的多样性。另外，不同区域小麦田耕作措施[3-4]、水肥管理[5-6]以及除草剂使用也各有特点，所有这些因素都会影响小麦田杂草群落分布，因此山东省小麦田杂草发生分布、群落组成也呈现不同变化[7]。20世纪90年代，王金信[8]调查表明山东省冬小麦田以播娘蒿、荠菜等阔叶杂草为主，极少量禾本科杂草。但随着耕作制度的改变以及除草剂的大面积应用，山东省冬小麦田各区域杂草群落发生迅速变化，2009—2010年高兴祥等[9]调查结果表明，山东省冬小麦田杂草种类共69种，除了播娘蒿、荠菜和猪殃殃外，禾本科杂草也有15种，其中危害最大的是雀麦和节节麦，雀麦在全省均有分布，节节麦主要分布在西北平原区、北部滨海区和中部山区，其他小麦种植区域分布较少。【本研究切入点】近几年，各区域小麦田杂草群落继续发生了重大变化，但近年来山东省小麦田杂草群落现状以及变化未见报道。【拟解决的关键问题】以山东省小麦田杂草为研究对象，通过2013—2014、2018—2019年度两次大规模调查，与2009—2010年度调查结果比较，以杂草相对优势度、香农指数、辛普森指数、均匀度指数和群落聚类分析等为指标，分析群落演替规律，以及杂草群落演替规律与耕作措施、作物格局、水肥管理和除草剂应用的关系，为制定山东省小麦田杂草区域性综合防控措施提供数据和理论依据。

1 材料与方法

1.1 山东省地理位置

山东省地形复杂，东边临海，西边内接大陆，地势呈现中部高四周低的特征，平原区主要是胶潍河谷平原和西北平原，山地丘陵有胶东丘陵、中部山区和南部山区，另外还有北部滨海区和西南平洼区。山东省属于暖温带季风气候类型，全年降水量550—950 mm，但各区域降水差异较大[10]。按照山东省不同区域地貌以及气候等差异，参考顾耘等[11]的划分方法，将山东省小麦种植区域分为7大区域，分别为胶东丘陵区、胶潍河谷平原区、北部滨海区、中部山区、南部山区、西南平洼区和西北平原区。

1.2 调查方法

2009—2010、2013—2014、2017—2018年分3次对山东省7大种植区域小麦田杂草进行群落调查，每次调查根据7大区域小麦种植面积，全省共300个调查地，每个调查地选择小麦连片面积至少10 hm2的3块区域，每块区域倒“W”型九点取样，共计8 100个点，每点0.25 m2，详细调查每种杂草的种类、株数、株高及每种杂草的鲜重，并记录小麦栽培方式、往年茬口、土壤质地及除草剂使用情况等。

1.3 数据分析

根据调查数据计算相对优势度（参考高兴祥等[9]调查分析方法）。相对优势度（relative abundance）=（+++）/4，其中，为相对密度（relative density），即某种杂草的密度（以杂草株数代表杂草密度）占总密度的比例；为相对高度（relative height），即某种杂草的平均高度占样方中所有杂草平均高度的比例；为相对重量（relative weight），即某种杂草的鲜重占样方中杂草总鲜重的比例；为相对频度（relative frequency），即杂草出现的样方数占所有杂草出现的总样方数的比例。反映杂草群落物种多样性的指标有物种丰富度、香农指数、辛普森指数和均匀度指数，其中即为调查区域的杂草种类数，香农指数′＝-Σ×Ln（=/，为样方中第种杂草的密度，为样方中杂草的总密度），辛普森指数＝2，均匀度指数＝/Ln。

将各区域≥1.0%的杂草的与分布区域构成矩阵，采用DPS软件对区域之间群落相似性测度进行系统聚类分析并生成树状图，聚类分析方法采用最短距离法，数据不转换，距离测度采用欧式距离。

2 结果

2.1 2013—2014年度山东省冬小麦田主要杂草分布情况

由表1可见，2013—2014年度山东省冬小麦田相对优势度在1.00%以上的杂草有播娘蒿等14种，其中禾本科杂草4种，阔叶杂草10种。相对优势度在10.00%以上的有3种，分别为播娘蒿、雀麦和荠菜；在5.00%—10.00%的有猪殃殃、节节麦等2种；在1.00%—5.00%的有9种，分别为看麦娘、小花糖芥、麦家公、泽漆、刺儿菜、麦瓶草、打碗花、婆婆纳和多花黑麦草。

