全 文 ：第 35 卷第 22 期
2015年 11月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.35,No.22
Nov., 2015
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家科技支撑计划(2012BAD19B02);广东省农业科技研究团队项目(2012A020100009)
收稿日期:2014鄄04鄄14; 摇 摇 网络出版日期:2015鄄04鄄20
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: xstian@ tom.com
DOI: 10.5846 / stxb201404140722
陈国奇,冯莉,田兴山.不同控草措施对高温季节华南地区蔬菜田杂草群落的影响.生态学报,2015,35(22):7444鄄7453.
Chen G Q, Feng L, Tian X S.Influences of different weed control practices on hot鄄season vegetable鄄field weed communities in South China.Acta Ecologica
Sinica,2015,35(22):7444鄄7453.
不同控草措施对高温季节华南地区蔬菜田杂草群落的
影响
陈国奇,冯摇 莉,田兴山*
广东省农业科学院植物保护研究所,广东省植物保护新技术重点实验室, 广州摇 510640
摘要:华南地区高温季节从 6月持续到 10月,田间杂草危害严重,当前高温季节田间杂草群落发生格局相关的研究资料积累不
足。 因此,在广州高温季节于标准化菜田通过田间杂草调查、小区控草试验和室内土壤培养,研究了杂草群落发生规律和菜田
不同清园和土壤处理控草措施对田间杂草群落短期防效和后续影响。 结果表明,试验田休耕 50 d 后,田间杂草群落中禾草类
杂草种类较少但发生量明显占优,阔叶类杂草种类较多而危害总体较轻,莎草类杂草种类较少,发生量与阔叶草相当;牛筋草
(Eleusine indica)呈现明显的单优势,光头稗(Echinochloa colona)、千金子(Leptochloa chinensis)、碎米莎草(Cyperus iria)、草龙
(Ludwigia hyssopifolia)等的盖度也较高。 休耕后取田间土壤在不同温度条件下培养的结果亦表明,高温促进禾草类杂草的出苗
和幼苗生长(尤其是 40 益 / 35 益),而 15 益恒温培养 14 d几乎仅有阔叶类杂草出苗。 不同控草措施处理的田间试验结果表
明,百草枯处理(900 g a.i. / hm2)后阔叶类杂草总盖度上升的趋势被扭转为禾草类杂草持续占优势;喷施百草枯并铲草处理 30 d
后杂草盖度即恢复至 60%以上,而配合喷施丁草胺(1350 g a. i. / hm2)、乙草胺(750 g a. i. / hm2)、精异丙甲草胺(750 g a. i. /
hm2)或二甲戊灵(600 g a.i. / hm2)进行土壤处理 30 d 后可使杂草盖度与仅喷施百草枯处理分别下降 72.9%、84.6%、83.9%和
77.5%;土壤处理前配合浅翻耕可明显提升控草效果。 典范对应分析(CCA)结果表明,控草处理 70d后,百草枯、铲草和翻耕处
理均对试验田间杂草群落结构具有显著影响(P < 0.01),田间各主要杂草在 CCA排序图中明显分为两个类群:1)光头稗、牛筋
草、千金子、马唐(Digitaria sanguinalis)、水虱草(Fimbristylis miliacea)和三头水蜈蚣(Kyllinga triceps);2)草龙、胜红蓟(Ageratum
conyzoides)、鳢肠(Eclipta prostrata)、马齿苋(Portulaca oleracea)等阔叶类杂草和碎米莎草。
关键词:华南; 高温; 杂草群落; 百草枯; 翻耕; 铲草; 芽前除草剂
Influences of different weed control practices on hot鄄season vegetable鄄field weed
communities in South China
CHEN Guoqi, FENG Li, TIAN Xingshan*
Plant Protection Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangdong Provincial Key Laboratory of High Technology for Plant
Protection, Guangzhou 510640, China
Abstract: In South China during the hot season, which commonly lasts from June to October, weeds infest arable lands.
