覆蓋材料對(duì)隴東旱塬區(qū)玉米田間雜草生長(zhǎng)的影響

馬劍 孫興國(guó)

摘要? ? 以玉米秸稈、白色地膜和黑色地膜為覆蓋材料，研究了連續(xù)覆蓋2季條件下，玉米田間雜草的種類組成、生長(zhǎng)狀況，以期為隴東旱塬區(qū)玉米田間雜草管理提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，隴東旱塬區(qū)連續(xù)2季覆蓋玉米秸稈條件下，田間優(yōu)勢(shì)雜草為稗（Echinochloa crusgalli）、狗尾草（Setaria viridis）、藜（Chenopodium album）和龍葵（Solanum nigrum）;覆膜條件下優(yōu)勢(shì)雜草為稗（Echinochloa crusgalli）和狗尾草（Setaria viridis）。覆蓋黑膜較覆蓋白膜雜草數(shù)量減少28.25%;覆蓋黑膜2季的雜草數(shù)量比覆蓋1季增加41.44%，干重則增加22.03%。連續(xù)覆蓋2季對(duì)雜草的防效依次為黑膜（58.73%）>白膜（49.70%）>玉米秸稈（19.90%）。

關(guān)鍵詞? ? 地膜;雜草;玉米田;防效;隴東旱塬區(qū)

中圖分類號(hào)? ? S451? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）14-0105-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract? ? In order to provide theoretical basis for weeds management in maize fields in dryland of Eastern Gansu，corn straw，white film and black film were selected as mulching materials in this experiment，species composition and growth status of weeds in maize fields were studied under coverage for two seasons.The results showed that dominant weeds in the fields were Echinochloa crusgalli，Setaria viridis，Chenopodium album and Solanum nigrum under mulching corn straw for two consecutive seasons.But in mulching film planting，the weed dominant species were Echinochloa crusgalli and Setaria viridis.The number of weeds reduced by 28.25% in covered with black film compared with white film.Contrast mulching black film in first season，the number of weeds increased by 41.44% in second season，but the dry weight increased by 22.03%.The control effects of mulching materials on weeds were black film （58.73%）>white film（49.7%）>corn straw（19.90%）in two successive seasons.

Key words? ? mulching film;weed;maize field;control effect;dryland of Eastern Gansu

玉米是世界第一大糧食作物，綜合利用價(jià)值高、用途廣泛，在我國(guó)谷類作物的生產(chǎn)上占據(jù)重要地位。農(nóng)田雜草是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中重要的生物組成部分，可直接或間接造成作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降[1]，玉米減產(chǎn)可達(dá)10%以上[2]。干旱、半干旱地區(qū)玉米種植中采用地面覆蓋技術(shù)，解決了春季干旱問題[3]，雖然大幅度提高了玉米產(chǎn)量，但也引起田間雜草的嚴(yán)重發(fā)生[4]。全膜雙壟溝播玉米種植中出現(xiàn)了溝內(nèi)雜草滋生、地膜被頂而凸起的現(xiàn)象，極大影響了雙壟溝播技術(shù)集雨下滲的效果[5]。隨著地膜的大面積使用，土壤中地膜殘留量逐漸增加，已成為導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降、土壤環(huán)境惡化的主要原因之一。相關(guān)學(xué)者研究了一年覆蓋不同地膜顏色、氣象因子對(duì)農(nóng)田雜草發(fā)生規(guī)律及防效的影響[6-10]，但對(duì)連續(xù)覆蓋條件下，雜草種類數(shù)量特征、覆蓋材料對(duì)雜草防效的研究鮮見報(bào)道。為此，本文研究了覆膜對(duì)玉米地雜草的作用，以期為隴東地區(qū)玉米生產(chǎn)提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選在隴東學(xué)院的試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)（北緯35°42′，東經(jīng)107°36′）。該區(qū)域?qū)儆邳S土高原溝壑地區(qū)，半干旱大陸氣候，降水分布不均勻，海拔1 421 m，年日照時(shí)數(shù)2 400 h左右，年降水量約500 mm，年平均氣溫8.5 ℃，年無霜期約165 d。土壤類型為黑壚土，其基本理化性狀如下：有機(jī)質(zhì)10.8 g/kg，pH值8.16、全氮0.78 g/kg、速效氮28.2 mg/kg、全磷0.74 g/kg、速效磷12.5 mg/kg、全鉀9.1 g/kg、速效鉀200 mg/kg。

1.2? ? 試驗(yàn)材料

供試作物：玉米，品種為金穗1203。覆蓋材料：黑膜（厚度0.012 mm、幅寬120 cm的聚乙烯黑色薄膜）、白膜（厚度0.007～0.008 mm、幅寬120 cm的白色地膜）;玉米秸稈。

