馮 莉, 田興山, 閆 帥, 張?zhí)┙?岳茂峰, 高家東, 楊彩宏, 崔 燁

(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所, 廣東省植物保護(hù)新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣州 510640)

馬齒莧對菜薹生產(chǎn)的影響

馮 莉, 田興山*, 閆 帥, 張?zhí)┙?岳茂峰, 高家東, 楊彩宏, 崔 燁

(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所, 廣東省植物保護(hù)新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣州 510640)

馬齒莧是廣東規(guī)?；藞霾宿诽锏闹匾s草,為明確其年發(fā)生動態(tài),采用倒置“W”九點(diǎn)取樣法,對廣東2個規(guī)模化菜場菜薹田馬齒莧年發(fā)生動態(tài)進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果表明,1-3月和11-12月馬齒莧種群密度最低,4月開始略有升高,6月迅速升高,7-9月田間馬齒莧種群密度和生物量均達(dá)到高峰,形成單一的雜草群落,危害成災(zāi)。為明確馬齒莧危害高峰期人工防除經(jīng)濟(jì)閾值,采用添加系列試驗(yàn)和模型擬合的方法,研究了馬齒莧密度對菜薹生長和產(chǎn)量性狀的影響,結(jié)果表明：在馬齒莧的競爭干擾下,菜薹的葉面積、株高和產(chǎn)量均隨馬齒莧密度的增加而下降,冪函數(shù)模型較好地?cái)M合了馬齒莧密度與菜薹產(chǎn)量(y=-412.779x0.433+ 12 434.801,P<0.000 1)和產(chǎn)量損失(y=3.323x0.433-0.361,P<0.000 1)間的關(guān)系。馬齒莧危害高峰期進(jìn)行人工除草,其經(jīng)濟(jì)危害允許水平為5.8%,經(jīng)濟(jì)閾值為4.2株/m2。

菜薹； 馬齒莧； 競爭； 發(fā)生規(guī)律； 經(jīng)濟(jì)閾值

馬齒莧(PortulacaoleraceaLinn.),屬一年生肉質(zhì)草本植物,遍布世界熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū),其植株耐旱亦耐澇,生存和繁殖力極強(qiáng),平均每株可產(chǎn)種子約1.4萬粒[1],是世界性農(nóng)田惡性雜草[2]。馬齒莧屬于高光效C4植物[3],同時又是喜氮植物[4],因此,在我國南方土壤肥沃含氮量高的葉菜田具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢,成為規(guī)?；藞鋈~菜田難除的惡性雜草。菜薹(BrassicaparachinensisL.H. Bailey)[5],又稱菜心[6],系十字花科蕓薹屬草本植物,產(chǎn)地廣東、廣西和海南,全國均有分布,為華南地區(qū)特色葉菜品種[5-6]。菜薹在廣東以規(guī)?；卟松a(chǎn)基地為主周年生產(chǎn),供應(yīng)人口密集的粵港澳地區(qū),并出口東南亞。由于菜薹屬于小粒種子,對除草劑敏感,因此,生產(chǎn)中可供選擇的安全除草劑品種較少,目前菜場主要用二甲戊靈于菜薹播后芽前土壤封閉處理控草。而調(diào)查結(jié)果顯示,常年頻繁地使用單一品種的除草劑,導(dǎo)致菜場雜草群落結(jié)構(gòu)單一,特別是老菜場,由于馬齒莧種子在土壤中大量積累[7],使其危害逐年加重,已嚴(yán)重影響菜場的經(jīng)濟(jì)效益。為此,作者對廣東規(guī)?；喜藞霾宿诽飷盒噪s草馬齒莧發(fā)生動態(tài)進(jìn)行了調(diào)查,并按菜薹常規(guī)生產(chǎn)管理模式,在危害高峰期通過添加系列試驗(yàn)方法,研究馬齒莧對菜薹生長的影響及其與菜薹產(chǎn)量損失間的關(guān)系,明確其經(jīng)濟(jì)防除閾值, 為制定防控策略提供參考。

1 材料和方法

1.1 菜薹田馬齒莧年發(fā)生動態(tài)調(diào)查

1.1.1 調(diào)查田概況

選擇廣州近郊的2個規(guī)?；卟松a(chǎn)基地：番禺東升菜場(約10年)和從化從玉菜場(約12年)進(jìn)行調(diào)查?；匚挥跂|經(jīng)113°26′～114°03′,北緯22° 47′～23°35′,為亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,年均氣溫22.8 ℃,年均降雨量2 000 mm,一年四季均有菜薹種植。菜薹田雜草治理均使用330 g/L二甲戊靈乳油于菜薹播后芽前土壤噴霧處理。