The shifts in farming practices and climate change have brought new challenges to cropland weed management. Therefore,
further research is needed to elucidate patterns of weed community occurrence during the hot season. To investigate weed
community occurrence patterns and the effectiveness and subsequent influence of different weed control practices on weed
occurrence, we conducted a series of field surveys and weed鄄control field experiments during the hot season on standard
vegetable farms, as well as soil incubation studies in growth chambers under different temperature regimes. The experiments
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were conducted in Guangzhou city ( located in South China) from June 10 to October 10, 2013. After a 50鄄day fallow period
beginning on June 10, the weed community of the studied field was dominated by a few species of grass, with broadleaf
weeds exhibiting high species diversity but lower coverage, and sedges having lower species diversity and coverage. Eleusine
indica was mono鄄dominant among the 31 weed species observed in the experimental vegetable field. Echinochloa colona,
Leptochloa chinensis, Cyperus iria, and Ludwigia hyssopifolia also showed high coverage. With respect to soil collected from
the experimental field immediately after the fallow period, seedlings of grasses and sedges emerged and grew better under
high temperature conditions, especially at 40 益 / 35 益, but were all strongly inhibited at 15 益 . Seedlings of broadleaf
weeds emerged and grew well at 15 益, while their growth was constrained at 40 益 / 35 益 . After treatment with paraquat
(900 g a.i. / hm2), the trend of increasing dominance of broadleaf weeds in the experimental field was transformed into
continuous mono鄄dominance of grasses. After application of paraquat followed by hoeing, weeds re鄄covered >60% of the soil
surface after 30 days. In contrast, weed coverage was decreased by 72.9%, 84.6%, 83.9%, or 77.5% when followed by an
application of the pre鄄emergence herbicides butachlor (1350 g a.i. / hm2), acetochlor (750 g a.i. / hm2), metolachlor (750
g a.i. / hm2), or pendimethalin (600 g a.i. / hm2), respectively. Furthermore, tillage to 15 cm after hoeing and before the
application of pre鄄emergence herbicide greatly improved weed control effectiveness. Canonical correspondence analysis
(CCA) suggested that the application of paraquat, hoeing, and tillage all showed significant (P < 0.01) influences on the
weed community structure of the studied vegetable field 70 days after weed control treatments. After 70 days, paraquat
application had strongly negative effects on the occurrence of Echinochloa colona and Leptochloa chinensis and strongly
positive influences on the occurrence of Mimosa pudica, Corchorus aestuans, Ageratum conyzoides, and Portulaca oleracea.
Hoeing and tillage had strongly negative influences on the occurrence of Eleusine indica, Echinochloa colona, Leptochloa
