長江中下游小麥田雜草發生組成及群落特征

黃紅娟 黃兆峰 姜翠蘭 張朝賢 李儒海 周振榮 李 貴 周鳳艷 朱文達 魏守輝

摘要 ：為明確我國長江流域冬小麥田雜草發生情況，采用倒置“W”方法取樣對江蘇、安徽和湖北省945個冬小麥田雜草進行了抽樣調查。結果表明，長江流域冬小麥田共發現雜草93種（變種），隸屬于28科72屬，其中禾本科雜草最多，有15種;其次是菊科雜草有12種;蓼科雜草9種;十字花科7種;豆科和車前科各6種;石竹科5種。其中優勢雜草有豬殃殃、日本看麥娘、看麥娘、菵草、野老鸛草、牛繁縷6種;區域性優勢雜草有17種，常見雜草有12種，一般雜草有58種。根據物種多樣性指數、辛普森指數及均勻度指數分析，孝感、阜陽、襄陽和宿州地區小麥田雜草群落的物種多樣性較高，宣城地區多樣性最低。Sorensens相似度指數聚類結果發現，江蘇北部地區麥區雜草組成與安徽北部相似。各地小麥田雜草群落結構與組成的差異與氣候條件、種植模式及除草劑應用等有關。

關鍵詞 ：小麥; 雜草群落; 優勢度; 多樣性

中圖分類號： S 451; S 512.1

文獻標識碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2019695

Weed species composition and characterization in wheat fields

along the middle and lower Yangtze River

HUANG Hongjuan1， HUANG Zhaofeng1， JIANG Cuilan1， ZHANG Chaoxian1， LI Ruhai2，

ZHOU Zhenrong3， LI Gui4， ZHOU Fengyan5， ZHU Wenda2*， WEI Shouhui1*

（1. Institute of Plant Protection， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China;

2. Institute of Plant Protection and Soil Science， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China;

3. Dangtu County Plant Protection Station， Maanshan 243000， China; 4. Institute of Plant Protection，

Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China; 5. Institute of Plant Protection，

Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei 230031， China）

Abstract ：The weed species distribution and occurrence in winter wheat field along Yangtze River were surveyed by sampling methods of inverted Wpattern. The weed species numbering 93 （including varieties） belong to 28 families and 72 genera， and the diversity and composition of weed communities were determined in 945 wheat fields. The most abundant taxa consisting of 15 weed species were found from family Poaceae， followed by 12 species from Asteraceae， nine species from Polygonaceae， seven species from Brassicaceae， six species from Fabaceae and Plantaginaceae each， five species from Caryophyllaceae. Among them， six species， Galium spurium， Alopecurus japonicus， Alopecurus aequalis， Beckmannia syzigachne， Geranium carolinianum， Myosoton aquaticum were considered as dominant weeds， 17 species regional dominant weeds， 12 common weeds and 58 normal weeds. The species richness， diversity and evenness of weed community in winter wheat fields in Xiaogan， Fuyang， Xiangyang and Suzhou were higher than those in other regions， and the lowest region was Xuanzhou. Based on the Sorensens similarity index， the structure of weed community in north Anhui region was similar to that of north Jiangsu province. The difference of weed distribution and community structure might result from the climatic condition， crop rotation and weed management practices.

