陕西关中灌区冬小麦田杂草群落特征及种群多样性

　　摘要：采用倒置“W”9 点取样法对陕西关中冬小麦田杂草进行调查，分析麦田杂草的种类组成、出苗规律和群落结构。结果表明，关中灌区小麦田杂草有15种，隶属15属8科，形成播娘蒿+荠菜+婆婆纳+猪殃殃+节节麦+野燕麦+麦家公为主的杂草群落，在这个群落中发生优势度大的杂草为播娘蒿、荠菜、婆婆纳、猪殃殃、节节麦。这些杂草在小麦3～4叶期已有91%以上出土，是藥剂防治的最佳窗口期。比较各地的杂草群落，杨凌、武功、眉县、临潼、兴平、扶风等6个县(市、区)杂草群落的物种丰富度、多样性和均匀度较高。根据关中灌区麦田杂草群落结构，宜选择唑草酮、双氟磺草胺和甲基二磺隆3种除草剂搭配除草。

　　关键词：关中灌区;麦田杂草;群落特征;种群多样性;除草剂

　　关中平原是陕西省小麦的主产区和优势生产区，这里地势平坦、土壤肥沃、光照充足、雨水较多，且多数地区具备灌溉条件。优越的地理和气候条件也极利于杂草的生长，早期调查发现，陕西省麦田杂草种类多达47属74种[1]，严重与小麦争水、争肥、争阳光、争空间，成为影响小麦生长和产量的重要因素。随着关中灌区玉米秸秆粉碎还田、有机肥施用量匮乏、常发性病虫害增加、杂草抗药性出现等对耕作栽培方式的影响，杂草群落已发生了明显变化[2-5]。

　　化学除草省工、省力、省时、高效。因此麦田化学除草，无疑是麦田杂草防除最适宜的手段，特别是目前在农村劳动力较为缺乏情况下，化学除草变得更为迫切。但近些年，一些群众用药较为随意[6-12]，无意之中助推了环境污染危机、杂草抗药性及长残效除草剂引起的残毒药害和土地退化等负面问题。

　　为了实现对麦田杂草的可持续治理，必须依据不同区域杂草的类型特点、发生规律和群落特征，总结集成出科学合理且与环境相容的防治措施。近年来有关关中灌区麦田杂草发生状况的报道甚少，其发生规律和群落特点更未见报道。因此，2018—2020年，本研究选择关中灌区所属13个县(市、区)的120块麦田1 080个样点进行杂草发生状况调查，旨在探明关中灌区麦田杂草发生危害的状况以及杂草群落结构与特点，为麦田杂草的可持续治理提供理论支撑。

　　1 材料与方法

　　1.1 材料及样点分布

　　2018年10月至2020年3月，根据陕西关中灌区地域特点，自东向西选择其所属的华阴、华州、阎良、临潼、三原、兴平、杨凌、眉县、陈仓等13个县(市、区)的120块麦田(表1)，对田间杂草进行细致调查。每个调查田块面积为0.20～0.37 hm2，小麦品种为当地的主栽品种。

　　1.2 调查方法

　　采用倒置“W”9点取样法对各麦田杂草进行调查[7-10]，每点调查1 m2，分别记录杂草的种类、株数及杂草相应的株高、鲜重，统计样方中杂草的丰富度、相对密度、相对频度等。

　　1.3 数据统计及分析

　　统计各样点的调查数据，计算杂草群落特征指标。其中，单种杂草的相对优势度(RA)、相对密度(RD)、相对高度(RH)、相对重量(RW)、相对频度(RF)的关系为RA=(RD+RH+RW+RF)/4。香农-威纳(Shannon-Wiener)指数H′=-∑Pi·lnPi(Pi=Ni/N，N为样方中所有杂草的密度，Ni为样方中第i种杂草的密度)，反映麦田杂草群落物种的丰富度;辛普森(Simpson)指数D=∑P2i，为样方中所有杂草密度的平方和，反映麦田杂草群落物种的多样性;均匀度(Pielou)指数J=H′/(lnS)，反映麦田杂草组成的均匀度程度，其中S为物种丰富度，即调查区域内的杂草种类数。

　　研究数据采用Excel 2000和DPS数据处理系统进行运算统计。

　　2 结果与分析

　　2.1 陕西关中灌区麦田杂草种类

　　调查发现，关中灌区小麦田杂草有15种，隶属15属8科。其中，禾本科杂草4属4种，阔叶杂草11属11种。杂草数量最大的为禾本科、十字花科和菊科。禾本科杂草包括野燕麦(Avena fatua)、节节麦(Aegilops tauschii)、看麦娘(Alopecurus aequalis)和雀麦(Bromus japonicus)，十字花科杂草有播娘蒿(Descurainia sophia)、荠菜(Capsella bursa-pastoris)和小花糖芥(Erysimum cheiranthoides)，菊科杂草有刺耳菜(Cirsium setosum)、小蓬草(Conyza canadensis)和野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia)，还有玄参科杂草婆婆纳(Veronica didyma)，茜草科杂草猪殃殃(Galium aparine)，唇形科杂草宝盖草(Lamium amplexicaule)，紫草科雜草麦家公(Buglossoides arvense)，以及大戟科杂草泽漆(Euphorbia helioscopial)。

