浙东山地丘陵麦区杂草群落组成

蔡新仪，项秉晗，潘苏峰，应俊杰，闫成进*

(1.温州科技职业学院 浙南作物育种重点实验室，浙江 温州 325006；2.台州市黄岩区农业技术推广中心，浙江 台州 318020；3.仙居县植物保护检疫站，浙江 台州 318020)

小麦(TriticumaestivumL.)是我国第三大粮食作物，仅次于水稻和玉米。我国在小麦生产和消费方面居世界前列，常年种植面积稳定在2 000 万hm2以上[1]，年均产量约占世界17%[2-4]。杂草是农田生态系统的重要组成部分，与作物争肥、争水、争空间，抑制作物生长。麦田杂草会降低小麦产量，劣化小麦品质，减少田间通透性，加重小麦病虫害的发生，造成小麦减产6%～43%，影响小麦的高产、稳产[5-6]。2017—2019年在驿城区的调查结果显示，多花黑麦草密度为600～960 穗·m-2时，小麦减产26%～32%，密度为2 500～3 200 穗·m-2时，小麦减产81%～95%[7]。

小麦田杂草种类繁多，不同地区杂草群落结构差异大。据报道[8]，河南省冬小麦田杂草有66种，其中菊科、禾本科和十字花科种类最多，占整个杂草种类数的48.48%。陈宇博等[9]发现，余姚市小麦生长前期田间主要杂草为禾本科杂草和阔叶杂草，主要种类有早熟禾、看麦娘、菵草、碎米荠和牛繁缕。李儒海等[10]报道，湖北省冬麦田杂草有16科39种，主要有猪殃殃、牛繁缕、日本看麦娘。关中灌区小麦田形成以播娘蒿、荠菜、婆婆纳、猪殃殃、节节麦、野燕麦、麦家公为主的杂草群落，防除时选择唑草酮、双氟磺草胺和甲基二磺隆3种除草剂搭配使用[11]。及时了解农田杂草的种类和群落结构，可为制定防除杂草策略提供理论依据。

目前，农田杂草防除方法主要有人工防除、生物防治和化学除草剂防除等方法。人工除草费时费力、收效甚微。生物防治费用高、效果不稳定。化学除草剂除草具有省工、省时的优点，在生产上应用十分广泛。但在生产实践中，农民对杂草发生情况、群落特征和动态变化掌握不准，用错药、乱用药带来药害的现象时有发生。

目前尚未有关于浙北山区小麦田杂草分布及群落结构的报道，本研究对仙居县不同地区小麦田杂草种类和群落进行了调查，利用多样性指数分析不同杂草群落间的物种多样性和群落相似性，为更好地制定安全合理的草害防治和抗药性杂草治理策略，提高小麦经济效益，实现小麦田杂草的可持续治理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域基本情况

仙居县位于浙北地区台州市的西陲，是一个山区县，面积1 992 km2[12]，120.286°～120.932°E，28.996°～28.468°N。地形由外向内倾斜，略向东倾，受“浙东大复背斜”的大地构造影响，山地构成多级梯状平台，海拔在700～1 200 m。丘陵多分布在低山和河谷之间，大都以孤山形式出现，千米以上山峰有109座，有“八山一水一分田”之说[13]，该区域是浙东重要的山地丘陵麦区[14]。

1.2 调查性状

于2022年12月至2023年1月，采用五点取样法对53块小麦田进行等距取样调查(每个样方0.25 m2)。记录样方内杂草的种类、株数(主茎数)、高度、盖度，同时记录小麦田的耕作方式、前茬作物、主要生境因子等信息(表1)。

表1 样地基本信息Table 1 Basic information about the experimental sites

1.3 统计分析

计算各种杂草在样方内的相对多样性、相对高度、相对盖度和相对频度，在此基础上计算每块样田内每种杂草的相对优势度，每个调查田块内杂草群落的多样性指数(Shannon-Wiener)、均匀度指数(Pielou)、优势度指数(Simpson)、物种丰富度指数(Margalef)。以相对优势度为指标，建立“样地-杂草相对优势度”数据矩阵，在此数据矩阵基础上计算生态位宽度(Levins)。

采用DPS软件计算Bray-Curtis差异性指数，对各地区杂草的相对优势度数据进行系统聚类分析并生成树状图，聚类方法采用组间均连法，数据转换采用分数标准化，距离测度采用平方Euclidean距离。

2 结果与分析

2.1 小麦生长前期杂草种类组成

仙居县杂草有34种，分属于16科30属(表2)，其中，禾本科有5个属、5个种，分别占总属数和总种数的16.67%和14.71%；菊科5属5种，分别占总属数和总种数16.67%和14.71%，是发生种类最多的2个科。此外，豆科、石竹科、十字花科及蓼科杂草发生种类较大，分别占总种数11.76%、8.82%、8.82%、8.82%。

表2 杂草种类和发生情况Table 2 Weed species and occurrence

看麦娘、牛繁缕、碎米荠、猪殃殃、菵草、野老鹳草的出现频度均大于50%(表2)。采用相对优势度[15]作为评价某种杂草在群落中优势程度的指标，将所调查的杂草种类分为4种类型，即恶性杂草(≥15%)、区域性恶性杂草(10%～>15%)、常见杂草(2%～>10%)和一般杂草(<2%)。恶性杂草是在所有调查样地发生优势度和频度都较高的杂草，防除较为困难。

