全 文 ：文章编号:1008-1895(2001)03-0035-04
鳢肠马唐竞争作用研究
沈俊明1 , 陈长军2 , 冒宇翔1 , 金丽华1
(1.江苏沿江地区农科所 , 江苏 如皋　226541;2.江苏沿海地区农科所 , 江苏 盐城　224000)
摘　要:采用人工接草的方法 , 研究了鳢肠 (Eclipta prostrata L.)和马唐 (Digitaia San-
guinalis L.Scop.)的竞争作用。结果表明:在数量上 , 当鳢肠 、马唐的接草密度分别为 4.0 株
·m-2和 300.0 茎蘖·m-2 , 草龄为 64 d , 马唐的密度达2 000 株·m-2时 , 鳢肠灭绝;而当鳢肠 、
马唐的接草密度分别为 140.0株·m-2 、 8.4株·m-2 、草龄为 54 d , 鳢肠的密度达 120.0 株·m-2
时 , 马唐灭绝。从单位面积生物量上看:当鳢肠 、 马唐接草密度 、草龄及马唐单位面积生物量
分别为 1.0株·m-2 、 210.0 株·m-2 、 72 d和 7 095.7 g·m-2时 , 鳢肠灭绝;而当它们的接草密
度 、草龄及鳢肠单位面积生物量分别为 140.0 株·m-2 、 1.0 株·m-2、 72 d和 1 265.3 g·m-2时 ,
马唐灭绝。并组建了马唐 、鳢肠单位面积生物量 、 数量 、单株生物量竞争模型 。
关键词:鳢肠;马唐;竞争;模型
中图分类号:S 451.1 文献标识码:A
Competitive Effect Between Eclipta
Prostrata.L.and Digitania Sanguinalis (L)Scop
SHEN Jun-ming1 , CHEN Chang-jun2 , MAO Yu-xiang1 , JIN Li-hua1
(1.Agricultural Institute of Riparian Region of Jiangsu Province , Rugao 226541 , China
2.Agricultural and Scientific Institute of Coastal Region of Jiangsu Province , Yancheng 224000 , China)
Abstract:The competion between Eclipta prostrata L.and Digitaria sanguinalis(L)Scop.are stud-
ied in this paper by means of transplanting weeds.The results show that , on one hand , E.prostrata would
become extinct , while D.sanguinalis would add up to 2000 weeds per metre square after they , being trans-
planted at the density of 4.0 and 300.0 weeds per metre square respectively , had grown for 64 days;on the
other hand , D.sanguinalis would all die while E.prostrata would increase 120.0 weeds per meter square
when they , being transplanted at the density of 140.0 and 8.4 weeds per metre square respectively , and
raised for 54 days.From the point of fresh weight per metre square , E.prostrata would be extinct and D.
Sanguinalic , grown for 72 days , would become 7 095.7 grams fresh weight per meter square when they
transplanted at the density of 1.0 and 210.0 weeds per metre square , respectively , on the contrary , whey
they are transplanted at 140.0 and 1.0 weeds per metre square and grown for 72 days , E.peostrata would
grown at the rate of 1 265.3 grams fresh weight per metre square , but D.sanguinal would die out.Compe-
第 17 卷 第 3 期
Vol.17　No.3
南 京 农 专 学 报
Journal of Nanjing Agricultural Technology College
2001 年 9月
Sept.　2001
收稿日期:2001-02-19
基金项目:江苏省 “九五” 攻关 “棉田草害控制技术” 课题 (BG96514-3)内容之一。
作者简介:沈俊明 (1963-), 男 , 江苏海门人 , 江苏海门地区农科所助理研究员 , 主要从事杂草防除研究。
tition model of fresh weight of per unit area , quantity and fresh weight of per weed were set up.
