胡杨河市滴灌棉田主要杂草组成危害与防治

毛鹏志 侯国庆 赵永刚 黄敏 宋梅 布卡·欧尔娜

(新疆生产建设兵团第七师农业科学研究所，新疆 奎屯 833200)

棉花是目前最重要的经济作物之一。其纤维可以作为纺纱和织造的原料，种子可以榨油。可以说，棉花是国民经济和人民生计的战略资源。新疆棉花依靠新疆独特的光热资源，具有显著的质量优势。20世纪90年代以来，我国主要棉花产区从黄河流域转移到新疆西部内陆。

在未来很长一段时间内，棉花都是新疆的农业基础产业，新疆是我国最大的棉花种植区，在世界上也很重要。根据国家统计局的数据及卫星遥感图像和实地抽样调查，确定新疆棉花种植面积将达到250.62万hm2·a-1，占比我国棉花面积的82.76%。抽样调查显示，新疆棉花(皮棉)单位产量为136.43kg·667m-2，比全国平均水平高出10.26kg·667m-2。根据国家统计局新疆调查组的数据，到2021年，新疆棉花产量将达到512.9万t，占比全国棉花总产量达到89.5%。

棉花田杂草造成的损害已成为限制高产优质棉花发展的主要因素。新疆棉花产区独有的自然环境、种植模式，导致棉花病虫草害有加重的趋势，种类、群落演化趋向复杂。部分杂草种类对棉花为害比较突出，我国棉田中杂草多，分布广泛，危害类型多。杂草破坏的棉花田约占棉花种植总面积的67%，通常减产15%，严重时可减产50%[8]。杂草给棉花带来的经济损失可达14%～16%[1]，严重阻碍了棉花的创高产、提品质、促低碳的进步。

杂草与作物在共生期内，其与作物进行水、光、热、养分、矿物质元素等营养物质的竞争[6]，杂草与作物的竞争会对棉花的营养生长造成相当大影响，从而影响作物的繁殖和生长，最终导致产量下降。在杂草与作物的竞争过程中，竞争作用受到作物种类、共生期、种群密度等生态条件制约，其中植物种群密度是影响物种竞争能力的重要方面之一。

氮、磷、钾是作物生长发育所必需的3种营养元素。由于养分的获取和竞争，杂草的积累限制了作物的生长发育及产量质量提升。滴灌棉田随水滴肥不但能够促进作物生长发育，也为杂草的生长供给养料，这影响了所在区域杂草群落演变和棉田的杂草分布结构。

杂草对棉花的竞争、胁迫结果是造成棉花减产，这也正是种植户最关心的方面之一。与杂草对棉花生长发育的影响相比，棉花产量对杂草的竞争胁迫更为敏感[9]，杂草影响棉花产量的主要组成包括杂草种类、杂草密度和杂草的发生期。研究表明，棉花对遮荫非常敏感，如果长期光照不足，棉花的生长将受到严重影响，导致植株虚弱和叶片变黄。蕾铃在长时间隐蔽时会败育脱落，若杂草和棉花同时出苗，或是相较于棉苗出土早时，杂草地表部分生长速度超过棉花，导致遮蔽结果，必将造成棉花和杂草竞争共生期内处于不利处境，导致产量降低；反之，若杂草出土没有棉花早，配合杂草为匍匐状态、个体不大，在棉花的盖度之下与棉花的光照竞争处于劣势，这就会使得杂草的竞争力处于不利处境。

杂草与棉花的竞争既有和地上植株在阳光与空间方面的竞争，也包括地下部分水分与养分竞争。在相同状况下，有研究显示,棉花与杂草积累物质中，杂草含氮、磷、钾分别为3.30%、0.36%、4.28%，但棉花只含有2.06%、0.26%、3.58%，这表明杂草相较于棉花能更明显有利地获取养分[5]。

