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(1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)， 甘肅 蘭州 730070； 2. 青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院， 青海 西寧810016)

燕麥(AvenasativaL.)是禾本科(Gramineae)燕麥屬(AvenaL.)的糧草兼用型一年生飼料作物，具有適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)草量高、營養(yǎng)價(jià)值高、適口性好等特點(diǎn)[1]。在我國，燕麥主要在華北、西北和青藏高原等地栽培[2-3]。青海省作為牧業(yè)省份，因其低溫、生長季短等不良?xì)夂驐l件使得燕麥自古以來就是本省的重要農(nóng)作物，且燕麥青干草和青貯燕麥草已成為青海省高寒牧區(qū)枯草季節(jié)的重要飼草來源[4]。

農(nóng)田雜草群落的構(gòu)成及其生物多樣性受環(huán)境條件、耕作制度、作物種類、種植制度及田間管理、除草措施等影響[5-6]。長期使用靶標(biāo)相同的除草劑可以降低敏感雜草的密度而導(dǎo)致非敏感雜草密度上升，雜草群落發(fā)生快速演替，并可能形成抗藥性雜草種群；同時(shí)由于長期形成的耕作習(xí)慣改變[7]、相應(yīng)外來物種的入侵[8]、單一除草劑的使用[9]等原因?qū)е码s草群落組成和結(jié)構(gòu)特征發(fā)生改變。因此掌握農(nóng)田雜草群落組成和結(jié)構(gòu)特征是進(jìn)行雜草控制的最基礎(chǔ)性工作。近年來，許多學(xué)者相繼對小麥[10]、棉花[11]、胡麻[12]、芝麻[13]等作物田雜草進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查研究，明確了作物田雜草組成和群落結(jié)構(gòu)特征，為相應(yīng)農(nóng)田草雜草防控奠定了基礎(chǔ)。如高興菊[14]等研究表明河南省小麥田雜草有77種，播娘蒿、 野燕麥、 薺菜等10種是優(yōu)勢雜草；李秉華[15]等研究表明河北省冬小麥田雜草有61種，播娘蒿、 打碗花、 薺菜、 麥瓶草和麥家公是優(yōu)勢雜草。在燕麥田雜草調(diào)查研究方面，谷雪菲[16]報(bào)道內(nèi)蒙古武川縣燕麥雜草有27種，以闊葉雜草為主；楊書成等報(bào)道山西五寨縣莜麥田雜草有35種，主要是禾本科，而目前關(guān)于青海省燕麥田雜草分布的報(bào)道較少。本研究對青海省不同地區(qū)燕麥田雜草種類和群落組成進(jìn)行了數(shù)量分析，旨在揭示該區(qū)域燕麥田雜草的群落特征，為燕麥田雜草的綜合防控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地區(qū)概況

根據(jù)青海省不同地區(qū)地理環(huán)境及燕麥主產(chǎn)區(qū)的區(qū)域分布，調(diào)查點(diǎn)分別在西寧市湟中縣、海東市互助縣、平安區(qū)和海北州海晏縣進(jìn)行，調(diào)查區(qū)具體情況如表1。

表1 調(diào)查區(qū)環(huán)境因子Table 1 Environmental factors of the investigated regional

1.2 調(diào)查方法

2016年6月對青海省4個(gè)不同地區(qū)的104塊燕麥田雜草進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，在104塊燕麥田中每個(gè)調(diào)查地隨機(jī)選擇5～8塊成片燕麥田，面積約為2 hm2。調(diào)查采用倒置“W”9點(diǎn)取樣法，樣方面積為0.25 m2，調(diào)查其中雜草的種類、株數(shù)，記錄已明確雜草的通用名，不確定雜草采集標(biāo)本進(jìn)行編號，隨后加以鑒定，并將鑒定結(jié)果收集、補(bǔ)充到調(diào)查名錄中。植物種類的鑒定參考李揚(yáng)漢[17]編著的《中國雜草志》，植物拉丁名參考中國科學(xué)院植物研究所[18]編著的《新編拉漢英植物名》。