1.1.2 調(diào)查方法

依據(jù)生產(chǎn)中菜薹生長的4個時期：種子發(fā)芽期、葉片生長期、菜薹形成期和開花結(jié)實(shí)期,每月中旬定期選擇葉片生長期的菜心田3塊,采用倒置“W”九點(diǎn)取樣法[8],調(diào)查統(tǒng)計(jì)樣方內(nèi)馬齒莧的種群密度和鮮重生物量。調(diào)查時間為2009-2010年。

1.2 馬齒莧與菜薹競爭及其經(jīng)濟(jì)防除閾值研究

1.2.1 試驗(yàn)材料

供試菜薹：‘碧綠粗薹菜心’[9],購自廣東省農(nóng)科集團(tuán)種業(yè)分公司,廣東的適播期為5月-10月,播種量7.5 kg/hm2。馬齒莧：2010年8月采自番禺東升菜場菜薹田自然成熟的種子,采回后晾干去雜裝袋保存于低溫種子柜。

1.2.2 試驗(yàn)田概況

選擇土壤肥力一致的菜田,砂壤土,有機(jī)質(zhì)含量27.9 g/kg,pH 5.9。按菜薹常規(guī)生產(chǎn)方式開溝起畦整地,畦面寬1.2 m,畦溝深約0.15 m,將菜薹種子用少量細(xì)沙拌勻撒播于畦面,噴水濕潤土壤后,用330 g/L二甲戊靈乳油按每hm2有效成分用量495 g兌水至450 L后混勻均勻噴霧土壤表面。用同樣直播的方法在相鄰田塊同時撒播馬齒莧種子,但土壤表面不用除草劑處理,出苗后的馬齒莧將用于添加系列密度試驗(yàn)。時間為2012年8月。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用添加系列試驗(yàn)和模型擬合的方法[8,10]。試驗(yàn)共設(shè)11個馬齒莧處理密度：0(無草對照)、2、4、8、16、32、64、96、192、384、768株/m2,每處理小區(qū)面積為6 m2(1.2 m×5 m),5次重復(fù),共計(jì)55個小區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列。在菜薹2葉至3葉期進(jìn)行間苗和定苗時,保持菜薹常規(guī)種植密度(株行間距0.1 m×0.15 m)的情況下,依據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的馬齒莧密度,采用田間自然出苗和人工拔除或補(bǔ)苗相結(jié)合的方法,控制各處理小區(qū)馬齒莧的種群密度,并在操作過程中使小區(qū)內(nèi)馬齒莧均勻分布。田間管理按常規(guī)生產(chǎn)進(jìn)行,各處理區(qū)一致,并人工拔除小區(qū)內(nèi)少量其他雜草。

1.2.4 調(diào)查方法

葉面積和葉綠素含量：在菜薹形成初期,各處理區(qū)隨機(jī)取15株測其中部成長葉片,用CI-202型便攜式激光葉面積儀(美國產(chǎn)) 測定葉面積,用SPAD-502型手持式葉綠素儀(日本產(chǎn)) 測定葉片葉綠素含量。

菜薹產(chǎn)量和株高：菜薹采收期采收各處理小區(qū)的菜薹,稱鮮重測產(chǎn),再隨機(jī)取15株量株高。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析

用統(tǒng)計(jì)軟件EXCEL和SPSS18.0對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理和分析。對不同密度馬齒莧與菜薹產(chǎn)量及產(chǎn)量損失間的關(guān)系,采用直線(y=ax+b)、二次曲線(y=ax2+bx+c)、指數(shù)(y=beax)、對數(shù)(y=alnx+b)、冪函數(shù)(y=bxa) 5種回歸模型進(jìn)行擬合,根據(jù)相關(guān)程度以及曲線與實(shí)測值的擬合程度,篩選出最佳擬合模型。依據(jù)菜薹產(chǎn)量損失與馬齒莧密度的相關(guān)模型,確定馬齒莧危害的經(jīng)濟(jì)允許水平(economic infestation level,EIL)及其經(jīng)濟(jì)防除閾值[1,10-12]。EIL(%) =C×100/(Y×P×E),其中C為菜薹田雜草防除費(fèi)用(元/hm2),Y為菜薹產(chǎn)量(kg/hm2),P為菜薹價格(元/kg),E為防除效果(%)。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣東規(guī)?；藞霾宿诽锺R齒莧年發(fā)生動態(tài)

