甘肃省陇东旱塬区全膜双垄沟播玉米田杂草消长动态

材料与方法

1.1 试验区概况

试验在甘肃省平凉市农业科学研究所高平试验场进行，该地属大陆性季风气候，海拔1 360 m，春季至初夏干旱多风，全年累计日照时数2 424.8 h，年均气温8.6 ℃，年降水量511.2 mm，年蒸发量 1 466.55 mm，7月、8月、9月降水量占年降水量60%左右，无霜期165 d，无灌溉条件，在甘肃旱作区具有典型代表性。观察田块地面平整，土层深厚，黑垆土质，排水良好，上茬种植油菜，杂草发生严重且分布均匀。

1.2 试验材料

供试玉米品种为富农1号，由甘肃富农高科技种业有限公司提供；供试白色地膜，规格140 cm×0.008 mm，由甘肃省天水市天宝塑业公司生产。

1.3 试验方法

观察用地1 334 m2平均划分2个区域，分别为全膜双垄沟播区（宽、窄垄相间排布，宽垄宽70 cm、高10 cm，窄垄宽40 cm、高15 cm，地面全覆盖）和露地宽窄行平作区（宽行70 cm、窄行40 cm）。2011年3月17日，2个试验区同时整地、施肥（N 230.4 kg/hm2、P2O5 150 kg/hm2）、耙地、起垄（露地栽培除外）、覆膜（露地栽培除外）。玉米播种期4月19日，用点播器在垄沟（露地在播种行）内人工打孔点播，播后用细湿土封孔，相邻2播种沟（播种行）内的播种孔呈三角形排布，播种密度为 66 000株/hm2（平均行距55 cm、株距27.5 cm）。玉米生长期管理同大田。

4月7日开始，每7 d调查和测定1次杂草种类、密度、鲜质量，直至玉米扬花期（7月7日）结束，共测定14次，2个试验区同步进行。采用十字交叉法5点取样，样方面积1 m×1 m=1 m2，全膜双垄沟播田测定时将地面上的地膜按样方大小剪开揭起，调查测定其中的杂草种类、密度及鲜质量，取样后将揭起的地膜重新覆展，合缝处用细湿土压实；露地直接按样方面积测定其中杂草种类、密度和鲜质量。

1.4 数据分析

采用唐启义等的实用统计分析及其DPS数据处理系统软件[9]。

2 结果与分析

2.1 杂草群落物种丰富度动态规律

从图1、图2看出，全膜双垄沟播玉米田杂草群落物种数随时间呈先递增后递减再递增的“N”字形消长态势，与露地相似，但第2次递增所持续的时间较短，波动幅度也较小。全膜双垄沟杂草群落物种最丰富的时期出现在5月19日，较露地提前14 d，峰值明显大于露地；杂草群落中禾本科杂草仅在 0～2种之间波动，阔叶杂草物种较丰富且与杂草群落同步波动，波动幅度在1～11种之间，表明全膜双垄沟播田杂草群落物种丰富度及其波动性主要取决于阔叶杂草。

2.2 杂草密度动态规律

从图3、图4看出，全膜双垄沟播玉米田杂草群落密度随时间先呈迅速递增后缓慢递减的“∧”形消长态势，也与露地相似，但其波动幅度（19.50～[JP3]359.50株/m2）明显大于露地（0～246.80株/m2），[JP]高峰期（4月28日）明显早于露地（6月2日），峰值（359.50株/m2）明显高于露地（246.80株/m2）；杂草群落中禾本科杂草密度消长曲线呈梯形，波动幅度[JP2]小（0～94.50株/m2），起伏平缓，峰期持续时间长（4月21日至6月9日），阔叶杂草密度波动幅度大（12.90～307.50株/m2）、起伏剧烈、 峰期短暂且与杂草群落密度同步消长，峰值307.50株/m2，[JP]是禾本科杂草峰值的3.25倍；阔叶杂草密度在6月9日前远大于禾本科杂草，之后则接近于或稍小于禾本科杂草，表明全膜双垄沟播田杂草群落密度消长态势主要受制于阔叶杂草。

2.3 杂草鲜质量动态规律

从图5、图6看出，栽培方式对玉米田杂草鲜质量消长动态影响较大。露地杂草发生后，其群落鲜质量呈持续递增态势，消长曲线较为陡峭，且阔叶杂草鲜质量显著大于禾本科杂草。全膜双垄沟播田杂草群落鲜质量则呈先递增后递减的“∧”形消长态势，波动幅度（0.16～509.25 g/m2）小于露地（0～905.60 g/m2），高峰期（6月9日）较露地（7月7日）提前28 d，峰值（509.25 g/m2）是露地（905.60 g/m2）的一半左右；杂草群落中阔叶杂草鲜重消长曲线呈梯形，波动幅度（0.16～163.94 g/m2）较小，起伏较平缓，峰期持续时间较长（5月5日至6月9日），禾本科杂草鲜重波动幅度大（0～367.33 g/m2）、起伏剧烈、峰期短暂且与杂草群落鲜质量同步消长，峰值367.33 g/m2，是阔叶杂草（平均141.41 g/m2）的2.60倍；禾本科杂草鲜质量在5月15日前小于阔叶杂草，之后则远远大于阔叶杂草，表明全膜双垄沟播田杂草群落鲜质量消长态势明显受禾本科杂草影响。