chinensis, Digitaria sanguinalis, Fimbristylis miliacea, and Kyllinga triceps and strongly positive effects on the occurrence of
broadleaf weeds. Common weed species in the experimental fields formed two clear groups in the CCA biplot with respect to
the first two axes, namely (1) grass species plus two sedges, F. miliacea and K. triceps, and (2) broadleaf weed species
plus Cyperus iria.
Key Words: South China; hot season; weed community; paraquat; tillage; hoeing; pre鄄emergence herbicide
田间杂草群落通常由功能类群不同的杂草依据各自的生态位和生活史特性嵌合而成[1],进而在不同的
环境因素和人工干扰下呈现不同的发生趋势和格局[2鄄3],因此依赖单一的杂草防控策略难以持续[4],田间杂
草综合管理势在必行。 另一方面,随着生产力水平和劳动力成本不断上升,轻简化、规模化和集约化农业耕作
模式逐步兴起带来了一系列新的农田控草难题。 例如轻型栽培省工、省时、节水成为水稻播种的重要发展方
向,然而稻田杂草危害趋于严重,进而限制了轻型栽培模式的推广[5鄄6];再如,免耕和少耕会对田间杂草群落
发生规律产生明显影响,草害发生趋于加重[7鄄8]。 此外,气候变化也为农田草害治理带来了新的巨大挑
战[9鄄10]。 因此,农田草害治理策略亟需进行相应的调整和优化。
华南属南亚热带季风气候,高温季节通常从 6 月持续到 10 月且降水充沛[11],当地的蔬菜田、甜玉米田、
短期休耕地和果园中牛筋草(Eleusine indica)、光头稗(Echinochloa colona)等杂草普遍大量发生,种子库持续
积累、规模庞大进而加剧其恶性暴发,防控困难。 农户和规模化作物生产基地通常采用灭生性除草剂进行茬
口清园和果园除草,并常配合铲草和翻耕在作物播种前施用芽前除草剂。 百草枯常用于香蕉园以及菜田茬口
清园,并且在春季常替代草甘膦用于荔枝、柑橘等果园除草,而常用的芽前除草剂主要包括丁草胺、乙草胺、精
异丙甲草胺和二甲戊灵等[12]。 然而,简单依赖化学除草剂,“有草即打药冶的模式不仅成本较高、效果有限,
并且容易引发作物药害等负面影响[13]。 因此,明确各常用控草措施对高温季节杂草群落综合防效和后续发
生格局影响,进而采取综合防控策略势在必行。 然而,针对华南地区农田杂草群落及其综合防控的研究较少,
亟待拓展。 因此,本文在广州标准化菜田展开一系列试验,在高温季节休耕 50 d后进行了杂草群落调查并采
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集田间土壤比较了不同温度条件下杂草出苗和幼苗生长,此外,还研究了各常见控草措施处理 30 d、50 d、70
d后的田间杂草群落结构和发生特点。
1摇 材料与方法
1.1摇 试验田概况和小区设置
田间试验在广州白云区国家农业科技园区(23.39毅N,113.42毅E)内的标准化菜田(52 m 伊 45 m)开展,试
验田土壤质地疏松(砂土颐壤土颐粘土 = 23颐40颐37,土壤 pH 值 = 6.1),长期用于蔬菜种植。 试验从 2013 年 6 月
10日开始至 10月 10日结束,期间处于当地高温季节(图 1),平均每天最高气温为 31.6 益,最低气温 24.7 益,
降水量 3.1 mm。
摇 图 1摇 田间试验开展期间每天的最高温(TH)、最低温(TL)和降水
量(Pr)
Fig.1摇 Daily maximum temperatures ( TH ), minimum
teperatures ( TL ) and precipitation ( Pr ) during field
experiments摇
6鄄10日开始休耕,8鄄2日进行小区控草试验
1.2摇 杂草群落调查和土壤出苗试验
试验田种植了一茬番茄后,2013 年 6 月 10 日开始
休耕至 8月 1日(共 50 d)。 休耕结束后,在田间均匀设
置 94个 1 m 伊 1 m 的样方,通过调查每个样方中各种
杂草的盖度研究了试验田间杂草群落结构[14]。 一些样
方中杂草分层重叠覆盖土表导致杂草盖度总和超过
100%,例如草龙( Ludwigia hyssopifolia)在试验田间高
80—100 cm 位于杂草群落上层;牛筋草、碎米莎草
(Cyperus iria)等高 40 cm左右位于中层;母草(Lindernia
crustacea)、马齿苋(Portulaca oleracea)以及杂草幼苗高
度低于 10 cm 位于最下层;另有藤本杂草鱼黄草
(Merremia hederacea)攀爬于其他杂草上。
同时在田间以内径 20 mm 的土壤取样器取 300 个
土表 0—10 cm 的土样,带回实验室后将土样中的枯枝
落叶等杂物挑除,混合均匀后分为 2 份, 1 份置于
-20 益保存备用,另 1份用于研究不同控制温度条件下的土壤种子萌发和出苗情况,将其平均分为 27 份,分
别装入到 8 cm 伊 5 cm的塑料花盆内(土壤堆积的高度约 3 cm)。 将装有上述土壤的花盆分别置于 32 cm 伊
42 cm 伊 5 cm的托盘中,分别移入 15 益恒温、28 益 / 25 益、40 益 / 35 益等 3个温度处理的光照培养箱中,培
养箱设置光照 /黑暗各 12 h(光照强度约为 8000 lx),每个处理重复 9次。 在托盘中加水以便花盆从底部吸水
而保持土壤湿润,每天观察每个花盆中的出苗情况。 14 d 后完成出苗试验,分别统计每个花盆中禾草类、阔
叶类和莎草类杂草幼苗株数和鲜重。
1.3摇 不同控草措施处理试验
2013年 8月 2日,将试验田均分为两半,一半采用小型犁地机对土壤表层 15 cm 进行浅耕,另一半不翻
耕,然后在两边各建立 30个 1 m 伊 2 m的小区,共 60个小区分别用于 12个试验组(表 1),每个试验组重复 5
次,相邻小区之间间隔 30 cm,各个试验组在翻耕和不翻耕区内分别随机排列。 处理后 30 d、50 d和 70 d分别
调查各小区内各种杂草的盖度,试验结束时(处理后 70 d)在每个小区的中部设置 1 个 50 cm 伊 50 cm 的样
框,统计样框中各种杂草的鲜重。 所用百草枯为广西农大生物科技有限公司生产 200 g / L 水剂,其推荐的最
高剂量为 900 g a.i. / hm2;丁草胺为广州市广农化工有限公司生产的 50% 乳油,其推荐的最高剂量为 1350 g a.