棉花的生长发育过程地上光合作用形成和地下根系吸收养分和水分是相辅相成[2]。在棉花全生育期内，水参与了棉花生长的整个过程，其与棉花产量构成紧密相关。有研究表明，在有限的水分情况下，杂草和棉花之间的水分竞争通常会降低棉花叶片的自由能[9]，造成棉花减产。随着杂草密度的增加，在土壤养分有限的情况下，杂草与棉花对土壤养分的竞争加剧。

杂草的生长时段性强，其和作物共生的时间也不同，对作物的影响、防治方法也不同。相较于其他作物，棉花苗期、现蕾前生长较慢，生长势也较弱，这使得棉花在前期对杂草的胁迫竞争十分敏感。与棉花同时或早于棉花生长的杂草比晚于棉花生长的杂草更具竞争力和威胁性，对棉花产量造成损失更严重。马小艳等[1]在河南北部露地种植的棉花田中发现，混合杂草群落与棉花竞争的关键时期为棉花出现后4～8周，在此期间应采取杂草控制措施，以确保滴灌棉田不受杂草损害。

棉花是一种对杂草竞争非常敏感的作物。因此，必须厘清杂草密度和增长之间的关系以及棉花的产量损失指数来确定防治棉田中的杂草，这也是理论的出发点，以确定整体的技术战略防除棉田中的杂草。一些杂草和棉花群落的临界竞争密度在0.1～5.3株·m-1。在临界密度下，棉花产量可降低17%～70%。不同杂草对棉花的竞争和威胁有很大的不同，同一杂草在不同地区的竞争也有很大的不同，这可能是土壤类型、肥力条件和当地气候的差异造成的。一般来说，杂草干燥质量与棉花产量下降呈线性关系，即棉花产量随杂草干燥量的增加而下降。探索不同密度银毛龙葵(银叶茄Solanumelaeagnifolium)对棉花产量竞争的研究表明，当杂草干重增加0.1kg·m-1，棉花的皮棉产量损失增加9%～21%[9]。

目前滴灌棉田杂草有25科64种，包括禾本科杂草11种，莎草科杂草4种，占杂草群落的78.1%；阔叶杂草43种，占杂草群落的21.9%[8]。

据新疆农业部门统计，截至2021年，胡杨河市棉花种植都是“一膜三管”加压滴灌种植。滴灌技术节约了棉田用水，提高了棉花产量，但也改变了棉田水分转移转化，从而严重影响了杂草群落的结构和分布。随着滴灌技术的大面积应用和作物布局的变化，新疆棉田杂草群落发生的特点发生了重大变化，亟待加强本地区主要杂草种类、数量、田间密度、频率的调查，探明主要恶性杂草群落组成和构成特征为害特点。

1 试验与方法

1.1 试验点概况

试验于新疆兵团胡杨河市(市)130团8连(N44°71′83″，E84°82′33″)，海拔495m，主要种植作物为棉花。该团位于北疆早熟棉花亚区，南临天山山脉,属温带大陆性干旱荒漠气候。年平均温度6.4～7.1℃，≥10℃积温平均为3617～3599.8℃，≥0℃积温平均为4000～4200℃，无霜期159～186d，日照量2611～2697h，光热充沛，加之日较差大，有利于棉花生长和有机物质的积累。农业土壤的主要类型是壤土和灰漠土，是典型的灌溉土壤种植。

1.2 试验设计

在新疆生产建设兵团第七师胡杨河市分别选取2块具有5a以上加压滴灌棉田棉田，共8个样区，每个采样区域采用9点反值“W”采样法进行采样，并采用0.25m2/个采样点，共72点进行调查。

1.3 调查方法

试验采用“W”9点采样法，顺着选取滴灌棉田地边朝前70步，然后向右转，向棉田内进24步，进行倒置“W”9点的第1点调查采样；再由第1点向纵深前面进70步，再次向右转，后向地内行24步，进行第2个点调查。同上的方法于第9点调查完毕，转移到达另一选定的滴灌棉田开展调查(如果所选棉田面积较大时)，作出相应的调整，向前和向右走的步数尽量让样方在滴灌棉田中均匀分布。

