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        人工生草對(duì)干熱河谷區(qū)芒果園雜草多樣性和群落結(jié)構(gòu)的影響

        2025-05-30 00:00:00耿沙張欽段春芳車彬沈正松熊賢坤嚴(yán)煒劉倩
        草地學(xué)報(bào) 2025年4期
        關(guān)鍵詞:雜草物種生態(tài)

        中圖分類號(hào):S667.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0435(2025)04-1228-11

        Abstract:To analyze the efects of artificial grass on weed diversityand community structure in Mango orchard, fiveleguminous grasss,Stylosanthes guianensis, Indigofera hendecaphylla,Medicago satiua,Trifolium pratense and Macroptilium lathyroides,were used to carry out grassing experiments in Mango orchard,and natural grass treatment in Mango orchard was used ascontrol. The efects of artificial grass on the niche,diversity, community structure similarityand functional groups of weeds in Mango orchard were studied.The results indicated that,compared to natural grass cover,al five artificial grassing models effectively reduced the biomass, species count,individual count,and ACE(Abundance-based Coverage Estimator) values of weeds in mango orchard,while enhancing the weed diversity in the dry-hot valleyregions.The introduction of artificial grassing impacted the niche breadth and overlap of weeds in Mango orchard,altering their ecological niches,functional groups,and community structures,and increased the ecological stability oftheorchards. Among the fiveartificial grassing models,the Indigofera hendecaphylla grassing model exhibited higher weed diversity and lower weed biomass, making it the most ideal weed management strategy for mango orchard in the dry-hot valley region.

        Key words:Orchard grass;Mango orchard; Weed diversity;Community structure

        雜草防控是果園管理中存在的難題,果園雜草防治不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致雜草叢生,病蟲害頻發(fā),嚴(yán)重則影響果樹的生長和產(chǎn)量[1]。傳統(tǒng)的清耕制管理法短期效果雖好,但長期清耕會(huì)導(dǎo)致果實(shí)產(chǎn)量下降、品質(zhì)變劣,土壤裸露、水土流失2;果園過度依賴化學(xué)除草劑進(jìn)行除草,不僅會(huì)破壞土壤環(huán)境,還可能對(duì)果樹造成危害[3]。因此,果園管理需要采取科學(xué)的管理措施,合理控制雜草生長,確保果樹的健康生長和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[4]。

        果園生草是指在果園全園或果樹行間種植具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的草本植物,使其完全覆蓋地表蓄水保摘,充分利用光照和水熱資源,提高土地復(fù)種指數(shù),達(dá)到果草互補(bǔ)的效果,具有防控雜草[5]、改善果園小氣候、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高果樹產(chǎn)量和品質(zhì)等作用[6-7]。研究表明,果園生草是一種生態(tài)友好、經(jīng)濟(jì)有效的果園管理模式。首先,生草能夠維持果園較高的生物多樣性8;其次,通過保護(hù)農(nóng)業(yè)害蟲的天敵,生草有助于自然控制害蟲數(shù)量,減少農(nóng)藥使用9;此外,生草促進(jìn)果園土壤養(yǎng)分循環(huán)[10-11],并豐富土壤微生物群落[12-13];這些因素共同提升了果園的生產(chǎn)力[14-15]。但在人工生草的過程中,人工生草與雜草間存在空間和資源的競爭關(guān)系,從而抑制雜草的生長,并對(duì)果園生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。因此,在對(duì)果園雜草防控的同時(shí)應(yīng)考慮果園生態(tài)系統(tǒng)的多樣性,進(jìn)一步衡量雜草的利弊性,從而探尋一種對(duì)果園生態(tài)系統(tǒng)干擾較小且對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)威脅較低的除草方法[8]。