1.3? ? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2014年4月至2015年10月在隴東學(xué)院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，玉米采用全膜雙壟溝播技術(shù)種植，秸稈覆蓋和不覆蓋種植壟溝規(guī)格與全膜覆蓋種植相同。試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理，即覆黑膜1年（T1）、覆黑膜2年（T2）、覆白膜2年（T3）、覆玉米秸稈（T4）、不覆蓋（CK）。

1.4? ? 試驗(yàn)過程

2014年4月16日，依據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)整地、起壟和覆膜，并用點(diǎn)播器人工打孔施肥，穴深10 cm左右。播前施基肥純N

90 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2;大喇叭口期追施純N 90 kg/hm2，肥料中氮肥為尿素（含純N 46%）、磷肥為過磷酸鈣（含P2O5 12%）。4月21日播種，采用點(diǎn)播器人工開穴點(diǎn)播，每穴1～2株，播深3～5 cm，定植時(shí)每孔選留1株，種植密度6萬株/hm2，試驗(yàn)地四周設(shè)保護(hù)行，其他管理同大田。

2014年度試驗(yàn)區(qū)玉米成熟后，盡量保持原有膜面、壟面及小區(qū)完好;2015年4月19日在原小區(qū)播種玉米，用點(diǎn)播器在殘留根茬之間打孔點(diǎn)播，每穴1～2粒，其他栽培管理同2014年。

1.5? ? 調(diào)查統(tǒng)計(jì)

1.5.1? ? 調(diào)查項(xiàng)目。玉米乳熟期在每個(gè)小區(qū)選取面積為1.0 m2（250 cm×40 cm）的樣方，調(diào)查雜草植物學(xué)名稱、株數(shù)、株高及干重。

1.5.2? ? 測(cè)定方法。雜草植物學(xué)名稱鑒定方法主要參考馬奇祥等的《農(nóng)田雜草識(shí)別與防除原色圖譜》[11]，同時(shí)收集每個(gè)處理的雜草類型，拍照記錄，利用花卉識(shí)別V1.0.0軟件辨別其植物學(xué)名稱、所屬科屬。雜草株高用三角尺測(cè)量，并統(tǒng)計(jì)株數(shù)。干重：將收集的雜草用剪刀剪成小塊，按各處理做好標(biāo)記，放入烘箱內(nèi)80 ℃下烘至恒重，待烘箱溫度下降為60 ℃后取出，稱重。

1.5.3? ? 計(jì)算公式。辛普森多樣性指數(shù)計(jì)算公式如下：

D=1-（Pi）2

其中，D為辛普森多樣性指數(shù);S為種數(shù);Pi為群落中第i種的個(gè)體比例。如第i種個(gè)體數(shù)目為ni，總個(gè)體數(shù)目為N，則Pi=ni/N。

株防效（P株）、干質(zhì)量防效（P干質(zhì)量）和株高防效（P株高）計(jì)算公式如下[12-13]：

1.6? ? 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2007和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析和做圖。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 玉米田間雜草組成種類的變化

對(duì)玉米田間雜草群落進(jìn)行田間調(diào)查統(tǒng)計(jì)（表1），隴東旱塬區(qū)玉米田共有11種雜草，分屬于8科11屬。禾本科雜草共有4種，包括稗（Echinochloa crusgalli）、狗尾草（Setaria viridis）、燕麥（Avena sativa）和畫眉草（Eragrostis pilosa），其他7種雜草分屬于茄科、菊科、薔薇科、蓼科、藜科、車前科和錦葵科。有8種雜草屬于一年生草本植物，生命周期短，其他3種雜草均為多年生草本植物。

從圖1可知，地膜覆蓋主要限制了玉米田間畫眉、中華野葵、平車前和蒼耳的生長(zhǎng)，抑制了狗尾草、龍葵、萹蓄和藜的生長(zhǎng)（黑色地膜則限制了萹蓄的生長(zhǎng)），對(duì)鵝絨委陵菜影響不顯著，但促進(jìn)了稗草的生長(zhǎng)。相對(duì)于不覆蓋，覆蓋玉米秸稈抑制了龍葵、燕麥、中華野葵和藜的株數(shù)，促進(jìn)了稗草的生長(zhǎng)，對(duì)其他雜草生長(zhǎng)影響不顯著。

2.2? ? 不同覆膜材料及年限對(duì)雜草生長(zhǎng)狀況的影響

由表2可知，覆蓋顯著限制了雜草株數(shù)、株高和干物質(zhì)重。不覆蓋田塊共出現(xiàn)54株雜草，而覆膜田塊僅有 15.7株雜草，覆蓋秸稈的田塊有雜草39.7株。相對(duì)于不覆蓋的田塊，覆膜和覆蓋秸稈的田塊雜草株數(shù)分別減少70.9%和25.9%;株高分別降低59.1%和13.9%;干重分別減少48.2%和19.4%。