图1 “W”9点采样法

调查的样方面积为0.25m2，即边长为0.5m的正方形。每7d调查1次，记录样方中的全部杂草数量、种类、发生频率以及种群密度。各类杂草与分布调查可采取倒置“W”9点取茎秆数为单位，记录田间杂草数量。

对不清楚或不能识别的杂草，可拍摄其生境图主要特征(花序、花瓣、果实、叶片、叶舌、叶耳等)和整株照片，同时采收整株标本，把标本按“标本序号+照片序号”编号，进行室内鉴别。定点调查时，每次调查完清除现有杂草，这样每次调查杂草株数不包括上次的杂草株数。

表1 胡杨河市滴灌棉田主要杂草种类

1.4 主要调查指标

1.4.1 田间频率(F)

指出现某些杂草的农田数量占研究农田总数的比例。公式：

1.4.2 田间密度(MD)

指每种田间杂草平均密度(株·m-2)之和与田间总调查数之比。公式：

2 结果与分析

当前，在胡杨河市膜下滴灌棉田发现12科30种杂草。相比之下，棉田杂草宽叶杂草以旋花科、藜科、茄科杂草为主，具体表现为藜科33%、旋花科17%、禾本科18%、菊科15%，其他科杂草17%。一年生杂草占杂草总量的88%，多年生杂草占比12%，宽叶杂草占比83%。生产中危害广泛的有田旋花、龙葵、灰绿藜等。

由表2可知，稗草和龙葵占11中杂草的43%以上。田旋花、狗尾草、稗子草的发生频率在90%以上，向日葵、马齿苋和稗子草的平均密度均在1株·m-2以上。

表2 胡杨河市棉田主要杂草种类发生相对多度、发生频率、平均密度

3 综合防治

3.1 农业措施

滴灌棉田入冬前大马力进行60cm以上深翻，棉花春播前进行播耙地、整地，苗后进行2～3次中耕，耕深8～15cm。这些措施既可以把上土层草籽深翻到深层，降低杂草种子发芽概率，也可以犁断、晒干多年生杂草根和茎，降低越冬杂草基数；根据实际情况科学合理开展轮作倒茬，如田旋花密度大的棉田可视水情与水稻进行倒茬，调整棉田生境，营造阻碍其发展的外在因素。

3.2 物理防除

物理防除多为棉花春播前、齐苗后进行机械中耕，地膜上覆土，降低棉田杂草的危害程度，物理防治还包括光、热、火等物理措施。

3.3 生物防治

通过昆虫、禽畜、专性病原物进行棉田杂草防除，如棉花生长后期在田旋花上常出现的一种天蛾昆虫专食田旋花，还可以旋花白粉菌防控田旋花，田旋花被该菌侵染后叶片上先出现白色孢子堆，后期发展成黄色斑枯，严重抑制田旋花的生长发育。

3.4 化学防除

化学除草是防治棉花田杂草最经济、最有效、最实用的方法。化学除草以其快速、高效、省工、易操作等优点在棉田除草中占据重要地位。尤其是近几年二甲戊灵配合丙炔氟草胺等新型芽封闭除草剂的出现，对土壤中各类杂草种子发芽控制得更有效，苗后除草压力降低，劳动力成本节约可观。

6月中旬—7月初封行前，喷施防除阔叶杂草的除草剂。棉花收获前、后在多年生杂草密度大的地方，喷施灭生性药剂草甘膦(2,4-D)后并在1～2周后机械耕翻杀除其地下根茎，在多年生杂草严重的地区，人工涂抹草甘膦；也可以通过棉花行间给杂草低位定向喷施。有条件的，可以在喷头上加装定向防护罩，并使药液与棉株保持一定距离，严防药液喷到棉株上造成药害，用扇形喷头作业。