        云南是我國芒果第二大生產(chǎn)基地,芒果種植主要分布在怒江流域、紅河流域、金沙江流域、瀾滄江流域等干熱河谷地區(qū),芒果作為干熱河谷區(qū)的傳統(tǒng)特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之一,種植歷史悠久,是當(dāng)?shù)氐闹匾еa(chǎn)業(yè)[16]。雜草防控是芒果園管理中存在的難題,長期使用除草劑會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境[17],長期施肥和人工除草會(huì)造成果園土壤裸露、水土流失、土壤酸化板結(jié)[18],加之干熱河谷地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)薄弱[19],芒果園管理技術(shù)欠缺及推廣不足,導(dǎo)致果農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益嚴(yán)重受損[20]。前人的研究多集中在生草對(duì)芒果園雜草防控[21-22]、土壤理化性質(zhì)[23]、節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)[24、果實(shí)品質(zhì)的影響[25]等方面,而生草對(duì)芒果園雜草多樣性的影響方面研究報(bào)道鮮見。本研究選用5種在亞熱帶果園中應(yīng)用較多的豆科草種,研究其對(duì)芒果園雜草群落多樣性的影響,以期為芒果園雜草防控和果園生態(tài)系統(tǒng)的維持提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        2022年在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所科研基地內(nèi)選取1個(gè)種植面積為 的芒果園 ,海拔約 。芒果種植規(guī)格為 ,按照隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)小區(qū)的布設(shè),共6種生草模式,每個(gè)模式布置3個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)面積約為 ,各試驗(yàn)小區(qū)間隔1行芒果樹作為保護(hù)行。其中對(duì)照組CK為自然生草模式,試驗(yàn)組SG為柱花草(Stylosanthesguianensis)生草模式,IE為穗序木藍(lán)(Indigoferahendecaphylla)生草模式,MS為紫花苜蓿(Medicagosatiua)生草模式,TP為紅三葉(Trifoliumpratense)生草模式,ML為大翼豆(Macroptiliumlathyroides)生草模式,人工生草品種相關(guān)信息見表1。人工種草播種時(shí)間為2022年5月,5種牧草均采用條播的方式播種,全園生草,播種深度 ,各草種播種量見表1,行距 ,播后覆土壓實(shí),除種植草種外不開展其他除草操作。

        表1芒果園生草品種概況 Table1An overview ofMango Orchard grassvarieties

        1.2方法

        2023年8月,各生草品種均為盛花期時(shí),對(duì)6種生草模式的芒果園的雜草群落開展調(diào)查。每種生草模式的芒果園調(diào)查3個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)選取5個(gè)面積為1 的樣方,共15個(gè)樣方,樣方間距 ,記錄樣方內(nèi)雜草的種類、數(shù)量以及稱取雜草鮮重。

        (1)芒果園雜草群落物種豐度及預(yù)測曲線。通過R語言中的iNEXT軟件包基于雜草個(gè)體數(shù)繪制6種生草芒果園雜草的物種稀疏預(yù)測曲線,根據(jù)曲線的彎曲程度判斷6種生草芒果園雜草群落的抽樣是否充分,從而反饋雜草抑制效果。

        (2)生態(tài)位寬帶B。根據(jù)公式計(jì)算雜草的生態(tài)位寬度B。

        式中, 為第 i 物種在第 i 個(gè)資源狀態(tài)下所占的比例, s 為資源位總數(shù)。

        (3)芒果園雜草群落生態(tài)位重疊度指數(shù) ,表示雜草 i 和雜草 h 間的生態(tài)位重疊指數(shù)。

        式中, 為雜草 i 在 j 樣方中的個(gè)體數(shù); 為雜草 i 在全部樣方中的個(gè)體數(shù); 為雜草 h 在 j 樣方中的個(gè)體數(shù); 為雜草 h 在全部樣方中的個(gè)體數(shù)。生態(tài)位重疊數(shù)介于 之間,“0”表示2種雜草間完全不重疊,“1\"表示2種雜草間完全重疊。