2.3? ? 不同覆蓋材料及年限對(duì)玉米田雜草的防效

由表3可知，在不同覆蓋條件下，雜草群落多樣性指數(shù)不同。覆黑膜2年（處理T2）條件下，辛普森指數(shù)最高，說明連續(xù)覆蓋黑膜，雜草種數(shù)少和個(gè)體分配最均勻，有利于特定雜草種類的生長(zhǎng)。而不覆蓋條件下辛普森指數(shù)最低，雜草種類最多，但是各種個(gè)體分配不均勻。覆白膜2年（處理T3）和黑膜1年（處理T1）條件下雜草物種多樣性僅次于覆黑膜2年（處理T2），但高于不覆蓋。隴東旱塬區(qū)不同覆蓋材料對(duì)雜草的防治效果表現(xiàn)為黑色地膜覆蓋>白色地膜覆蓋>玉米秸稈覆蓋。黑色地膜覆蓋區(qū)（處理T1、T2）株防效為70.37%～82.78%，白色地膜覆蓋區(qū)（處理T3）和玉米秸稈覆蓋區(qū)（處理T4）分別為58.70% 和 26.48%;不同覆蓋年限間，1年黑色地膜覆蓋區(qū)的防效大于2年黑色地膜覆蓋區(qū)。

3? ? 結(jié)論與討論

3.1? ? 結(jié)論

隴東旱塬區(qū)連續(xù)2季覆蓋玉米秸稈條件下，玉米田優(yōu)勢(shì)雜草為稗（Echinochloa crusgalli）、狗尾草（Setaria viridis）、藜（Chenopodium album）和龍葵（Solanum nigrum）;覆膜條件下優(yōu)勢(shì)雜草為稗（Echinochloa crusgalli）和狗尾草（Setaria virid-is）。覆蓋黑膜較覆蓋白膜雜草數(shù)量減少28.25%;覆蓋黑膜2季的雜草數(shù)量比覆蓋1季增加41.44%，干重則增加22.03%。連續(xù)覆蓋2季對(duì)雜草的防效從大到小依次為黑膜（58.73%）>白膜（49.70%）>玉米秸稈（19.90%）。

3.2? ? 討論

3.2.1? ? 不同覆蓋材料對(duì)玉米田間雜草的防效。隴東旱塬區(qū)玉米種植中，采用地面覆蓋可解決由于早春旱造成的出苗問題，從而使地面覆蓋耕作措施得到了極大的發(fā)展。但不同覆蓋材料改變了地面微環(huán)境，影響了雜草的生長(zhǎng);采用覆膜技術(shù)，膜內(nèi)較高的氣溫和地表溫度會(huì)使部分雜草難以成苗，達(dá)到防控一些雜草生長(zhǎng)的目的，但是因?yàn)楦材づc不覆蓋條件下雜草物種多樣性的差異，覆膜并不能完全防控玉米田所有種類的雜草生長(zhǎng)。該研究表明，在雜草數(shù)量上，覆膜1年比覆膜2年能更有效抑制雜草生長(zhǎng)，覆蓋黑膜比覆蓋白膜效果更好，覆蓋玉米秸稈比不覆蓋能更有效抑制雜草生長(zhǎng);在雜草種類上，覆膜對(duì)平車前、畫眉草和中華野葵的抑制率可達(dá)100%，對(duì)其他一些雜草（如藜、燕麥、龍葵等）也具有明顯的防除作用，但對(duì)一些生態(tài)幅度廣、抗逆性強(qiáng)的物種反而有促進(jìn)萌發(fā)和生長(zhǎng)的作用，如稗和狗尾草，這與它們具有繁殖力強(qiáng)、結(jié)實(shí)率高的特點(diǎn)密切相關(guān)，也勢(shì)必對(duì)隴東地區(qū)玉米的高產(chǎn)種植帶來潛在危害。

3.2.2? ? 一膜兩季利用對(duì)玉米田間雜草的影響。玉米生產(chǎn)中采用一膜多季利用，是在保證產(chǎn)量的前提下，減少地膜的投入，降低其對(duì)土壤環(huán)境污染的有效措施。該試驗(yàn)表明，黑膜兩季利用情況下，單株防效、干重防效和株高防效分別降低了12.41%、11.77%和8.10%，這可能由于第1季種植結(jié)束后，部分地膜破損，改變了膜下溫度、光照狀況所致。黑膜2季利用情況下，辛普森指數(shù)升高，一方面可能由于一膜兩季利用情況下，延長(zhǎng)了地膜覆蓋時(shí)間，抑制了地面蒸發(fā)，增加了土壤含水量，促進(jìn)了稗等少數(shù)雜草的生長(zhǎng);另一方面可能與稗等其他雜草喜溫暖濕潤(rùn)的環(huán)境、根系龐大、吸收肥水能力強(qiáng)、在適宜環(huán)境中競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)等有密切的關(guān)系。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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