从分布区域来看，相对优势度大于10.00%的3种杂草中，播娘蒿、荠菜这2种阔叶杂草是整个山东省冬小麦田的主要杂草，在各个区域均有明显分布，且在各个区域相对优势度均大于10.00%，全省相对优势度分别为22.49%和15.77%；雀麦的全省相对优势度为16.39%，列第2位，除南部山区和西南平洼区外，在其他5个区域均大面积分布。在相对优势度5.00%—10.00%的杂草中，猪殃殃除在北部滨海区分布少外，在其他区域明显分布，全省相对优势度为8.94%；节节麦在南部山区分布较少，在其他区域大面积分布，总优势度为7.61%。相对优势度在1.00%—5.00%的9种杂草中，禾本科杂草看麦娘主要分布于南部山区的稻茬麦和胶东丘陵区、西南平洼区的湿润地带，在其他区域分布少；泽漆主要分布在南部山区，婆婆纳主要分布在西南平洼区、胶东丘陵区和南部山区，多花黑麦草主要分布在西南平洼区和胶东丘陵区；小花糖芥、麦家公、刺儿菜、麦瓶草、打碗花等在大多数区域均有分布。相对优势度小于1.00%的杂草中，大穗看麦娘优势度虽然仅为0.68%，但作为新发生的禾本科杂草，发生面积逐渐扩大。

表1 山东省冬小麦田主要杂草相对优势度（2013—2014年度）

2.2 2018—2019年度山东省冬小麦田主要杂草分布情况

表2为2018—2019年度山东省冬小麦田主要杂草相对优势度调查结果，相对优势度在1.00%以上的杂草有播娘蒿等16种，其中禾本科杂草6种，阔叶杂草10种。相对优势度≥10.00%的有5种，分别为播娘蒿、雀麦、荠菜、节节麦和猪殃殃，且这5种杂草在山东省7大区域中均大面积分布，相对优势度明显高于其他杂草。相对优势度在1.00%—5.00%的杂草有11种，分别为看麦娘、麦家公、小花糖芥、婆婆纳、麦瓶草、牛繁缕、泥胡菜、野燕麦、大穗看麦娘、多花黑麦草和刺儿菜，其中看麦娘主要分布在南部山区的稻茬麦和胶东丘陵区的湿润地带，禾本科杂草大穗看麦娘、多花黑麦草虽然相对优势度仅为1.52%和1.06%，但已基本在各大区域均有分布，这也是未来可能会发展蔓延的恶性杂草之一，婆婆纳主要分布在西南平洼区和南部山区，面积在蔓延扩大。

2.3 2009—2019年山东省冬小麦田主要杂草分布变化情况

2009—2010年度，山东省冬小麦田杂草相对优势度在10.00%以上的有2种，为播娘蒿和荠菜；相对优势度在5.00%—10.00%的有2种，为猪殃殃和雀麦；相对优势度在1.00%—5.00%的有麦瓶草、小花糖芥、麦家公、看麦娘、节节麦、打碗花、泽漆、蚤缀、泥胡菜、牛繁缕、藜和打碗花12种；相对优势度在1.00%以下的有野燕麦、多花黑麦草、大穗看麦娘等。2013—2014年调查时，相对优势度大于10.00%的增加了雀麦，此时共计3种；相对优势度在5.00%—10.00%的增加了节节麦。2018—2019年度，相对优势度≥10.00%的增加了节节麦和猪殃殃，此时共计5种（图1）。

2.4 2009—2019年山东省冬小麦田杂草群落的物种多样性变化

从反映物种多样性的香农指数来看，2009—2010年度，以南部山区、中部山区和西南平洼区较高，胶潍河谷平原区略低，胶东丘陵区、西北平原区和北部滨海区最低；2013—2014年度，仍以南部山区、中部山区和西南平洼区较高，分别为2.2030、2.1018和2.1135，胶东丘陵区略低，为2.0188，以西北平原区和北部滨海区最低，香农指数仅为1.7511和1.3518；2018—2019年度，以南部山区、胶东丘陵区、西南平洼区和中部山区较高，在2.0775—2.4134，胶潍河谷平原区、北部滨海区和西北平原区较低，在1.6994—1.8941（表3）。