調(diào)查結(jié)果顯示(圖1)：從玉和東升兩個規(guī)?；藞霾宿诽镫s草馬齒莧種群動態(tài)變化趨勢基本一致,表現(xiàn)為1-3月馬齒莧種群密度和鮮重生物量均較低,平均為6.4株/m2和3.7 g/m2,對菜薹的生長和產(chǎn)量無顯著影響； 4-5月馬齒莧種群密度和鮮重生物量逐漸增加,6月開始迅速升高,特別是生物量增加迅速,8月均達(dá)到高峰,從玉和東升菜場菜薹田的馬齒莧密度分別達(dá)到平均694.9株/m2和411.1株/m2,鮮重達(dá)到976.0 g/m2和616.6 g/m2,在菜薹田形成單一的雜草群落。由于叢玉菜場種植年限比東升菜場長,表現(xiàn)出馬齒莧種群發(fā)生密度高于東升菜場。從9月開始迅速下降,10月降至155.0～47.0株/m2,11-12月種群密度接近于1-3月,保持在較低水平。馬齒莧生物量的變化與密度的變化趨勢基本一致(圖1),均表現(xiàn)為6-9月高溫季節(jié)種群密度高和生物量大。

2.2 馬齒莧對菜薹葉片葉綠素含量、葉面積和株高的影響

在不同馬齒莧密度的競爭干擾下,菜薹葉片的葉綠素含量變化各處理密度間差異不顯著(表1),未表現(xiàn)出似其他作物在高密度雜草競爭下葉片發(fā)黃的現(xiàn)象[12],分析其原因可能與菜薹栽培過程中水分和養(yǎng)分供給尤其是氮肥供應(yīng)充足有關(guān),因此,其葉片葉綠素含量與其他作物相比受雜草競爭的影響相對較小。有研究表明葉綠素含量在一定程度上可以作為土壤水分和養(yǎng)分供應(yīng)的指標(biāo)[13-14]。

圖1 廣東規(guī)?；藞霾宿诽锺R齒莧年發(fā)生動態(tài)

馬齒莧的競爭對菜薹葉面積和株高的影響相對較大(表1),隨著馬齒莧密度的增加,菜薹葉面積和株高均受到抑制。當(dāng)馬齒莧密度達(dá)到32株/m2時,與無馬齒莧對照相比,菜薹葉面積減少了15.3%,株高下降了3.5%,未達(dá)到顯著水平；但當(dāng)馬齒莧密度達(dá)到64株/m2時,菜薹葉面積下降了23.4%,株高下降了8.0%,顯著低于對照；隨著馬齒莧密度繼續(xù)增加,馬齒莧密度達(dá)到768株/m2時,菜薹面積減少高達(dá)32.5%,株高下降12.3%,菜薹生長受到顯著抑制。

表1不同密度馬齒莧對菜薹生長及產(chǎn)量性狀的影響1)

Table1EffectsofdifferentpurslanedensityonthegrowthandyieldcharactersofBrassicaparachinensis

馬齒莧密度/株·m-2Density葉綠素含量/SPADChlorophyllcontent葉面積/cm2Leafarea株高/cmPlantheight產(chǎn)量/kg·(667m2)-1Yield產(chǎn)量損失率/%Yieldlossrate0(44．68±0．92)a(100．55±12．67)a(28．11±0．58)a(825．90±33．10)a0．002(45．35±0．71)a(96．07±13．06)a(26．71±0．36)abc(800．00±16．06)a3．144(43．72±0．82)a(92．12±6．68)ab(27．38±0．68)ab(780．80±54．95)ab5．468(44．45±1．32)a(92．02±11．58)ab(27．28±0．46)abc(772．27±40．00)ab6．4916(45．46±0．73)a(85．42±9．48)abc(26．65±0．51)abc(745．14±33．30)abc9．7832(45．59±1．19)a(85．18±7．31)abc(27．14±0．61)abc(677．33±25．26)bcd17．9964(46．22±0．76)a(77．05±13．11)bcd(25．87±0．48)bcd(647．11±17．78)cd21．6596(44．13±0．98)a(76．25±10．00)bcd(25．90±0．40)bcd(616．00±21．50)d25．42192(44．52±1．21)a(74．34±11．10)cd(26．09±0．40)bcd(597．33±18．98)d27．68384(43．20±0．22)a(74．09±5．66)d(25．62±0．81)cd(472．89±15．50)e42．74768(44．98±1．30)a(67．90±4．55)d(24．66±0．46)d(330．67±24．63)f59．96

1) 表中同列數(shù)據(jù)后不同字母表示經(jīng)新復(fù)極差法檢測在0.05水平上差異顯著。
Different letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level.