i. / hm2;乙草胺为江苏健谷化工有限公司生产的 50% 乳油,其推荐的最高剂量为 750 g a.i. / hm2;精异丙甲草
胺为先正达(苏州)作物保护有限公司生产的 96%乳油,其推荐的最高剂量为 2160 g a.i. / hm2;二甲戊灵为江
苏东宝农药化工有限公司生产的 330 g / L乳油,其推荐的最高剂量为 1500 g a.i. / hm2。 丁草胺施用量采用推
荐最高剂量,其它除草剂施用剂量参照当地规模化菜场中的常用剂量标准。
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表 1摇 各试验组编号及处理方式
Table 1摇 Weed control practices of 12 treatments in the experimental fields
处理组*
Treatment
百草枯
Paraquat (g a.i. / hm2)
铲草
Hoeing
翻耕
Tillage
土壤处理剂
Pre鄄emergency herbicide
CK1 伊 伊 伊 伊
CK2 900 伊 伊 伊
NT 900 姨 伊 伊
T 900 姨 姨 伊
BU鄄NT 900 姨 伊 丁草胺 Butachlor, 1350 g a.i. / hm2
BU鄄T 900 姨 姨 丁草胺 Butachlor, 1350 g a.i. / hm2
AC鄄NT 900 姨 伊 乙草胺 Acetochlor, 750 g a.i. / hm2
AC鄄T 900 姨 姨 乙草胺 Acetochlor, 750 g a.i. / hm2
ME鄄NT 900 姨 伊 精异丙甲草胺 Metolachlor, 750 g a.i. / hm2
ME鄄T 900 姨 姨 精异丙甲草胺 Metolachlor, 750 g a.i. / hm2
PE鄄NT 900 姨 伊 二甲戊灵 Pendimethalin, 600 g a.i. / hm2
PE鄄T 900 姨 姨 二甲戊灵 Pendimethalin, 600 g a.i. / hm2
摇 摇 姨:执行 Treated, 伊:未执行 not treated, CK:对照 control,NT:不翻耕 non鄄tillage,T:翻耕处理 Tillage,BU:丁草胺 Butachlor,AC:乙草胺
Acetochlor,ME:精异丙甲草胺 Metolachlor,PE:二甲戊灵 Pendimethalin
1.4摇 数据统计分析
基于 SPSS18.0软件采用单因素方差分析比较不同处理组之间相应数值的差异性,各处理组之间方差整
齐时采用 LSD方法,方差不整齐时通过两次开平方根进行数据转换至方差整齐后再采用 LSD方法分析。
采用典范对应分析来进一步研究各控草措施对田间各种主要杂草发生和杂草群落结构的影响。 主要杂
草的确定标准为其至少在 1个试验组中的平均盖度超过 5%。 分别建立“试验组鄄杂草盖度冶和“试验组鄄控草
措施冶数据矩阵,然后采用 R软件“Vegan冶程序包中“cca冶函数进行典范对应分析,采用“anova冶函数对排序分
析模型进行检验,并采用“envfit冶函数检验各控草措施对杂草群落影响的显著性[15]。
2摇 结果与分析
2.1摇 处理前杂草调查
试验处理前的杂草调查总共记录到 31种田间杂草,其中禾草类 4种、阔叶草 22种、莎草类 5 种。 在全部
的 94个样方中出现的频度超过 10%的杂草有 17 种(表 2),牛筋草的频度达到 100%,其次是草龙(85.1%)、
碎米莎草(75.5%)和胜红蓟(Ageratum conyzoides,67.0%);平均盖度最高的为牛筋草(51.6%),然后是光头稗
(17.5%)、千金子(Echinochloa colonum,6.5%)、碎米莎草(6.0%)、草龙(3.8%)等。
试验处理 70d后的杂草调查总共记录到 39种杂草,其中禾草类 5种,莎草类 5种,阔叶草 29种。
2.2摇 温度对土壤杂草种子出苗的影响
高温(40 益 / 35 益)处理下试验进行的第 2 天即有种子萌发,而到第 3 天平均每个花盆中的出苗数达
12.3株;14 d后,禾草类幼苗数最多,而阔叶草幼苗数显著最低(图 2),幼苗鲜重与出苗数一致,禾草类杂草幼
