放養雞對有機玉米田雜草控制和產量的影響

趙建設+謝凱權+蔣高明+李小芳+胡波+郭立月

摘要：為尋求有機玉米田雜草防治技術，明確放養雞對玉米田雜草控制和產量的影響，采用大田小區試驗，設玉米大口期放養雞30天處理和不放雞對照，大口期后不再除草。結果顯示：玉米大口期后不防治雜草，玉米產量僅有4 945 kg/hm2，而在大口期放養雞，產量增加31.0% （P<0.05）；放養雞20天后雜草平均高度降低25.7%，雜草種類（4種）、平均總密度（17株/m2）、蓋度（11.3%）和生物量（29.8 g/m2）均顯著低于未放雞玉米田雜草種類（10種）、平均總密度（86.3株/m2）、蓋度（76.7%）和生物量（170.1 g/m2）（P<0.05），進而使得Shannon-Wiener 多樣性指數、Pielou均勻度指數和Margalef物種豐富度指數降低，但將雞收回后雜草多樣性指數又得到恢復。因此，放養一定量的雞可有效控制田間雜草，同時不會破壞農田生態系統的生態平衡及生物多樣性，并能保障糧食產量和安全。

關鍵詞：玉米；放養雞； 雜草；多樣性指數；產量

中圖分類號：S181：S513文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2017）11-0114-06

Effects of Raising Chicken on Weed Control and Corn Yield

in Organic Corn Field

Zhao Jianshe1， Xie Kaiquan1， Jiang Gaoming2， Li Xiaofang1， Hu Bo3， Guo Liyue2

（1.Henan Yuanlin Agriculture Development Co.，Ltd.， Zhengzhou 450043， China；

2. State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change，Institute of Botany， Chinese Academy of Sciences，

Beijing 100093， China；3. Agricultural Products Quality Inspection and Circulation Center of Zhengzhou， Zhengzhou 450006， China）

AbstractField plot experiment was carried out to definite the effects of raising chicken on weed control and corn yield in organic corn field.Two treatments were designed as raising chicken treatment and no raising chicken treatment （CK） for 30 days at the male tetrad stage of corn， and there was no weed control after the male tetrad stage. The results showed that the yield of corn in CK treatment with no weed control was only 4 945 kg/hm2， while in the raising chicken treatment at the male tetrad stage of corn， the yield significantly increased by 31.0% （P<0.05）. After raising chicken for 20 days， the average height of weeds decreased by 25.7%， and the weed species （4 species）， average total density （17 plants/m2）， coverage （11.3%） and biomass （29.8 g/m2） were significantly lower than the weed species（10 species）， average total density （86.3 plants/m2）， coverage（76.7%） and biomass （170.1 g/m2） in CK treatment，which decreased the Shannon-Wiener index， Pielou index and Margalef index. However， after moving the chicken away from the field， the weed diversity indexes restored. Therefore， raising a certain amount of chicken in the organic corn field could effectively control the weeds， and it would not damage the ecological balance and biodiversity of the ecological agriculture system and could guarantee the production and safety of corn.

KeywordsCorn； Raising chicken； Weed； Diversity index； Yield

農田生態系統中，雜草與作物生態位基本一致，對光照、土壤養分與水分等資源存在競爭關系[1]，因此農田雜草是導致作物減產的重要因素之一[2]。當前雜草防治主要依賴化學除草劑，但除草劑的長期使用不僅使農田雜草群落結構、組成和分布特點等發生了明顯變化，還會抑制作物生長，其殘留污染糧食和土壤，進而引發人畜癌癥、基因變異等疾病[3-6]。

