張苗苗，竇孟蘭，敖 蘇，朱朝華

(海南大學(xué) 熱帶農(nóng)林學(xué)院 ?？?570228; 2. 海南出入境檢驗檢疫局 海口 570311)

海南素有“天然溫室”的美譽，具有發(fā)展熱帶高效農(nóng)業(yè)的獨特條件，而熱帶水果是海南省的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是中國發(fā)展熱帶水果的一塊寶地[1]。果園雜草的防除是果園田間管理的重要環(huán)節(jié)，目前，熱帶果園除草方式大都采用除草劑處理的方式，而化學(xué)藥劑的使用對導(dǎo)致土壤中藥劑的殘留，以及對樹根造成傷害[2]。而人工除草需要耗費大量的人力，機械除草在很多山地丘陵也不太適用。覆膜除草也是果園常用的除草方式之一，但現(xiàn)有膜栽生產(chǎn)因技術(shù)措施不到位, 農(nóng)民生態(tài)意識差, 存在面源污染加劇的負面影響[3]。一是地膜栽培后殘膜大部分未回收, 殘留土中形成白色污染。二是蓋膜栽培肥料、農(nóng)藥使用不合理的田塊有害物質(zhì)揮發(fā)減少, 殘留在土壤中的越來越多, 既形成土壤毒害, 又影響農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)提高。果園生草的栽培以及殘株的覆蓋是一種以草抑草的管理方法，生草的種植可以改善土壤的物理性質(zhì)，以及土壤肥力。鄭平生[4]的研究表明，桃園地面覆蓋后, 土壤容重降低、孔隙度和含水量增加, 土壤結(jié)構(gòu)得到改善, 有效提高了桃樹根系的活動機能, 加速其新根發(fā)生生長。生草種植還可以減少雜草的發(fā)生，張慧[5]等的研究表明，間種白三葉草能改變果園雜草群落結(jié)構(gòu)，有效控制雜草的生長。焦?jié)櫚驳萚6]報道，生草處理較清耕提高油橄欖果實含油率，在補灌條件下, 間作毛苕子和自然生草均較清耕提高單株產(chǎn)量, 增幅分別為10.56%和5.79%。生草的種植還能改善果園環(huán)境，調(diào)整果園土壤溫度，增加生物多樣性，對果園有著重要的意義。本研究通過生草刈割后，覆蓋在土壤表面與幾種常用的田間除草模式相比較，旨在為生草的選擇和覆蓋模式提供更多依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計 試驗布置在海南大學(xué)校園基地內(nèi)，采用小區(qū)法。每個小區(qū)大小為3 m×3 m，覆蓋試驗生草5 kg·m-2。試驗設(shè)4個處理：覆黑膜、除草劑噴施、生草殘株覆蓋以及清耕為對照。每個處理重復(fù)5次。選擇5種生草，分別是：大葉油草AxonopuscompressusP.、柱花草Stylosanthes、平托落花生Desmodiumheterocarpum(L.)、紫花苜蓿MedicagosativaL.和黑麥草LoliumperenneL.。除草劑選用草甘膦異丙胺鹽，除草地膜選用黑色除草地膜。

1.2 調(diào)查項目與方法 試驗于2018年12月至2019年5月進行。分別于2018年2月底和2019年4月底進行2次調(diào)查。采用五點取樣法(面積1 m×1 m)進行調(diào)查，記錄雜草數(shù)量、蓋度以及鑒定種類。

1.3 計算公式與數(shù)據(jù)處理 物種豐富度(S)即雜草群落中的物種數(shù)，多度(Pi)用Berger-Parker公式計算：

Pi=Ni/N，

式中 ：Pi是第i物種的個體數(shù)(Ni)占群落總個體數(shù)(N)的比例。

群落多樣性(H)用Shannon-Wiener公式測定：

H=-∑(PilnPi)