苗鲜重显著最高(P < 0.05),其次是莎草类,阔叶草幼苗鲜重远低于前两者。 28 益 / 25 益处理下第 3天开始
出苗,平均每个花盆的出苗数为 2,显著低于 40 益 / 35 益处理下(P < 0.05);处理 14d 后其出苗数与高温处
理下无显著差异,然而其幼苗鲜重略低于高温处理,并且该处理下阔叶草出苗数和鲜重均显著高于高温处理
下的相应数值(P < 0.05)。 低温(15 益)处理下到试验的第 5天才观察到有种子出苗,试验进行 14天后,15 益
处理下杂草总出苗数和总鲜重显著最低,并且阔叶类杂草分别占出苗数和幼苗总鲜重的 91.6%和 98.0%。
2.3摇 不同控草措施对杂草群落发生的影响
试验进行期间,无控草措施对照组中杂草总盖度逐步上升(图 3),尤其是阔叶类杂草;莎草类杂草总盖度
也持续上升,然而到处理 70 d时莎草类的主要杂草碎米莎草大量结实后枯亡,因而总盖度明显下降;禾草类
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杂草总盖度总体而言波动较小,处理后 50 d时马唐(Digitaria sanguinalis)、千金子大量结实后枯亡,同时土壤
中禾草类持续出苗。
表 2摇 试验田间出现频度高于 10%的杂草及其在处理前所调查 94个样方中的频度和盖度.
摇 Table 2摇 Franquency and mean coverage across the 94 quadrats for the 17 weed species with frequency higher than 10% surveyed before
treatment in the experimental field
编号 Code 杂草 Weed species 频度 Frequency / % 平均盖度 Mean coverage / %
1 牛筋草 Eleusine indica 100.0 51.6
2 光头稗 Echinochloa colona 56.4 17.5
3 千金子 Leptochloa chinensis 52.1 6.5
4 马唐 Digitaria sanguinalis 21.3 1.7
5 草龙 Ludwigia hyssopifolia 85.1 3.8
6 胜红蓟 Ageratum conyzoides 67.0 0.8
7 鳢肠 Eclipta prostrata 45.7 0.7
8 伞房花耳草 Hedyotis corymbosa 37.2 0.6
9 母草 Lindernia crustacea 20.2 0.4
10 马齿苋 Portulaca oleracea 18.1 0.7
11 叶下珠 Phyllanthus urinaria 17.0 0.4
12 鱼黄草 Merremia hederacea 16.0 0.7
13 泥花草 Lindernia antipoda 12.8 0.2
14 凹头苋 Amaranthus lividus 11.7 0.5
15 碎米莎草 Cyperus iria 75.5 6.0
16 水虱草 Fimbristylis miliacea 42.6 1.5
17 扁穗莎草 Cyperus compressus 10.6 0.6
摇
图 2摇 试验田土壤在不同温度下培养 14d后禾草类、阔叶草和莎草类杂草的出苗数和幼苗鲜重
Fig.2摇 Amounts and weights of grass (G), broadleaf weeds (B) and sedge (S) seedlings emerged from the soil collected in the experement
fields and incubated under different temperature regimes for 14 days
同一处理下不同标注字母表示该处理下相应杂草类群的统计值之间差异显著; NS: 无显著差异
与无控草措施对照相比,以推荐最高剂量对田间杂草群落施用百草枯处理后,田间阔叶类杂草总盖度上
升的趋势被明显抑制(图 3),百草枯处理后禾草类(主要为牛筋草)在短期内再生,且土表种子大量出苗并快
速生长,因而田间杂草群落结构波动较小,禾草类杂草盖度占全部杂草总盖度的比例一直维持 70%以上。 处
理 70 d后,百草枯处理组中禾草类占全部杂草总鲜重的比例为 91.7%,显著(P< 0.05)高于无控草处理对照