1.3 數(shù)據(jù)分析

統(tǒng)計(jì)各樣點(diǎn)的調(diào)查數(shù)據(jù)后，計(jì)算雜草群落特征指標(biāo)。

雜草發(fā)生頻率(population frequence, PF) 測定區(qū)域出現(xiàn)某種雜草時(shí)，該雜草的PF取1，反之取0，該區(qū)域所有雜草PF 值的和代表該區(qū)域雜草的種類。

雜草頻度= 某種雜草出現(xiàn)的樣方數(shù)/調(diào)查樣方的總數(shù)

相對頻率(relative frequence, RF) =某種雜草 PF值/該區(qū)域雜草種類值

雜草種群密度(population density, PD) =某種雜草的株數(shù)/測定區(qū)域面積

相對密度(relative density, RD) = 某種雜草株數(shù)/區(qū)域內(nèi)所有物種總數(shù)

跟你說吧，原本大家都不同意給你，我一個(gè)一個(gè)地做工作，講你的特殊情況，求他們，總算都同意了?，F(xiàn)在，錢還在會(huì)計(jì)那里，你這么急，我先墊上。說著，村長從口袋里摳出一疊票子，塞給牛皮糖。

式中，ith為第i種雜草：jth為第j 種雜草。

根據(jù)各樣點(diǎn)的調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算其物種多樣性及群落的相似性，物種豐富度即樣方中包含的所有雜草種類數(shù)。

香農(nóng)-威納指數(shù)(Shannon -Wiener)H′=-∑Pi×lnPi

辛普森(Simpson)指數(shù)D =∑Pi2

均勻度(Pielou)指數(shù)J =H′/lnS[19]

Pi =Ni/N，Ni 為樣方中第i種雜草的密度，N為樣方中雜草的總密度。

2 結(jié)果與分析

2.1 青海省不同地區(qū)燕麥田雜草種類

從表2可以看出，青海省不同地區(qū)燕麥田常見雜草有25種，隸屬17個(gè)科，其中，菊科5種，占20%；莧科、紫草科、唇形科、紫堇科、茜草科、旋花科、傘形科、石竹科、大薊科、木賊科、牦牛兒苗科、薔薇科、豆科、藜科各1種，占4%；蓼科和十字花科各3種，占12%。一年生雜草8種，占雜草種類總數(shù)的32%；一年或越年生雜草5種，占雜草種類總數(shù)的20%；多年生雜草12種，占雜草種類總數(shù)的48%。

表2 青海省不同地區(qū)燕麥田雜草種類和生活型Table 2 Weed species and life form of oat field in different regions of Qinghai Province

2.2 青海省不同地區(qū)燕麥田雜草劃分

野胡蘿卜、香薷、節(jié)裂角茴香、灰綠藜、豬殃殃在燕麥田相對豐度均大于20，相對密度均大于10，相對頻度均大于10，對燕麥產(chǎn)量有嚴(yán)重的影響，屬于優(yōu)勢雜草，其中野胡蘿卜、香薷、節(jié)裂角茴香的相對豐度分別為41.24、38.67、31.22(表3)，在燕麥田能夠大量的存活。從表3還可以看出，薺菜、油菜、老鸛草、苦荬菜、卷莖蓼、娘娘菜、箭筈豌豆等7種雜草在多個(gè)地區(qū)均有分布，但是相對豐度較低，對燕麥田影響較小，屬于燕麥田常見雜草；其它13種雜草相對頻度和相對豐度都較小，或者在很小的局部地區(qū)發(fā)生，對燕麥產(chǎn)量影響很小，屬于燕麥田一般雜草。

表3 青海省不同地區(qū)燕麥田雜草發(fā)生情況Table 3 The occurrence of dominant weeds in oat fields in different regions of Qinghai Province

續(xù)表3

注：表中所列為相對豐度在10%以上的雜草

Note: Weeds with an overall relative abundance over 10% were listed in the table

2.3 青海省不同地區(qū)燕麥田雜草的發(fā)生特點(diǎn)及群落結(jié)構(gòu)