本研究中，恶性杂草为看麦娘(19.79%)、牛繁缕(15.87%)；区域恶性杂草有碎米荠(11.51%)，在部分区域发生危害严重，防除较困难，对小麦生产造成严重危害。猪殃殃、菵草、野老鹳草、荠菜、臭独行菜、婆婆纳、春蓼、通泉草、大巢菜虽然在大部分小麦田都有发生，但这部分杂草的优势度和频度不高，对小麦生长影响较小，为常见杂草。有些杂草只在部分区域发生，相对优势度和频度较低，对小麦生长影响极小，为一般杂草，有22种。

对前12种相对优势度大于2%的杂草计算生态位宽度值。由表3可知，这些杂草的生态位宽度值普遍较高，表明其具有较强的竞争光、水、养分等环境资源的能力，在资源竞争中占有优势地位。生态位宽度较宽的杂草是牛繁缕(41.30)、看麦娘(38.67)、猪殃殃(33.84)、野老鹳草(32.56)、碎米荠(32.05)，是仙居县小麦田的主要杂草。

表3 12种主要杂草的生态位宽度Table 3 Levins value of 12 major weeds

2.2 小麦生长前期杂草群落结构多样性分析

调查的53块小麦田，Shannon-Wiener平均值为1.53，多样性指数较低[16]。Pielou平均值为0.74，杂草发生相对均匀，Simpson指数平均值为0.70，Margalef平均值为1.08(表4)。

表4 小麦田杂草的多样性Table 4 Diversity of weeds in wheat fields

2.3 小麦生长前期杂草群落结构发生特点

53块小麦田杂草群落按相对优势度可分为4个类群(图1)。

图1 小麦田杂草群落聚类分析Fig.1 Cluster analysis of weed communities in wheat field

类群1位于白塔镇下崔中宅村，地貌平坦，临河，田块湿润，栽培措施为免耕，多为小农个体经营，但疏于管理，小麦长势较差，形成了以看麦娘、臭独行菜、猪殃殃为优势种群的杂草群落。类群2位于朱溪镇下交岙村、田市镇吴大桥下、官路镇双垟村，这些地方多为沟谷平原，优势杂草为牛繁缕、大巢菜、野老鹳草、春蓼、婆婆纳。类群4分布于下各镇安村、双庙乡上王村、滩乡下街村，以山坳为主。而朱溪镇田垟村28号田属于类群2，29～32号田属于类群3。

3 讨论与结论

本研究发现，仙居县小麦田主要是禾本科杂草和菊科杂草。仙居县小麦田看麦娘、牛繁缕、碎米荠、猪殃殃、菵草、野老鹳草发生频率大于50%，这些杂草相对优势度高，生态位宽，是为害仙居县小麦田的主要杂草。上述6种杂草与一般杂草相比，具有繁殖力强、根系发达、抗逆性强、生长速度快等特点，具有更强的环境适应能力和生存能力[17]。浙北山区的麦田多分布于河谷平原，土壤肥沃，水分充足，适合看麦娘、菵草、碎米荠等喜肥水的杂草生长[18]。低丘、山地的小麦田，由于肥水条件差，喜肥水的杂草发生量少，空余生态位被猪殃殃、野老鹳草等阔叶类杂草占据[17]。另一方面，麦田单一除草剂的广泛应用，导致对除草剂敏感度较高的杂草得到有效控制，而看麦娘、牛繁缕、猪殃殃等对除草剂敏感度较差的杂草种群上升成为优势杂草[1，19]。值得注意的是，以野老鹳草为代表的恶性入侵杂草已从田埂侵入农田，对浙北山区的一些麦田造成了严重的危害，必须引起重视。野老鹳草对二氯吡啶酸、草除灵、吡氟酰草胺等抗阔叶类杂草的除草剂具有天然的抗药性[18]。通过与农户交流了解到，浙北山区炔草酯、氟酮磺草胺、氯氟吡氧乙酸、甲基二磺隆、苯磺隆等常规麦田除草剂对野老鹳草的防治效果较差，一旦错过了野老鹳草的最佳防治期—绿茎期，等到入冬后，茎秆就变成了“红茎”，木质化程度加深，防除难度就更大了。徐丹[20]通过室内整株生物测定，筛选出二甲四氯钠、灭草松、噻吩磺隆、异丙隆、绿麦隆等多种除草剂，对野老鹳草具有较强的毒力，在浙北山区小麦田中经小范围试验，可用于后期防治野老鹳草。

自然环境和人类活动都会造成物种多样性的改变[21]，而作为一类人工群落的作物杂草群落，存续期短，群落结构受人类生产活动的影响较大。丁娜等[22]报道，农田杂草群落多样性受除草剂的影响较大，除草次数越多，杂草的种类均匀度和丰富度越低，群落结构稳定性就越差。连年使用单一除草剂，不仅会造成优势杂草种群的形成和恶性杂草的蔓延，而且还会加速杂草抗药性的演变[23-25]。

仙居县麦田可分为4个类群，不同类群的恶性杂草和区域恶性杂草有重合，类群1以看麦娘、臭独行菜、猪殃殃为主，类群2以牛繁缕、大巢菜、野老鹳草、春蓼、婆婆纳为主，类群3和类群4以碎米荠、牛繁缕、看麦娘为主。这些类群既有多种越年生的阔叶杂草，又有越年生的禾本科杂草，它们随着小麦的出苗，也陆续出土。在12月中旬小麦4～5叶期，大部分杂草已出土。在小麦播种前土壤喷雾氟噻草胺进行土壤封闭，甲基二磺隆可有效防除早熟禾、看麦娘、菵草、牛繁缕、荠菜等麦田多数1年生禾本科杂草。噻吩磺隆防除阔叶杂草对多种杂草高效，可有效防除阔叶杂草，与甲基二磺隆搭配后能够很好地发挥作用，达到“一封二杀”的除草效果。