2.4 杂草单株鲜质量动态规律

从图7、图8看出，全膜双垄沟播栽培方式对田间杂草单株鲜质量消长有明显影响。露地栽培中，禾本科杂草及阔叶杂草的单株鲜质量均呈持续递增的消长态势，其坡度陡峭，尤以阔叶杂草最为突出，观察期阔叶杂草单株鲜质量显著大于禾本科杂草。全膜双垄沟播栽培中，杂草群落单株鲜质量呈先缓慢递增后缓慢递减的“∧”形消长态势，其高峰期（6月23日）出现较晚，仅较露地（7月7日）提早14 d，峰值4.98 g/株，是露地（7.52 g/株）的2/3；杂草群落中阔叶杂草单株鲜质量波动幅度（0.01～3.26 g/株）较小，起伏平缓且与杂草群落单株鲜质量同步消长，禾本科杂草单株鲜质量波动幅度（0～7.90 g/株）大，消长态势呈持续递增型，5月中旬后其单株鲜质量远远大于阔叶杂草，且随时间推后差距愈来愈大。

3 结论与讨论

全膜双垄沟播技术实施后，地面处于全封闭状态，田间杂草被地膜完全屏蔽起来，一些主要的防除措施如化学除草、人工除草等无法实施，从而加大了防除难度，生产上呈现出无以应对的局面，开展全膜双垄沟播田草害持续防控技术的研究与推广是生产上亟待解决的问题[10-11]。从全膜双垄沟播田杂草发生消长规律看出，覆膜前垄面（含垄沟）施用土壤封闭性除草剂是有效控制杂草危害的关键途径。

杂草群落物种丰富度是指被调查田块中同期出现的所有杂草种类，其值随季节或作物生育时期的推移呈规律性的变化[12-13]。全膜双垄沟播顶凌期覆膜栽培方式对田间杂草的发生期、消长态势、危害程度等均产生显著影响。本试验表明，全膜双垄沟播玉米田杂草发生期明显提前，阔叶杂草和禾本科杂草始发期均在4月上中旬，较露地提前近1个月。杂草密度是衡量田间杂草发生程度的重要指标之一，其大小受土壤温湿度、栽培方式、土壤肥力、前茬、生态空间、季节等因素的影响[14]。本试验得出，播前半月左右至玉米扬花期，田间杂草密度处于迅速上升期，但其个体尚弱小，地膜被撑起的幅度较小，集水沟基本完好，对田间集水效应及玉米播种影响较小。播后出苗期（4月21日至5月5日），田间杂草群落密度已达到或接近高峰值，膜面被顶起，膜面播种孔被悬空和敞开，土壤水分大量逃逸，该时期是全膜双垄沟播田杂草危害的第一盛期。

杂草鲜质量是田间杂草密度与杂草单株大小的综合反映，是衡量田间杂草群体的重要指标之一，土壤湿度和生存空间对其影响最大。杂草单株鲜质量是衡量杂草个体生长状况的主要指标，单株鲜质量越大，杂草生长越健壮、植株越高大，杂草对作物的“排挤”性越强，对地面覆盖物（地膜）的破坏性越大[15]。本试验得出，拔节至大喇叭口期（5月下旬至6月中旬），田间禾本科杂草鲜质量达到最大，导致垄沟内的地膜被严重撑起，土壤水分大量蒸发逃逸，该时期是全膜双垄沟播田杂草危害的第二盛期。孕穗期（6月下旬）后，玉米植株变得愈加高大，杂草生存环境恶化，膜下杂草腐烂死亡速率加快，其群落密度、鲜质量和物种丰富度均降至较低水平，杂草单株鲜质量也开始下降。

全膜双垄沟播田杂草消长态势主要受作物种类、覆膜时期、自然地理特征、气候类型等因素影响，不同的耕作方式、轮作方式及杂草管理措施都会显著影响田间杂草群落的组成和草害发生程度[16-18]，在特定种植方式下出现的某些优势杂草与环境条件等有关[19-21]，但从杂草群落年动态变化来看，气温和降水与杂草的发生关系更加密切。本试验仅对陇东旱塬区全膜双垄沟播玉米田杂草在顶凌覆膜期的消长规律进行了研究，关于其他作物田、其他覆膜时期和其他生态区域全膜双垄沟播田杂草发生规律还有待于进一步研究。

玉米田除草剂按施药时期不同主要分为苗前封闭除草剂和苗后除草剂[22]。苗前除草剂主要品种有莠去津、绿麦隆、利谷隆等。由于玉米苗前除草剂具有除草效果好、安全性高、经济实用等特点，成为玉米田除草的首选式。苗后除草剂主要以磺酰脲类除草剂烟嘧磺隆为主。有必要进一步对除草剂进行研究，同时结合杂草的发生规律，适时用药，以使杂草危害得以控制。

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