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摘要:從物種多樣性上來看,花生田的雜草種類較多,如不及時防除危害較為嚴重,使作物減產明顯。雜草種類由多到少分別為花生田、玉米田、水稻田、大豆田。
關鍵詞:雜草,農作物,秋季作物
從秋季作物田間雜草的物種相似性(表6)上來看,大豆和花生田雜草的相似性指數最高,達到0.875;其次是玉米和花生田的雜草相似性指數達到0.829;大豆和玉米田雜草相似性指數為0.801。相似性指數最低的為水稻和花生田的雜草,僅為0.194;水稻和玉米田雜草相似性指數為0.306;水稻和大豆田雜草相似性指數為0.258。
不同輪作制度下豫北地區田間雜草相對多度和重要值在反映田間雜草的優勢地位上有著一致性。小麥-水稻輪作制度下小麥田雜草以地膚、播娘蒿、看麥娘為主,水稻田中以節節菜、異型莎草、鴨舌草、矮慈姑為主;小麥-大豆輪作制度下小麥田雜草以地膚、稗、播娘蒿為主,大豆田以馬唐、狗尾草、牛筋草為主;小麥-玉米輪作制度下小麥田雜草以播娘蒿、地膚、稗為主,玉米田以碎米莎草、馬唐、牛筋草為主;小麥-花生輪作制度下小麥田雜草以稗、播娘蒿、看麥娘為主,花生田以馬唐、狗尾草、稗為主。麥田雜草數量以小麥水稻輪作最多,其下依次是小麥-花生輪作、小麥-大豆輪作、小麥-玉米輪作;相似性以小麥-花生與小麥-大豆最高,小麥-水稻和小麥-大豆最低。從物種多樣性指數分析,不同輪作方式麥田雜草的物種多樣性由高到低依次為小麥-玉米、小麥-水稻、小麥-大豆、小麥-花生。總體分析可知,小麥-水稻輪作和小麥-花生輪作雜草的危害性較大。
1 材料與方法
1.1 調查區概況
豫北地區位于河南北部,地處黃河與海河兩大水系,平原面積約占80%,屬于暖溫帶大陸性季風氣候,四季分明,年平均氣溫14 ℃,冬寒夏熱,秋涼春早,年平均降雨量650 mm,年均濕度68%,風向多為東風和東北風,年均風速2.45 m/s,年無霜期220 d,年日照時間約2 400 h[3]。豫北地區自然條件、土地耕作條件較好,是中國糧食和棉花的主產區、國家優質小麥生產基地[4]。調查于2010-2012年在豫北地區大田進行。
1.2 調查方法
應用倒置“W”9點取樣法[5],該方法由Dew提出,經Gordon Thomas改進。在選定的大田中,沿田邊向前走50步,再轉向右走20步,確定9點取樣法的第一點;縱向前進50步,再右轉走20步,確定第二點取樣。依次完成9點取樣,必要時可以調整步數,使所取樣本在田間均勻分布,樣方大小為1 m×1 m。結合豫北地區農田種植以小麥為主的情況,選取小麥-水稻輪作(RW)、小麥-玉米輪作(MW)、小麥-大豆輪作(SW)、小麥-花生輪作(PW)共4種輪作制度樣本。
1.3 數據處理
通過調查數據計算雜草的相對多度、重要值、雜草群落的物種多樣性指數和相似性指數。
雜草的相對多度(RA)[6]為該雜草相對頻率(RF)、相對均度(RU)和相對密度(RD)之和,即RA=RF+RU+RD[7]。其中,RF為某種雜草出現的頻率占所有雜草頻率的百分比;RU為某種雜草的田間均度占所有雜草均度的百分比;RD為某種雜草的密度占所有雜草的田間密度的百分比。