均勻度(J)用Pielou公式測定：

J=[-∑(PilnPi)]/lnS

優(yōu)勢集中性(C)用Simpson公式測定：

C=∑Pi2

上述公式中，i取值范圍為1～S。

重要值=相對密度+相對蓋度+相對頻度 ，

式中：相對密度為該雜草的密度與所有雜草密度之和的比例；相對蓋度為該雜草的蓋度與所有雜草蓋度之和的比例；相對頻度為該雜草的頻度與所有雜草頻度之和的比例。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆蓋模式對雜草群落的影響 從表1可知，共出現(xiàn)雜草14個科、33個屬、33個種，大部分雜草屬于禾本科，菊科以及莎草科。在第1次調(diào)查中，大葉油處理組共出現(xiàn)雜草7個科、15個屬、15個種；紫花苜蓿處理組出現(xiàn)雜草6個科、9個屬、9個種；柱花草處理組出現(xiàn)雜草13個科、20個屬、20個種；黑麥草處理組出現(xiàn)雜草8個科、11個屬、11個種；平托落花生處理組出現(xiàn)雜草7個科、12個屬、12個種。除草劑處理10個科、19個屬、19個種；黑膜處理共出現(xiàn)雜草5個科、6個屬、6個種。對照處理中出現(xiàn)雜草13個科、21個屬、21個種。在第2次調(diào)查中，柱花草出現(xiàn)雜草7個科、7個屬、7個種；紫花苜蓿殘株覆蓋共出現(xiàn)雜草7個科、7個屬、11個種；平托落花生殘株覆蓋出現(xiàn)雜草8個科、8個屬、8個種；黑麥草處理共出現(xiàn)雜草9個科、9個屬、12個種；對照處理共出現(xiàn)雜草11個科、23個屬、23個種。黑膜覆蓋以及除草劑覆蓋處理區(qū)，調(diào)查中沒有出現(xiàn)其他新的種類。通過2次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，生草覆蓋區(qū)中出現(xiàn)的雜草種類，隨著時間的推移雜草種類減少。在大葉油草處理中，雜草的種數(shù)減少了8種，柱花草處理區(qū)雜草的種數(shù)減少了13種，其次是平托落花生處理區(qū)，雜草的種類數(shù)減少了4種。這幾種生草其他處理區(qū)雜草種類數(shù)沒有什么差異。

2.2 不同覆蓋模式的雜草密度 對生草覆蓋、除草劑噴施、黑膜覆蓋以及清耕處理4種處理方式下雜草的密度進行分析，結(jié)果表明(表2)：清耕處理(對照)區(qū)在2次調(diào)查中雜草密度最大，并且在第2次調(diào)查中密度達到165.5株·m-2。黑膜覆蓋雜草的總密度最小，在第2次的調(diào)查中密度減小到1株·m-2，除草劑處理區(qū)對雜草的效果相對生草處理沒有明顯的優(yōu)勢，第2次調(diào)查雜草總密度為61.4株·m-2，但是各類的雜草密度有所下降。生草處理區(qū)雜草密度最小的為黑麥草處理區(qū)，第1次調(diào)查的密度最小為33株·m-2，第2次調(diào)查密度略有上升，但是差別不大。跟第2次調(diào)查相比密度略有上升的生草處理區(qū)還有紫花苜蓿處理區(qū)以及平托落花生處理區(qū)，在第2次調(diào)查的雜草密度分別為：59.8，91.1株·m-2。第2次調(diào)查雜草總密度下降的生草處理區(qū)有大葉油草和柱花草處理區(qū)，第2次調(diào)查的雜草密度分別為：55，34株·m-2，雜草的總密度分別下降了30.9%和66.3%。在雜草調(diào)查中密度最大的雜草種類為莎草科的香附子，密度占據(jù)了各個調(diào)查區(qū)雜草總密度的一半。其次，雜草密度比較大的為禾本科的狗牙根、馬唐和牛筋草。狗牙根的密度在整體的處理中有所上升，生草的覆蓋下，牛筋草的密度明顯下降，甚至第2次調(diào)查中除了紫花苜蓿處理密度在0.2株·m-2，其他生草處理組沒有出現(xiàn)牛筋草。生草處理組對酢漿草科酢漿草、茜草科墨苜蓿和馬齒莧科馬齒莧的密度也出現(xiàn)抑制現(xiàn)象。