        (4)雜草群落多樣性。根據(jù)付興飛等2的方法計(jì)算6種生草模式芒果園雜草群落的物種豐富度、個(gè)體數(shù)、ACE估計(jì)值、Fisher α 指數(shù)、ShannonWiener指數(shù)及Simpson指數(shù)。并應(yīng)用SPSSStatistics20.0進(jìn)行t檢驗(yàn)。

        (5)雜草功能群。參照Puricelli等的雜草功能群劃分方法,根據(jù)雜草的生育期,將雜草劃分為4個(gè)功能群,根據(jù)雜草的生態(tài)習(xí)性,將雜草分為濕生雜草、旱生雜草、旱濕生雜草3類。對(duì)不同生草模式下芒果園的4個(gè)功能群、3種生態(tài)習(xí)性進(jìn)行所占百分比計(jì)算,并使用GraphPadPrism8.O.2軟件繪制6種類型芒果園雜草群落功能群的組成圖。

        (6)群落結(jié)構(gòu)相似性?;诟魃菽J矫⒐麍@雜草群落的分布數(shù)量的數(shù)據(jù),利用R語言進(jìn)行群落結(jié)構(gòu)相似性分析。主成分分析(PrincipalComponentAnalysis,PCA)使用prcomp函數(shù)計(jì)算,最后使用ggplot2進(jìn)行可視化。層次聚類分析中采用歐幾里得算法(Euclideanalgorithm)計(jì)算各個(gè)群落的相似距離,然后利用UPGMA(UnweightedPairGroupMethodwithArithmeticMean)方法分組成具有層次結(jié)構(gòu)的集群或簇。

        2 結(jié)果與分析

        2.1不同生草模式芒果園雜草群落物種豐度及預(yù)測曲線

        對(duì)6種生草模式芒果園的雜草群落物種組成及豐度分析結(jié)果顯示,6種生草模式芒果園共采集雜草14科33種。其中,CK模式采集到雜草9科20種;SG模式采集雜草13科18種;IE模式采集到雜草7科14種;MS模式采集到雜草10科14種;TP模式采集到雜草5科10種;ML模式采集到雜草7科14種。CK模式芒果園中,雜草基于個(gè)體數(shù)的物種稀疏和預(yù)測曲線先顯著上升后趨于平緩,說明雜草群落的物種數(shù)和個(gè)體數(shù)都較為豐富。與CK相比,5種生草模式的物種數(shù)上升較快,個(gè)體數(shù)較小,預(yù)測曲線上升后趨于相對(duì)平緩,表明5種生草模式都抑制了雜草的生長,物種數(shù)和個(gè)體數(shù)都顯著低于對(duì)照組CK(圖1),其中物種數(shù)及個(gè)體數(shù)最少的是紅三葉生草模式TP。

        2.2不同生草模式對(duì)芒果園雜草群落生態(tài)位的影響

        2.2.1不同生草模式對(duì)芒果園雜草群落生態(tài)位寬度的影響對(duì)6種生草模式芒果園的雜草生態(tài)位寬度分析結(jié)果顯示,CK中鬼針草(Bidenspilosa)牛筋草(Eleusine indica)、香附子(Cyperusrotundus)、酢漿草(Oxaliscorniculata)馬唐(Digitaria sanguina-Ls)5種雜草的生態(tài)位寬度大于0.600。其中,以鬼針草的生態(tài)位寬度最大(0.846),優(yōu)勢最明顯,分布最均勻;SG中鬼針草、牛筋草、馬唐、飛揚(yáng)草(Euphorbiahirta)香附子的生態(tài)位寬度大于0.600,其中,飛揚(yáng)草的生態(tài)位寬度最大,為0.866;IE中鬼針草、牛筋草、香附子的生態(tài)位大于0.600,其中,香附子的生態(tài)位寬度最大,為0.860;MS中鬼針草、藿香薊(Agera-tumconyzoides)、小蓬草(Erigeroncanadensis)、馬唐、酢漿草(Oxaliscorniculata)香附子的生態(tài)位寬度大于0.600,其中,鬼針草的生態(tài)位寬度最大,為0.863;TP中鬼針草、香附子的生態(tài)位大于0.600,其中,鬼針草的生態(tài)位寬度最大,為0.744;ML中鬼針草、香附子的生態(tài)位大于0.600,其中,香附子的生態(tài)位寬度最大,為0.899。在所有模式中,鬼針草、香附子的生態(tài)位寬度均大于0.600,鬼針草、香附子兩種雜草在TP模式中生態(tài)位寬度均是最低,說明鬼針草、香附子在芒果園中最具有生長優(yōu)勢,TP模式對(duì)其抑制效果較顯著。

