張鈺薇，何宏斌，程俊康，賈戊禹，楊衡榮，辛國榮

廣東省熱帶亞熱帶植物資源與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510275

雜草是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，與農(nóng)作物競(jìng)爭(zhēng)有限的光、水、肥、空間，是造成的作物減產(chǎn)的主要因素之一。土壤雜草種子庫是指存在于土壤表面和土壤中存活雜草種子的總和，是雜草的潛在發(fā)生庫（王衛(wèi)等，2010）。合理輪作是一項(xiàng)高效的生態(tài)控草措施（程傳鵬等，2013），能夠減輕雜草危害，改善雜草群落（楊濱娟等，2013），也能降低土壤雜草種子庫密度（唐杉等，2016）。多花黑麥草（Lolium multiflorum L.）是世界各地廣泛栽培的優(yōu)良牧草，近年來，我國南方構(gòu)建的“黑麥草-水稻（Oryza sativa L.）”草田輪作（簡(jiǎn)稱IRR）系統(tǒng)能充分利用冬閑期間光、熱、水、土地等資源，促進(jìn)南方冬季養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益（Yang et al.，2008）。施肥是黑麥草高產(chǎn)的必要手段（辛國榮等，2002），研究發(fā)現(xiàn)，施N對(duì)提高黑麥草產(chǎn)量尤為重要（占麗平，2011），并且種草期間施用復(fù)合肥比尿素更有利于后作水稻增產(chǎn)（辛國榮等，2000）。

合理施肥同時(shí)能減輕雜草危害。Wan et al.（2012）表明，水稻田土壤中的N、P、K含量都會(huì)影響雜草群落，并指出影響排序?yàn)?N＞P＞K。但 3種肥力因子對(duì)雜草的影響強(qiáng)弱在不同的農(nóng)田環(huán)境研究尚未有統(tǒng)一結(jié)論。在研究輪作對(duì)雜草的影響時(shí)，應(yīng)關(guān)注后續(xù)雜草發(fā)生的剩余效應(yīng)（residual effect）（Musunda et al.，2015）。

先前的研究表明，在黑麥草與蔬菜輪作中，農(nóng)田雜草密度與土壤雜草種子庫密度顯著低于蔬菜連作田和冬閑田（孫雪等，2011），但未見 IRR系統(tǒng)中雜草動(dòng)態(tài)的相關(guān)報(bào)道。特別是在長江流域兩熟制地區(qū)，冬閑田閑置時(shí)間長，常常雜草叢生而產(chǎn)生大量雜草種子，嚴(yán)重影響后作水稻的生長。本研究在湖南湘西兩熟制地區(qū)引入“多花黑麥草-水稻”輪作模式，探討前作黑麥草不同施肥管理對(duì)黑麥草生長期間以及后作水稻生長期間雜草的防控效果，為水田雜草防控和合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地位于湖南省懷化市麻陽縣蘭村鄉(xiāng)（27°77′N，109°87′E）。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛，年均氣溫17.3 ℃，降雨量1300 mm，日照1421.8 h，無霜期255 d。試驗(yàn)地為稻田，一年一季水稻。初始0－15 cm土壤養(yǎng)分含量為：有機(jī)質(zhì)34.58 g·kg-1、全氮 2.06 g·kg-1、全磷 0.39 g·kg-1、全鉀 12.33 g·kg-1、堿解氮 202.40 mg·kg-1、速效磷 27.86 mg·kg-1、速效鉀 60.51 mg·kg-1。供試材料為特高多花黑麥草（Lolium muldflorum ‘Tetragold’），后作水稻品種為紅香68（Oryza sativa ‘Hongxiang 68’）。

試驗(yàn)于2017年10月－2018年9月執(zhí)行，分前作黑麥草（2017年10月－2018年5月）與后作水稻（2018年5－9月）兩個(gè)階段。黑麥草播種量為22.5 kg·hm-2，設(shè)置8個(gè)處理分別為冬閑、種草無肥、種草施不同梯度復(fù)合肥（N?P?K=15?15?15）、種草施不同梯度尿素（CH4N2O），具體處理如表1所示。每處理重復(fù)3次，小區(qū)面積為2×3 m2，隨機(jī)分布。