使用精噁唑禾草灵、精吡氟禾草灵、精禾草克、高效吡氟甲禾灵等药剂，选择性强，可在棉花任何生长期施药；防除一年生杂草的最佳施药时期为杂草3～5叶期，防治多年生杂草要在杂草孕穗期；在叶龄低、杂草生长繁多、水分充足的条件下使用低剂量，在杂草大、干旱的自然条件下使用大药量。

利用氟磺胺草醚、三氟羧草醚防除时，棉花株最好在30cm以上，并在棉花连接行之间在杂草的茎叶上喷施，必须在没有风或微风的情况下使用，并配有一个安全盖。对禾本科杂草无效，若禾本科杂草也较重发生时，可与高效盖草能、精禾草克、威霸、精稳杀得等配合使用，提高除草效果。

4 讨论与结论

4.1 膜下滴灌棉田杂草种群结构特点

调查杂草出现频率和密度发现，胡杨河市滴灌棉田发生较多的杂草主要有葵科杂草、马唐、筒麻、田旋花、芦苇、龙葵。其中，沙性土壤土层薄，杂草以筒麻、稗草、黎科杂草、龙葵等占优势地位；土质为壤土性及粘性土壤，杂草以芦苇、刺儿菜、葵科杂草、狗尾草、牛筋草、田旋花、龙葵为主；扁杆藨草在车排子垦区123团部分棉田危害较重。不同的优势杂草在胡杨河市不同的制面垦区构成了棉花与杂草竞争的局面。

4.2 棉花田杂草群落的危害时期及特点

通过田间调查表明，在胡杨河市滴灌棉田，浅根一年生杂草占主导地位。具体以禾本科、菊科、藜科为优势种群，这部分的杂草能够显著影响棉花的生长发育。滴灌棉田地膜下根系生长层地温高、墒情好，有利于杂草的萌发，因而导致杂草出苗早、发生期长，滴灌棉田杂草对棉花的危害一般有2个高峰期，通常5月上中旬—6月中旬是第1高峰期的危害时段，7月下旬—8月上中旬大气环境温度上升，地膜中温度快速升到25℃以上，随着棉田中水肥的大量投入，棉田中水肥充沛，棉花苗的根组织没有发育成型，杂草快速成长。此时段，虽气温较高，但有利于杂草的迅速生长，此时棉叶量比较大，下部隐蔽会出现在光补偿点以下的现象，造成下部蕾铃徒然加快呼吸消耗脱落的症状。

有研究显示，田旋花、灰黎、觅菜、龙葵、芦苇、苘麻、稗草等杂草，既是天山北坡主要植棉区滴灌棉田的主要杂草种群，也是胡杨河市各主要植棉垦区的优势杂草。稗草、觅菜、简麻、田旋花、灰黎、龙葵、芦苇等杂草间的生态竞争位叠加较多，其之间的资源竞争十分显著。

滴灌棉田有着增强土壤耕层温度和降低耕作层水分散失等效果，允许杂草早出苗，滴灌棉田多采用“少量高频滴灌”的模式，可以使膜下土壤一直保持较足蓄水量，致使杂草根系水分大，上部营养体快速生长，其根冠比表现出上升趋势。滴灌棉田土壤耕作层持水量较充足，并且变化不大，不利于耐旱和碱性杂草的生长。棉田的滴灌杂草减少了针状叶杂草和耐旱、耐碱基因型杂草，增加了宽叶杂草。因此，在高湿度和高温下的滴灌模式有利于杂草的生长，特别是宽叶植物[10]。在滴灌状态下的“少量滴灌高频”模式导致了棉花田土壤水分的显著变化。每次滴水肥耕作层土壤都有足够的肥料和养分，杂草在养分充足的条件下，对棉花的潜在胁迫增强。所以，有必要及时预防和控制，滴灌棉田土壤温度和湿度不同程度上得到了改善，有利于薄膜灌溉棉田阔叶杂草的生长。同时，栽培模式——滴水灌溉所导致的生物种群中发生一些变化，其种类表现为一年生浅根杂草和阔叶杂草出现了上升趋势。