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麦田恶性杂草猪殃殃与冬小麦的竞争临界期研究



全 文 :湖 北 农 业 科 学 2014 年
第 53 卷第 24期
2014年 12月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 53 No.24
Dec.,2014
收稿日期:2014-10-09
基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201303022);湖北省农业科技创新中心资助项目(2014-620-003-003)
作者简介:李儒海(1973-),男,湖北十堰人,副研究员,博士,主要从事杂草生物生态学及综合治理研究,(电话)027–88430559
(电子信箱)ruhaili73@163.com;通讯作者,张朝贤,研究员,博士研究生导师,主要从事农田草害可持续治理研究,
(电子信箱)cxzhang@wssc.org.cn。
猪殃殃 (Galium aparine var. tenerum)为茜草
科猪殃殃属杂草,一年生或越年生,攀援或蔓生,叶
4~8片轮生,种子繁殖。 主要分布于黄河以南各省,
在长江流域冬麦区发生危害尤为严重,是该地区冬
麦田的恶性杂草[1]。
为了准确反映杂草与作物的共生期长短对作
物产量和品质的影响,引入了一个重要的概念——
杂草竞争临界期或生态经济防除阈期[2]。 杂草与作
物的竞争存在着临界期,即作物对杂草竞争敏感的
时期。 在作物幼苗生长的初期,杂草竞争作用微弱,
是不易造成作物产量明显损失的苗草共生期。 随着
时间的推移,杂草的竞争作用逐渐增强,当杂草存
留对作物产量的损失和无草状态下作物产量增加
量相等时的天数, 即为杂草与作物竞争的临界期。
通过田间试验和数学模型分析,判断杂草发生期和
共生期长短对作物的竞争作用,据此确定防除杂草
的最佳时期[3-5]。
杂草与作物竞争临界期的研究已有较多文献
麦田恶性杂草猪殃殃与冬小麦的竞争临界期研究
李儒海 1,褚世海 1,魏守辉 2,黄红娟 2,张朝贤 2
(1.湖北省农业科学院植保土肥研究所 /农业部华中作物有害生物综合治理重点实验室 /农作物重大病虫草害防控
湖北省重点实验室,武汉 430064;2.中国农业科学院植物保护研究所,北京 100094)
摘要:建立小麦苗后有或无猪殃殃(Galium aparine var. tenerum)天数与小麦产量损失率之间的函数关
系,探讨湖北省小麦田恶性杂草猪殃殃与冬小麦的竞争临界期。 结果表明,湖北省小麦田猪殃殃与冬小
麦的竞争临界期为小麦苗后 16~97 d,即此时为防除猪殃殃的最佳时期,小麦处于 3 叶期至 8~9 叶期,为
田间猪殃殃密度及生物量的快速增长期。 在此竞争临界期内保持田间无草,能保证猪殃殃造成的小麦产
量损失率低于 3%。
关键词:猪殃殃(Galium aparine var. tenerum);冬小麦;竞争临界期;湖北省
中图分类号:S451.1;S181 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2014)24-6026-04
DOI:10.14088 / j.cnki.issn0439-8114.2014.24.033
Threshold Period of Competition of Worst Weed Catchweed (Galium aparine var.
tenerum) with Winter Wheat in Fields
LI Ru-hai1, CHU Shi-hai1, WEI Shou-hui2, HUANG Hong-juan2, ZHANG Chao-xian2
(1.Institute of Plant Protection and Soil Science,Hubei Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Integrated Pest Management on
Crops in Central China,Ministry of Agriculture / Hubei Key Laboratory of Crop Diseases,Insect Pests and Weeds control,Wuhan,430064,
China;2.Institute of Plant Protection,China Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100094,China)
Abstract: Functional relationships between the weedy or weed-free days and the yield loss rate of winter wheat were set up
to study the threshold period of competition of worst weed catchweed (Galium aparine var. tenerum) with winter wheat in wheat
fields in Hubei province. The results showed that the threshold period of competition of catchweed with winter wheat in fields
was about 16 to 97 days after wheat emergence. This period was optimal to control catchweed, while the seedlings of winter
wheat were at the 3rd-leaf stage and the 8th to 9th-leaf stage, respectively. In this period, rapid increase of density and
biomass of catchweed occurred. Weed free during the threshold period of competition assured loss of wheat yield less than 3%.