表1 不同處理及代碼Table 1 Different treatment and codes

黑麥草播種前對(duì)除CK、NF處理外的每個(gè)小區(qū)施基肥（復(fù)合肥）150 kg·hm-2，剩下的肥料根據(jù)設(shè)定的施肥量，分別在每次黑麥草刈割后施入（每次用量相同）。設(shè)置4次刈割，時(shí)間分別為：2018年1月17日、3月19日、4月9日、5月14日。2018年 5－9月期間進(jìn)行水稻栽培，黑麥草收獲后，每處理每小區(qū)隨機(jī)用鏟子挖取0－20 cm土層土壤約10 kg，裝桶（d=35 cm，h=40 cm），每處理為3桶重復(fù)，加水浸泡后攪拌，待平衡。4月25號(hào)將育好的水稻秧苗移栽于桶內(nèi)，每桶3株。水稻生長期間施復(fù)合肥，基肥量和追肥量分別為674.0 k·hm-2和337.5 kg·hm-2。

1.2 測(cè)定內(nèi)容及方法

1.2.1 雜草的調(diào)查方法

黑麥草生長期間共進(jìn)行3次調(diào)查，時(shí)間分別為2018年3月19日、4月9日、5月14日。每小區(qū)隨機(jī)選取1個(gè)30 cm×30 cm樣方，統(tǒng)計(jì)其中雜草密度及種類，統(tǒng)計(jì)后拔除雜草。在草地中對(duì)單個(gè)的草本植物個(gè)體往往難以區(qū)分，故對(duì)于叢生草本通常以株叢計(jì)數(shù)，根莖禾草植物則以地上枝條計(jì)數(shù)，本研究雜草密度以（枝條/樣方）表示（章家恩，2012）。

1.2.2 土壤雜草種子庫的調(diào)查方法

黑麥草種植前，采取本底土壤，后期土壤采集與田間地上部雜草調(diào)查同期進(jìn)行。采用直徑4.5 cm圓柱形取土器，每小區(qū)隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn)，取0－20 cm土柱，然后將同一小區(qū)土柱充分混合，最后得到每小區(qū)1個(gè)土樣，每處理3個(gè)重復(fù)土樣，風(fēng)干。采用鏡檢法（馬波等，2004）統(tǒng)計(jì)其中的雜草種子密度。

1.2.3 黑麥草的產(chǎn)量調(diào)查

每次刈割時(shí)，各小區(qū)隨機(jī)選3個(gè)50 cm×50 cm樣方，留茬5 cm左右刈割，稱取鮮質(zhì)量；每次刈割產(chǎn)量相加得總鮮草產(chǎn)量。帶回實(shí)驗(yàn)室在烘箱中105 ℃殺青 30 min，75 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱取干質(zhì)量。

1.2.4 土壤理化性質(zhì)測(cè)定方法

土壤風(fēng)干后過篩，采用電位法測(cè)定土壤 pH；擴(kuò)散吸收法測(cè)定土壤全氮、鉬銻抗比色法測(cè)定土壤全磷、原子分光光度法測(cè)定土壤全鉀；擴(kuò)散吸收法測(cè)土壤堿解氮、鉬銻抗比色法測(cè)定土壤速效磷、火焰光度法測(cè)定土壤速效鉀；采用重鉻酸鉀-外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量（鮑士旦，2000；魯如坤，2000）。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

雜草群落多樣性指數(shù)采用Shannon（H′）：

式中pi=n/N，N為雜草總密度，n為某種雜草的密度；

優(yōu)勢(shì)度指數(shù)采用Simpson（D）：

均勻度指數(shù)采用Pielou（J）：

S為物種數(shù)。

試驗(yàn)結(jié)果取重復(fù)觀測(cè)值的平均值，用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)雜草密度、雜草種子庫密度、雜草群落多樣性指數(shù)、黑麥草產(chǎn)量進(jìn)行方差分析（ANOVA）、平均數(shù)差異顯著性分析（Duncan檢驗(yàn)，P＜0.05）和相關(guān)性分析（Pearson correlation，Sig. 2-tailed）。使用Canoco 5軟件分別對(duì)土壤理化數(shù)據(jù)和雜草密度、雜草種子庫密度進(jìn)行冗余分析（RDA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑麥草的產(chǎn)量