隨著食品安全和環境保護意識的提高，有機農業越來越受到人們的重視，有機農業生產過程中不允許使用化學除草劑，農田雜草的生態防治技術成為了研究熱點，主要有農業除草、物理除草、生物除草等除草方式[7-9]；另一方面，人們開始重新定位雜草在農業生態系統中的作用，雖然雜草對農作物有害，但它也是重要的資源植物，其豐富的養分可作為禽畜的食物，而且動植物在農業生態體系中占據不同的生態位，有不同的生態需求，可充分利用空間[10，11]。于是從雜草利用及生態位的角度，提出一種“禽糧”互作的模式，在該模式系統中雜草作為食物被充分利用，空間利用率也被大大提高[12]。與玉米相關的“禽糧”互作模式有“鵝-玉米”互作[6]和“雞-玉米”互作[12]。

研究發現玉米田養鵝維持了較高的農田生態系統生物多樣性，雖然通過鵝的產出獲得更高的經濟效益，但玉米產量有所減少[6]。玉米田養雞的研究重點是對生產力和經濟效益的分析[12]，放養雞對玉米田雜草的控制效果、生物多樣性及玉米產量的影響尚不清楚。本試驗以玉米田放養雞為研究對象，以不放養雞為對照，研究放養雞后雜草種類、密度、蓋度、生物量以及玉米產量的變化，旨在闡明放養雞對玉米田雜草的控制作用，對雜草群落結構、組成和分布及對玉米產量的影響，從而為有機玉米田雜草的防控提供參考依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

河南省鄭州市苑林生態農場位于鄭州惠濟區北部保合寨，北距黃河約1 km，屬北溫帶大陸性氣候，四季分明，氣候宜人。年平均氣溫14.3℃，年平均無霜期210 d，年平均降雨量640.9 mm，夏季降雨量占全年的61%。

1.2試驗設計及材料

試驗設兩個處理：（1）玉米地放養雞：有機肥4 t/hm2作為底肥，不使用農藥和除草劑，大口期前根據雜草的生長情況人工除草，玉米大口期放雞，密度為1 500 只/hm2，100只為一個小單元，利用頻振式誘蟲燈控制害蟲，將捕捉到的害蟲放入冰箱凍死后喂雞；（2）對照處理：有機肥4 t/hm2作為底肥，不使用農藥和除草劑，不放雞，大口期前根據雜草生長情況人工除草，大口期后不再除草，利用頻振式誘蟲燈控制害蟲。

有機肥（N+P2O5+K2O≥5%；有機質≥45%）購于新鄉市沃野生物有機肥有限公司。玉米為糯玉米，2016年6月18日播種，行距0.6 m， 株距0.3 m，玉米收獲期為9月29日。雞為黑柴雞。播種后在玉米地旁搭建雞舍，保證面積達到0.12 m2/只雞，每666.7 m2左右為一單元格設置放養區并增設圍網，玉米大口期（7月28日）將0.5 kg左右重的柴雞放入玉米田，根據雞的食量進行補飼，飼料配比為玉米70%、豆粕20%、麥麩10%，日喂2次，一個月后（8月27日）將雞收回。

于6月中旬至10月上旬利用太陽能頻振式誘蟲燈誘捕農田害蟲，盡量將其懸掛至四周無明顯遮擋物、離地面2 m左右的位置。

1.3測定項目及方法

1.3.1雜草調查采取隨機取樣，雞處理和未處理區域各取3個點，每樣點面積為1 m2，統計各樣點的雜草種類、蓋度及各種類雜草的株數、高度和鮮草重量。調查時間：放雞后20天（8月17日）、雞收回后30天（9月26日）。

使用相對密度（小區中某種雜草的密度除以小區中所有雜草的密度之和）和相對重量（小區中某種雜草的重量除以小區中所有雜草的重量之和）作為衡量某種雜草重要程度的指標。

生物多樣性指標：Berger-Parker多度（Pi）、Shannon-Wiener多樣性指數（H′）、Pielou均勻度指數（Jew）、Margalef物種豐富度指數（DMG）、Simpson 優勢集中度（C）。其公式分別為：

