白微微，高海峰，沈煜洋，李廣闊

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要糧食作物之一，其產(chǎn)量和消費(fèi)量占總糧食生產(chǎn)和消費(fèi)的22%左右[1]。新疆北疆小麥種植面積占全疆小麥種植面積的65%左右，冬、春小麥均有種植，為新疆重要產(chǎn)糧區(qū)域。雜草為新疆北疆小麥種植區(qū)域麥田主要發(fā)生危害之一，與小麥競(jìng)爭(zhēng)水、肥、光照和生長(zhǎng)空間，降低了小麥產(chǎn)量、質(zhì)量，是該區(qū)域麥田重要防控對(duì)象[2]。了解麥田雜草群落結(jié)構(gòu)組成是防控雜草的基礎(chǔ)，對(duì)于雜草管理具有重要意義[3]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】對(duì)不同作物如小麥[4-5]、花生[6]、馬鈴薯[7]、蕎麥[8]、檸檬[9]的雜草種類及群落特征進(jìn)行了調(diào)查，明確了不同作物田間雜草的組成和危害程度，表明不同耕作制度、作物類型及田間管理對(duì)雜草種類組成有影響。根據(jù)對(duì)新疆麥田雜草種類的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域麥田雜草約107種[10]，李廣闊等[11]對(duì)新疆南疆核桃-小麥間作田雜草進(jìn)行調(diào)查后明確南疆冬麥田雜草種類共有14科33屬39種，優(yōu)勢(shì)雜草為灰綠藜ChenopodiumglaucumL.、稗草Echinochloacrusgalli(L.)Beauv.、播娘蒿Descurainiasophia(L.)Schur.、萹蓄PolygonumaviculareL.、硬草SclerochloakengianaL.、田旋花ConvolvulusarvensisL.、離蕊芥Malcolmiaafricana(L.)R. Br.、小薊Cirsiumsegetum(Bunge.) Kitam.、苣荬菜SonchusbrachyotusDC.?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】雜草的種類結(jié)構(gòu)受作物種植結(jié)構(gòu)、耕作制度及除草劑使用的影響會(huì)不斷發(fā)生變化[12-14]，且目前新疆北疆大部分小麥田采用滴灌技術(shù)，勢(shì)必對(duì)小麥田間雜草種類構(gòu)成也有一定影響。現(xiàn)主要采用化學(xué)除草劑防除農(nóng)田雜草，不僅易產(chǎn)生雜草抗藥性問(wèn)題，且抗性雜草難以防治，發(fā)生面積逐年增加。近年來(lái)新疆北疆主要小麥產(chǎn)區(qū)雜草防除方法研究尚未見(jiàn)報(bào)道，該區(qū)域雜草群落組成也尚未明確。研究新疆北疆冬麥主產(chǎn)區(qū)麥田雜草種類組成及群落特征?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】選取新疆北疆主要小麥生產(chǎn)區(qū)域，系統(tǒng)調(diào)查小麥田雜草，研究北疆主要麥區(qū)雜草種類、發(fā)生危害程度及群落特征，為該區(qū)域雜草及時(shí)有效防控及抗藥性治理奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

調(diào)查地塊位于新疆北部即北疆小麥主產(chǎn)區(qū)的奇臺(tái)縣和額敏縣。其中奇臺(tái)縣位于天山東部，準(zhǔn)噶爾盆地東南緣，地勢(shì)南北高，中間低，有沙漠、丘陵、平原和高山多種地貌類型，其中中部天山?jīng)_積層平原區(qū)域與南部丘陵區(qū)域?yàn)槠媾_(tái)縣主要小麥種植區(qū)；額敏縣位于準(zhǔn)噶爾盆地西北邊緣，小麥種植區(qū)主要為中部額敏河沖積層平原。根據(jù)小麥種植區(qū)域的地理位置及地形地貌將調(diào)查區(qū)域分為奇臺(tái)縣中部平原區(qū)、奇臺(tái)縣南部丘陵區(qū)和額敏縣中部平原區(qū)3個(gè)區(qū)域，所調(diào)查田塊均為冬麥田。