無肥處理的黑麥草鮮、干草產(chǎn)量均顯著低于其它處理（P＜0.05）。不同復(fù)合肥處理間黑麥草鮮草產(chǎn)量表現(xiàn)為F2＞F3＞F1，其中F1鮮草產(chǎn)量顯著低于F2和 F3（P＜0.05），后兩者差異不顯著；黑麥草鮮草產(chǎn)量隨著尿素施肥量的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，N3處理產(chǎn)量最高，達(dá)80.42 t·hm-2，但不同尿素處理間差異不顯著。F2處理的干草產(chǎn)量顯著高于其它處理（P＜0.05），達(dá) 12.93 t·hm-2，其余施肥處理間黑麥草干草產(chǎn)量無顯著差異（圖1）。

圖1 冬種黑麥草不同施肥措施對(duì)鮮草和干草總產(chǎn)量的影響Fig. 1 Effects of different fertilization treatments on total yield of fresh and dry ryegrass

2.2 雜草群落組成與密度

冬種黑麥草期間，主要雜草有看麥娘（Alopecurus aequalis）、雀舌草（Stellaria uliginosa）、甜茅（Glyceria acutiflora）、沼生水馬齒（Callitriche palustris）、黃鶴菜（Youngia japonica）、揚(yáng)子毛莨（Ranunculus sieboldii）、酸模葉蓼（Polygonum lapathifolium）、鴨跖草（Commelina communis）、稗草（Echinochloa crusgalli），在黑麥草不同生長時(shí)期，雜草組成及優(yōu)勢(shì)種有一定的變化（表2）。3－5月調(diào)查期間，優(yōu)勢(shì)雜草從先至后的出現(xiàn)順序?yàn)椋嚎贷溎?雀舌草－雀舌草+甜茅－甜茅+稗草。3月以看麥娘、雀舌草為最優(yōu)勢(shì)雜草，分別占雜草總密度77.94%、18.12%，其中無肥（NF）處理的雀舌草密度比例顯著高于其它處理（P＜0.05），達(dá)39.40%。4月，CK處理以雀舌草、甜茅為主要優(yōu)勢(shì)雜草的群落，分別占 46.11%、26.73%；復(fù)合肥（F）與尿素（N）處理組仍以看麥娘、雀舌草為主要優(yōu)勢(shì)雜草，分別占42.95%、34.54%；而NF處理以雀舌草的密度比例最高，達(dá) 41.81%。5月，CK處理以稗草、甜茅為主要雜草，分別占51.12%、30.73%；種草區(qū)則以雀舌草、甜茅密度最高，分別占50.08%、28.81%。稗草幾乎不在種草區(qū)發(fā)生，可見黑麥草區(qū)雜草的演替速度有所延緩。F區(qū)與N區(qū)的雜草組成相似，不同施肥量處理間雜草組成無顯著差異。

表2 冬種黑麥草不同施肥處理對(duì)主要雜草相對(duì)密度的影響Table 2 Effects of different winter ryegrass fertilization treatments on dominant weeds abundance %

各生長時(shí)期處理間的雜草密度差異顯著（表3）。3月，冬閑處理（CK）雜草密度顯著高于種草區(qū)，而不同種草處理間無顯著差異。4月，CK處理雜草密度同樣顯著大于種草區(qū)；不同種草處理間以 N2、N3處理密度較低，分別比 CK處理低89.43%、89.87%（P＜0.05）。5月，CK處理的雜草密度與3、4月相比顯著減少（P＜0.05）；不同處理間F1處理雜草密度最高，顯著高于F2處理與N1、N2、N3處理?？梢?，施入尿素與中等施量的復(fù)合肥能有效減少雜草密度。