组中的相应比例(30.1%);相反阔叶类杂草鲜重占全部杂草鲜重的比例(6.2%)显著(P < 0.05)低于无控草处
理组(52.8%)。
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图 3摇 对照组(CK1)和仅施用百草枯处理组(CK2,900 g a.i. / hm2)中处理后不同时期杂草盖度
Fig.3摇 Coverages of grass (G), broadleaf weeds (B) and sedge (S) in the two control treatments after different periods (“CK1冶: with no
weed control treatment, and “CK2冶: treated with paraquat (900 g a.i. / hm2))
图中不同字母表示所对应的处理之间差异显著
百草枯处理后人工铲除地表杂草,然后在翻耕和不翻耕的条件下分别施用 4种不同的土壤处理剂进行土
表喷雾处理,结果表明,与对照(不施用土壤处理剂)相比(图 4),在不翻耕情况下处理 30 d后施用丁草胺、乙
草胺、精异丙甲草胺和二甲戊灵杂草盖度与对照(仅喷施百草枯处理)相比分别下降了 72.9%、84.6%、83.9%
和 77.5%;而在翻耕情况则分别下降了 96.9%、96.3%、96.0%和 73.8%。 在不翻耕情况下施用丁草胺处理 50 d
后杂草盖度与对照无显著差异,其它 3种土壤处理剂处理下杂草盖度均显著低于对照;各处理组中禾草类盖
度快速恢复,并且阔叶草总盖度均显著(P < 0.05)高于对照组中。 在翻耕条件下,4 种土壤处理剂处理均强
烈抑制了禾草类杂草发生量,然而在处理 50 d后,阔叶类杂草大量发生。 此外,在翻耕条件下,精异丙甲草胺
处理对禾草类和莎草类的抑制效应表现最为强烈,二甲戊灵处理后对莎草的控制效果相对不佳。 处理 70 d
后杂草发生情况与处理 50 d后相似,但总盖度上升。
2.4摇 不同控草措施对杂草群落结构的影响
基于杂草在各小区内发生盖度调查数据,对各控草措施与处理 70 d 后的杂草群落结构进行 CCA 排序,
前 2轴的特征根值分别为 0.30和 0.29,前 3轴的累积信息解释量达 71.96%,排序模型检验结果 P < 0.01。 各
控草措施中,喷施百草枯、铲草和翻耕处理均对试验田间杂草群落具有显著影响(P < 0.01),4 种土壤处理除
草剂中二甲戊灵的影响相对较高(P = 0.069),其它几种土壤处理剂影响较小(P > 0.3)。
在各种控草措施处理 70 d后,田间各主要杂草在 CCA排序图中明显分为两个类群(图 5),即禾草类杂草
加上莎草类的水虱草(Fimbristylis miliacea)和三头水蜈蚣(Kyllinga triceps)分布于排序图左侧而其他阔叶类杂
草和碎米莎草分布于排序图右侧。 铲草、翻耕和二甲戊灵处理呈现明显的正相关效应(排序图中对应的线条
间夹角较小),并均明显抑制试验田间禾草类主要杂草包括千金子、光头稗、牛筋草、马唐以及莎草类的三头
水蜈蚣的发生,而促进控草处理 70 d后阔叶类杂草如甜麻(Corchorus aestuans)、含羞草(Mimosa pudica)、马齿
苋、胜红蓟 ( Ageratum conyzoides)、草龙、腋花蓼 ( Polygonum plebeium)、鱼黄草、伞房花耳草 ( Hedyotis
corymbosa)等在群落中占优。 百草枯处理与铲草和翻耕处理也呈现明显的正相关效应,而与二甲戊灵处理呈
现较弱的正相关。 施用百草枯对处理 70 d后,田间千金子和光头稗发生的盖度明显受到抑制,而对马唐、牛
筋草、水虱草、三头水蜈蚣、草龙、碎米莎草的田间发生盖度影响较小,并促进甜麻、含羞草、马齿苋、腋花蓼、胜
红蓟、伞房花耳草等非恶性杂草发生盖度的上升。
3摇 讨论
高温季节是耕地中草害暴发的高峰期,尤其是在华南高温高湿的气候条件下,田间杂草泛滥成灾,土壤中
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图 4摇 施用百草枯并进行铲草处理后翻耕(T)或不翻耕(NT)结合 4种常用土壤处理剂处理后不同时期杂草盖度(土壤处理剂包括丁草胺