Key words ：wheat; weed community; relative abundance; species diversity

小麥是我國第三大作物，種植面積僅次于玉米和水稻。江蘇、安徽和湖北省是長江中下游小麥種植面積最大的區域，常年播種面積在600萬hm2左右[1]，是長江流域冬季主要作物之一。然而小麥田雜草一直是制約小麥豐產的重要因素之一，不僅與小麥爭奪營養、光照和水分，還會加重病蟲害的發生。近年來隨著耕種模式及除草劑的應用推廣，小麥田雜草的種群組成已發生了較大變化。據報道在20世紀80、90年代，長江中下游流域麥田主要優勢雜草以闊葉類雜草為主，禾本科雜草相對較少，主要優勢種為看麥娘Alopecurus aequalis Sobol.，牛繁縷（鵝腸菜）Myosoton aquaticum （L.） Moench，豬殃殃Galium spurium L.，田紫草Lithospermum arvense L.，野燕麥Avena fatua L.，大巢菜Vicia sativa L.[27]。而隨著麥田化學除草劑的使用及免耕少耕技術的推廣，小麥田雜草的群落組成與結構也逐漸發生演替，闊葉雜草得到控制而呈下降趨勢，禾本科雜草群落逐漸上升成為優勢種。90年代中后期，新型除草劑精噁唑禾草靈的廣泛應用更加劇了麥田難防禾本科雜草的演替，其中日本看麥娘Alopecurus japonicus Steud.，看麥娘，菵草Beckmannia syzigachne （Steud.） Fern.等已經成為優勢種，局部地區硬草Sclerochloa dura （L.） Beauv.和棒頭草Polypogon fugax Nees ex Steud.發生也較重[821]。近年來，稻茬麥田菵草、日本看麥娘和硬草種群對ALS或ACCase抑制劑等產生抗藥性[2227]，旱茬麥田惡性雜草節節麥Aegilops tauschii Coss.、大穗看麥娘Alopecurus myosuroides Huds.的發生面積不斷擴大，更加速了麥田雜草的演替。隨著麥田雜草群落的演替，草相發生的變化需要更精準的綜合防控技術才能達到一定的防效，而化學農藥和化肥的零增長已經是我國農業生產的重要戰略目標之一，是提高我國糧食產品質量的重要保障。要實現對小麥田雜草的科學防控，因地制宜地制定防控策略，必須全面掌握小麥田雜草群落組成及發生演替規律。江蘇、安徽和湖北是長江中下游小麥的主產區。本次研究針對各省不同地區，不同輪作方式的麥田雜草進行了調查，以明確目前麥田雜草發生危害現狀、防治水平、雜草群落組成及演替等，為建立科學麥田雜草防控技術提供依據。

1 材料與方法

1.1 研究地點概況

調查樣點地處東經111°40′E～119°60′E，北緯29°39′N～36°50′N之間，屬于亞熱帶季風氣候，最冷月平均氣溫在0℃以上，年降水1 000～1 400 mm，小麥種植模式有稻麥和旱麥兩種，為一年兩熟作物區。

1.2 調查方法及樣地分布

分別于2017年、2018年4月-6月對湖北省孝感地區（漢川縣、孝昌縣、安陸縣）、荊州地區（公安縣、洪湖縣、監利縣）和襄陽地區（宜城市、棗陽縣、襄州區）的9個縣（區）27個鄉鎮243個樣地;安徽省滁州地區（天長縣、長山縣、鳳陽縣、全椒縣）、宿州地區（蕭縣、泗縣、埇橋區）、宣城地區（宣州區、郎溪縣、廣德縣）、合肥地區（廬江縣、肥西縣、長豐縣）和阜陽地區（太和縣、潁泉區、潁上縣）的16個縣（區）48個鄉鎮432個樣地;江蘇省徐州地區（新沂縣、賈汪區、開發區、邳州市）、淮安地區（漣水縣、金湖縣、楚州縣）、連云港地區（東?？h、灌云縣、灌南縣）10個縣（區）30個鄉鎮的270個樣點進行了麥田雜草調查，調查樣點共945個。調查方法采用倒置“W” 9點取樣法進行[28]，樣方面積為0.25 m2（0.5 m×0.5 m），分別調查各樣方中的雜草種類和株數，并稱量各種雜草鮮重。

1.3 數據統計及分析

根據各樣地的調查數據計算雜草的相對優勢度、多樣性及群落相似性。雜草多樣性采用豐富度指數ShannonWiener指數H′， Simpson指數D，Pielou均勻度指數J。各雜草的相對優勢度RA=（RD+RW+RF）/3，其中RD為相對密度，即某種雜草的密度占總密度的比例;RW為相對重量，即某種雜草鮮重占樣方中雜草總鮮重的比例;RF為相對頻度，及某種雜草出現的樣方數占所有雜草出現的總樣方數的比例[29]，計算公式如下：