Key words: catchweed (Galium aparine var. tenerum); winter wheat; critical period of competition; Hubei province
第 24 期
报道,涉及的作物主要有玉米[6-9]、水稻[10,11]、小麦[12-16]、
大豆 [4,17,18]、油菜 [19–21]和棉花 [22,23]等,涉及的杂草为
单一种群或混合种群。 已有针对麦田硬草(Scle-
rochloa dura) [12]、菵草 (Beckmannia syzigachne) [16]、
播娘蒿(Descurainia sophia)[14]及单双子叶杂草混合
种群[13,15]与冬小麦竞争临界期的研究。 关于麦田恶
性杂草猪殃殃与冬小麦竞争临界期的研究鲜见报
道。 本研究拟在湖北省冬小麦田做这方面的探索,
旨在明确湖北省冬小麦田猪殃殃的关键防除时期,
为研究制定其综合防除技术提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于 2013~2014 年在湖北省农业科学院南
湖试验站进行,试验地为多年玉米-小麦连作田,前
茬为玉米。 试验地土壤为壤土,pH 6.8,有机质含量
1.71%。 小麦品种为鄂麦 596,2013 年 10 月 26 日播
种,播种量为 150 kg/hm2,田间杂草以猪殃殃为优势
种,另有少量看麦娘(Alopecurus aequalis)、牛繁缕
(Malachium aquaticum)、波斯婆婆纳(Veronica per-
sica)、 石龙芮 (Ranunculus sceleratus)、 野老鹳草
(Geranium carolinianum)和碎米荠(Cardamine hir-
suta)等。
1.2 试验设计
小区面积 8 m2,重复 3 次,随机区组排列。
1.2.1 猪殃殃-小麦共生时间与小麦产量损失率之
间的关系试验 小麦生育前期设 11 个有草天数处
理, 为小麦出苗后 0、10、20、30、40、50、60、70、80、
90、100 d,其后人工拔除猪殃殃,并保持无草状态至
小麦收获期。 另设 1 个全生育期内保持田间无草处
理, 小麦出苗后每 10 d 人工拔除 1 次非靶标杂草,
保持全生育期无非靶标杂草。
1.2.2 小麦苗后无猪殃殃时间与小麦产量损失率
之间的关系试验 小麦生育前期设 11 个无草天数
处理,为小麦出苗后 0、10、20、30、40、50、60、70、80、
90、100 d, 其后任田间猪殃殃自然生长至小麦收获
期。 另设 1 个全生育期内保持田间无草处理,小麦
出苗后每 10 d 人工拔除 1 次非靶标杂草,保持全生
育期无非靶标杂草。
1.3 调查方法
在全生育期有草的处理区内固定 3 点, 每点
0.25 m2(50 cm×50 cm),从小麦出全苗的 11 月 25 日
开始至翌年 3 月 25 日止, 每隔 10 d 调查 1 次杂草
出苗数,分种类记载杂草株数,并将其拔除,最后统
计总出草数量和出草高峰期。 于小麦收获期在每小
区取 3 点,每点面积 0.25 m2(50 cm×50 cm),考察各
小区小麦的产量结构并测实际产量。
1.4 数据分析方法
利用 SPSS 13.0 进行模型选优, 分别建立小麦
生育前期有草时期或无草时期天数(x)与冬小麦产
量损失率(y)的函数关系模型,建模以差数平方和最
小为原则。
2 结果与分析
2.1 试验田杂草出苗密度和消长规律
从小麦出苗至 3 月 25 日, 双子叶杂草每平方
米累计萌发 1 040 株,有 2 个出苗高峰,分别出现
在小麦出全苗后 0~20 d 和 50~60 d; 以第一个高峰
为主,占萌发总数的 73.33%。 猪殃殃占双子叶杂草
的绝大多数,其消长规律与双子叶杂草的一致。 萌
发的单子叶杂草数量很少, 每平方米累计萌发 28
株,没有明显的出苗高峰(图 1)。分析杂草总体消长
动态发现, 第一个萌发高峰出苗的杂草数量大,它
们生长时间长,对小麦的影响也大,故麦田杂草防
除应以第一个萌发高峰为针对目标。
2.2 各处理对冬小麦产量构成的影响
2.2.1 对有效穗数的影响 各不同处理对有效穗
数的影响较大(表 1)。 苗后 0 d 内无草处理的有效
穗数为 345.7 穗 / m2,在所有处理中最低,比有效穗
数最高的全生育期无草处理 (416.2 穗 / m2)低
16.94%,差异极显著。 苗后 10 d 内有草处理和苗后