(BU)、乙草胺(AC)、精异丙甲草胺(ME)、二甲戊灵(PE))
Fig.4摇 Coverages of grass (G), broadleaf weeds (B) and sedge (S) in treated with tillage (T) or non鄄tillage (NT) and different pre鄄
emergency herbicides after weed removed by applying paraquat and following hoeing
杂草种子库庞大并与地上杂草危害相辅相成,防控极为困难。 本文的研究反映了华南地区高温季节蔬菜田杂
草群落发生特征,并揭示了当地常用控草措施对高温季节杂草群落防效和后续发生格局的影响,进而为针对
性地制定田间草害高效、可持续控制策略提供参考。
3.1摇 禾草类杂草在高温季节蔬菜田中危害严重
在高温季节,试验田间禾草类杂草种类较少但发生量占据绝对优势,阔叶类杂草种类较多但发生量较低,
莎草类杂草种类较少而碎米莎草和水虱草有时发生较重,这反应了华南地区高温季节田间杂草发生的典型格
局。 试验田间危害最重的杂草为牛筋草(试验前盖度为 51.6%),随后是光头稗(试验前盖度为 17.5%)、千金
子(试验前盖度为 6.5%)、碎米莎草(试验前盖度为 6%)。 阔叶类杂草中草龙的盖度最高,试验前盖度为
3.8%。 此外,马唐和水虱草的发生量也较高。
试验田间土壤置于室内控制温度下的培养实验结果表明,在高温处理下禾草类杂草出苗数和幼苗生长对
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图 5摇 不同控草措施处理 70 d之后试验田间主要杂草盖度与不同控草处理方式的典范对应分析(CCA)前两轴排序图
Fig.5摇 Canonical correspondence analysis (CCA) showing weed control practices and main weed species in the experimental field
the dots suggesing weed species and the codes were coincident with that in Table 2, except for 18鄄21; 18: Mimosa pudica, 19: Corchorus aestuans,
20: Polygonim plebeium, and 21: Kyllinga triceps
阔叶草类均具有显著优势。 这与这几种禾草类杂草的生物学特性密切相关。 牛筋草是世界上危害最重的 18
种恶性杂草之一,其种子适宜在高于 25 益的温度条件下萌发,且在光照或黑暗下以及 0—1 cm的土层中均可
萌发[16鄄17],而在 15 益以下几乎不萌发。 此外,牛筋草单株种子产量可达 5 万枚以上,每公顷牛筋草可产生
4.25 t种子[16]。 因此,在高温季节即使在田间土壤杂草盖度较高或者薄层土壤覆盖的情况下,牛筋草种子仍
能大量出苗。 类似地,光头稗也是世界上危害最重的恶性杂草之一,其种子出苗对高温适应力极强,而在遮光
和覆土 0.5 cm下也有少量种子出苗[18],马唐[19]和千金子[20]种子出苗偏好高温,而在 15 益以下几乎不出苗。
此外,水虱草和碎米莎草种子出苗也偏好高温条件[21]。
在喷施百草枯但不铲草和翻耕情况下牛筋草和光头稗种子(尤其是前者)依然能够出苗并快速生长,而
碎米莎草、草龙、千金子、水虱草、鳢肠(Eclipta prostrata)、马齿苋、胜红蓟等杂草种子萌发均需光照条件[21鄄23],
因此植被遮光会抑制其出苗。 百草枯处理后进行铲除、翻耕或土壤处理除草剂可有效控制禾草类的危害(图
4)。 随着气温略降低,阔叶类杂草出苗和幼苗生长大幅上升,在无控草措施处理下试验田间的阔叶类杂草开
始占优势。
据政府间气候变化委员会第四次报告(www. ipcc.cg / SPM13apr07.pdf),到本世纪末,全球平均气温较 20
世纪末上升 1.1—6.4 益,并且酷热、干旱、暴雨事件趋于频繁[10]。 气温升高会促进牛筋草、光头稗等禾草类杂
草的发生,而暴雨事件则可促进这些恶性杂草种子的漂移扩散,加剧其危害。 气候暖化和气候的不确定性上