表2 山东省冬小麦田主要杂草相对优势度（2018—2019年度）

从衡量群落物种优势集中性的辛普森指数来看，2009—2010年度，西北平原区和北部滨海区辛普森指数较高，胶潍河谷平原区和胶东丘陵区次之，与其他区域差异不大；2013—2014年度，仍为西北平原区和北部滨海区较高，胶潍河谷平原区次之；2018—2019年度，以西北平原区和北部滨海区较高，分别为0.2287和0.2073，西南平洼区、南部山区、中部山区和胶东丘陵区较低，在0.1223—0.1440（表3）。

从均匀度指数来看，3次调查总体变化趋势不大。2009—2010年度，以西南平洼区、中部山区和南部山区较高，胶潍河谷平原区介于中间，西北平原区、北部滨海区和胶东丘陵区较低；2013—2014年度，南部山区、西南平洼区、中部山区和胶东丘陵区较高，在0.5335—0.5754，胶潍河谷平原区为0.5018，较低的西北平原区和北部滨海区分别为0.4925、0.3802。2018—2019年度，趋势一致，仍以南部山区等4个区域较高，以西北平原区和北部滨海区较低（表3）。

对山东省小麦田各区域相对优势度≥1.0%的杂草构成的矩阵进行系统聚类分析。结果表明，2013—2014年度，山东省7大区域冬小麦田杂草群落可以分为4组，西北平原区和北部滨海区距离最近，聚为一组，胶潍河谷平原区和中部山区分别各为一组，胶东丘陵区、西南平洼区和南部山区结构类似，聚为一组。2018—2019年度，杂草群落可分为3组，西北平原区、北部滨海区和胶潍河谷平原区聚为一组，胶东丘陵区、中部山区和西南平洼区聚为一组，南部山区单独为一组（图2）。

表3 山东省小麦田杂草群落物种多样性

A：胶东丘陵区Hill regions of eastern Shandong；B：南部山区The southern mountain region；C：胶潍河谷平原区Plain regions of middle Shandong；D：中部山区The middle mountain region；E：西南平洼区The southwest plain region；F：西北平原区The northwest plain region；G：北部滨海区The north coastal region

3 讨论

3.1 山东省冬小麦田杂草群落变化情况

综合2009—2019年10年间对山东省冬小麦田杂草分布的调查结果，并与20世纪90年代报道[8]比较，山东省冬小麦田杂草发生分布及群落变化有以下4个特点：（1）播娘蒿、荠菜一直是山东省冬小麦田优势杂草。3次调查数据显示，播娘蒿相对优势度始终排在第1位，荠菜始终排在前3位。（2）优势杂草种类越来越多，杂草危害程度越来越重，2009—2010年度相对优势度≥10.00%的只有播娘蒿、荠菜；2013—2014年度增加了雀麦；而2018—2019年度增至5种，分别为播娘蒿、雀麦、荠菜、节节麦和猪殃殃。（3）禾本科杂草发生程度和危害度逐渐加大，雀麦、节节麦从最初侵入西北平原区后，逐渐扩散，目前已遍及整个山东省，10年间相对优势度明显加大。看麦娘的3次调查结果变化不大，始终保持在中等水平，多花黑麦草、大穗看麦娘和野燕麦虽然全省相对优势度不高，但呈增长趋势，2009—2010年3种杂草相对优势度均在1.00%以下，2013—2014年多花黑麦草超过1.00%，2018—2019年多花黑麦草和野燕麦相对优势度上升为1.06%、1.23%，大穗看麦娘也上升为1.52%。（4）婆婆纳、猪殃殃等阔叶杂草分布越来越广泛，猪殃殃3次调查相对优势度逐年上升，分布区域也逐渐扩大，现已在山东省各个区域均大面积分布，尤其在西南平洼区、南部山区和中部山区分布较多；婆婆纳3次调查相对优势度分别为1.08%、1.18%、2.05%，主要分布于西南平洼区和南部山区，在其他区域也已有分布。

3.2 山东省冬小麦田杂草群落变化原因分析及应对策略

作物田杂草群落变化受很多因素的影响，其中主要因素有种植制度的变化[12]、耕作制度的变化[13-14]、恶性杂草的传播入侵[15-16]、水肥管理的变化[17]、单一除草剂大面积连续使用[18-19]以及人类和机械无意识的携带等。笔者针对10年调查数据分析认为，耕作制度变化、恶性杂草传播入侵以及单一除草剂大面积连续应用明显推动了山东省小麦田杂草发生分布与种群变化。