H′=-∑Pi·lnPi，Pi=Ni/N，

D=∑P2i，

J=H′/lnS。

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 結果與分析

2.1 長江中下游冬小麥田雜草區系

經過調查共發現長江中下游小麥田雜草93種（表1），隸屬于28科72屬，其中禾本科Poaceae雜草種類最多，有15種，占雜草種類的16.1%;其次是菊科Asteraceae 12種，蓼科Polygonaceae 9種、十字花科Brassicaceae 7種，豆科Fabaceae和車前科Plantaginaceae各6種，石竹科Caryophyllaceae 5種，紫草科Boraginaceae 4種，毛茛科Ranunculaceae和

莧科Amaranthaceae各3種、薔薇科Rosaceae、傘形科Apiaceae、唇形科Lamiaceae、鴨跖草科Commelinaceae和桔?？艭ampanulaceae各2種;大麻科Cannabaceae、莎草科Cyperaceae、茜草科Rubiaceae、堇菜科Violaceae、葡萄科Vitaceae、木賊科Equisetaceae、牻牛兒苗科Geraniaceae、大戟科Euphorbiaceae和石蒜科Amaryllidaceae、天南星科Araceae、旋花科Convolvulaceae、通泉草科Mazaceae和報春花科Primulaceae各1種（表1）。其中蕨類植物1種;單子葉植物20種，占雜草種類21.5%，雙子葉植物72種，占雜草種類77.4%。

2.2 長江中下游冬小麥田雜草種類

根據調查地區各種雜草的相對優勢度、發生頻率以及在各地的發生危害情況，將所調查的雜草種類分為4種類型，即優勢雜草、區域性優勢雜草、常見雜草和一般雜草。優勢雜草是在所有調查樣地發生優勢度和頻度都較高的雜草，防除較為困難。根據綜合優勢度，各地區小麥田的優勢雜草有豬殃殃、看麥娘、日本看麥娘、菵草、野老鸛草、牛繁縷6種。節節麥、早熟禾、阿拉伯婆婆納、硬草、野燕麥、雀麥、大巢菜、棒頭草、刺兒菜、卷耳、稻槎菜、婆婆納、打碗花、大穗看麥娘、播娘蒿、薺和藜等17種雜草在部分區域發生危害嚴重，防除較困難，對小麥生產造成危害嚴重，為區域性優勢雜草。通泉草、稻槎菜、萹蓄、廣布野豌豆、石龍芮、澤漆、泥胡菜、艾、酸模葉蓼、芥菜、碎米薺、附地菜等12種雜草雖然在大部分小麥田都有發生，但優勢度和頻度不高，對小麥生長影響較小，為常見雜草。有些雜草僅僅在部分區域發生，優勢度和頻度較低，對小麥生長影響極小，為一般雜草，有58種（表1）。

2.3 長江中下游冬小麥田雜草發生特點及群落結構

根據調查發現，長江中下游麥田雜草群落組成以豬殃殃與禾本科雜草混合發生為特點，各地區稻茬麥田與旱茬麥田中豬殃殃種群優勢度均較高;此外日本看麥娘、看麥娘和菵草在稻茬麥田中發生優勢度較高，相對旱茬麥田中發生量低。整體來看，麥田雜草群落結構及發生特點與栽培模式有直接關系。豬殃殃、日本看麥娘、看麥娘、菵草和牛繁縷、野燕麥、野老鸛草屬于各區域普遍發生的雜草;早熟禾、節節麥和硬草等為區域性雜草。豬殃殃在所調查樣地均有發生，綜合優勢度最高，達14.60%，其中在湖北襄陽地區優勢度高達28.85%;其次為日本看麥娘、看麥娘、菵草和牛繁縷，綜合優勢度在7.60%～11.84%之間，多數田塊雜草以這幾種雜草組成為主。野老鸛草雖然綜合優勢度不高，但在各地均有發生，最高發生優勢度在江蘇徐州和湖北襄陽，均達到10%以上（表2）。各調查樣地小麥田雜草群落結構組成有所差異。