表1 不同覆蓋模式下雜草的種類

續(xù)表1 Continued Tab.1

2.3 不同覆蓋模式的雜草多度 從表3可知，在CK中馬唐的多度最大， 2次調(diào)查多度分別為0.112 4，0.112 4 ，香附子在4組處理2次調(diào)查中多度最大，均超過在0.5。所以對照中以馬唐為主，其余處理均低于對照。除草劑處理組以墨苜蓿為主要雜草，2次調(diào)查多度分別為：0.344 3，0.302 1，其次是牛筋草，2次調(diào)查多度分別為：0.197 5，0.124 0。生草處理組以及黑膜處理兩次調(diào)查均以香附子居多，除了除草劑第2次調(diào)查香附子的多度上升外(由0.096 2上升到0.143 1)，其余處理組相差不大。紫花苜蓿處理組在第2次調(diào)查時，狗牙根的多度從0到0.133 8，大葉油草處理組的雜草多度比第1次調(diào)查也略有上升，但整體生草處理組第2次調(diào)查的雜草多度都呈下降的趨勢。對照處理組第2次調(diào)查比第1次調(diào)查雜草的多度都有上升的趨勢。

2.4 不同覆蓋模式的雜草重要值 對比2次調(diào)查雜草的重要值，香附子一直是4個處理區(qū)的優(yōu)勢種。在第1次調(diào)查中(表4)，黑麥草、紫花苜蓿以及除草劑可以有效抑制香附子的發(fā)生，重要值跟對照相比差了1倍。柱花草處理組，除了香附子之外，其他種類雜草的重要值不超過7%。第2次柱花草處理中優(yōu)勢種除了香附子以外，蓮子草、馬齒莧以及狗牙根也相對變?yōu)閮?yōu)勢種，這幾種雜草的重要值分別為48.4%,43.5%,36.8%，相比第1次調(diào)查變大。黑麥草處理組，三葉鬼針草重要值位居第2，為32.3%，其次為馬齒莧26.8%、墨苜蓿19.2%。其他類雜草重要值也均小于10%。第2次調(diào)查中(表5)，黑麥草處理區(qū)，優(yōu)勢種有所變化，從香附子-馬齒莧-墨苜蓿變?yōu)橄愀阶?狗牙根-酢漿草。平托落花生處理區(qū)，除了香附子重要值在100%以上，其他雜草種類重要值都在20%以下。第2次調(diào)查中，平托落花生處理區(qū)，雜草的優(yōu)勢種從香附子變?yōu)橄愀阶?狗牙根-酢漿草。2次調(diào)查，紫花苜蓿處理區(qū)，優(yōu)勢種從香附子變?yōu)橄愀阶?狗牙根。大葉油處理區(qū)，優(yōu)勢種從香附子-白茅-酢漿草，變?yōu)橄愀阶?白茅-狗牙根。黑膜處理區(qū)，優(yōu)勢種從香附子-馬齒莧-酢漿草-知風草-牛筋草-狗牙根，變?yōu)槿~鬼針草-酢漿草-狗牙根-牛筋草-馬齒莧。對照優(yōu)勢種2次調(diào)查的優(yōu)勢種為香附子-狗牙根-馬唐。除草劑處理的優(yōu)勢種從墨苜蓿-牛筋草-狗牙根變?yōu)槟俎?香附子-牛筋草。不同處理中香附子大都為雜草群落的優(yōu)勢種，其次為禾本科雜草牛筋草、狗牙根，馬齒莧科馬齒莧以及茜草科墨苜蓿。