免耕和浅旋耕技术替代了传统的深翻农艺，造成一些适合于浅土层出土的杂草尤其是禾本科杂草节节麦、雀麦、大穗看麦娘等的暴发。高兴祥等[14]报道这些禾本科杂草最适宜萌发的土壤埋藏深度为10 cm以内，传统深翻有较好的控制作用，而免耕或浅旋耕给予这些禾本科杂草暴发的条件。另外，节节麦[20]、雀麦[21]以及大穗看麦娘[22-24]具有强大的繁殖能力、环境适应能力和对小麦的强竞争性，也是造成这些杂草不断扩散蔓延的因素之一。节节麦和雀麦最初入侵山东省西北部[20]，而后逐渐深入中部山区、南部山区，最后达到胶东丘陵区，目前在山东省各个区域均大面积分布；大穗看麦娘虽然是近几年新发展的一种禾本科杂草，但是已在山东省济南市、滨州市、临沂市、聊城市、德州市等区域发现，预测也将是逐渐蔓延的一种恶性杂草[20]。单一除草剂大面积连续应用是造成目前婆婆纳等杂草区域性暴发[25]以及杂草抗药性越来越严重[26-28]的主要原因。20世纪山东省冬小麦田防除阔叶杂草的除草剂以苯磺隆[29]为主，后逐渐被双氟磺草胺取代，目前双氟磺草胺是小麦田除草剂配方的主要成分之一[30]。而随着双氟磺草胺大量应用于小麦田，多年后又将面临抗性产生的问题[31]，因此生产中应该提倡轮换使用不同作用方式的除草剂。

根据小麦田间草相，精准选择相应除草剂是减少除草剂用量的主要途径。山东省7大小麦种植区域杂草群落虽然相似性趋于接近，但每个区域杂草分布还是有各自特点，需要针对群落结构精准选择除草剂。如山东西南平洼区的婆婆纳区域，可以加入效果好的苯磺隆除草剂；山东中部山区大穗看麦娘分布多的区域，可以加入炔草酯或唑啉草酯等除草剂；山东西北平原区节节麦密度大的地块，建议采用农艺措施深翻和施用除草剂甲基二磺隆相结合的防控措施。

3.3 山东省内7大种植区域小麦田杂草群落物种多样性变化

综合2013—2014、2018—2019年度杂草群落调查结果并结合以前结果可以看出，山东省7大小麦种植区域以胶东丘陵区变化最大，物种多样性呈不断上升趋势。2009—2010年度时，反映物种多样性的香农指数仅高于北部滨海区，2013—2014年度时，超过西北平原区和胶潍河谷平原区，2018—2019年度时，仅次于南部山区，已列第2位。高兴祥等[9]报道，2009—2010年度山东省小麦田杂草群落以西南平洼区、中部山区和南部山区物种多样性较高，其次为胶潍河谷平原区，西北平原区、胶东丘陵区和北部滨海区的物种多样性最低。本研究结果表明，2013—2014年度，香农指数仍以南部山区、中部山区和西南平洼区较高，以西北平原区和北部滨海区较低，但胶东丘陵区超过胶潍河谷平原区；2018—2019年度，胶东丘陵区继续提高，香农指数为2.3320，仅次于南部山区（2.4134）。胶潍河谷平原区、北部滨海区和西北平原区较低，在1.6994—1.8941。从衡量群落物种优势集中性的辛普森指数也可以看出山东省各个区域杂草群落的变化，3次调查中，北部滨海区和西北平原区辛普森指数均较高，显示出物种集中性强、丰富度低；从系统聚类分析来看，胶东丘陵区的变化最大，2009—2010年度时虽然没有与物种多样性差的北部滨海区、西北平原区聚为一组，但与该组接近；2013—2014和2018—2019年度时已与物种多样性最丰富的西南平洼区聚为一组，接近南部山区。

分析胶东丘陵区物种多样性不断上升的原因，一是雀麦、节节麦等恶性禾本科杂草在胶东丘陵区从无到有，该地区物种多样性随之提高；另外随着杂草种类在各个区域普遍发展，区域之间杂草群落差异性减小。