　　2.2 陕西关中灌区麦田杂草群落结构

　　田间调查及计算结果见表2、表3。播娘蒿、荠菜、婆婆纳、猪殃殃、节节麦在几乎所有县(市、区)都普遍或严重发生，其平均相对优势度为21.17～43.02，相对密度为4.71～37.63，相对频度为4981～93.55，对小麦产量和品质有较大或严重影响，属于本区域优势杂草。野燕麦、麦家公在所有县(市、区)均有发生，平均相对优势度为 15.13～20.09，相对密度为2.45～3.53，相对频度为31.33～41.41，对小麦的产量和品质有中等程度影响，属常发性次要杂草。

　　所以播娘蒿+荠菜+婆婆纳+猪殃殃+节节麦+野燕麦+麦家公为关中灌区麦田杂草的基本构成，划分为基本杂草，这7种基本杂草在各个县(市、区)都普遍或严重发生，是造成小麦减产的最主要因素。

　　宝盖草、刺儿菜、看麦娘、雀麦、小花糖芥、小蓬草、野艾蒿、泽漆分布在部分县(市、区)，属于区域性杂草，其田间优势度、相对密度、相对频度较低，对小麦的影响很小。刺儿菜、小蓬草、野艾蒿主要分布在关中西部，而看麦娘、雀麦、小花糖芥主要发生在东部，泽漆也主要发生在中西部。

　　比较分析各个县(市、区)的杂草结构组成，其优势杂草和常发性次要杂草均相同，区别在区域性一般杂草的不同。所以，关中东部的华阴市、华州区麦田杂草群落构成为基本杂草+宝盖草+雀麦;北部塬区的阎良、三原和偏东部的临潼田间没有宝盖草发生，麦田杂草的群落构成为基本杂草+看麦娘，个别田块有少量雀麦、小花糖芥、小蓬草和野艾蒿发生;关中中部的兴平、武功、户县、周至等麦田杂草的群落构成为基本杂草+宝盖草+泽漆+刺儿菜，个别田块有看麦娘、野艾蒿、小蓬草零星发生;关中西部的杨凌、扶风、眉县和陈仓等麦田杂草群落构成为基本杂草+宝盖草+泽漆+刺儿菜，个别田块偶有野艾蒿和小蓬草发生。

　　2.3 陕西关中灌区麦田杂草发生特点

　　播娘蒿在关中灌区各地都有发生，是发生量最大的杂草，优势度明显，平均优势度为43.02，最大优势度为55.76，即使在发生量最少的户县，其优势度也在33.94。在关中灌区小麦田，播娘蒿相对密度、相对频度、相对高度、相对重量都属最大，分别为37.63、93.55、16.16、24.57(表3)，显然是与小麦争水、争肥、争光照，造成小麦减产的最主要杂草种类。

　　荠菜也是在各地都有发生的一种杂草，平均优势度为31.35，最大为42.89，出现在户县;最小为24.12，出现在三原县。荠菜在田间的相对密度、相对频度、相对高度、相对重量依次为13.10、7716、15.09、20.07，是继播娘蒿后第2种对产量影响较大的杂草。婆婆纳在各个县(市、区)都有发生，平均优势度26.98，出现在大多数田块，发生频度达81.53，在各个田块发生的密度比较均匀，相对密度为18.89，相对优势度在19.98～34.33之间，但这种杂草在田间的相对高度和相对重量不大，分别只有3.82、3.69，所以单株对产量的影响不大，只是在田间有数量优势，才导致对小麦产量和品质的影响。茜草科杂草猪殃殃，在关中灌区除在临潼区的调查点没有发现外，其他县(市、区)都有分布，相对频度达60.79，优势度在0～33.01之间，平均值为21.17。猪殃殃的分布密度属中等，只有11.62，它的相对高度和相对重量并不大，分别只有5.98、6.12，所以与婆婆纳相似，它对小麦产量和品质的影响要较播娘蒿和荠菜小。在关中灌区麦田优势杂草中，节节麦是唯一的禾本科杂草，在除阎良区外的其他县(市、区)的麦田都有分布，其相对频度为49.81，优势度在0～3386之间，平均值达21.39，目前节节麦的相对密度还不高，只有4.71，但相对高度和相对重量不低，分别为12.41、18.58，所以其危害仅次于播娘蒿和荠菜。