全 文 :第 31 卷 第 5 期
2012 年 10 月
大 豆 科 学
SOYBEAN SCIENCE
Vol. 31 No. 5
Oct. 2012
大豆田鳢肠发生动态及其对大豆生长和产量的影响
罗小娟,李 俊,董立尧
(南京农业大学 植物保护学院 /作物生物灾害综合治理教育部重点实验室,江苏 南京 210095)
摘 要:分别于 2010 和 2011 年,采用田间定点观测法和添加试验法,研究了大豆田鳢肠发生动态及其与大豆的竞争
关系。结果表明:鳢肠出草高峰期为大豆播后第 12 ~ 18 天;鳢肠在大豆播后第 40 天进入株高和鲜重的快速增长期,
比大豆推迟 20 d。每平方米大豆有效株数、单株有效荚数和大豆产量均随着鳢肠密度的增加而显著下降,大豆理论
产量损失率(Y)与鳢肠密度(X)之间符合二次曲线方程:Y = - 0. 038X2 + 3. 147X + 3. 746(r2 = 0. 971)。
关键词:鳢肠;发生动态;大豆;竞争关系
中图分类号:S565. 1 文献标识码:A 文章编号:1000-9841(2012)05-0789-04
收稿日期:2012-06-14
基金项目:国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD08A09) ;中国农业科学院杂草害鼠生物学与治理重点开放实验室开放课题;江苏省
农药学重点实验室开放课题(NYXKT201003)。
第一作者简介:罗小娟(1985-)女,硕士,研究方向为除草剂毒理及抗药性。
通讯作者:董立尧(1960-)男,教授,博士生导师,从事除草剂毒理及抗药性研究。E-mail:dly@ njau. edu. cn。
Occurrence Dynamics of Eclipta prostrata in Soybean and Its Influence on
Growth and Yield of Soybean
LUO Xiao-juan,LI Jun,DONG Li-yao
(College of Plant Protection /Key Laboratory of Integrated Management of Crop Diseases and Pest,Ministry of Education,Nanjing Agricultural University,
Nanjing 210095,Jiangsu,China)
Abstract:Point-survey and additive experiment were adopted to study the occurrence dynamics of Eclipta prostrata and its
competition with soybean in 2010s and 2011s. Results showed that the emergence fastigium was observed 12-18 days after so-
wing of soybean. The rapid increasing period of plant height and fresh weight of E. prostrata occurred at 40 days after sowing of
soybean,which was later than soybean by 20 days. Moreover,the number of productive plant,pod number per plant and yield of
soybean were declined significantly with increasing density of E. prostrata. The correlation between weed density and percentage
soybean yield loss followed:Y = - 0. 038X2 + 3. 147X + 3. 746(r2 = 0. 971).
Key words:Eclipta prostrata;Occurrence dynamics;Soybean;Competition relationship
鳢肠(Eclipta prostrata)是菊科(Compositae)鳢
肠属(Eclipta)一年生阔叶草本植物,是热带、亚热
带和温带地区一种广泛分布的常见杂草,喜湿耐
旱,抗盐耐瘠和耐荫[1-2]。鳢肠是花生(Arachis hy-
pogaea)、大豆(Glycine max)、棉花(Gossypium hirsu-
tum)、水稻(Oryza sativa)、甘蔗(Saccharum officina-
rum)、玉米(Zea mays)和瓜类等作物田的恶性杂
草[1,3-4]。目前,有 22 个国家旱直播稻田和 7 个国
家的水直播稻田报道有鳢肠发生[5]。据报道,鳢肠
是花生田十大恶性杂草之一,遇到雨水年,鳢肠是
美国德克萨斯州中部和南部地区花生田危害最为
严重的恶性杂草[6]。大豆是植物蛋白食品的主要