自然環(huán)境因素如水肥條件、地理緯度、土壤類型等決定農(nóng)田雜草群落的組成和雜草的發(fā)生[20]。調(diào)查區(qū)域中湟中縣、平安區(qū)、互助縣為區(qū)為典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，海晏縣為高寒牧區(qū)，各地區(qū)土壤地理環(huán)境不同，種植習(xí)慣、管理水平差異，燕麥田雜草的發(fā)生種類和群落組成差別較大(表4)。湟中縣燕麥田雜草群落組成為薺菜、灰綠藜、油菜、香薷、節(jié)裂角茴香和豬殃殃；互助縣由香薷、節(jié)裂角茴香、豬殃殃、薺菜、老鸛草、苦荬菜、油菜、灰綠藜、箭筈豌豆等優(yōu)勢種群組成；節(jié)裂角茴香、香薷、灰綠藜、豬殃殃、苦荬菜、刺兒菜、卷莖蓼、委陵菜、毛蓮菜組成平安區(qū)燕麥田雜草群落；海晏縣燕麥田雜草群落主要由香薷、灰綠藜、油菜、節(jié)裂角茴香、野胡蘿卜、娘娘菜組成。

表4 青海省不同地區(qū)燕麥田雜草的相對豐度Table 4 Relative abundance of main weeds in oat fields in different regions of Qinghai Province

2.4 青海省不同地區(qū)燕麥田雜草群落的物種多樣性

青海省不同地區(qū)燕麥田雜草群落的物種多樣性見表5。以物種豐富度來看，各調(diào)查區(qū)域差異顯著(P<0.05)，平安區(qū)燕麥田雜草群落的物種豐富度最高，有21種雜草；互助縣和湟中縣豐富度居中分別有17種和15種；海晏縣豐富度最低，僅有9種，比平安區(qū)低57.1%。所調(diào)查區(qū)域Shannon-Wiener指數(shù)差異顯著(P<0.05)，海晏縣和互助縣在1.564～1.704之間，平安區(qū)最高，為1.808，是湟中縣的1.86倍，說明平安區(qū)燕麥田雜草的種類和數(shù)量高于湟中縣。從Simpson指數(shù)來看，各調(diào)查區(qū)域差異顯著(P<0.05)，湟中縣最高，為0.565，是平安區(qū)的2.56倍，說明湟中縣燕麥田雜草的優(yōu)勢草種比平安區(qū)更明顯。從各地區(qū)雜草群落的Pielou指數(shù)來看，所調(diào)查區(qū)域差異顯著(P<0.05)，海晏縣燕麥田雜草種類較少，而Pielou指數(shù)最高，為0.712，湟中縣最低為0.359，比前者低49.5%，互助縣和平安區(qū)居中，二者分別為0.601和0.594，說明互助縣和平安區(qū)燕麥田雜草的Pielou指數(shù)基本相近，二者差距不大。

表5 青海省不同地區(qū)燕麥田雜草群落的物種多樣性Table 5 Species diversity of weed communities among oat planting in different regions of Qinghai Province

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note: Different letters in the same column indicate significant difference at the 0.05 level

2.5 青海省不同地區(qū)燕麥田雜草群落的相似性

將各地區(qū)RA≥10%的雜草構(gòu)成矩陣進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，從不同地區(qū)雜草群落物種組成的相似性來看(圖1)，青海省不同地區(qū)燕麥田雜草群落可以劃分為3組，互助縣和平安縣雜草群落結(jié)構(gòu)類似，湟中縣和海晏縣分別單獨(dú)一組。各縣作物布局、耕作制度、管理措施相近，土壤類型和環(huán)境存在差異，湟中縣土壤類型為黑鈣土，互助縣和平安區(qū)土壤為栗鈣土，降雨量少，均屬于東部農(nóng)業(yè)區(qū)；海晏縣土壤類型為黑鈣土，降雨量充沛，屬青海湖環(huán)湖高寒牧區(qū)。

圖1 青海省不同地區(qū)燕麥田雜草群落的聚類分析Fig.1 Hierarchical cluster analysis of weed community in oat fields in different regions of Qinghai Province