Pi=ni/N；

H′=-∑Pi·lnPi；

Jew=H′（lnS）-1；

DMG=（S-1）（lnN）-1；

C=∑Pi2。

其中，N為各小區中1 m×1 m內所有雜草的總株數，ni為各小區中1 m×1 m內某種雜草的株數，S為各小區中1 m×1 m內雜草群落中的物種數。

1.3.2玉米產量調查于收獲期每個處理隨機連續選取15株玉米，重復3次，將玉米粒脫下風干，稱重，按照含水量14%計算產量。

1.4數據處理方法

采用Microsoft Excel 2010軟件整理數據制圖；SPSS 17.0軟件中單因素ANOVA和LSD法檢驗處理間差異顯著性；圖表中數據均為各處理的平均值±標準誤。

2結果與分析

2.1雜草種類及優勢種

試驗期間，在玉米田里共發現反枝莧（Amaranthus retroflexus）、牛筋草（Eleusine indica）、馬唐（Digitaria sanguinalis）、馬齒莧（Portulaca oleracea）、異花莎草（Cyperus difformis）、狗尾草（Setaria viridis）、牽牛花（Pharbitis nil）、灰綠藜（Chenopodium glaucum）、稗（Echinochloa crusgalli）、小薊（Cirsium setosum）、鱧腸（Eclipta prostrata）、小馬泡（Cucumis bisexualis）和鐵莧菜（Acalypha australis） 13種雜草（表1）。放養雞20天后，雜草種類僅有上述雜草中的4種，而相同時期未放養雞的玉米田雜草有10種；將雞收回后30天調查結果顯示，雜草種類恢復到9種。由此可見玉米田放養雞會抑制雜草種類，但不會導致田間雜草滅絕，從而影響農田生態系統多樣性。

玉米田放養雞對雜草優勢種也有一定影響。放養雞后玉米田優勢雜草為反枝莧，其相對密度（59.0%）和相對重量（46.7%）均顯著高于處理中的其他雜草（P<0.05），其次為牛筋草；相同時期未放養雞的玉米田優勢種為異花莎草，其相對密度為66.6%，相對重量為35.0%，均顯著高于處理中的其他雜草（P<0.05，表1和表2）。將雞收回后，玉米田雜草優勢種發生了變化，牛筋草替代了原來的反枝莧，并且其相對密度和相對重量均顯著高于反枝莧（P<0.05）以及相同時期未放雞玉米田中的牛筋草（P<0.05）；而相同時期未放雞的玉米田優勢雜草變成了馬唐，其相對密度和相對重量均顯著高于其他處理以及放雞的玉米田的馬唐（P<0.05，表1和表2）。

2.3雜草蓋度

由圖2可以看出，放養雞20天后玉米田雜草蓋度為11.3%，顯著低于未放養雞玉米田雜草蓋度（76.7%，P<0.05）。將雞收回后30天，放養雞處理的玉米田雜草蓋度恢復到65.0%，仍低于未放養雞玉米田雜草蓋度（86.7%），且差異不顯著。

2.4雜草高度

由圖3可以看出，雖然放養雞處理玉米田雜草的平均高度與未放養雞玉米田雜草的平均高度沒有顯著差別，但略低，其中放養雞20天低25.7%，雞收回30天低34.0%。

2.5雜草生物量

由圖4可以看出，放養雞20天后玉米田雜草生物量為29.8 g/m2，顯著低于未放養雞玉米田雜草生物量（170.1 g/m2，P<0.05）。將雞收回后30天，放養雞處理的玉米田雜草生物量達到224.7 g/m2，仍低于未放雞玉米田雜草生物量（256.9 g/m2），但是差異不顯著。說明玉米田放養雞抑制了雜草生長，將雞收回后雜草又開始生長。