来源,也是榨油原料之一。但全国大豆草害面积平
均为 80%,由于杂草危害,每年约损失大豆 15 万 ~
20 万 kg[7]。由于种植方式、栽培措施和耕作制度
的改变,大豆田杂草种群逐渐发生变化,在重茬大
豆田内,其阔叶杂草较禾本科发生严重,并随着连
作年限的延长,形成以阔叶杂草占优势的杂草
种群[8]。
杂草与作物间相互争夺光照、水分、养分等,杂
草持续危害时间、相对出苗时间、作物和杂草密度
等因素影响作物产量和品质[9-10]。目前国内外对鳢
肠的研究主要集中在生物学特性方面[11-12],而有关
鳢肠的田间发生动态及其对大豆生长及产量影响
的研究尚未见报道。为此,本文系统研究了鳢肠在
田间的发生动态;鳢肠与大豆的株高、鲜重变化;不
同密度鳢肠对大豆产量的影响,旨在为鳢肠的科
学、经济防除提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验田基本情况
试验在江苏省阜宁县农业科学院试验基地进
行,选择以鳢肠为优势种的小麦茬大豆作为试验
地。田间草相为:田皂角(Aeschynomene indica)、柳
叶刺蓼(Polygonum bungeanum)、水花生(Alterna-
thera philoxeroides)、蔊菜(Rorippa Montana)、草龙
790 大 豆 科 学 5 期
(Ludwigia hyssopifolia)、香附子(Cyperus rotundus)、
鸭跖草(Commelina communis)、水莎草(Juncellus se-
rotinus)等。其耕作措施为:2010 年小麦收获后深
翻耕、播种大豆;秋季大豆收获后,浅耕播种小麦;
2011 年小麦收获后浅耕、播种大豆。试验地前茬小
麦,土质为粘壤土,pH7. 4,含氮量2. 01 g·kg -1,有机
碳含量 14. 52 g·kg -1。分别于 2010 年 7 月 6 日和
2011 年 7 月 2 日播种大豆。
1. 2 鳢肠田间发生动态的研究
在上述试验田中选取 4 个有代表性的样点,固
定插牌,每样点面积 0. 25 m2,自大豆播种后,每隔
6 d调查平均每个取样点(0. 25 m2)的出草数,调查
后拔除鳢肠。同时,在所观察的田块中另取 4 个
点,固定插牌,每点 0. 25 m2,每隔 6 d调查平均每个
取样点(0. 25 m2)的出草数,调查后不拔除。整个
试验过程中,试验田不施除草剂,不进行人工除草。
1. 3 田间鳢肠与大豆生物量的测定
选择一块鳢肠发生量大的作物田进行试验。
全生育期不作化学和人工除草。自大豆播种之日
起,每隔 20 d作一次取样调查。每次随机在田间选
择 3 个面积 2 m2的样点,每样点随机取鳢肠和大豆
各 10 株,剪取其地上部分、测量并记录鳢肠、大豆
的株高和鲜重。
1. 4 不同密度鳢肠对大豆产量的影响
设不同密度鳢肠与大豆共同生长,观察对作物
生长的影响。鳢肠密度分别为 0、5、10、15、20、25、30、
50株·m -2,共8个处理。小区面积1 m ×2 m,小区间
设 0. 5 m宽保护行,大豆每小区播 18 穴,每穴 6 粒,
随机区组排列,每处理 3 次重复,小区间管理水平一
致。采用人工播种和自然出苗相结合的方法控制大
豆-杂草群落,前期根据密度的大小粗放控制,鳢肠齐
苗后(大约 2 ~3 叶) ,按照各处理所设密度对鳢肠进
行定苗。定苗后人工拔除其它杂草和再出苗的鳢肠,
以控制杂草密度的基本稳定。大豆成熟时每小区所
有大豆考种测产,分别记录各处理大豆的株数、每株
有效荚数、每荚粒数和小区产量。
1. 5 数据计算与统计方法
采用 SPSS 17. 0 统计软件进行方差分析,并对
鳢肠密度与大豆产量构成及损失率间的关系进行
回归分析,根据相关程度的高低筛选出最佳的拟合
模型。
2 结果与分析
2. 1 鳢肠田间发生动态
鳢肠田间发生动态规律见图 1。从 2010 与
2011 年田间调查结果可知,调查后拔草处理和不拔
草处理,至播后第 6 天未见有草出苗,在大豆播后
第 12 ~ 18 天,鳢肠出苗达到高峰。
2010 年,调查后人工拔草的处理中,至播后第
12 天,出草数为 7. 25 株,占总出草量的 34. 52%;至
播后第 24 天,出草数为 5 株,占总出草量的
23. 81%,之后出草量逐渐下降;至播后第 30 天,累
计出草量达 21 株,此时出草基本结束。调查后不
拔草的处理中,至播后第 12 天,出草数 9. 5 株,占总
出草量的 47. 5%;播后第 24 天,出草数为 16. 75
株,占总出草量的 83. 75%;至播后第 30 天,出草量
最大,为 20 株,此时出草基本结束。
2011 年,调查后人工拔草的处理中,至播后第
12 天,出草数 18. 75 株,占总出草量的 28. 2%;至播
后第 24 天,出草数为 8 株,占总出草量的 12. 03%,
之后出草量逐渐下降;在播后第 48 天,累计出草量
达 66. 50 株,此时出草基本结束。调查后不拔草的
处理中,至播后第 12 天,出草数 19. 5 株,占总出草
量的 40. 84%;至播后第 24 天,出草数为 36 株,占