由表4可知，經(jīng)一季黑麥草種植后，不同施肥種類對(duì)雜草群落多樣性指數(shù)影響顯著。與復(fù)合肥（F）、無肥（NF）區(qū)相比，冬閑（CK）與尿素（N）區(qū)的多樣性指數(shù)顯著較高，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)顯著較低，均勻度指數(shù)較高但未達(dá)顯著水平。說明 CK與 N區(qū)，雜草物種多樣性高，優(yōu)勢(shì)雜草危害較低，群落分布較均勻；其次是NF區(qū)；而F區(qū)特別是F1處理，雜草物種多樣性顯著降低、優(yōu)勢(shì)雜草優(yōu)勢(shì)度顯著升高、群落分布較不均勻。

表3 冬種黑麥草不同施肥處理對(duì)雜草總密度動(dòng)態(tài)的影響Table 3 Effects of different winter ryegrass fertilization treatments on total weed density

表4 冬種黑麥草期間不同施肥措施下雜草群落結(jié)構(gòu)特征Table 4 Community structure features of weeds under different fertilization treatments

表5 冬種黑麥草期間不同施肥處理對(duì)主要雜草種子相對(duì)密度（%）的影響Table 5 Effects of different winter ryegrass fertilization treatments on dominant weeds seed abundance (%)

2.3 雜草種子庫組成與密度

在進(jìn)行地上部雜草密度調(diào)查的同時(shí)，對(duì)土壤雜草種子庫也進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果顯示不同采樣時(shí)間下所檢出的主要雜草種子種類相同，為看麥娘、雀舌草、鴨舌草（Monochoria vaginalis）、沼生水馬齒、蓮子草（Alternanthera Sessilis），共占雜草種子庫總密度的92.77%（表5）。不同處理間雜草種子庫組成差異顯著。冬閑（CK）、無肥（NF）區(qū)在 3次調(diào)查期間均以看麥娘和雀舌草的密度最高，分別占種子庫密度36.72%、35.62%與26.93%、27.50%。復(fù)合肥區(qū)以鴨舌草、沼生水馬齒密度最高，分別占20.66%、19.39%；看麥娘、雀舌草的密度比例隨著時(shí)間延續(xù)不斷增加，5月分別比 3月增加了127.34%（P＜0.05）、44.00%；而不同復(fù)合肥施肥量處理間種子庫組成差異不明顯。尿素區(qū)在3次調(diào)查中均以沼生水馬齒密度最高，占種子庫密度的28.60%；5月看麥娘與雀舌草分別比3月顯著增加了 81.45%（P＜0.05）、141.64%（P＜0.05）；不同尿素處理間看麥娘、雀舌草的密度比例隨著施肥量增加而下降，而沼生水馬齒、鴨舌草的比例呈上升趨勢(shì)。可見，冬種黑麥草期間主要增加了看麥娘、雀舌草在雜草種子庫中的比例。

不同處理間土壤雜草種子庫密度差異顯著（表6）。3月，冬閑（CK）種子庫密度最高，顯著高于F1、F2、F3、N1、N3處理。4月，不同處理間無顯著差異，N2處理最高。5月種草后，種草區(qū)種子庫密度均少于CK區(qū)，其中F2處理最小，與CK處理相差65.49%（P＜0.05）；其余種草處理間差異不顯著。與土壤雜草種子庫本底值（11月）相比，種草后CK處理增加了22.60%種子庫密度（P＞0.05），而種草區(qū)均相對(duì)減少，其中F2處理顯著減少了57.69%（P＜0.05），其余處理種草前后差異不顯著。

表6 冬種黑麥草不同施肥處理對(duì)土壤雜草種子庫總密度的影響Table 6 Effects of different winter ryegrass fertilization treatments on total density of weed seed bank

圖2 雜草密度與環(huán)境因子的RDA二維排序圖Fig.2 A two-dimensional graph of RDA ordination for weeds density and environment factors