100 d 内无草处理与全生育期无草处理的有效穗数
差异不显著。 整体上看,小麦有效穗数随着苗后有
草天数的增加而减少,随着苗后无草天数的增加而
增加。
2.2.2 对每穗实粒数的影响 全生育期无草处理
的每穗实粒数最高(30.23 粒/穗),苗后 0 d 内无草
处理的每穗实粒数最低(25.43 粒 /穗)。苗后 10 d内
有草处理(30.18 粒 /穗)和苗后 100 d 内无草处理
图 1 麦田杂草消长曲线
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0



//株
/m
2
猪殃殃
双子叶杂草(包括猪殃殃)
单子叶杂草
时期(月-日)
11
-
25
12
-
05
12
-
15
12
-
25
01
-
04
01
-
14
01
-
24
02
-
03
02
-
13
02
-
23
03
-
05
03
-
15
03
-
25
李儒海等:麦田恶性杂草猪殃殃与冬小麦的竞争临界期研究 6027
湖 北 农 业 科 学 2014 年
(30.21 粒 /穗)与全生育期无草处理的每穗实粒数
差异不显著,三者均极显著高于其他处理。苗后 20 d
内有草处理和苗后 90 d 内无草处理的每穗实粒数
差异不显著,均极显著低于全生育期无草处理。 从
表 1 可以发现,小麦每穗实粒数这一产量结构指标
对猪殃殃与小麦共生时间的长短很敏感。
2.2.3 对千粒重的影响 全生育期无草处理的千
粒重最高(47.30 g),苗后 0 d 内无草处理的千粒重
最低(45.23 g)。 苗后 0~70 d内有草处理和苗后 40~
100 d 内无草处理的千粒重与最高的全生育期无草
处理均无显著差异。 结果表明,小麦千粒重这一产
量结构指标对猪殃殃与小麦共生时间的长短不敏
感(表 1)。
2.2.4 对实际产量的影响 苗后 0 d 内无草处理的
小区产量最低(3 217.3 g),比最高的全生育期无草
处理(4 078.7 g)低 21.12%。苗后 0~10 d内有草处理
和苗后 100 d 内无草处理与全生育期无草处理的实
际产量差异不显著。 整体上看,小麦实际产量随着
苗后有草天数的增加而减少,随着苗后无草天数的
增加而增加。 各不同处理对实际产量的影响较大,
与对有效穗数的影响类似。
2.3 猪殃殃与冬小麦竞争临界期的确定
小麦产量损失率随着小麦苗后有草天数的延
长而增大,随着苗后无草天数的增加而减少(图 2)。
小麦苗后有猪殃殃天数(x1)与小麦产量损失率百分
比值(y)之间符合回归模型 y=0.000 5x12+0.140 8x1+
0.646 9,R2 = 0.991 6**。
以产量损失率 3%为最大忍受限度,代入 y=3,
计算得出 x1=15.8。 表明小麦在出苗后约 16 d 不防
除猪殃殃,而在此后保持田间无猪殃殃即能保证小
麦产量损失率在 3%以内。 小麦出苗后 16 d 为防除
猪殃殃的始期,此时田间小麦处于 3叶期。
小麦苗后无猪殃殃天数(x2)与小麦产量损失率
百分比值 (y) 之间符合回归模型 y=-0.000 3x22-
0.158 5x2+21.239,R2= 0.996 8**。
同样以产量损失率 3%为最大忍受限度, 代入
y=3,计算得出 x2=97.2。表明保持无猪殃殃至小麦苗
后 97 d,而此后田间生长的猪殃殃造成的产量损失
率在 3%以内。 小麦出苗后 97 d 为防除猪殃殃的终
期,此时田间小麦约处于 8~9叶期。
3 小结与讨论
以产量损失率 3%来确定杂草与作物的竞争临
界期,是因为此时杂草所产生的危害与将其防除得
到的利益基本相当[3]。本研究结果表明,麦田恶性杂
草猪殃殃与冬小麦的竞争临界期为小麦苗后 16~
97 d。若此阶段保持田间无草,就能保证猪殃殃造成
的小麦产量损失率低于 3%。
已有研究表明,硬草与冬小麦的竞争临界期为
小麦出苗后 20~50 d [12],菵草与冬小麦的竞争临界
期为小麦播后 33.4~84.2 d[16],播娘蒿与冬小麦的竞
争临界期为小麦播种后 150~170 d [14],单双子叶杂
草混合种群与冬小麦的竞争临界期为小麦播后 64~
110 d[13]或小麦出苗后 17~ 87 d[15]。 结合本研究结果
可以发现, 杂草与作物的竞争临界期因杂草种类、
杂草密度、作物品种以及作物生长情况的不同而发
图 2 小麦苗后不同天数猪殃殃对小麦产量损失率的影响
0 20 40 60 80 100
时间//d
25
20
15
10
5
0





//%
有猪殃殃
无猪殃殃


表 1 不同处理对冬小麦产量构成的影响