湖北省小麥栽培方式有稻茬小麥和旱茬小麥兩種，調查區包括江漢平原的荊州和孝感以及鄂西北襄陽地區。該地區小麥田雜草發生以豬殃殃和早熟禾為主，禾本科雜草占32.72%，各地雜草群落組成有所差異，其中荊州地區麥田雜草群落組成以豬殃殃+早熟禾+牛繁縷+阿拉伯婆婆納+棒頭草（菵草）為主;襄陽地區以豬殃殃+牛繁縷+野燕麥+野老鸛草+阿拉伯婆婆納+菵草為主，其中宜城市日本看麥娘發生危害嚴重;孝感地區麥田雜草組成以闊葉雜草為主，群落組成為豬殃殃+野老鸛草+大巢菜+卷耳，而漢川縣早熟禾發生危害較重，優勢度高達36.92%，安陸縣日本看麥娘發生危害較重，優勢度為15.39%。本地區豬殃殃、早熟禾和棒頭草的優勢度明顯高于其他省份，菵草相對發生較另外兩個省份少。

安徽省小麥種植模式也有兩種，皖北地區以旱茬小麥為主，而南部主要為稻茬小麥種植方式?？傮w來看，安徽省雜草群落以禾本科雜草為主，日本看麥娘、菵草、看麥娘和豬殃殃、野燕麥幾種雜草為主要優勢雜草，綜合優勢度65.21%，其中日本看麥娘種群綜合優勢度最高，達17.77%?？贷溎飳匐s草綜合優勢度為29.33%，造成危害最為嚴重。滁州、宣城及合肥地區小麥田雜草主要結構為日本看麥娘+菵草+看麥娘+豬殃殃;宿州和阜陽地區小麥田雜草以豬殃殃+野燕麥+節節麥+阿拉伯婆婆納群落結構為主。宣城地區日本看麥娘和菵草的發生危害優勢度明顯高于其他地區，阜陽地區節節麥發生最為嚴重，發生頻度最高，

所調查區縣均有發生，其中太和縣、潁上縣和潁泉縣節節麥的相對優勢度分別為16.73%、12.66%、17.09%。

宿州市蕭縣節節麥發生優勢度高達30.67%，

而埇橋區和泗縣在調查中未發現節節麥。安徽省日本看麥娘、菵草和野燕麥發生優勢度明顯高于湖北省和江蘇省。其中阜陽地區野燕麥和節節麥的發生優勢度最高，宣城、合肥和滁州日本看麥娘和菵草發生優勢度最高。

江蘇省調查區以蘇北地區為主，主要耕作為稻茬和旱茬小麥兩種模式，看麥娘屬雜草優勢度最高，為26.0%，闊葉雜草牛繁縷和豬殃殃優勢度次之。小麥田雜草群落結構組成為日本看麥娘（看麥娘）+牛繁縷+豬殃殃+菵草，日本看麥娘（看麥娘）+硬草+豬殃殃+牛繁縷，豬殃殃+日本看麥娘（看麥娘）+野老鸛草+牛繁縷3種類型。徐州部分地區雀麥和節節麥發生優勢度較高，危害嚴重。連云港地區硬草相對優勢度達16.84%，淮安地區牛繁縷相對優勢度高達30.64%，這兩種雜草發生頻率和優勢度明顯高于其他兩個省份。

2.4 長江流域冬小麥田雜草群落的物種多樣性

根據調查結果計算發現合肥、孝感、滁州、襄陽小麥田雜草群落的物種多樣性較高，雜草種類為30～42種，多樣性香農指數在1.83～2.64之間，其中合肥小麥田雜草種類最多，但香農指數較低，主要是因為該地區日本看麥娘和菵草優勢度較高所致，兩種雜草綜合優勢度達51.1%。從衡量物種優勢度集中性的辛普森指數來看，與香農指數一致，多樣性高的地區辛普森指數也較高。根據各地區雜草群落的均勻度指數來看，阜陽地區和孝感地區的最高，與其他指數反映的趨勢一致。宣城地區的多樣性指數和辛普森指數以及均勻度指數均為最低，其中菵草、日本看麥娘和看麥娘綜合優勢度達80.99%，雜草種類較為集中。