总出草量的 75. 39%。在播后第 42 天,累计出草量
达 47. 75 株,此时出草基本结束。
图 1 大豆田中鳢肠发生动态观察
Fig. 1 E. prostrata population dynamics
in soybean field
2. 2 鳢肠和大豆株高的竞争比较
如图 2 所示,2010 年,大豆至播后第 20 天时平
均株高为 26. 78 cm,随后的20 d进入株高的快速增
长期,至播后第 40 天株高增长比较缓慢,但鳢肠至
播后第 20 天平均株高为 8. 10 cm,至播后第 40 天
进入株高的快速增长期,比大豆晚 20 d。至播后第
60 天,大豆和鳢肠均进入株高增长的平稳期,此时
大豆和鳢肠营养生长基本结束,逐渐进入结实期。
2011 年,大豆播后第 20 天时平均株高为 21. 79 cm,
至播后第 60 天进入株高的平稳期,此时平均株高
达到 78. 26 cm,但鳢肠至播后第 20 天时平均株高
为 3. 44 cm,播后第 40 天进入株高的快速增长期,
播后第 60 天鳢肠株高继续增长,调查结束时株高
达到 88. 79 cm。从 2010 与 2011 年的调查结果可
5 期 罗小娟等:大豆田鳢肠发生动态及其对大豆生长和产量的影响 791
图 2 鳢肠和大豆株高随时间变化
Fig. 2 Time course for plant height of
E. prostrata and soybean
知,最终收获时鳢肠株高均大于大豆。
2. 3 鳢肠和大豆鲜重的竞争比较
鳢肠和大豆群体鲜重测定结果见图 3。2010
年,大豆播后第 20 天时平均鲜重为 11. 23 g,随后的
20 d进入鲜重快速增长期,至播后第 40 天鲜重增
长逐渐缓慢,但鳢肠播后第 20 天平均鲜重为 0. 85
g,播后第 40 天进入鲜重的快速增长期,比大豆晚
20 d。播后第 60 天,大豆和鳢肠均进入鲜重增长的
平稳期。2011 年,大豆播后第 20 天时平均鲜重为
2. 24 g,随后 40 d 进入鲜重的快速增长期,播后第
60 天进入鲜重的平稳期,此时平均鲜重达到
63. 89 g,但鳢肠至播后第 20天时平均鲜重为 0. 07 g,
播后第 40天进入鲜重的快速增长期,播后第 60 天鳢
肠鲜重增长出现平稳,至调查结束时鲜重达到
66. 24 g。从 2010与 2011年的调查结果可知,播后第
40 ~60天,鳢肠生物量急剧增长,与大豆竞争大量的
光照、水分及肥料等。
图 3 鳢肠和大豆鲜重随时间变化
Fig. 3 Time course for weight of
E. prostrata and soybean
2. 4 不同密度鳢肠对大豆产量及其组成的影响
由表 1、表 2 可见,随着田间鳢肠密度的增加,
大豆有效株数、单株有效荚数和产量都呈明显的下
降趋势,但 2010 年绝大多数株高差异不显著,2011
年全部株高均无显著差异。根据 2010 和 2011 年的
平均值,拟合鳢肠密度(X)和每平方米有效株数
(Y1)、单株有效荚数(Y2)和损失率(Y3)间的关系
式分别为:
Y1 = 0. 008X2 - 0. 693X + 29. 756(r2 = 0. 943) ,
Y2 = 0. 004X2 - 0. 388X + 21. 398(r2 = 0. 939) ,
Y3 = - 0. 038X2 + 3. 147X + 3. 746 (r2 =
0. 971)。
结果表明,当鳢肠从低密度(5 株·m -2)增加至
高密度(50 株·m -2)时,2010 年大豆产量损失率从
24. 73%显著增加至 62. 65%,2011 年大豆产量损失
率从 16. 99%显著增加至 73. 01%,鳢肠对大豆的竞
争主要是通过影响大豆的有效株数和单株有效荚
数进而影响大豆产量。
表 1 鳢肠不同密度对大豆产量及其组成的影响(2010 年)
Table 1 Effect of densities of E. prostrata on soybean yield and its components in 2010s
鳢肠密度
Density
/plants·m -2
每 m2有效株数
Plants
per m2
单株有效荚数
Pods
per plant
株高
Plant height
/cm
干重
Dry weight
/g·m -2
理论产量
Theoretical yield
/kg·hm -2
损失率
Yield loss rate
/%
0 29. 50 ± 1. 26a 20. 67 ± 1. 34a 51. 54 ± 1. 85a 205. 22 ± 21. 67a 2053. 23 —
5 24. 50 ± 1. 04b 19. 65 ± 1. 95a 49. 80 ± 0. 89a 154. 46 ± 9. 34b 1545. 40 24. 73
10 23. 17 ± 1. 17b 18. 46 ± 1. 34ab 48. 03 ± 1. 53abc 135. 80 ± 8. 73b 1358. 67 33. 83