2.3 不同密度的馬齒莧對菜薹產(chǎn)量的影響

馬齒莧密度的增加,在一定程度上抑制了菜薹的生長發(fā)育,進(jìn)而顯著降低菜薹的產(chǎn)量。在試驗(yàn)條件下,隨著田間馬齒莧密度增加,菜薹產(chǎn)量迅速下降(表1)。馬齒莧種群密度為16株/m2以下時,菜薹產(chǎn)量與無草區(qū)產(chǎn)量相比差異不顯著；但當(dāng)馬齒莧種群密度達(dá)到32株/m2,菜薹產(chǎn)量損失率為17.99%,產(chǎn)量顯著低于對照；當(dāng)馬齒莧密度增加到768株/m2時,菜薹產(chǎn)量損失率高達(dá)59.96%。

分別對菜薹產(chǎn)量和產(chǎn)量損失率與馬齒莧密度之間的關(guān)系進(jìn)行曲線擬合,回歸分析結(jié)果顯示,冪函數(shù)、指數(shù)和二次曲線模型與實(shí)測值的擬合效果較好,r2值相對于直線和對數(shù)模型的較高(表2,表3)。綜合各模型的r2值、F值以及模型的擬合效果,均以冪函數(shù)模型擬合馬齒莧密度與菜薹產(chǎn)量y=-412.779x0.433+12 434.801(P<0.000 1)以及產(chǎn)量損失y=3.323x0.433-0.361 (P<0.000 1)間的關(guān)系為最佳。

表2不同密度馬齒莧與菜薹產(chǎn)量的回歸分析

Table2RegressionanalysisbetweenpurslanedensityandyieldofBrassicaparachinensis

擬合方式Fitmethod回歸模型(y=)Regressionmodelr2F顯著性Significance直線Linear-8．988x+11186．9280．87864．799<0．0001二次曲線Quadratic0．011x2-1712．5x+11531．2230．93759．616<0．0001指數(shù)Exponential6947．304e-0．003x+4726．1130．94974．916<0．0001冪函數(shù)Power-412．779x0．433+12434．8010．987309．474<0．0001對數(shù)Logarithmic-1069．043lnx+13611．8220．88461．285<0．0001

表3不同密度馬齒莧與菜薹產(chǎn)量損失率的回歸分析

Table3RegressionanalysisbetweenpurslanedensityandyieldlossofBrassicaparachinensis

擬合方式Fitmethod回歸模型(y=)Regressionmodelr2F顯著性Significance直線Linear0．073x+9．6960．87865．066<0．0001二次曲線Quadratic-9．137×10-5x2+0．138x+6．9250．93759．686<0．0001指數(shù)Exponential-56．149e-0．003x+61．9310．94974．940<0．0001冪函數(shù)Power3．323x0．433-0．3610．987311．100<0．0001對數(shù)Logarithmic8．629lnx-9．8750．89980．488<0．0001

2.4 馬齒莧的經(jīng)濟(jì)危害允許水平及經(jīng)濟(jì)防除閾值

廣東規(guī)模化菜場菜薹田雜草馬齒莧年發(fā)生動態(tài)調(diào)查結(jié)果表明,在馬齒莧發(fā)生高峰期的6-9月,采用常規(guī)的化學(xué)除草劑330 g/L二甲戊靈乳油土壤噴霧處理后無法控制其危害[1],仍需要配合進(jìn)行人工拔除,而馬齒莧經(jīng)濟(jì)危害允許水平主要與馬齒莧的防治費(fèi)用、菜薹產(chǎn)量和價格等因素有關(guān)?！叹G粗薹菜心’在適宜的播種季節(jié)和有效生產(chǎn)管理水平下,目前平均產(chǎn)量為12 000 kg/hm2[15-16],菜薹市場價格在6-9月雜草危害重的季節(jié),一般在5.0～10.0元/kg之間,平均7.5元/kg,而在該季節(jié)其防治費(fèi)包括藥劑費(fèi)約165元/hm2、噴藥用工費(fèi)約300元/hm2、人工拔草費(fèi)約4 500元/hm2,合計(jì)防治費(fèi)用約為4 965元/hm2,防治效果可達(dá)95%,因此,綜合上述因素計(jì)算馬齒莧經(jīng)濟(jì)危害允許水平(允許損失率EIL)[10-12]為5.8%。由馬齒莧密度與菜薹產(chǎn)量損失間的關(guān)系模型y=3.323x0.433-0.361得出人工防除經(jīng)濟(jì)閾值為4.2株/m2,即在馬齒莧危害高峰期,當(dāng)密度高于4.2株/m2時,需進(jìn)行人工防除才可獲得經(jīng)濟(jì)效益。