　　Key words:eclipta prostrata;digitaia sanguinalis;competition;model
　　近年来 , 随着氟乐灵 、乙草胺 、禾草克等除草剂的使用 , 棉田阔叶杂草尤其是鳢肠的比例有所上
升。那么 , 从长远角度考虑鳢肠是否有可能取代马唐而上升为第一优势杂草呢 ?为此 , 进行了此生态
学竞争作用研究 。
1　材料与方法
1.1　方法
该试验共设 8 个处理组合 , 鳢肠 、 马唐的接草密度 (株·m-2)分别为 60 、 210;80 、 90;100 、
180;120 、 60;140 、 30;0 、 150;20 、 0;40 、 120。小区面积 1.5 m×1.5 m=2.25 m2 。重复 4次 , 随
机区组排列 , 于 5月上旬 , 分小区定量播种 , 于出苗后 3叶期 , 按处理要求定苗 (事先进行发芽率测
定)。
1.2　调查
苗后 22 d 、 43 d 、 54 d 、 64 d和 72 d调查马唐 、 鳢肠的密度 、茎蘖数 、 株高 、 鲜重 。方法是每处
理固定一小区域 , 每次取 0.11 ～ 0.22 m2 , 测定鳢肠 、 马唐的上述指标 。分析两种杂草的密度 、单株
和群体增长进程 。
2　结果与分析
2.1　鳢肠 、马唐混合种群在数量上的竞争
鳢肠 、马唐在混合种群条件下 , 通过对不同时期密度的调查 , 及对数据的微机处理 , 得出其竞争
模型如下:
W2 =-462.754 5+31.910 9 X 1 -0.241 8 X 2 +48.386 7D -38.503 3W1 -0.099 64 X21 -
0.005 949 X 22 -0.604 5 D2 +0.150 6W21 -0.123 0 X 1X2 -0.093 83X1D -
0.041 92X1W1 +0.147 0 X2D +0.121 9 X 2W1 +0.278 8 DW1 (1)
　　(其中 X1 、 X2 、 W1 、 W2 分别为鳢肠 、 马唐的接草密度和它们在不同时期的杂草密度 (株·
m-2);D 为草龄 (d)。
r =0.924 9
　　由 (1)的偏导方程组 (Ⅰ)如下:
W2 X1 =31.910 9 -0.199 3 X1 -0.123 0 X2 -0.093 83 D -0.041 92 W1 (2)
W2 X2 =-0.241 8-0.017 85 X2 -0.123 0 X 1 +0.147 0 D +0.121 9 W1 (3)
W2 D =48.386 5 -1.230 0 D -0.093 83 X1 +0.147 0 X 2 +0.278 8 W1 (4)
W2 W1 =-38.503 3+0.301 2 W1 -0.041 92 X1 +0.121 9 X2 +0.278 8 D (5)
　　从方程 (1)和偏导方程组 Ⅰ看出 , 马唐的密度 (株·m-2)由两种杂草的接草密度 , 草龄和鳢肠
在该草龄下的密度而决定 。在两种杂草混合培养条件下 , 马唐单位面积的增草速度随着鳢肠 、马唐的
接草密度的增加而减慢 (见偏导与方程 〈3〉), 且随着草龄的增加和此刻的鳢肠密度的增加而加快。
·36· 南 京 农 专 学 报 2001 年　第 3 期
从偏导方程 (5)可以看出 , 在某一时刻鳢肠每平方米增加 1株 , 则此时马唐的增草速度随着此时鳢
肠的密度 、草龄和马唐的接草密度的增加而增加 , 随着鳢肠的接草密度的增加而减慢。这说明马唐的
繁殖力 、 竞争力强 , 在与鳢肠竞争时 , 首先利用数量 (群体)上的增加占据有利的地表空间 , 由于鳢
肠是阔叶杂草 , 而马唐为禾本科杂草 , 当地表空间逐渐减少并趋于零时 , 马唐利用它的本身的遗传优
势即茎的中空特点 (而鳢肠为实在的茎), 在株高上增速较快的优势占据有利的空间 , 由此而形成马
唐的日增株速度 , 随着草龄的增长 , 马唐接草密度的提高 , 尤其是随着此时鳢肠的密度的增加而加快
(见偏导方程 〈4〉), 通过求解方程 (1)及偏导方程 (Ⅰ)得 , 当鳢肠的接草密度 (X1)为 4.0 株·
m-2 , 马唐的接草密度 (X2)为 300.0 茎蘖·m-2 , 草龄 (D)为 64 d 时 , 马唐的密度 (W2)为 2
000.0株·m-2时 , 鳢肠 (W1)灭绝;同理 , 当时 X1=140.0 , X 2=8.4 , W1=120.0 , D=54.0时 , W2
=0 , 即马唐灭绝 。当介于上述两种条件之间时 , 则种间竞争处于相对较缓的地位。
2.2　鳢肠 、马唐混合种群在生物量上的竞争
2.2.1　鳢肠 、 马唐在营养生长期单位面积生物量上的竞争
对不同期鳢肠 、 马唐单位面积生物量进行调查并进行模拟得:
F2 =22 167.28+157.939 7 X2 -1 746.968 0 D -1.932 1 X 22 +44.477 1D2 +
0.005 606 X 32 -0.320 8 D3 -0.042 09 X 1F1 +0.063 09 X 2F1 (6)
r =0.962 6
　　(其中 F1 、 F2 分别表示鳢肠 、马唐的单位面积鲜重 〈g·m-2〉)