1.2 方 法

調(diào)查時(shí)間為2019年5～7月，該時(shí)間段內(nèi)新疆北疆冬小麥田雜草發(fā)生種類齊全，危害基本定型。采取倒置“W”9點(diǎn)取樣法對(duì)所調(diào)查區(qū)域的雜草種類進(jìn)行調(diào)查，每個(gè)調(diào)查地點(diǎn)選取5～7塊冬小麥田，共計(jì)選擇16個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的121塊地，1 089個(gè)樣方，每個(gè)樣方大小為0.5 m×0.5 m。記錄每個(gè)樣方內(nèi)雜草的種類、株數(shù)。雜草種類鑒定主要參照《中國(guó)主要農(nóng)作物雜草名錄》[15]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入與整理，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算雜草的相對(duì)多度RA(relative abundance,RA)及雜草群落的主要群落特征指標(biāo)。

相對(duì)多度RA=(RU+RD+RF)/3，其中：RU、RD、RF分別為相對(duì)均度(relative uniformity,RU)、相對(duì)密度(relative density,RD)、相對(duì)頻度(relative frequency,RF)。RU=某種雜草的田間均度/全部雜草的均度，RD=某雜草的田間密度/總密度，RF=某種雜草的田間頻度/全部雜草的田間頻度，其中田間均度(uniformity，U)指雜草出現(xiàn)的樣方數(shù)占總樣方數(shù)的比例；田間密度(uniformity，D)指雜草在調(diào)查田塊的平均密度之和占總田塊的比例；田間頻度(frequency，F(xiàn))指雜草出現(xiàn)的田塊數(shù)占總田塊的比例。參照雜草類型劃分方法[5]，將麥田雜草劃分為優(yōu)勢(shì)雜草、常見(jiàn)雜草及一般雜草。

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H’=-∑Pi·lnPi，Simpson優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)D=∑Pi2，式中Pi是第i種雜草被第1次抽到的概率，Pi=Ni/N，Ni為樣方中第i種雜草的密度，N為該樣方中所有雜草密度的和；Pielou均勻度指數(shù)J=H’/lnS，其中物種豐富度S(Species richness)即調(diào)查區(qū)域內(nèi)的雜草種類數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 新疆北疆主產(chǎn)麥區(qū)麥田雜草種類

研究表明，新疆北疆奇臺(tái)縣及額敏縣冬小麥田雜草共計(jì)20科52屬60種。雜草種類最多的為菊科，共有12種雜草，其次為豆科雜草8種，禾本科雜草7種，三者雜草種類比例均在10%以上，占總雜草種類的45%。雜草種類比例在10%以下的雜草中十字花科、藜科雜草種類最多，各有5種，占比8.33%，其他科雜草有1～3種雜草。表1

表1 新疆北疆冬麥區(qū)小麥田雜草種類Table 1 Weed species in winter wheat fields in northern Xinjiang

2.2 新疆北疆冬麥主產(chǎn)區(qū)麥田優(yōu)勢(shì)雜草分布及危害程度

研究表明，根據(jù)雜草的RA將麥田雜草劃分為優(yōu)勢(shì)雜草、常見(jiàn)雜草和一般雜草，不同雜草的危害程度，表中列出雜草均為RA≥1的雜草，共有10科16屬20種。稗草的RA大于20，為新疆北疆區(qū)域麥田的優(yōu)勢(shì)雜草?；肄己途砬o蓼的RA分別為18.20和13.70，在北疆各區(qū)域冬麥田發(fā)生程度輕，但出現(xiàn)田塊數(shù)分別為90和92，分布范圍較廣，為新疆北疆區(qū)域麥田的常見(jiàn)雜草。萹蓄、蒼耳、藜、野燕麥、艾蒿、反枝莧、田旋花等為一般雜草，僅在局部區(qū)域麥田發(fā)生，發(fā)生較輕。表2

續(xù)表1 新疆北疆冬麥區(qū)小麥田雜草種類Table 1 Weed species in winter wheat fields in northern Xinjiang

2.3 新疆北疆冬麥區(qū)麥田雜草發(fā)生程度及群落結(jié)構(gòu)