2.4 冬種黑麥草期間雜草密度、雜草種子庫密度與土壤環(huán)境因子的相關(guān)性

對(duì)9種主要雜草與雜草總密度和8種土壤理化性質(zhì)進(jìn)行RDA分析，可從整體上反映雜草物種與土壤理化的關(guān)系，也可反映不同雜草對(duì)養(yǎng)分環(huán)境要求的相似程度（圖 2）。第一、第二排序軸特征值分別為 0.3609、0.0909，土壤理化變量對(duì)雜草密度變量的總解釋率為56.0%。不同箭頭之間的垂直投影長度可以反映兩者之間的相關(guān)性：在整個(gè)冬季種植過程，看麥娘、黃鶴菜、沼生水馬齒、雀舌草等冬季雜草與總密度的正相關(guān)性較大，而稗草、甜茅、揚(yáng)子毛莨、鴨拓草等春季出現(xiàn)的雜草則相關(guān)性較低。大多數(shù)雜草耐貧瘠，與土壤速效養(yǎng)分因子相關(guān)性較低或呈負(fù)相關(guān)。全 K（貢獻(xiàn)率 16.5%，P=0.024）、堿解 N（貢獻(xiàn)率 15.4%，P=0.024）對(duì)雜草群落影響最顯著。所以土壤養(yǎng)分因子中，對(duì)雜草群落的影響為：K＞N＞P，土壤 K含量與雜草總密度呈正效應(yīng)，特別是對(duì)看麥娘、雀舌草等冬季優(yōu)勢(shì)雜草的正效應(yīng)更強(qiáng)；而土壤 N素的增加起到相反作用；土壤 P與雜草密度呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性較低。

對(duì)6種主要雜草種子密度與總密度和8種土壤理化因子進(jìn)行RDA分析（圖3）。結(jié)果表明，第一、二排序軸特征值分別為 0.1682、0.0654，總解釋率30.7%。從不同箭頭之間的垂直投影長度可知：雜草種子密度與土壤養(yǎng)分因子大體上呈正相關(guān)，特別是與速效養(yǎng)分的相關(guān)性較顯著?？贷溎?、雀舌草與速效 P含量相關(guān)性最大，而鴨舌草、甜茅、沼生水馬齒、蓮子草與堿解 N含量相關(guān)性最大。各土壤理化因子中，速效P（貢獻(xiàn)率9.9%，P=0.004）、堿解N（貢獻(xiàn)率7.3%，P=0.02）、速效K（貢獻(xiàn)率6.6%，P=0.02）3個(gè)因子對(duì)雜草種子庫影響顯著。說明土壤P肥力對(duì)種子密度影響最顯著，其次是N與K肥力。

圖3 雜草種子庫與環(huán)境因子的RDA二維排序圖Fig. 3 A two-dimensional graph of RDA ordination for weeds seedbank and environment factors

2.5 冬種黑麥草對(duì)后作水稻雜草的影響

后作水稻的栽培期間，主要雜草有：浮萍（Lemna minor）、鴨舌草、無芒稗（Echinochloa crusgali）、蓮子草、陌上菜（Lindernia procumbens）、節(jié)節(jié)菜（Rotala indica）（圖4）。與冬閑（CK）相比，冬種黑麥草對(duì)后作水稻雜草密度影響不顯著，但呈現(xiàn)雜草減少的趨勢(shì)（除N2處理和N3處理外）。復(fù)合肥（F）區(qū)雜草密度較低，其中F2處理比CK處理低 63.64%。尿素（N）區(qū)雜草密度均高于 F區(qū)，其中N2、N3處理雜草密度分別比CK處理高54.55%、4.03%。說明冬種黑麥草期間單施較多尿素比施用復(fù)合肥有增加后作水稻雜草密度的風(fēng)險(xiǎn)，合理搭配NPK施肥極其重要。

圖4 不同黑麥草施肥處理對(duì)后作水稻雜草密度的影響Fig. 4 Effects of different ryegrass fertilization treatments on weed density in subsequent rice season

2.6 水稻期間雜草密度與冬季雜草密度、雜草種子庫密度的關(guān)系

通過相關(guān)性分析，探討農(nóng)田雜草密度與土壤雜草種子庫之間的關(guān)系（表 7）。結(jié)果顯示，雜草密度與土壤雜草種子庫密度呈現(xiàn)不顯著正相關(guān)關(guān)系。水稻期間的雜草密度與4－5月的雜草種子庫密度呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），說明前作土壤雜草種子密度顯著影響后作水稻的雜草發(fā)生。