        圖1不同生草芒果園雜草群落基于樣本數(shù)的物種稀疏和預(yù)測曲線Fig.1Species sparsenessand predictioncurveof weed communityin MangoOrchard basedonsamplenumberunderdiferent grass planting patterns
        表2不同生草模式下芒果園雜草群落生態(tài)位寬度Table 2Ecological niche width of weed communities in Mango Orchard under diverse ground cover patterns
        注:CK為自然生草模式,SG為柱花草模式,IE為穗序木藍(lán)模式,MS為紫花苜蓿模式,TP為紅三葉模式,ML為大翼豆模式。下同 Note:CKisaturalgassaggdenGislostesaneisbivousagdeEisdigofradea bivorousmanggadenisMedicagstirbvorousmangogardenisTifolurateserbiorousmangogrdenac roptilium lathyroides herbivorous mango garden. The same as below

        2.2.2不同生草模式的芒果園雜草群落生態(tài)位重疊度生態(tài)位重疊度是評(píng)價(jià)雜草種間競爭的強(qiáng)弱的更重要指標(biāo),不同生草模式的芒果園中,雜草群落生態(tài)位重疊度差異顯著(表3至表8)。對(duì)6種生草模式芒果園的雜草生態(tài)位重疊度分析結(jié)果表明,自然生草模式CK中雜草間生態(tài)位重疊度大于0.60的有3組,即馬唐(Digitariasanguina-lis)和黑麥草(Loliumperenne)、鬼針草(Bidenspilosa)和香附子(Cyperusrotundus)、賽葵(Malu-astrumcoromandelianum)和小心葉薯(Ipomoeaobscura),說明這些雜草存在較大的種間競爭(表3)。

        表3自然生草芒果園(CK)雜草群落的生態(tài)位重疊度Table3Ecological niche overlap degree of weed community in natural grasstreatments Mango Orchard

        在柱花草生草模式SG中,雜草間生態(tài)位重疊度大于0.60的有8組,即鬼針草與長柔毛野豌豆(Viciavillosa)、藿香薊(Ageratumconyzoides)與薺(Capsella bursa-pastoris) 野筒蒿(Crassocephalum crep-idioides)與酢漿草(Oxaliscorniculata)馬唐與飛揚(yáng)草、雀稗(Paspalumvaginatum)與長柔毛野豌豆、雀稗與綠穗莧(Amaranthushybridus)長柔毛野豌豆與綠穗莧,鴨跖草(Commelinacommunis)與小心葉薯,其中雀稗與長柔毛野豌豆、雀稗與綠穗莧、長柔毛野豌豆與綠穗莧的重疊度生態(tài)位為1.00,說明在柱花草生草芒果園中這些雜草存在較大的資源競爭(表4)。

        在穗序木藍(lán)生草模式IE中,雜草間生態(tài)位重疊度大于0.60的有8組,即鬼針草與香附子、鼠曲草(Pseudognaphaliumaffine)與 龍 葵(Solanumnigrum)、藿香薊與飛揚(yáng)草、小蓬草(Erigeroncanadensis)與酢漿草、苦荬菜(Ixerispolycephala)與馬唐、苦荬菜與龍爪茅(Dactylocteniumaegyptium)、馬唐與龍爪茅、龍葵和賽葵,其中藿香薊與飛揚(yáng)草、苦賣菜與馬唐、苦荬菜與龍爪茅、馬唐與龍爪4組的重疊度生態(tài)位為1,說明在穗序木藍(lán)生草芒果園中這些雜草存在較大的資源競爭(表5)。