研究表明，北疆主要雜草的RA在所調(diào)查3個(gè)區(qū)域內(nèi)不同，分布有所差異，整個(gè)區(qū)域內(nèi)奇臺(tái)縣南部冬麥田RA在1以上的雜草種類多于奇臺(tái)縣中部，額敏縣最少。稗草作為優(yōu)勢(shì)雜草在3個(gè)區(qū)域內(nèi)均發(fā)生程度較大，RA均達(dá)到20以上，灰藜在奇臺(tái)縣中部平原區(qū)域發(fā)生較其他2個(gè)區(qū)域多，為奇臺(tái)縣南部丘陵區(qū)域的常見(jiàn)雜草，卷莖蓼的發(fā)生程度則是奇臺(tái)縣南部大于中部，額敏縣發(fā)生程度最低。萹蓄、蒼耳等一般發(fā)生程度雜草分布范圍及發(fā)生程度在3個(gè)區(qū)域也有所差異，其中塔城額敏發(fā)生程度最重，其次為奇臺(tái)縣中部平原區(qū)域，奇臺(tái)縣南部發(fā)生情況最輕。其他一般發(fā)生雜草種類中艾蒿、冰草、豬毛菜、小薊、狗尾草、苦豆子在部分調(diào)查區(qū)域無(wú)分布，豬毛菜僅在奇臺(tái)縣南部丘陵區(qū)域某些調(diào)查田塊中發(fā)現(xiàn)有分布，苦豆子在奇臺(tái)縣中部平原區(qū)發(fā)生，冰草在額敏縣調(diào)查地塊未見(jiàn)發(fā)生，小薊和狗尾草在奇臺(tái)縣中部平原區(qū)調(diào)查地塊未見(jiàn)發(fā)生。表2，表3

表2 新疆北疆冬麥主產(chǎn)區(qū)麥田主要雜草相對(duì)多度Table 2 Relative abundance of main weeds in winter wheat fields in northern Xinjiang

表3 新疆北疆不同冬小麥產(chǎn)區(qū)主要雜草危害程度Table 3 Harm extent of main weeds in different winter wheat areas in northern Xinjiang

2.4 新疆北疆冬麥區(qū)小麥田雜草群落的物種多樣性

研究表明，物種豐富度最高的區(qū)域?yàn)樗穷~敏，雜草種類共有47種，明顯高于其他2個(gè)區(qū)域，奇臺(tái)縣南部丘陵區(qū)域和中部平原區(qū)域雜草種類分別有32、31種。塔城額敏麥區(qū)的雜草物種多樣性最高，為2.51，其次為奇臺(tái)縣中部平原區(qū)，奇臺(tái)平原區(qū)域雜草物種多樣性最低。辛普森指數(shù)則是奇臺(tái)中部平原區(qū)域及奇臺(tái)南部丘陵區(qū)域明顯高于塔城額敏縣，奇臺(tái)麥區(qū)小麥田雜草群落的優(yōu)勢(shì)度較高。奇臺(tái)麥區(qū)麥田雜草群落的均勻度與多樣性相似，其麥田雜草的種類、數(shù)量分布的均勻度低于塔城額敏。表4

表4 新疆北疆冬麥區(qū)雜草群落物種多樣性Table 4 Species diversity of weed community in different winter wheat areas in northern Xinjiang