2.5 各地區小麥田雜草群落的相似性

根據不同麥田雜草組成相似性來看，可以將長江中下游地區麥田雜草發生情況劃分為7個區域（圖1），Ⅰ蘇北連云港、淮安、徐州以及皖北的宿州泗縣、埇橋區及阜陽市的潁上縣雜草區;Ⅱ阜陽市的潁泉區、太和縣及宿州市蕭縣雜草區;Ⅲ滁州市、宣城市及合肥市肥西縣、湖北省襄陽市雜草區;Ⅳ湖北省安陸縣和孝昌縣雜草區;Ⅴ湖北省荊州和孝感市漢川縣雜草區;Ⅵ安徽省長豐縣、全椒縣雜草區;Ⅶ廬江縣雜草區。根據調查數據分析，主要是不同地區的氣候條件、栽培模式及土壤類型等原因造成各地區雜草組成的差異。區域I屬于稻麥兩熟區，闊葉雜草以豬殃殃和牛繁縷為主要優勢雜草，發生頻度高，禾本科雜草以日本看麥娘（看麥娘）、硬草或菵草為主要優勢雜草。區域Ⅱ阜陽市和宿州的蕭縣地處皖西北，華北平原南端，耕種模式主要以旱茬小麥為主，該地區節節麥發生頻度高，優勢度大，雜草群落組成相似，雜草群落結構與安徽其他地區差異很大，主要組成類型為豬殃殃+野燕麥+節節麥，也是唯一發現有大穗看麥娘的區域，以喜旱雜草為主。區域Ⅲ地處皖東、皖南地區，屬于稻麥兩熟區，以禾本科雜草為主要優勢群落，優勢雜草為日本看麥娘+菵草+看麥娘。區域Ⅳ地處大別山南麓，江漢平原北部，雜草主要組成以闊葉雜草為主，大巢菜種群優勢度是所有地區最高的，優勢雜草為大巢菜+豬殃殃+野老鸛草。區域Ⅴ地處江漢平原腹地，雜草群落特點為闊葉及禾本科混合發生，闊葉雜草主要為豬殃殃、阿拉伯婆婆納、牛繁縷，禾本科雜草以早熟禾為代表，發生優勢度最高，此外棒頭草和菵草發生頻度和優勢度也較高，雜草群落組成相似。區域Ⅵ地處安徽省中部，主要雜草組成以禾本科雜草和闊葉雜草混合發生為特點，優勢種群為看麥娘+菵草+豬殃殃+日本看麥娘+野老鸛草，4種優勢雜草綜合優勢度65%左右，群落組成結構相似，區域Ⅶ為安徽省廬江縣，位于安徽省中部合肥市南部，雜草群落組成為菵草、看麥娘和豬殃殃3種為優勢雜草，綜合優勢度為53.02%，其他以闊葉雜草組成為主，日本看麥娘發生頻度和優勢度較低。

3 討論

農田雜草群落組成差異與各地氣候、地理環境、種植模式以及田間除草劑應用等多方面因素相關。如節節麥、大穗看麥娘一般發生在旱茬麥田，菵草一般發生在稻茬麥田，硬草主要在江蘇沿海地區發生危害等。除草劑的應用方式也是造成雜草群落差異以及群落演替的原因。與歷史調查數據相比，可發現各地區小麥田禾本科雜草發生面積和優勢度有升高的趨勢，其中日本看麥娘、菵草和節節麥擴散速度較快，發生危害日趨嚴重，而播娘蒿、寶蓋草、大巢菜、薺等闊葉雜草種群數量和發生面積有所下降，部分地區野老鸛草優勢度有上升趨勢。綜合分析各小麥田雜草種群演替規律，可以發現長江中下游麥田雜草已經由闊葉雜草為優勢種逐漸演替為禾本科為主要優勢種。