4 结论

通过10年间3次对山东省冬小麦田杂草群落调查并分析变化原因表明，耕作制度变化、恶性杂草传播入侵以及单一除草剂大面积连续应用是推动种群变化的重要因素。因此，在山东省冬小麦田针对发生密度大的节节麦等恶性杂草，选择农艺措施与除草剂应用相结合的杂草综合防控策略，通过深翻降低节节麦基数，再配合施用除草剂甲基二磺隆达到彻底防控的目的；其次，根据田间杂草草相，精准选择适宜的有效除草剂是除草剂减量和避免除草剂浪费的重要措施；最后，不同作用机理的除草剂应轮换使用，降低抗性风险。

[1] 李明辉, 周玉玺, 周林, 杨洁, 王盈桦. 中国小麦生产区域优势度演变及驱动因素分析. 中国农业资源与区划, 2015, 36(5): 7-15.

LI M H, ZHOU Y X, ZHOU L, YANG J, WANG Y H. Comparative advantage changes of regional wheat production in China and analysis of influencing factors. Chinese Journal of Agricultural Resources and Regional Planning, 2015, 36(5): 7-15. (in Chinese)

[2] 赵广才. 中国小麦种植区划研究(二). 麦类作物学报, 2010, 30(6): 1140-1147.

ZHAO G C. Study on Chinese wheat planting regionalization (Ⅱ). Journal of Triticeae Crops, 2010, 30(6): 1140-1147. (in Chinese)

[3] 赵玉信, 陆姣云, 杨惠敏. 保护性耕作对陇东黄土高原轮作田杂草的影响. 应用生态学报, 2015, 26(4): 1223-1230.

ZHAO Y X, LU J Y, YANG H M. Effect of conservation tillage on weeds in a rotation system on the Loess Plateau of eastern Gansu, Northwest China. Chinese Journal of Applied Ecology, 2015, 26(4): 1223-1230. (in Chinese)

[4] 田欣欣, 薄存瑶, 李丽, 徐东东, 宁堂原, 韩惠芳, 田慎重, 李增嘉. 耕作措施对冬小麦田杂草生物多样性及产量的影响. 生态学报, 2011, 31(10): 2768-2775.

TIAN X X, BO C Y, LI L, XU D D, NING T Y, HAN H F, TIAN S Z, LI Z J. Effects of different soil tillage systems on weed biodiversity and wheat yield in winter wheat (L.) field. Acta Ecologica Sinica, 2011, 31(10): 2768-2775. (in Chinese)

[5] 赵玉信, 杨惠敏. 作物格局、土壤耕作和水肥管理对农田杂草发生的影响及其调控机制. 草业学报, 2015, 24(8): 199-210.

ZHAO Y X, YANG H M. Effects of crop pattern, tillage practice and water and fertilizer management on weeds and their control mechanisms. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(8): 199-210. (in Chinese)

[6] 王能伟, 葛秀丽, 李升东. 耕作和养分管理方式对冬小麦-夏玉米轮作农田春季杂草群落的影响. 应用生态学报, 2017, 28(3): 871-876.

WANG N W, GE X L, LI S D. Impact of tillage and nutrient management practices on the spring weed community in a winter wheat-summer maize rotation farmland. Chinese Journal of Applied Ecology, 2017, 28(3): 871-876. (in Chinese)

[7] 李美, 高兴祥, 李健, 房锋, 孙作文. 黄淮海冬小麦田杂草发生现状、防除难点及防控技术. 山东农业科学, 2016, 48(11): 119-124.

LI M, GAO X X, LI J, FANG F, SUN Z W. Occurrence status, control difficulties and control techniques of weeds in winter wheat field in Huang-Huai-Hai region. Shandong Agricultural Sciences, 2016, 48(11): 119-124. (in Chinese)

[8] 王金信. 山东省麦田杂草发生及其化学防除. 农药, 1998, 37(2): 11-12, 19.

WANG J X. The weed occurrence and chemical control in wheat filed in Shandong Province. Agrochemicals, 1998, 37(2): 11-12, 19. (in Chinese)

[9] 高兴祥, 李美, 房锋, 张悦丽, 孙作文, 齐军山. 山东省小麦田杂草组成及群落特征. 草业学报, 2014, 23(5): 92-98.

GAO X X, LI M, FANG F, ZHANG Y L, SUN Z W, QI J S. Species composition and characterization of weed communities in wheat fields in Shandong Province. Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(5): 92-98. (in Chinese)

[10] 郝立武. 山东省夏玉米主要害虫种群发生动态及基于GIS和GS的空间分析[D]. 泰安: 山东农业大学, 2012.