3 討 論

農(nóng)田雜草分布狀況有一定的原因[16]，新疆北疆區(qū)域冬麥田雜草的發(fā)生面積和使用化學(xué)除草劑防治力度均呈上升趨勢(shì)，草害已成為影響冬小麥產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的問(wèn)題之一。隨著部分區(qū)域灌水及耕作制度的改變，該區(qū)域內(nèi)雜草種類及群落與未改變前存在一定差異，近年來(lái)，新疆奇臺(tái)、額敏等主產(chǎn)麥區(qū)大部分麥田由旱作、大水漫灌田改為滴灌田。研究表明，奇臺(tái)南部丘陵區(qū)域與中部平原區(qū)麥田雜草種類主要有稗草、灰藜、卷莖蓼、萹蓄、蒼耳等，與郭文超等[10]2008年的雜草種類調(diào)查結(jié)果有所差異，與調(diào)查區(qū)域所在地理緯度、環(huán)境氣候、控草措施、灌溉等因素的綜合作用有關(guān)，在這些因素的作用下，新疆北疆麥區(qū)各區(qū)域冬小麥田雜草發(fā)生種類有明顯不同。從調(diào)查各區(qū)域雜草的發(fā)生危害程度來(lái)看，奇臺(tái)丘陵區(qū)域與額敏優(yōu)勢(shì)雜草為稗草，奇臺(tái)中部平原區(qū)域優(yōu)勢(shì)雜草為稗草、灰藜，一般性雜草豬毛菜僅在奇臺(tái)南部丘陵區(qū)域的調(diào)查點(diǎn)出現(xiàn)，推測(cè)這與該區(qū)域海拔高和氣候冷涼有關(guān)。反枝莧為喜旱性雜草，適應(yīng)性廣，多發(fā)生在水分條件不好的區(qū)域，奇臺(tái)與額敏中部平原區(qū)域雨水較少，年均溫度較高，在這2個(gè)區(qū)域反枝莧發(fā)生程度明顯高于奇臺(tái)丘陵區(qū)域。群落生物多樣性指標(biāo)是衡量群落穩(wěn)定性的重要尺度，群落多樣性越高，均勻度越大，優(yōu)勢(shì)集中性越小，群落也就越穩(wěn)定，物種數(shù)目和數(shù)量分布越均勻[17-18]。從物種豐富度看，奇臺(tái)區(qū)域低于塔城額敏，從香農(nóng)指數(shù)及均勻度指數(shù)看，前者麥區(qū)雜草多樣性指數(shù)低于后者麥區(qū)，奇臺(tái)區(qū)域內(nèi)雜草種類少而分布均勻。分析原因可能是奇臺(tái)小麥種植區(qū)小麥種植面積大，雜草防除大多使用機(jī)械化學(xué)除草，農(nóng)事管理措施較為統(tǒng)一，藥劑藥量和脅迫次數(shù)較多，導(dǎo)致雜草種類較少，化學(xué)除草劑使用品種較為單一，導(dǎo)致雜草群落多樣性與均勻度差。

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中雜草多樣性在維護(hù)生態(tài)平衡中的作用日漸重要，作為衡量農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的指標(biāo)之一，穩(wěn)定的雜草生物多樣性對(duì)于防止優(yōu)勢(shì)雜草爆發(fā)性危害十分重要。新疆生態(tài)環(huán)境脆弱，研究對(duì)新疆北疆2個(gè)具有代表性的小麥種植區(qū)進(jìn)行了不同地理區(qū)域的雜草群落多樣性調(diào)查，對(duì)于指導(dǎo)調(diào)查區(qū)域有效、科學(xué)除草，控制優(yōu)勢(shì)雜草具有重要意義。由于新疆冬麥種植面積占小麥種植面積2/3以上，且調(diào)查區(qū)域冬麥田居多，研究調(diào)查田塊為冬小麥田，反映整個(gè)北疆麥區(qū)雜草發(fā)生情況存在局限性，在研究中，應(yīng)進(jìn)一步掌握春小麥田雜草發(fā)生情況，并將調(diào)查范圍進(jìn)一步擴(kuò)大至北疆全部小麥種植區(qū)域，獲得更為詳盡的調(diào)查數(shù)據(jù)。

4 結(jié) 論

新疆北疆3個(gè)小麥種植區(qū)冬麥田雜草共計(jì)60種，隸屬于20科52屬，菊科、豆科與禾本科雜草種類均占總雜草比例的10%以上，其余科的雜草種類占比在10%以下。稗草為新疆北疆麥區(qū)冬麥田優(yōu)勢(shì)雜草，發(fā)生程度較重，灰藜和卷莖蓼為常見(jiàn)雜草，萹蓄、蒼耳、藜、野燕麥、艾蒿、反枝莧、田旋花等為一般雜草。稗草在3個(gè)區(qū)域內(nèi)均為優(yōu)勢(shì)雜草，灰藜在奇臺(tái)縣中部平原區(qū)域冬麥田的危害最大，其次為奇臺(tái)縣南部丘陵區(qū)域，卷莖蓼的危害程度則是奇臺(tái)縣南部高于中部，部分一般性雜草在局部調(diào)查區(qū)域中無(wú)分布。塔城額敏雜草種類最多，香農(nóng)指數(shù)為2.51，奇臺(tái)中部平原區(qū)域優(yōu)勢(shì)雜草較為集中，辛普森指數(shù)最高，為0.19，額敏麥田雜草與奇臺(tái)麥區(qū)相比分布較為均勻，均勻度指數(shù)為0.65，奇臺(tái)2個(gè)調(diào)查區(qū)域的均勻性均為0.62。