        在紫花苜蓿生草模式MS中,雜草間生態(tài)位重疊度大于0.60的只有2組,為藿香薊與小蓬草、龍葵與阿拉伯婆婆納,說明在MS模式中,除了這兩組雜草外,各雜草種間資源競爭不強(qiáng)(表6)。

        在紅三葉生草模式TP中,雜草間生態(tài)位重疊度大于0.60的有5組,為鬼針草與鼠曲草、鬼針草與香附子、牛筋草與酢漿草、馬唐與賽葵、龍爪茅與酢漿草,說明在TP模式中,除了這兩組外,各雜草種間資源競爭不強(qiáng)(表7)。

        在芒果園大翼豆生草模式ML中,雜草間生態(tài)位重疊度大于0.60的有3組,為牛膝菊(Galinsogaparuiflora)與決明(Sennatora)、匙葉合冠鼠曲(Gnaphaliumpensyluanicum)與早熟禾(Poaannua)、距瓣豆(Centrosemapubescens)與龍葵(表8)。

        表4柱花草生草芒果園(SG)雜草群落的生態(tài)位重疊度Table4Ecological niche overlapdegre of weed community in Stylosanthes guianensis herbivorous Mango Orchard
        表5穗序木藍(lán)生草芒果園(IE)雜草群落的生態(tài)位重疊度Table5Ecological nicheoverlapdegreeof weedcommunity in Indigofera hendecaphylla herbivorous MangoOrchard
        表6紫花苜蓿生草芒果園(MS)雜草群落的生態(tài)位重疊度Table 6 Ecological niche overlap degree of weed community in Medicago sativa grassMango Orchard
        表7紅三葉生草芒果園(TP)雜草群落的生態(tài)位重疊度Table7 Ecological niche overlap degree of weed community in Trifolium pratense grass Mango Orchard
        表8大翼豆生草芒果園(ML)雜草群落的生態(tài)位重疊度Table8Ecological niche overlap degreeof weed community in Macroptilium lathyroides grass Mango Orchard

        2.3芒果園不同生草模式對(duì)雜草群落多樣性及生物量的影響

        對(duì)6種生草模式芒果園的雜草群落多樣性分析結(jié)果表明,6種生草模式中,柱花草生草模式SG物種豐富度和豐富度估計(jì)值最高,紅三葉生草模式TP最低;雜草個(gè)體數(shù)穗序木藍(lán)生草模式IE最低;在物種多樣性方面,除SG外,其他人工生草芒果園的

        Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)與自然生草芒果園相比均升高;而Fisherα指數(shù)除SG模式外與自然生草芒果園相比均降低,其中IE模式降低較?。ū?)。與自然生草芒果園相比,所有人工生草芒果園的雜草生物量均顯著下降,雜草生物量排序?yàn)镃Kgt;SG gt; ML gt; TP gt; MSgt;IE,其中穗序木藍(lán)生草芒果園雜草生物量最?。▓D2)。

        表9不同生草模式芒果園雜草群落多樣性比較Table 9Comparison of weed community diversity in Mango Orchard covered with different grasses
        注:不同小寫字母代表不同模式對(duì)應(yīng)的差異顯著( 。下同 Note:Different lowercase letters represent significant differences corresponding to diferent plots( .The same asbelow

        600 a500g·. b++ □300 . 品200 . 聘 中 C0 .100 品□ 茶 C 子 C 4 福0 A 1CK SG IE MS TP ML生草模式 Grass-planting patterns