处 理
苗后100 d 内有草
苗后 90 d 内有草
苗后 80 d 内有草
苗后 70 d 内有草
苗后 60 d 内有草
苗后 50 d 内有草
苗后 40 d 内有草
苗后 30 d 内有草
苗后 20 d 内有草
苗后 10 d 内有草
苗后 0 d 内有草
全生育期无草
苗后 100 d 内无草
苗后 90 d 内无草
苗后 80 d 内无草
苗后 70 d 内无草
苗后 60 d 内无草
苗后 50 d 内无草
苗后 40 d 内无草
苗后 30 d 内无草
苗后 20 d 内无草
苗后 10 d 内无草
苗后 0 d 内无草
有效穗
穗/m2
351.6 ijFG
355.3 hijFG
363.0 ghiEF
375.9 ef DE
385.1 deCD
395.9 bcdBC
397.7 bcdBC
396.5 bcdBC
400.2 bcABC
405.9 abAB
412.9 aA
416.2 aA
405.9 abAB
400.6 bcABC
400.6 bcABC
400.7 bcABC
397.2 bcdBC
388.5 cdBCD
374.6 efgDE
363.0 ghiEF
365.3 fghEF
361.6 hiEFG
345.7 jG
实粒数
粒/穗
26.55 jJ
26.86 iI
27.37 hH
27.78 gG
28.17 fF
28.37 eE
28.56 dD
29.18 cC
29.74 bB
30.18 aA
30.19 aA
30.23 aA
30.21 aA
29.73 bB
29.23 cC
28.55 dD
28.35 eE
28.25 efEF
27.74 gG
27.42 hH
26.81 iI
26.43 jJ
25.43 kK
千粒重
g
45.81 dE
46.26 cD
46.98 bC
47.16 abAB
47.23 aA
47.22 aA
47.26 aA
47.25 aA
47.21 aA
47.28 aA
47.28 aA
47.30 aA
47.28 aA
47.25 aA
47.26 aA
47.28 aA
47.23 aA
47.24 aA
47.15 aAB
47.02 bBC
46.31 cD
45.82 dE
45.23 eF
小区产量
g
3 289.3 klKL
3 355.0 ijkJKL
3 457.3 hijIJK
3 548.0 ghGHI
3 676.0 efgEFG
3 748.0 defEF
3 753.3 defDEF
3 837.7 cdBCDE
3 935.7 bcABC
3 989.3 abAB
4 063.0 aA
4 078.7 aA
3 986.0 abAB
3 928.0 bcABCD
3 803.3 cdeCDEF
3 748.0 defEF
3 648.0 fgFGH
3 566.0 ghGHI
3 485.0 hiHIJ
3 440.7 hijIJK
3 325.3 jklJKL
3 280.3 klKL
3 217.3 lL
注:表中同列不同英文小写字母表示差异显著,不同大写字母表
示差异极显著。
6028
第 24 期
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(责任编辑 龚 艳)
(上接第 5990页)
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生变化。 一般而言,杂草密度大、发生早,作物长势
差,杂草与作物的竞争临界期就早;反之,杂草密度
小、发生迟,作物长势好,其竞争临界期就推迟,甚
至在作物整个生育期内不发生严重竞争[15]。
虽然冬小麦田猪殃殃与小麦的竞争临界期比
某些夏季作物田间杂草与作物的竞争临界期时间
长,但冬小麦是越冬作物,其整个越冬阶段均处于
竞争临界期之内, 该阶段内猪殃殃发生量较少,在
严寒天气条件下甚至无猪殃殃萌发。 因此,在制定
防除冬小麦田猪殃殃的计划时,主要应针对竞争临
界期两端的两个发生高峰期, 尤其是始期的草害。
因为这段时间气温较高,杂草萌发快,且小麦处于
幼苗期,在与猪殃殃的竞争中处于劣势,极易形成
草害。 另外,不同小麦品种对猪殃殃的化感作用以
及在不同条件下猪殃殃与小麦的相互作用对猪殃
殃防除关键期的影响尚需进一步研究。
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(责任编辑 陈 焰)
李儒海等:麦田恶性杂草猪殃殃与冬小麦的竞争临界期研究 6029