表7 雜草密度、土壤雜草種子庫密度與水稻期間雜草密度的關(guān)系Table 7 Relationship between weed density, seed bank density and weed density in subsequent rice season

3 討論

平衡施肥是施用最適合作物生長的 N、P、K肥的量（Tang et al.，2014）。施林林等（2013）在為期30年的稻麥輪作研究中指出NPK平衡施肥田雜草密度最少，并且水稻產(chǎn)量最高；Lal et al.（2014）在為期43年的稻-稻試驗(yàn)田中發(fā)現(xiàn)施NPK與其它單、雙養(yǎng)分處理相比，對(duì)雜草的生長抑制最佳，且不會(huì)破壞雜草群落的生物多樣性；王衛(wèi)等（2013）在湖南雙季稻田進(jìn)行了20年施肥試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)施 NPK配合秸稈還田對(duì)雜草的抑制效果最佳，而施肥不均衡，雜草密度普遍較高，特別是單施PK（程傳鵬等，2013；Tang et al.，2014；Jiang et al.，2018）。本研究比較了施用復(fù)合肥與尿素農(nóng)田雜草的發(fā)生情況，發(fā)現(xiàn)肥料種類對(duì)前作黑麥草的雜草密度影響不明顯，但單施尿素超過 540 kg·hm-2刺激了后作水稻的雜草發(fā)生；從剩余效應(yīng)的角度驗(yàn)證了平衡施用 NPK的重要性。平衡施肥下，作物形成更封閉的作物層以進(jìn)一步限制雜草群落所接收的光照，這是控制雜草最重要的機(jī)理之一（Yin et al.，2006）。相似的，Petr et al.（1991）研究了施肥對(duì)大麥田雜草的影響，指出適宜的施肥管理主要通過增強(qiáng)作物的光照與養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)能力，從而影響雜草群落。Buchanan et al.（2016）認(rèn)為，不同的冬季覆蓋作物種類對(duì)雜草的抑制機(jī)理主要為生物量效應(yīng)，即作物的生物量在抑草過程中起主要作用。

施肥導(dǎo)致的土壤養(yǎng)分差異將影響雜草群落結(jié)構(gòu)（蔣敏等，2014）。冬種黑麥草期間不同施肥處理區(qū)中，無肥區(qū)的闊葉雜草比例較大，這可能與該區(qū)黑麥草生長弱所導(dǎo)致的透光度較高有關(guān)；Florence et al.（2015）發(fā)現(xiàn)了闊葉型雜草競(jìng)爭(zhēng)力與光照強(qiáng)度的正向關(guān)系。復(fù)合肥區(qū)和尿素區(qū)的雜草組成相似，不同在于復(fù)合肥區(qū)的雀舌草密度較大，而尿素區(qū)的沼生水馬齒密度較大，說明土壤養(yǎng)分對(duì)兩個(gè)物種有明顯的選擇作用；RDA圖顯示出雀舌草與K有更高的相關(guān)性，而沼生水馬齒與N相關(guān)性更高，這表明了兩者分別對(duì)兩種養(yǎng)分有更高效的利用機(jī)制。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，維持適宜的土壤養(yǎng)分水平能有效控制雜草，使雜草與作物生長達(dá)到有益生產(chǎn)的平衡（董春華等，2015）。Tang et al.（2014）在冬小麥田進(jìn)行了連續(xù)11年的定位施肥試驗(yàn)，結(jié)果表明土壤養(yǎng)分對(duì)雜草群落的影響程度大小為 P＞N＞K，且P與多數(shù)雜草密度呈顯著負(fù)相關(guān)。Jiang et al.（2018）同樣在冬小麥田進(jìn)行了長達(dá)31年的定位試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)土壤N、P水平與大多數(shù)雜草密度呈負(fù)相關(guān)，土壤有效 K水平則與多數(shù)雜草密度呈正相關(guān)，但影響程度較低。相似的，多數(shù)前人均表明 K與雜草發(fā)生之間較低的相關(guān)性，但Grant et al.（2007）發(fā)現(xiàn)，K肥能夠顯著促進(jìn)某些雜草如藜（Chenopodium album）等的生長，但對(duì)作物小麥、油菜無明顯增產(chǎn)作用。本研究同樣驗(yàn)證了土壤N、P含量與雜草密度的負(fù)相關(guān)，但強(qiáng)調(diào)了土壤 K含量與雜草總密度特別是看麥娘等冬季雜草的正相關(guān)。潘福霞等（2012）指出，看麥娘喜P、N肥，但對(duì)K肥有較強(qiáng)的耐受能力；在這里，可能由于黑麥草對(duì)土壤N、P養(yǎng)分的吸收力更強(qiáng)，使土壤積累更多 K被雜草所利用；應(yīng)重視土壤K水平對(duì)雜草群落的影響。