十幾年前阜陽的水旱輪作麥田雜草以豬殃殃、播娘蒿、遏藍菜Thlaspi arvense L.和寶蓋草等闊葉雜草為主，潁上稻茬麥以看麥娘等禾本科雜草為主，未發現安徽有節節麥的危害[3032]，而此次調查結果發現該地播娘蒿、寶蓋草和遏藍菜的種群數量下降，不再是優勢種，禾本科雜草數量有加重趨勢，其中節節麥和菵草成為優勢種之一。鳳陽縣小麥田優勢雜草由看麥娘和棒頭草為優勢種演替為日本看麥娘優勢度最高[33]。

20世紀80年代湖北棗陽地區的麥田極少有野老鸛草的發生，而90年代該雜草就已經成為主要優勢種之一，本次調查發現，野老鸛草已經成為該地區發生優勢度第2位的雜草，僅次于豬殃殃;90年代末菵草還不是棗陽地區的優勢雜草[34]，但現在已經成為棗陽市麥田的優勢雜草之一，今后還有加重的趨勢。本課題組于20世紀90年代末對江漢平原麥田雜草進行了調查，豬殃殃和婆婆納是優勢種群[28]，此次調查結果顯示早熟禾的綜合優勢度最高，成為優勢種，局部地區禾本科雜草如棒頭草、菵草等也發生危害嚴重。荊州地區20世紀80年代惡性雜草為看麥娘、繁縷、豬殃殃、婆婆納、大巢菜等[6]，本次調查豬殃殃、婆婆納仍然是優勢雜草，看麥娘和大巢菜不再是優勢雜草;早熟禾、野燕麥、棒頭草、菵草種群數量上升，逐漸成為該地區的優勢種群。鄂北麥田主要雜草是野燕麥、豬殃殃、婆婆納及繁縷等[35]，本次調查發現，野老鸛草的種群數量上升較多，綜合優勢度達11.97%，菵草和日本看麥娘數量也有加重的趨勢，本世紀初菵草已經成為湖北省麥田優勢雜草[36]。湖北省野老鸛草、菵草和日本看麥娘已經成為優勢雜草，麥田雜草群落結構發生了較大變化。

20世紀80年代江蘇省麥田雜草以闊葉雜草為主，禾本科雜草主要是看麥娘[23]，90年代以前野燕麥、野老鸛草等旱茬麥田發生的雜草，已經在稻茬麥田普遍發生[12]，淮北地區在本世紀初發現了日本看麥娘[37]，沿海地區以硬草和大巢菜、豬殃殃、繁縷等闊葉雜草為主[7，38]，日本看麥娘、菵草、硬草、棒頭草、阿拉伯婆婆納、豬殃殃、播娘蒿和田紫草已經成為本世紀初江蘇省小麥田的優勢雜草[19，39]，本次調查結果發現播娘蒿和田紫草種群數量有所下降，部分地區野老鸛草發生危害較重。

雜草群落的演替與麥田化學除草劑的廣泛應用相關，由于薺、播娘蒿、麥瓶草等對除草劑敏感的雜草得到有效控制而種群數量下降;日本看麥娘、菵草、硬草、棒頭草、豬殃殃，牛繁縷等對麥田除草劑敏感性差一些的雜草種群上升而逐漸成為優勢種;此外小麥種子調換、免耕技術推廣、跨區作業、栽培模式變化導致一些雜草發生區域擴大，如近年在江蘇和安徽北部發現的節節麥和大穗看麥娘危害有日益加重的趨勢。

本次調查時期為小麥抽穗揚花期，反映了小麥田雜草化學防除之后的雜草發生危害情況，由于所用的方法與之前同一地區調查方法、時期以及樣地有所差異，但優勢雜草種類及群落組成情況不會因為所用方法的不同而有影響，均能夠反映該地區的麥田雜草群落組成情況。

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（責任編輯：楊明麗）