表2 不同覆蓋模式下的雜草總密度

表3 不同覆蓋模式下雜草的多度

表4 第1次不同覆蓋模式的雜草重要值

2.5 不同覆蓋模式的雜草群落特征 從表6可知，第1次調(diào)查中，處理區(qū)的群落多樣性(H)大小為：除草劑>黑麥草>CK>柱花草>黑膜>大葉油草>平托落花生>紫花苜蓿，物種豐富度(S)大小為：CK>柱花草>除草劑>大葉油草>平托落花生>黑麥草>紫花苜蓿>黑膜，均勻度(J)大小排列為：黑膜>除草劑>黑麥>CK>柱花草>大葉油草>平托落花生>紫花苜蓿,優(yōu)勢集中性(C)大小為：除草劑黑麥草>黑膜>除草劑>柱花草>大葉油草>紫花苜蓿>平托落花生，優(yōu)勢集中性(C)大小為：平托落花生>紫花苜蓿>大葉油草>柱花草>CK>黑膜>黑麥草>除草劑，均勻度(J)大小為：大葉油草>黑膜>黑麥草>除草劑>CK>柱花草>紫花苜蓿>平托落花生。物種豐富度(S)：大小排列為：CK>除草劑>黑麥草>紫花苜蓿>平托落花生>柱花草>大葉油草>黑膜。

果園雜草物種群落穩(wěn)定性可以通過雜草多樣性、雜草物種豐富度、雜草均勻度以及優(yōu)勢集中性進行不同角度的衡量。雜草種類豐富度、物種多樣性和均勻度越大優(yōu)勢集中性越小，物種群落結(jié)構(gòu)則越復(fù)雜，反饋系統(tǒng)越強大，對環(huán)境變化的緩沖作用越強，物種群落更穩(wěn)定，優(yōu)勢種不突出，雜草不容易大發(fā)生。從2次調(diào)查結(jié)果看黑麥草和柱花草以及大葉油草幾種生草覆蓋下的群落結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，最不容易受到環(huán)境的影響。

表5 第2次不同模式處理下雜草的重要值

表6 雜草群落特征值

3 討 論

果園雜草作為果園生態(tài)系統(tǒng)中植物多樣性的成分，能有效地改變果園生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，直接影響果園生物多樣性。雜草與果樹爭水、爭肥、爭空間、爭陽光，影響果樹的正常生長，是新開墾果園和幼年果樹的主要生態(tài)限制因子[5]。但是鋤盡雜草會造成果園土壤的裸露，導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)的變化。生草殘株的覆蓋可以有效減少土壤裸露的面積，增加土壤的有機質(zhì)，有研究表明，覆蓋的綠色雜草及草根腐爛后能夠有效增加獼猴桃果園土壤有機質(zhì)[7]。筆者用5種生草進行覆蓋，并設(shè)清耕處理和除草劑處理，比較幾個處理間的雜草種類、密度、物種多樣性和重要值等評價指標。2次雜草調(diào)查共出現(xiàn)雜草14個科、33個屬、33個種，大部分雜草屬于禾本科，菊科以及莎草科。5種生草殘株覆蓋后，雜草的物種豐富度降低。大葉油草和柱花草殘株的覆蓋對物種豐富度的影響最大，在第2次調(diào)查中，雜草種類數(shù)減少到7種，相比對照減少了15個種。因為生草的覆蓋阻隔了雜草需要的光能，從而抑制一些雜草的產(chǎn)生。生草的覆蓋可以明顯的減少雜草的覆蓋度以及密度。本研究中，黑麥草的覆蓋可以顯著降低雜草的總密度。孫雪等[8]的研究表明，冬種黑麥草可以影響農(nóng)田中雜草種類，對農(nóng)田中的雜草種子的萌發(fā)也有一定的抑制作用。這跟本試驗的結(jié)果一致。張慧等[5]的研究表明，果園中種植白三葉可以使雜草群落趨于穩(wěn)定，雜草群落優(yōu)勢種不明顯，雜草發(fā)生不嚴重。水葫蘆的覆蓋也可以有效抑制田間雜草，減少運輸成本，提高社會效益[9]。本研究結(jié)果表明，種植生草刈割并且覆蓋，可以使雜草群落穩(wěn)定，有效減少雜草的發(fā)生，既能減少除草劑的使用，也減少了人工處理需要刈割雜草的繁瑣。