15 19. 33 ± 1. 74c 14. 40 ± 2. 01bc 47. 52 ± 2. 42abc 93. 42 ± 10. 85c 934. 66 54. 48
20 19. 00 ± 0. 76c 14. 73 ± 0. 45bc 48. 04 ± 3. 07ab 98. 52 ± 8. 81c 985. 71 51. 99
25 18. 50 ± 0. 76c 14. 42 ± 2. 33bc 42. 14 ± 0. 44c 90. 03 ± 18. 65c 900. 72 56. 13
30 12. 50 ± 1. 61d 13. 44 ± 1. 10c 42. 98 ± 2. 14bc 71. 78 ± 4. 21c 718. 13 65. 02
50 14. 00 ± 0. 87d 12. 48 ± 1. 01c 43. 48 ± 0. 53bc 76. 65 ± 6. 37c 766. 90 62. 65
同列不同字母表示在 5%水平上差异显著。The different letters in a column stand for significant difference at 5%。
792 大 豆 科 学 5 期
表 2 鳢肠不同密度对大豆产量及其组成的影响(2011 年)
Table 2 Effect of densities of E. prostrata on soybean yield and its components in 2011s
鳢肠密度
Density
/plants·m -2
每 m2有效株数
Plants per m2
单株有效荚数
Pods
per plant
株高
Plant height
/cm
干重
Dry weight
/g·m -2
理论产量
Theoretical yield
/kg·hm -2
损失率
Yield loss rate
/%
0 33. 00 ± 2. 18a 20. 83 ± 2. 32a 56. 67 ± 4. 27a 282. 09 ± 16. 94a 2822. 31
5 25. 50 ± 3. 28ab 19. 65 ± 2. 51b 55. 80 ± 2. 41a 234. 15 ± 11. 57ab 2342. 69 16. 99
10 23. 17 ± 2. 46bc 20. 46 ± 4. 41b 51. 40 ± 2. 47a 202. 53 ± 13. 63b 2026. 31 28. 20
15 20. 50 ± 2. 00bc 18. 54 ± 0. 25bc 50. 93 ± 2. 82a 153. 31 ± 18. 32bc 1533. 87 45. 65
20 20. 00 ± 2. 08bc 14. 13 ± 2. 33cd 47. 20 ± 4. 95a 139. 15 ± 28. 53c 1392. 23 50. 67
25 20. 50 ± 2. 75bc 15. 20 ± 0. 61cd 47. 10 ± 5. 26a 135. 68 ± 12. 38c 1357. 45 51. 90
30 17. 83 ± 4. 48bc 13. 52 ± 1. 11cd 47. 33 ± 4. 36a 115. 44 ± 10. 76cd 1154. 96 59. 08
50 15. 00 ± 4. 07c 14. 01 ± 3. 35d 48. 01 ± 0. 69a 76. 12 ± 13. 27d 761. 61 73. 01
同列不同字母表示在 5%水平上差异显著。The different letters in a column stand for significant difference at 5%。
3 结论与讨论
本研究发现鳢肠出苗结束时,调查后拔草处理
和不拔草处理,2011 年鳢肠累计出草数均大于 2010
年累计出草数,可能是 2010 年小麦收获后深翻耕将
前茬留在土壤表面的鳢肠种子带入深土层,之后直
接播种大豆,秋季大豆收获后浅耕、播种小麦使鳢
肠种子大量存留于土表,而 2011 年小麦收获后浅
耕、播种大豆,因为前期研究发现位于表土层的种
子出苗量最大,离土表 0. 5 cm 土层种子不能出
苗[12]。鳢肠株高增长和鲜重积累均在大豆播后第
40 天进入快速增长期,比大豆推迟 20 d,田间施肥
可在播后第 20 天之前进行,促进大豆快速生长,增
强大豆竞争力,进而抑制鳢肠生长。鳢肠出草高峰
在大豆播后第 12 ~ 18 天,由此在以鳢肠为优势种大
豆田杂草的防除中,除草剂最佳施药时期在大豆播
前、播后芽前或芽后早期。
对鳢肠和大豆株高及鲜重的竞争比较发现,在
收获时,鳢肠株高近 80 cm,鲜重大于 60 g,表明鳢
肠在不断的和大豆竞争光、水分、养分和空间等,这
解释了鳢肠是大豆田恶性杂草的原因。采用二次
曲线拟合了鳢肠密度和每平方米有效株数、单株有
效荚数和损失率间的关系,确定鳢肠最终通过降低
每平方米有效株数和单株有效荚数进而降低了大
豆的产量。但关于小麦茬大豆田鳢肠种群防除的
经济阈值需要进一步深入研究。
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