土壤雜草種子庫與地上植被的關(guān)系尚未有統(tǒng)一結(jié)論，但在耕地等頻繁干擾地帶兩者關(guān)系或較為密切（林志靈等，2008）。本研究發(fā)現(xiàn)，雜草種子庫密度與后作水稻的雜草密度呈顯著正相關(guān)，說明IRR系統(tǒng)雜草種子庫能有效預(yù)測(cè)雜草的持續(xù)危害。本研究還發(fā)現(xiàn)，各土壤養(yǎng)分水平與雜草種子庫密度呈正相關(guān)，潘俊峰等（2014）也發(fā)現(xiàn)了施肥量與雜草種子密度的正相關(guān)；這與地上部雜草密度與土壤養(yǎng)分水平的關(guān)系呈相反趨勢(shì)。根據(jù)最優(yōu)防御假說（The optimal defence hypothesis），可能是由于雜草在處于競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)時(shí)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)分配更多的資源用于生殖，而減少營養(yǎng)生長的投入（Blossey et al.，1995）。萬開元等（2010）發(fā)現(xiàn)，施用N肥是雜草種子庫增加的主要因素；本研究 RDA結(jié)果表明，養(yǎng)分因子對(duì)雜草種子庫的影響程度大小為P＞N＞K，說明本試驗(yàn)條件下，維持適宜的土壤P、N水平對(duì)控制土壤雜草種子庫有重要意義。

值得注意的是，后作水稻期間生長的鴨舌草、蓮子草等優(yōu)勢(shì)雜草并未在冬種黑麥草期間生長，種子庫中所檢出的種子主要來源于前作水稻。從結(jié)果可知，冬種黑麥草對(duì)這些雜草種子的后續(xù)萌發(fā)產(chǎn)生了作用，且不同的前作施肥管理可產(chǎn)生抑制或刺激的作用，積累于土壤的養(yǎng)分可能影響雜草種子的萌發(fā)。此外黑麥草的化感作用也可能是原因之一，高承芳等（2014）驗(yàn)證了黑麥草植株具有化感能力，并指出該能力隨著施N量的增加而減弱。需進(jìn)一步探討黑麥草化感作用、土壤養(yǎng)分對(duì)雜草種子萌發(fā)的影響等問題，以期深入研究持續(xù)控制雜草的機(jī)理。

4 結(jié)論

在湘西兩熟制地區(qū)構(gòu)建的“黑麥草-水稻”輪作系統(tǒng)中，冬種黑麥草期間雜草密度隨著黑麥草生長呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢(shì)，與冬閑田相比，種草田延緩了農(nóng)田雜草的演替，顯著降低了地上部雜草與土壤雜草種子庫的密度，并存在減少后作水稻雜草發(fā)生的趨勢(shì)。不同施肥措施顯著影響了冬季雜草群落結(jié)構(gòu)和密度；本研究條件下，冬季施用 1500 kg·hm-2復(fù)合肥在保證黑麥草高產(chǎn)的同時(shí)，是最有利于雜草防控的施肥措施；而單施尿素超過 540 kg·hm-2會(huì)有增加后作水稻雜草的風(fēng)險(xiǎn)。土壤全 K含量是對(duì)冬季雜草群落影響最積極的養(yǎng)分因子；雜草種子庫與土壤速效N、P、K呈正相關(guān)，其中N、P兩個(gè)土壤因子的影響較大。