        2.4芒果園不同生草模式對(duì)雜草群落功能結(jié)構(gòu)的影響

        6種生草芒果園中雜草群落功能群占比大小排序?yàn)椋弘p子葉一年或越年生植物功能群(DA) gt; 雙子葉多年生植物功能群 單子葉一年生或越年生植物功能群(MA) gt; 單子葉多年生植物功能群(MP)。在CK中,雙子葉一年或越年生植物功能群占比 50 % ,雙子葉多年生植物功能群占比 40 % ,單子葉一年生或越年生植物功能群占比 10 % 。生草對(duì)4個(gè)功能群組成結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響,與CK相比,SG和IE2種生草模式中出現(xiàn)了單子葉多年生雜草,占植物功能群的 5 . 6 % 和 7 . 1 % ;SG,IE,MS,ML等4種生草模式中雙子葉一年或越年生雜草占比呈下降趨勢,其中ML模式雙子葉一年或越年生雜草占比下降最顯著;SG,MS,ML三種模式中雙子葉多年生植物功能群占比呈上升趨勢,而TP呈下降趨勢;5種生草模式中單子葉一年生或越年生植物功能群占比均呈上升趨勢(圖3A)。按照雜草的生態(tài)特征分類,芒果園中濕生雜草占比最大,旱生雜草和旱、濕生兩性雜草占比較小,與CK相比,在5種生草模式中,旱、濕生雜草占比減小,旱生雜草占比升高。說明,芒果園中濕生雜草資源競爭的能力較強(qiáng);旱、濕生雜草對(duì)資源的競爭能力較弱,受環(huán)境影響大(圖3B)。

        2.5芒果園不同生草模式對(duì)雜草群落結(jié)構(gòu)的影響

        利用PCA主成分分析方法和聚類分析方法,分析不同生草模式芒果園的雜草群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果如圖4A所示,與自然生草芒果園CK雜草樣方群落距離較近的為SG,ML雜草樣方,距離較遠(yuǎn)的是IE,TP,MS雜草樣方,說明SG,ML與CK的雜草群落結(jié)構(gòu)相似,IE,TP,MS對(duì)芒果園雜草群落結(jié)構(gòu)影響較大。而MS與ML模式中組內(nèi)各樣方雜草距離較遠(yuǎn),說明MS與ML模式雜草各樣方分布不均勻,雜草群落差異大。以不同模式中的雜草群落物種數(shù)和個(gè)體數(shù)進(jìn)行聚類分析,結(jié)果得出,各生草模式的雜草群落結(jié)構(gòu)差異性較大,TP和IE聚類在同一分支,群落結(jié)構(gòu)類似,且與CK相距最遠(yuǎn),與其他模式均沒有聚類在一起,SG與CK相距最近(圖4B)。由此可得出,TP和IE模式對(duì)芒果園雜草群落結(jié)構(gòu)的影響最大,SG模式對(duì)芒果園雜草群落結(jié)構(gòu)的影響較小。