由方程 (6)的偏导方程组 (Ⅱ):
F2 F1 =0.042 09 X1 +0.063 09 X2 (7)
F2 D =-0.962 4(D -44.477 1)2 +156.831 6 (8)
F2 X1 =-0.042 09F1 (9)
F2 X1 =0.016 82(X2 -1.932 1)2 +0.063 09 F1 +157.876 9 (10)
　　由偏导方程 (7)得 , 在其它条件不变的情况下 , 当接入鳢肠 、马唐的比例大于 1∶1.500 0时 , 鳢
肠单位生物量每增加 1 g , 则马唐单位面积生物量减少-0.042 09 X 1+0.063 09 X2 (<0);反之 , 则
马唐的单位面积生物量增加-0.042 09 X 1+0.063 09 X2 (>0), 即鳢肠 、马唐接草比例 1∶1.500 0是
其临界点。从偏导方程 (8)得 , 马唐单位生物量的日增速度在草龄为 44.477 1 d 时 , 增速最大达
156.831 6;在草龄 0 ～ 31.71 d范围时 , 其日增速度随着草龄的增加而加速 , 而在草龄为 31.71 ～ 44.71
d时 , 日增速度减小。马唐的接草密度每增加 1株·m-2 , 则马唐在某一时刻的生物量增加 0.016 82
(X2-1.923 1)2+0.063 09 F1+157.876 9 (见偏导方程 〈10〉), 即是关于其接草密度 (X2)的二次曲
线方式增加 , 且随此刻鳢肠的密度的增加而增加。当 X1 =1.0 , X2=210.0 , D =72.0 (即开花结实
期)时 , 鳢肠灭绝 , 马唐的单位生物量为 7 095.7 g·m-2;若 X1=140.0 , X2=1.0 , D =72.0时 , 马
唐灭绝 , 鳢肠的单位生物量为 1 265.3 g·m-2 。
2.2.2　鳢肠 、 马唐在营养生长期单株生物量上的竞争
通过对不同时期鳢肠 、马唐单株鲜重 (g·m-2)的调查 , 并对数据进行处理获得以下模型:
P1 =15.343 7 -0.942 4 D +27.224 7 P2 +2.136 8 P22 +3.860 9×10-4 P32 +
1.453 7 ×10-2 X1P2 -0.783 3 DP2 (11)
r =0.992 7
·37·　总第 49期 沈俊明 , 等:鳢肠马唐竞争作用研究
P2 =-0.472 5-0.419 8 P1 +1.074 2×10-3 D3 +2.213 6 ×10-3 X2P1 +4.798 0 ×10-3 DP1(12)
r =0.966 3
　　(其中 P1 、 P2 分别为鳢肠 、 马唐的单株鲜重 〈g·m-2〉)
从模拟方程 (11)可以看出 , 鳢肠的单株鲜重与马唐的接草密度无关 , 而与鳢肠的接草密度
(X 1)、草龄 (D)及即时马唐的单株鲜重 (P2)有关 。同样 , 马唐的单株鲜重与马唐的接草密度无关
(见方程 12)
2.2.3　鳢肠 、 马唐开花结实期的株高 、生物量上竞争
F2 =3 943.457-6.011 F1 +0.001 989 F 21 +0.017 55 X2F1 (13)
r =0.929 9
H1 =77.286 5-0.785 8 H2 -0.004 895 X 21 +0.012 24 X1H2 (14)
r =0.924 5
　　(其中 H1 、 H2 分别表示鳢肠 、马唐的株高 〈cm〉)
方程 (13)系在开花结实期时生物量 、 鳢肠的接草密度及鳢肠的单位生物量间的模拟方程 。从该
方程可以看出:马唐的单位生物量取决于鳢肠的单位生物量的大小及其与马唐的接草密度 (X2)的
互作 , 而与鳢肠的接草密度无关。即说明马唐的单位生物量在与鳢肠种群进行种间竞争时 , 与当时鳢
肠的接草密度 (X 1)无关 , 而与两种杂草在利用有限资源相互竞争时鳢肠的单位生物量 (F1)有关。
方程 (14)表明:鳢肠的株高与马唐的接草密度无关 , 并对 (14)求导得:
H1
X1 =-0.009 790 X 1 +0.012 24 H2 (15)
H1 H2 =-0.785 8+0.012 24 X 1 (16)
　　这说明鳢肠的接草密度每增加1株·m-2 , 则鳢肠的株高增加-0.009 790 X 1+0.012 24 H2 , (见偏
导 〈15〉)。当马唐的株高 (H2)增加 1 cm , 则鳢肠的株高增加-0.785 8+0.012 24 X 1 , 即当 X 1>
64.20时 , 马唐单株高度对鳢肠株高效应随着鳢肠接草密度的增加而增加;反之当 0其效应随着鳢肠的接草密度的增加而降低。
3　讨论
当两个物种的生态位相似的时候 , 往往发生种间竞争 。通过这种是由于共同资源的缺乏而引起
的 , 称为开发性或资源性竞争。鳢肠 、 马唐虽然分属两个不同的科 , 但利用自然资源的方式是相近
的。由于它们在生物特性繁殖力 、 生理等的差异 , 当两种杂草进行混合接草培养时 , 在低温条件下 ,
鳢肠在苗期发棵能力较马唐强 , 而处于较有利的地位 。但随着地表空间的不断减少 , 马唐的繁殖力和
向空间发展的能力弥补其早期的不足而占据较有利的地位而得以延续。
·38· 南 京 农 专 学 报 2001 年　第 3 期