2.6雜草多樣性和玉米產量

有機玉米田放養雞，導致田中雜草的種類、密度等發生了變化，進一步影響了田間雜草的生物多樣。由圖5可以看出，放養雞顯著降低了Shannon-Wiener 多樣性指數（H′）、Pielou均勻度指數（Jew）和Margalef物種豐富度指數（DMG，P<0.05），主要原因是降低了田間雜草的種類（圖5A、B、C）。雖然放養雞對優勢種的種類產生了影響，但并沒有顯著影響Simpson 優勢集中度（C，圖5D）。將雞收回后Shannon-Wiener 多樣性指數、Pielou均勻度指數和Margalef物種豐富度指數恢復，說明放養雞并不會導致生物多樣性的缺失。

由圖6可以看出，玉米大口期以后不除草會導致玉米產量偏低（4 945 kg/hm2），而在大口期放養雞，產量會顯著增加（P<0.05），增加31.0%，達到6 480 kg/hm2。

3討論與結論

有機玉米生產過程中不允許使用除草劑，使雜草的防治成為有機農業生產中的難題之一。溫帶地區夏玉米生育期是在高溫多雨的夏季，溫濕度適宜，雜草生長迅速，如防治不當，一般可使玉米減產20%～30%[13，14]，并且與作物共生期越長，減產越嚴重[2，15]。本研究也發現，玉米大口期后不防治雜草，玉米產量僅有4 945 kg/hm2，而在大口期放養雞，產量會顯著增加，達31.0% ，原因是雜草與作物生態位基本一致，對光照、土壤養分與水分等資源存在競爭關系[1]，而雞與玉米占據不同生態位，有不同生態需求[10，11]，在玉米大口期放養雞，避免了雞對玉米的取食和破壞，同時利用玉米底部空間，取食雜草，降低了雜草與玉米爭奪養分的競爭力。本研究結果顯示，放養雞可減少雜草種類，改變優勢種，控制雜草的密度、蓋度、平均高度以及地上部生物量，從而降低Shannon-Wiener 多樣性指數、Pielou均勻度指數和Margalef物種豐富度指數，原因是雜草作為食物被雞所利用或者被雞踩踏死亡，一些雜草種子由于雞的踩踏抑制了其萌發或者被雞刨出后取食。

為進一步驗證放養雞對玉米田雜草的控制作用，在放養30天后將雞收回，收回30天后調查結果顯示，雜草的種類、密度、蓋度、平均高度以及地上部生物量都有所增加，從而恢復了Shannon-Wiener 多樣性指數、Pielou均勻度指數和Margalef物種豐富度指數，可能是放養雞抑制了玉米田雜草種子的萌發以及雜草的生長，降低了優勢種的優勢度，改變了原有群落內物種競爭格局，生成了新的生態位空間。失去了雞的抑制作用后，雜草的物種數、豐富度和多樣性逐漸得到恢復，因此，放養一定量的雞不會破壞農田生態系統的生態平衡以及生物多樣性。這與玉米地放養鴨的原理和結果一致[6]。

玉米地放養雞不僅對雜草有較好的控制作用，雞還可以取食玉米田害蟲，對害蟲防治也有一定效果，同時雞糞直接還田，為玉米生長提供了養分，培肥了地力，提高土地利用率，提高農業種植效益，促進農業生產結構的全面調整，改善農產品的供應結構，生產出優質的禽糧產品，獲得更高的經濟產出和能源利用效率，進而增加農民收入[12]。但該模式還處在理論階段，放養雞的雞齡、時間、密度以及雞與玉米共存的時間還有待進一步研究。

綜上所述，放養雞可以抑制玉米田雜草的生長，減少雜草種類，改變優勢種，控制雜草的密度、蓋度、平均高度以及地上部生物量，從而降低Shannon-Wiener 多樣性指數、Pielou均勻度指數和Margalef物種豐富度指數，但放養一定量的雞不會破壞農田生態系統的生態平衡以及生物多樣性，并能保障糧食產量和安全。

參考文獻：

[1]Chauhan B S， Johnson D E. Row spacing and weed control timing affect yield of aerobic rice [J]. Field Crops Research， 2011， 121： 226-231.