3 討論與結(jié)論

雜草群落的組成受當(dāng)?shù)刈匀坏乩憝h(huán)境、氣候條件和施肥、輪作等管理方式等方面因素的影響[4-5,21]。青海省東部地區(qū)為典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，海晏縣屬青海湖環(huán)湖高寒牧區(qū)，各地區(qū)土壤地理環(huán)境不同，種植習(xí)慣、管理水平差異較大。本研究調(diào)查結(jié)果表明，青海省不同地區(qū)燕麥田優(yōu)勢雜草為野胡蘿卜、香薷、節(jié)裂角茴香、灰綠藜、豬殃殃，這5種雜草在燕麥田分布廣泛，對燕麥產(chǎn)量有嚴(yán)重的影響。此外,薺菜、油菜2種雜草在多個(gè)地區(qū)均有較大面積的分布，其中薺菜在湟中縣和互助縣廣泛分布，在平安區(qū)也有較大面積的分布，在青海湖環(huán)湖農(nóng)業(yè)區(qū)的海晏縣基本沒有分布；油菜除在平安區(qū)分布較少外，在其他區(qū)域則是廣泛分布。老鸛草、苦荬菜、卷莖蓼、娘娘菜、箭筈豌豆等5種雜草在調(diào)查局部地區(qū)分布較廣泛，其中老鸛草、委陵菜主要分布在互助縣和平安區(qū)，娘娘菜主要分布在海晏縣。不同燕麥種植區(qū)域田間雜草分布都存在一定的差別，這可能是因?yàn)檠帑溙镫s草群落的分布與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境和所采用的耕作方式有關(guān)。本研究中海晏縣海拔高、氣候冷涼，油菜-燕麥輪作，播種期晚，雜草出苗高峰較東部農(nóng)業(yè)區(qū)推遲20～30 d，其他燕麥種植區(qū)域主要是燕麥的連作，所以海晏縣燕麥種植區(qū)雜草草相與其他地區(qū)差異較大，香薷、灰綠藜、油菜、節(jié)裂角茴香、野胡蘿卜、娘娘菜是該區(qū)域的主要雜草，通過系統(tǒng)聚類分析也得出海晏縣單獨(dú)一組，與其他燕麥種植區(qū)雜草草相差異很大。谷雪菲[16]在研究內(nèi)蒙古武川縣燕麥田雜草時(shí)也得到了類似的結(jié)論，即保護(hù)性耕作條件下燕麥田雜草的種類較傳統(tǒng)耕作中雜草的種類少，具有一定控制雜草的作用。

自然環(huán)境因素如水肥條件、地理緯度、土壤類型等決定農(nóng)田雜草群落的組成和雜草的發(fā)生[9,22]。本調(diào)查研究結(jié)果表明，湟中縣燕麥田雜草群落Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou指數(shù)最低，而Simpson指數(shù)最高，說明湟中縣燕麥田雜草種類少、優(yōu)勢草種比其它地區(qū)更明顯、物種分布的均勻性較差、群落結(jié)構(gòu)簡單，這可能是由于這兩年湟中縣開始在燕麥田噴施單一除草劑甲磺隆，使得除草劑對燕麥田雜草的壓力升高，致使一些敏感性的雜草種群密度下降而不敏感雜草種群密度上升。郭水良等[23]通過除草劑對雜草微觀進(jìn)化及多樣性研究進(jìn)一步證實(shí)如長期單一使用除草劑，雜草群落結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，使雜草物種多樣性降低，產(chǎn)生抗藥性雜草，增加雜草的防治難度。對于較低的物種豐富度對燕麥田生態(tài)系統(tǒng)的影響還有待進(jìn)一步的研究。

雜草綜合治理的目的不是完全殺滅雜草，而是控制雜草的危害程度和范圍，維持雜草的多樣性，利用雜草種群間的相互制約，不使某一惡性雜草占優(yōu)勢。對于燕麥田雜草，要依據(jù)不同地區(qū)優(yōu)勢雜草種類和雜草群落結(jié)構(gòu)，選擇適合當(dāng)?shù)匮帑溕a(chǎn)的耕作措施和除草措施，嚴(yán)格控制化學(xué)除草劑的使用量，減輕對環(huán)境的污染；同時(shí)，及時(shí)指導(dǎo)農(nóng)民合理輪換使用除草劑， 延緩雜草抗藥性的產(chǎn)生。對于不同地區(qū)的優(yōu)勢雜草要密切關(guān)注，防治一般性雜草轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢雜草，實(shí)現(xiàn)青海省燕麥不同種植區(qū)域田間雜草的可持續(xù)治理。