HAO L W. The population dynamics of the main insect pests on summer corn field and their spatial analyses based on GIS and GS in Shandong Province[D]. Taian: Shandong Agricultural University, 2012. (in Chinese)

[11] 顾耘, 顾松东. 山东省农业昆虫的地理区划. 山东农业科学, 1995(3): 23-27.

GU Y, GU S D. Geographical division of agricultural insects in Shandong Province. Shandong Agricultural Sciences, 1995(3): 23-27. (in Chinese)

[12] Testani E, Ciaccia C, Campanelli G, Leteo F, SALVATI L, Canali S. Mulch-based no-tillage effects on weed community and management in an organic vegetable system. Agronomy, 2019, 9(10): 594.

[13] ALARCON R, HERNANDEZ-PLAZA E, NAVARRETE L, SANCHEZ M J, ESCUDERO A, HERNANZ J L, SANCHEZ- GIRON V, SANCHEZ A M. Effects of no-tillage and non-inversion tillage on weed community diversity and crop yield over nine years in a Mediterranean cereal-legume cropland. Soil and Tillage Research, 2018, 179: 54-62.

[14] 高兴祥, 李尚友, 李美, 李恩福, 李健, 房锋. 土层深度对三种麦田禾本科杂草出苗及生长的影响. 植物保护学报, 2019, 46(5): 1132-1137.

GAO X X, LI S Y, LI M, LI E F, LI J, FANG F. Effect of soil depths on seedling emergence and growth of three gramineous weeds in wheat fields.Journal of Plant Protection, 2019, 46(5): 1132-1137. (in Chinese)

[15] 房锋, 李美, 高兴祥, 李健, 李燕, 吕素洪. 冬小麦田大穗看麦娘种群动态及对小麦产量的影响. 植物保护学报, 2018, 45(2): 340-346.

FANG F, LI M, GAO X X, LI J, LI Y, LÜ S H. Population dynamics of black-grassin wheat fields and its effect on wheat yield components. Journal of Plant Protection, 2018, 45(2): 340-346. (in Chinese)

[16] 房锋, 高兴祥, 魏守辉, 李燕, 李美, 张朝贤. 麦田恶性杂草节节麦在中国的发生发展. 草业学报, 2015, 24(2): 194-201.

FANG F, GAO X X, WEI S H, LI Y, LI M, ZHANG C X. Occurrence and effects ofin China. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(2): 194-201. (in Chinese)

[17] TANG L L, CHENG C P, WAN K Y, LI R H, WANG D Z, TAO Y, PAN J F, XIE J, CHEN F. Impact of fertilizing pattern on the biodiversity of a weed community and wheat growth. Plos One, 2014, 9(1): e84370.

[18] 张晶旭, 戴伟民, 强胜. 连续单一除草剂应用情况下的转基因直播稻田杂草群落动态. 生物安全学报, 2014, 23(4): 284-292.

ZHANG J X, DAI W M, QIANG S. The weed community dynamics of direct seeding transgenic rice field under continuous single herbicide treatment. Journal of Biosafety, 2014, 23(4): 284-292. (in Chinese)

[19] 王小武, 李双建, 丁新华, 付开赟, 吐尔逊, 高海峰, 李广阔, 杨新平, 王志方, 郭文超. 不同除草方式对稻田杂草群落及其多样性的影响. 西北农业学报, 2018, 27(11): 1667-1675.

WANG X W, LI S J, DING X H, FU K Y, TU E X, GAO H F, LI G K, YANG X P, WANG Z F, GUO W C. Effects of different weed controls on weed communities and diversity in paddy fields.Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica, 2018, 27(11): 1667-1675. (in Chinese)

[20] 王宁, 付亚军, 袁美丽, 刘征阳, 张铭鑫, 米银法. GA3浸种对入侵植物节节麦种子破眠及发芽特性的影响. 草业学报, 2020, 29(2): 73-81.

WANG N, FU Y J, YUAG M L,LIU Z Y, ZHANG M X, MI Y F. Effectiveness of exogenous GA3for dormancy breaking in invasive, and effect on germination physiology. Acta Prataculturae Sinica, 2020, 29(2): 73-81. (in Chinese)

[21] 李琦, 于金萍, 刘亦学, 白霜, 王金信. 麦田雀麦发生动态及其对小麦产量的影响. 杂草学报, 2019, 37(1): 10-16.