        3討論

        3.1芒果園生草模式對(duì)雜草防效的影響

        與傳統(tǒng)人工除草、除草劑除草相比,生草覆蓋防控雜草可能是促進(jìn)果園可持續(xù)發(fā)展的更有效途徑[5.28],覆蓋草種主要通過與雜草爭奪資源來抑制雜草[11],其次牧草的化感作用也可以發(fā)揮抑制雜草的作用[29]。本研究對(duì)保山干熱河谷的芒果園內(nèi)不同生草模式下的雜草群落進(jìn)行了調(diào)查和分析,共采集發(fā)現(xiàn)雜草14科33種,主要為菊科、禾本科、大戟科和豆科。本試驗(yàn)區(qū)中的優(yōu)勢雜草有白花鬼針草、牛筋草、香附子、酢漿草、馬唐等,其中白花鬼針草、香附子、牛筋草和馬唐屬于干熱河谷地區(qū)惡性雜草,它們種子數(shù)量多、傳播速度快、生長迅速,對(duì)土壤的土質(zhì)及肥力要求不高,在貧瘠的土地也能旺盛生長,對(duì)于作物危害較大[30-32]。相比于自然生草模式,5種生草模式對(duì)芒果園雜草均有較好的防控作用,雜草的物種數(shù)、個(gè)體數(shù)以及生物量均顯著下降。其中,牛膝菊、大黍、黑麥草、毛花雀稗、白苞猩猩草和小心葉薯等劣勢雜草或稀有雜草在土壤空間及養(yǎng)分資源的競爭下會(huì)逐漸減少或消失,而白花鬼針草、藿香薊、牛筋草、香附子、酢漿草、馬唐、龍葵等雜草能在有限的環(huán)境資源和狹窄的生態(tài)空間內(nèi)獲取資源,繼續(xù)保持競爭優(yōu)勢。但一些對(duì)環(huán)境和資源有偏好性的雜草,則成為新的優(yōu)勢雜草,例如在柱花草生草模式中飛揚(yáng)草和龍葵,紫花苜蓿生草模式中藿香薊和小蓬草,在大翼豆生草模式中匙葉合冠鼠曲,與自然生草相比,這些雜草在相應(yīng)的生草模式下,具有更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢,可能成為新的優(yōu)勢雜草。說明種植模式的改變或新物種的引入,導(dǎo)致環(huán)境資源再分配,進(jìn)而影響雜草的生態(tài)位寬度,重新形成新的優(yōu)勢雜草種群[33-34]

        圖4不同生草模式芒果園的雜草群落結(jié)構(gòu)Fig.4Weed community structure in Mango Orchard covered with different grasses

        注:圖A中,不同顏色的實(shí)心圓代表不同生草模式的雜草樣方,樣方間的距離表示芒果園雜草群落結(jié)構(gòu)的相似性水平,距離越大表示樣地間雜 草群落差異越明顯。圖B,基于6種生草模式芒果園雜草群落的分布數(shù)量構(gòu)建聚類分析圖,雜草群落相似程度越高,則聚為一類 Note:InFigAolidcicsofdiferentcolosreprsntdadtsithdieentgrasspassteteqadatsepts thesimilarityleelfweedommuityructreangochardergertedistaceis,thoebvioustfereeofdcoity betwnplotsisFgBasedotdistrtioofdcomitisingohardofigasrowgmodels,usteralyiss constructed.The higher the similarity of weed communities,themore similar they were