3 討論

馬齒莧在廣東規(guī)?；藞霾宿诽锬臧l(fā)生動態(tài)調(diào)查結(jié)果表明,6-9月是田間馬齒莧種群密度、生物量和危害的高峰期,分析其原因該季節(jié)廣東各地的平均氣溫均達(dá)到了25～33 ℃[17],正是馬齒莧最適宜的萌發(fā)和生長溫度[18],更主要的原因是規(guī)模化老菜場馬齒莧土壤種子庫數(shù)量龐大[7],因此,對于規(guī)?；藞鍪斋@后及時清園,控制馬齒莧進(jìn)入結(jié)實(shí)期,減少大量種子輸入菜田,在一定程度上可控制其危害進(jìn)一步加重。

雜草與作物競爭是導(dǎo)致作物生長勢減弱和產(chǎn)量損失的重要因素之一,經(jīng)濟(jì)閾值是指除草所獲得的作物增收效益與防除雜草費(fèi)用相等時的雜草數(shù)量[4]?？茖W(xué)經(jīng)濟(jì)地治理雜草需要明確雜草與作物的競爭方式以及不同密度雜草競爭與作物產(chǎn)量損失間的關(guān)系。近幾年,綜合采用直線、二次曲線、指數(shù)、對數(shù)和冪函數(shù)模型來研究擬合雜草與作物生長和產(chǎn)量間的競爭關(guān)系報道較多[19-21],由于雜草和作物的種類不同、生產(chǎn)和雜草管理的措施等不同,結(jié)果表現(xiàn)出多樣的競爭關(guān)系。本研究按照菜薹常規(guī)生產(chǎn)的栽培管理模式,研究馬齒莧發(fā)生密度與菜薹產(chǎn)量以及產(chǎn)量損失間的關(guān)系,結(jié)果均以冪函數(shù)模型y=bxa較好地?cái)M合了兩者間的關(guān)系,和看麥娘與小麥產(chǎn)量損失間的關(guān)系函數(shù)模型一致[21]。

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Influenceofpurslaneoccurrenceonfalsepakchoiproduction

Feng Li, Tian Xingshan, Yan Shuai, Zhang Taijie, Yue Maofeng,Gao Jiadong, Yang Caihong, Cui Ye

(PlantProtectionResearchInstitute,GuangdongAcademyofAgriculturalSciences,GuangdongProvincial
KeyLaboratoryofHighTechnologyforPlantProtection,Guangzhou510640,China)

Purslane (PortulacaoleraceaL.) is a worst weed mainly occurring in false pakchoi (BrassicaparachinensisL. H. Bailey)fields of large-scale vegetable farms in Guangdong Province. To clarify the trends of purslane’s annual occurrence, a survey was conducted in the false pakchoi fields of two large-scale vegetable farms in Guangdong using an inverted W-pattern 9-point sampling method. The results showed that purslane population density and biomass were both the lowest during January to March and November to December every year, with the population density starting to rise slightly in April, and then rising rapidly during May to June; during July to September, purslane’s population density and biomass both climaxed, thus forming single weed colonies and causing disastrous harms. To determine the economic threshold for manual weeding, influence of purslane density on the yields and components of false pakchoi was investigated by additive series experiments and model fitting. The results showed that under the interferences of purslane, leaf area, stem height and yield loss of false pakchoi all decreased gradually along with the increase of weed density. The power function modely=-412.779x0.433+12 434.801 andy=3.323x0.433-0.361 were the best for describing the relationships between yield and yield loss, respectively. During the climax of purslane’s harm in the false pakchoi field, the economic infestation level for manual weeding was 5.8% and the economic threshold was about 4.2 plant per m2.

false pakchoi; purslane; competition; occurrence trends; economic threshold

2013-06-23

：2014-05-15

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD19B02);廣東省農(nóng)業(yè)科技團(tuán)隊(duì)研究項(xiàng)目(2012A020100009)

S 451.1

：ADOI：10.3969/j.issn.0529-1542.2014.05.030

* 通信作者 E-mail:xstian@tom.com