LI Q, YU J P, LIU Y X, BAI S, WANG J X. The occurrence of Japanese brome () in wheat fields and its effect on wheat yield. Journal of Weed Science, 2019, 37(1): 10-16. (in Chinese)

[22] 房锋, 魏代平, 李美, 高兴祥, 李健, 李燕. 不同密度大穗看麦娘对小麦产量的影响. 山东农业科学, 2017, 49(8): 119-123.

FANG F, WEI D P, LI M,GAO X X, LI J, LI Y. Effects of different densities ofon wheat yield. Shandong Agricultural Sciences, 2017, 49(8): 119-123. (in Chinese)

[23] 高兴祥, 孙作文, 李美, 房锋, 李健, 吴加军, 李茂昇. 大穗看麦娘化学防控田间效果评价. 草业学报, 2016, 25(8): 172-179.

GAO X X, SUN Z W, LI M, FANG F, LI J, WU J J, LI M S. The effect of herbicide application timing and dosage on control ofin winter wheat. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(8): 172-179. (in Chinese)

[24] 葛鲁安, 朱宝林, 赵宁, 赵孔平, 王恒智, 刘伟堂, 王金信. 小麦田大穗看麦娘对精噁唑禾草灵的抗性. 农药学学报, 2020, 22(1): 82-87.

GE L A, ZHU B L, ZHAO N, ZHAO K P, WANG H Z, LIU W T, WANG J X. Resistance ofin wheat against fenoxaprop--ethyl. Chinese Journal of Pesticide Science, 2020, 22(1): 82-87. (in Chinese)

[25] 谢翠容, 汤林彬, 刘茗枫, 戴璨. 波斯婆婆纳的繁殖能力及其入侵原因探析. 生态环境学报, 2016, 25(5): 795-800.

XIE C R, TANG L B, LIU M F, DAI C. The reproductive capacity ofand implications for its worldwide invasion. Ecology and Environmental Sciences, 2016, 25(5): 795-800. (in Chinese)

[26] 李君君, 戴玲玲, 黄文化, 毕亚玲. 原卟啉原氧化酶抑制剂的作用机制及抗性进展. 农药, 2019, 58(10): 703-707.

LI J J, DAI L L, HUANG W H, BI Y L. Mechanism of action and progress of resistance to proporphyrinogen oxidase inhibitors. Agrochemicals, 2019, 58(10): 703-707. (in Chinese)

[27] 李健, 李美, 高兴祥, 房锋, 董连红. 杂草抗药性及其机理研究进展. 山东农业科学, 2016, 48(12): 165-170.

LI J, LI M, GAO X X, FANG F, DONG L H. Herbicide resistance and its mechanism of weed.Shandong Agricultural Sciences, 2016, 48(12): 165-170. (in Chinese)

[28] 苏少泉. ACCase抑制除草剂及杂草对其抗性的发展与治理. 农药, 2015, 54(6): 391-393.

SU S Q. ACCase-inhibiting herbicides and development resistance, management of weeds. Agrochemicals, 2015, 54(6): 391-393. (in Chinese)

[29] 高兴祥, 李美, 高宗军, 房锋, 张悦丽, 齐军山. 山东省小麦田播娘蒿对苯磺隆的抗性测定. 植物保护学报, 2014, 41(3): 373-378.

GAO X X, LI M, GAO Z J, FANG F, ZHANG Y L, QI J S. Determination of flixweed () resistance to tribenuron-methyl in Shandong Province. Journal of Plant Protection, 2014, 41(3): 373-378. (in Chinese)

[30] 佘晓云, 殷会德, 胡占丽, 石岩. 双氟磺草胺对麦田残留及土壤酶活性的影响. 应用与环境生物学报, 2018, 24(6): 1418-1422.

SHE X Y, YIN H D, HU Z L, SHI Y. Effect of florasulam on soil residues and enzyme activity of wheat in drylands. Chinese Journal of Applied and Environmental Biology, 2018, 24(6): 1418-1422. (in Chinese)

[31] 高兴祥, 张悦丽, 李美, 李健, 房锋. 山东省小麦田播娘蒿对双氟磺草胺抗性水平及靶标抗性机理. 中国农业科学, 2020, 53(12): 2399-2409.