重要值(IV)[8]可以顯示某種雜草在群落中的地位和作用,IV=(RA+RF+RP)/(3×100), RP是相對蓋度,即某種雜草的蓋度占所有雜草蓋度的百分比。
生物多樣性衡量采用Shannon多樣性指數(H′)[9], H′=(NlgN-∑nlgn)/N;物種相似性衡量采用Sorensen相似性指數V[10], V=2W/(a+b)。式中,N是樣方中所有雜草的總數量;n為樣方中某種雜草的數量;W為兩種(A、B)群落共有的物種數;a為群落A中所包含的物種數;b為群落B中所包含的物種數。
2 結果與分析
2.1 不同輪作制度下麥田雜草情況
調查發現,4種輪作制度麥田間雜草共17種,隸屬于10科,以莧科、禾本科、十字花科雜草為主;雜草數量以小麥-水稻輪作最多,其下依次是小麥-花生輪作、小麥-大豆輪作、小麥-玉米輪作。主要的7種雜草的相對多度及重要值見表1。從表1可見,麥田主要雜草為稗、播娘蒿、藜、看麥娘、野燕麥、豬殃殃、地膚,這7種雜草在不同輪作制度下的小麥田中的相對多度和重要值均不同。小麥-水稻輪作制度下,播娘蒿、地膚、看麥娘相對多度和重要值位次均為前三;小麥-大豆輪作制度下,地膚、稗、播娘蒿相對多度位次為第一、第二、第三,地膚、稗、看麥娘重要值位次為第一、第二、第三,相對多度和重要值位次稍有差異;小麥-玉米輪作制度下,播娘蒿、地膚、稗相對多度和重要值位次均為前三;小麥-花生輪作制度下,稗、播娘蒿、看麥娘相對多度和重要值均為前三。可見多度和重要值在反映優勢雜草類群方面有著一致性。
對4種輪作制度下麥田雜草的物種多樣性(表2)和群落相似性(表3)綜合分析可見, 小麥-玉米輪作麥田的物種多樣性指數大于小麥-水稻、小麥-大豆和小麥-花生輪作麥田,各輪作制度的物種多樣性指數由高到低依次為小麥-玉米、小麥-水稻、小麥-大豆、小麥-花生。小麥-大豆和小麥-花生的物種多樣性差異不大,這可能是因為輪作作物大豆和花生同屬于豆科植物,生物性狀接近,對外界的影響也相似。小麥-大豆輪作和小麥-花生輪作的物種相似度最高,相似性指數為0.837;其下依次是小麥-大豆輪作和小麥-玉米輪作、小麥-玉米輪作和小麥-花生輪作,物種相似性指數分別為0.827、0.819; 小麥-玉米輪作和小麥-水稻輪作相似性指數為0.765;小麥-水稻輪作和小麥-大豆輪作、小麥-水稻輪作和小麥-花生輪作的物種相似度較低,相似性指數分別是0.658、0.663。
2.2 不同輪作制度秋季作物田雜草情況
根據4種輪作制度的秋季作物,將其歸為水旱輪作和旱旱輪作兩種制度類型。水旱輪作為小麥-水稻輪作,旱旱輪作包括小麥-玉米輪作、小麥-大豆輪作、小麥-花生輪作,兩種類型間田間雜草種類差異較大,具體情況見表4和表5。
由表4可見,水旱輪作水稻田雜草以千屈菜科雜草節節菜、莎草科雜草異型莎草、雨久花科雜草鴨舌草、澤瀉科雜草矮慈姑為主。由表5可見,旱旱輪作類型中各輪作制度下雜草類群總體相似,但也存在一些差異。大豆田以禾本科雜草馬唐、狗尾草、牛筋草為主;玉米田以碎米莎草、馬唐、牛筋草為主;花生田以馬唐、狗尾草、稗為主。水稻田雜草科數較多,喜濕喜溫,均為一年生植物,與水稻田多水的生態環境相關。大豆、玉米、花生田多為旱生雜草,類群較為相似,多為禾本科、莎草科雜草;大豆和花生同為豆科固氮植物,田間雜草類群的相似性更大。大豆田和玉米田雜草種類較花生田少。