[2]Takim F O. Weed competition in maize as a function of the timing of hand-hoeing weed control in the southern guinea savanna zone of Nigeria[J]. Acta Agronomica Hungarica， 2012， 60（3）： 257-264.

[3]吳春華， 陳欣. 農藥對農區生物多樣性的影響[J]. 應用生態學報， 2004， 15（2）： 341-344.

[4]張輝， 唐國強. 除草劑產生危害的原因及其防控措施[J].現代農業科技， 2011（17）：174-175.

[5]鄧建才， 蔣新， 王代長， 等. 農田生態系統中除草劑阿特拉津的環境行為及其模型研究進展[J].生態學報， 2005， 25（12）： 3359-3367.

[6]張宇陽， 沙志鵬， 關法春， 等. 玉米田養鵝措施對雜草群落生態特征的影響[J].生物多樣性， 2014， 22（4）： 492-501.

[7]朱文達. 人工除草、蓋草控草對棉花經濟性狀的影響[J]. 湖北植保， 2003（2）： 8-19.

[8]薛敬哲， 郝春新， 倪漢文. 耕作方式對夏玉米地雜草關鍵無草期的影響[J]. 植物保護， 2010， 36（2）： 136-138.

[9]田欣欣， 薄存瑤， 李麗， 等. 耕作措施對冬小麥田雜草生物多樣性及產量的影響[J]. 生態學報， 2011， 31（10）： 2768-2775.

[10]陳欣， 王兆騫， 唐建軍. 農業生態系統雜草多樣性保持的生態學功能[J]. 生態學雜志， 2000， 19（4）： 50-52.

[11]陳欣， 唐建軍， 趙惠明， 等. 農業生態系統中國雜草資源的可持續利用[J]. 自然資源學報， 2003， 18（3）： 340-346.

[12]烏云塔娜， 李玉靈， 蔣高明， 等. “雞-玉米-小麥”有機模式與“玉米-小麥”常規模式生產力之比較研究：以弘毅生態農場為例[J]. 河北農業大學學報， 2010， 33（4）：10-16， 42.

[13]丁祖軍， 張洪進， 張夕林， 等. 玉米田雜草發生規律、經濟防除閾值及競爭臨界期研究[J]. 雜草科學， 2003（2）：15-17.

[14]楊繼芝， 龔國淑， 張敏， 等. 密度和品種對玉米田雜草及玉米產量的影響[J]. 生態環境學報， 2011， 20（6/7）： 1037-1041.

[15]徐淑霞， 劉金榮， 周青. 安陽市玉米田雜草發生規律及對產量的影響[J]. 作物雜志， 2005（5）： 33-34.山 東 農 業 科 學2017，49（11）：120～123Shandong Agricultural Sciences山 東 農 業 科 學第49卷第11期解曉莉，等：牛分枝桿菌esat6和cfp10蛋白的表達及在臨床檢測中的應用DOI：10.14083/j.issn.1001-4942.2017.11.023

收稿日期：2017-05-18；修回日期：2017-06-21

基金項目：“十三五”國家重點研發計劃項目“牛羊重要疫病診斷與檢測新技術研究”（2016YFD0500900）；現代農業（奶牛）產業技術體系科學家崗位項目（CARS-36）；山東省自然科學基金三院聯合項目“牛型分枝桿菌ESAT6和CFP10調控巨噬細胞炎性反應的功能研究”（ZR2015YL069）；山東省農業科學院農業科技創新工程項目“主要畜禽疫病監測和預警”（CXGC2016A10）

作者簡介：解曉莉（1988—），女，碩士，助理研究員，主要從事人畜共患傳染病的研究。E-mail：smilexiaoli3@163.com

通訊作者：張亮（1986—），男，碩士，助理研究員，主要從事人畜共患傳染病的研究。E-mail：moon334401@163.com

楊宏軍（1976—），男，博士，副研究員，主要從事人畜共患傳染病的研究。E-mail：longfei1997@sina.com