        3.2芒果園不同生草模式對(duì)雜草群落多樣性的影響

        一個(gè)更多樣化的雜草群落是農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展的重要指標(biāo)[8.35],多樣化的雜草群落可以限制惡性雜草的生長,降低雜草對(duì)作物生產(chǎn)力的負(fù)面影響[10.36-37]。在本研究中,提高果園的雜草多樣性以及實(shí)現(xiàn)高效的雜草防控是主要目標(biāo)。付興飛等[26]研究發(fā)現(xiàn),在咖啡園種植綠肥通過改變?cè)h(huán)境的資源分配和雜草間資源競爭能力,從而使咖啡園雜草群落的關(guān)鍵物種發(fā)生了改變,降低了咖啡園雜草群落多樣性。張慧等[38研究表明,在柚子園種植白三葉,可以使果園雜草群落趨于穩(wěn)定,雜草群落優(yōu)勢種不明顯,增加果園的物種豐富度和雜草多樣性。管俊豪等39研究表明,在蘋果園間作牧草后,蘋果園雜草群落的多樣性程度有所降低,但各雜草種群數(shù)量在群落中分布更均勻隨機(jī)。在本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),與自然生草芒果園相比,5種人工生草芒果園中物種數(shù)、個(gè)體數(shù)和ACE估計(jì)值均低于自然生草芒果園,但Fisherα指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)均明顯高于自然生草芒果園。自然生草芒果園中雜草優(yōu)勢種群主要以白花鬼針草和香附子為主,個(gè)體數(shù)量占所有雜草數(shù)量的 70 % 左右,雜草間生態(tài)位重疊度大于0.60的只有3組,說明優(yōu)勢雜草抑制了其他劣勢雜草的生長,雜草多樣性相對(duì)單一。在人工生草芒果園中,人工草種與雜草形成新的生態(tài)資源競爭關(guān)系,抑制了在資源競爭中占據(jù)劣勢的雜草生長,促進(jìn)了更能適應(yīng)新環(huán)境的雜草生長,其中柱花草、穗序木藍(lán)和紅三葉三種生草模式中,雜草間生態(tài)位重疊度大于0.60的分別有7組、8組和5組,說明雜草種群在經(jīng)過人工生草選擇后分布更均勻隨機(jī),資源競爭更激烈,因此雜草多樣性相對(duì)較高。在柱花草生草模式中,雜草群落的Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)均高于其他模式,說明柱花草生草模式中雜草的優(yōu)勢種群集中程度較高,優(yōu)勢雜草較多。在穗序木藍(lán)生草模式中,Shannon-Wiener指數(shù)高于自然生草模式,但Simpson指數(shù)低于自然生草模式,說明穗序木藍(lán)生草模式中的雜草群落多樣性雖然高于自然生草模式,但優(yōu)勢種群集中程度相對(duì)較低,即雜草種類分布相對(duì)均勻。而在紅三葉生草模式中,雖然雜草間生態(tài)位重疊度也較高,但其 Shannon-Wiener指數(shù)和 Simp-son指數(shù)均低于自然生草模式,可能是由于紅三葉本身具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢,抑制了其他雜草的生長,導(dǎo)致雜草群落多樣性相對(duì)較低。

        3.3不同生草模式芒果園對(duì)雜草群落結(jié)構(gòu)的影響

        種植模式的改變,不僅會(huì)使雜草物種發(fā)生變化[40],還會(huì)進(jìn)一步影響雜草的功能群[26.41],從而改變雜草群落結(jié)構(gòu)。本研究中,6種種植類型芒果園中雙子葉一年或越年生雜草占據(jù)最大優(yōu)勢,5種人工生草模式改變了芒果園的雜草功能群,雙子葉多年生植物功能群占比呈下降趨勢,雙子葉一年或越年生植物功能群呈上升趨勢,這可能與雙子葉一年或越年生雜草的生態(tài)適應(yīng)性、抗逆性和生長勢強(qiáng)有關(guān)[11,41]。在5種人工生草芒果園中,旱、濕生兩性雜草受人工生草的影響占比顯著減??;而旱生雜草具有較強(qiáng)的資源競爭優(yōu)勢,比例明顯增加;濕生雜草對(duì)人工生草的響應(yīng)規(guī)律不明顯。不同的生草模式對(duì)雜草群落結(jié)構(gòu)的改變存在差異,柱花草對(duì)芒果園雜草群落結(jié)果的影響較小,而穗序木藍(lán)和紅三葉對(duì)其影響較大。

        4結(jié)論

        人工生草可以在一定程度上改變果園雜草群落的物種組成和多樣性,提高雜草群落的均勻度和隨機(jī)性,增加果園的生態(tài)穩(wěn)定性。但不同的人工生草模式對(duì)雜草群落的影響程度和機(jī)制可能存在差異,需要根據(jù)具體情況選擇合適的生草模式和管理措施,以實(shí)現(xiàn)果園的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)平衡。本研究結(jié)果表明5種人工生草模式均能降低芒果園的雜草生物量、物種數(shù)和個(gè)體數(shù),提高干熱河谷區(qū)的芒果園雜草多樣性,而穗序木藍(lán)生草芒果園具有較高的雜草多樣性和較低的雜草生物量,是5種生草模式中最適合干熱河谷芒果園生草的草品種。

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        (責(zé)任編輯 閔芝智)

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