升对高温季节农田杂草群落发生格局及演替趋势的影响值得深入研究。
3.2摇 在高温季节里不同土壤处理控草措施下蔬菜田杂草发生格局
农田中杂草种类通常具有一定的多样性,尤其是土壤种子库中往往有各种类群杂草而难以控制[24],因而
针对一类杂草危害采取特定控草措施防除后形成的生态位空白易促进其它类群杂草大量出苗和暴发[1]。 试
验田间在各种控草措施处理 70 d后,各主要杂草在 CCA排序图明显分为两个类群。 在田间两个杂草类群此
消彼长,例如在禾草类杂草盖度较低的处理组中,马齿苋、草龙、胜红蓟、鳢肠等阔叶草以及碎米莎草发生盖度
相应上升。 施用百草枯并采取铲草和翻耕清理试验田间杂草地上植被后,禾草发生盖度显著下降而碎米莎草
1547摇 22期 摇 摇 摇 陈国奇摇 等:不同控草措施对高温季节华南地区蔬菜田杂草群落的影响 摇
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发生量大幅上升;而配合使用土壤处理剂处理 50 d后阔叶类杂草开始暴发,尤其是与土壤翻耕配合使用情况
下,阔叶类杂草占绝对优势(图 4)。 施用百草枯并铲草处理后,无论翻耕或者不翻耕,试验田间草害在 30 d
内即恢复至 60%盖度,而喷施土壤处理剂可有效控制 30 d内草害的重新暴发。 相对而言,丁草胺和二甲戊灵
的持效期较短[25],在施用 30 d时在田间观察到大量杂草出苗,而至 50 d 时相应处理下草害已经与无土壤处
理组接近,乙草胺和精异丙甲草胺控草持效性相对较长,与土壤翻耕配合使用的情况下,施用 50 d 后试验组
中杂草总盖度与无土壤处理剂处理相比分别下降 50%以上。
近年来,随着田间用工成本的快速上涨,农田中人工铲草和翻耕频度趋于下降,因而,高温季节田间禾草
类杂草以及水虱草、三头水蜈蚣等的危害可能进一步加剧。 许多研究表明,免耕和少耕会促进多年生杂草危
害[7,26];在菲律宾开展的研究也表明免耕田间升马唐(Digitaria ciliaris)、光头稗、牛筋草、胜红蓟、鳢肠(Eclipta
prostrata)和马齿苋出苗量显著高于传统耕作的农田[8]。
3.3摇 高温季节蔬菜田杂草群落综合防控
高温季节里华南地区旱作物田中牛筋草、光头稗、马唐发生量极大,农民通常采用灭生性除草剂进行清园
和杀灭田埂上的杂草,然而这 3种杂草种子量大、适应性强,因而容易产生对除草剂的抗性。 据世界抗除草剂
杂草种群数据库(http: / / www.weedscience.org)的记录,当前已经发现并确认的牛筋草抗性种群多达 25 个,分
布于包括我国在内的 8 个国家,涉及抗草甘膦、百草枯、草铵膦、吡氟禾草灵、氟乐灵、二甲戊灵、嗪草酮
(metribuzin)、烯草酮、氰氟草酯、高效氟吡甲禾灵等;光头稗也已有 23个抗除草剂种群被发现和确认,涉及包
括草甘膦、二氯喹啉酸等 14种除草剂;而马唐也有 11个抗药性种群被发现和确认,涉及 11 种除草剂[27]。 农
户在清理非耕地杂草时喷施除草剂的剂量容易偏高,因而非耕地中杂草更容易形成抗性[17],抗性杂草种子随
水流、风、联合收割机等传播造成巨大隐患。 因而在高温季节防控田间和田埂杂草时应充分考虑杂草抗药性
威胁,避免大量喷施单一除草剂,同时应尽量减少杂草种子库的输入、促进其耗竭。
本研究结果表明,在禾草类杂草暴发的田间铲除地上杂草植被后采用土壤处理除草剂可有效控制禾草类
杂草危害,尤其是采用乙草胺或精异丙甲草胺配合土壤翻耕处理;而杀灭并铲除杂草后不采用土壤处理除草
剂草害极容易重新暴发。 此外,在我国华南高温季节,控制蔬菜田中禾草类危害时,应警惕马齿苋、草龙、胜红
蓟、鳢肠等阔叶类杂草危害,针对性地采取预防措施。 例如在播种前,通过在田间调控湿度条件诱发杂草种子
大量出苗后及时集中杀灭,进而耗竭表层土壤种子库[28];鉴于马齿苋、草龙、胜红蓟、鳢肠、碎米莎草等杂草种
子出苗均需要光照[22],可考虑利用秸秆或生物质地膜覆盖土表以控制杂草出苗[28];也可考虑轮换采用高温
火焰、高温蒸汽、红外、微波等热除草技术用于田间控草[28鄄30]。 此外,不同施肥和轮作模式对农田杂草群落发
生动态的调控效应值得深入研究[31]。
致谢:本研究得到华南师范大学生命科学学院陈晓鸿、余培杰同学的帮助,特此致谢。
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