GAO X X, ZHANG Y L, LI M, LI J, FANG F. Resistance level and mechanism ofto florasulam in wheat field of Shandong Province. Scientia Agricultura Sinica, 2020, 53(12): 2399-2409. (in Chinese)

Investigation and Analysis of Weed Community Succession in Winter Wheat Field of Shandong Province

GAO XingXiang1, ZHANG YueLi1, AN ChuanXin2, LI Mei1, LI Jian1, FANG Feng1, ZHANG ShuangYing3

1Shandong Key Laboratory of Plant Virology, Institute of Plant Protection, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Ji’nan 250100;2Agricultural Comprehensive Service Center of Xiaoxie Town, Xintai City, Xintai 271200, Shandong;3Shandong Qiaochang Modern Agriculture Co., Ltd., Binzhou 256600, Shandong

【Objective】In the past 10 years, the species, quantity and occurrence area of weeds in winter wheat field of Shandong Province have changed significantly. The objective of this study is to clarify the succession law and reason of weed community, and to provide a theoretical basis for making precise control strategy of weeds in wheat field.【Method】A total of 300 investigation sites were investigated in the winter wheat field of Shandong Province, and three areas were selected for each investigation site. The weed community in winter wheat field of Shandong Province for each area was investigated three times from 2009 to 2019 using inverted W-pattern sampling method, and the distribution and change rule of weed community in seven regions of winter wheat field of Shandong Province were analyzed.【Result】The characteristics of weed community changes in winter wheat field of Shandong Province were: (1)ands had always been the dominant weeds in winter wheat field of Shandong Province, and the relative abundance of.always ranked first in the three surveys, which was 20.68%, 22.49% and 22.24%, respectively, and.s always ranked in the top three, with the relative abundance of 15.49%, 15.77% and 14.51%, respectively. (2) There were more and more species of dominant weeds, and the degree of weed damage was more and more serious. In the 2009-2010 annual survey, there were only two species.and.s with an relative abundance of ≥10.00%. In the last two surveys, there were three species (increased) and five species (increased.,and). (3) The occurrence and harm degree of gramineous weeds increased gradually. In 2009-2010,andwere mainly distributed in northwest plain region, north coastal region and central mountain region, in 2013-2014, they spread to the southern mountain region and plain regions of middle Shandong, and in 2018-2019, they had spread all over the province. The relative abundance of.was 7.66%, 16.39% and 17.94% in the three surveys, and that of.was 3.08%, 7.61% and 11.38%, respectively. Although the total dominance of,andwas not high, but it increased gradually. (4) The distribution of broad-leaved weeds such asand.was increasing. The relative abundance of.in the three surveys was 8.29%, 8.94% and 10.00%, respectively, which increasing year by year, and the distribution area was gradually expanding. Now it was widely distributed in all regions of Shandong Province, especially in the southwest plain region, the southern mountain region and central mountain region, and also in the northwest plain region. The relative abundance of.in the three surveys was 1.08%, 1.18% and 2.05%, respectively,.mainly distributed in the southwest plain region and southern mountain region, and had also been distributed in other regions. (5) The largest change of weed community was occurred in hill regions of eastern Shandong, and the species diversity showed a rising trend. In 2009-2010, the Shannon Wiener index, which reflected species diversity, was only higher than the north coastal region, ranking sixth. In 2013-2014, it surpassed the northwest plain region and plain regions of middle Shandong, ranking fourth. In 2018-2019, it ranked second, only was lower than that of the southern mountain region.【Conclusion】The change of farming system, the spread and invasion weeds and the continuous application of single herbicide in large area obviously promote the change of weed community in winter wheat field of Shandong Province. According to the results of weed change in winter wheat field of Shandong Province, the comprehensive weed control strategies of chemical herbicide and agronomic measures, precise control technology and alternative use of herbicides with different mechanisms should be promoted.

Shandong Province; winter wheat field; weed community distribution; succession law

2021-02-25；

2021-05-08

国家重点研发计划（2017YFD0201700）、山东省农业科学院农业科技创新工程（CXGC2018E04）

高兴祥，E-mail：xingxiang02@163.com。张悦丽，E-mail：yueligaoxing@163.com。高兴祥和张悦丽为同等贡献作者。通信作者李美，E-mail：limei9909@163.com

（责任编辑 岳梅）