小麥秸稈高留茬情況下不同秸稈覆蓋量對直播水稻田雜草的影響

江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所，江蘇 淮安 223001 江蘇省環洪澤湖生態農業生物技術重點實驗室(淮陰師范學院)，江蘇 淮安 223300 (江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所，江蘇 淮安 223001) 江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所，江蘇 淮安 223001 江蘇省環洪澤湖生態農業生物技術重點實驗室(淮陰師范學院)，江蘇 淮安 223300 (江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所，江蘇 淮安 223001)

農村勞動力的減少使得當前稻田雜草的防除越來越依賴化學除草劑，經常單一使用化學除草藥劑必然導致稻田雜草的抗性產生。多年來江蘇水稻生產上一直使用芐嘧磺隆、吡嘧磺隆、二氯喹啉酸、五氟磺草胺、丁草胺等進行雜草防除，其中的芐嘧磺隆、吡嘧磺隆、五氟磺草胺等均為ALS類抑制劑[1]。截至2018年，關于農田雜草抗ALS類除草劑的報道超過170例，其中水稻田就高達51例[2]，目前江蘇多地稻田稗草對ALS類藥劑產生抗藥性[3]，因此開展稻田抗性雜草的治理工作刻不容緩。隨著公眾和學術界對農田生態環境的日益關注,國外已經開始采用合理有效的方法控制稻田間抗性雜草的種群，采用保持田間一定數量雜草和維持農田生態系統生物多樣性等農藝措施來實現農田休閑期養分保持和系統穩定性提高,國內在相關領域也開展了大量的研究工作[4]。

小麥秸稈還田對水稻生長、產量、品質及土壤肥力等影響的研究結果表明，小麥秸稈還田具有提高水稻產量、改善稻米品質、提高土壤肥力、抑制雜草病菌等積極的生態效應[5,6]；秸稈還田可通過物理作用和化感作用抑制雜草萌發和生長，降低雜草對作物的競爭[7]；因此，利用秸稈還田對雜草的生態抑制探索化學除草劑減量使用具有良好的實用性和可操作性，秸稈還田條件下能明顯改善土壤養分、土壤物理結構和農田小氣候,這都對農田雜草群落產生明顯影響[8]。

研究發現,當小麥秸稈留茬高度在16～20cm、粉碎長度在8～10cm條件下還田覆蓋，能固定秸稈漂移功能，且能最大限度地覆蓋水稻畦面；由于留茬高度較本地政府要求留茬的6～8cm要高，稱“高留茬”。在秸稈高留茬情況下，研究不同秸稈覆蓋量對稻田雜草種群的影響尤其是抗性稗草種群的影響，可為稻田抗性雜草治理提供一定的科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

水稻品種：“華粳5號”(江蘇農墾大華種業)，市售；小麥：“淮麥33”(江蘇天豐種業公司)，市售。

1.2 試驗設計

試驗田位于江蘇省淮安市海明高效農業種植合作社。小麥于2017年11月13日播種，采用機器帶狀條播，播量25kg，2018年6月11日收割；水稻采用干籽直播方式，在小麥收割前1天按187.5kg/hm2人工撒播。試驗共設5個處理，每個處理4次重復，共20個小區，每個小區60m2。小麥收割采用Kubota G 688機器，小麥秸稈留茬高度在16～20cm，田間小麥秸稈粉粹成長度8～10cm。采用人工將秸稈按照1、0.75、0.5、0.25、0kg/m2均勻撒在各個小區畦面上，每個小區間挖一條寬×高為30cm×30cm的溝，以供上水。各處理秸稈覆蓋3d后上水至水完全覆蓋畦面。在水稻1葉1心后開始正常管理，水稻2葉1心后采用(N∶P∶K=15∶15∶15)復合肥375kg/hm2+46%尿素225kg/hm2人工撒施，水稻分蘗期施用46%尿素300kg/hm2，孕穗期施用(N∶P∶K=15∶15∶15)復合肥225kg/hm2；田間不進行雜草防除(含人工拔除)，病蟲害防治分別按照該地區常規方法進行，2018年11月10日收割。

1.3 調查方法

1)株防效和鮮重防效調查 采用定點調查方法，每個小區固定4個1m×1m的點，于上水后30d、45d時分別調查雜草發生情況，并記錄禾本雜草(稗草(Echinochloacrusgallispp)、千金子(EuphorbialathyrisL)、馬唐(Digitariasanguinalis(L.)Scop.)等)和闊葉雜草以及莎草的數量，第45天同時測雜草鮮重，計算鮮重防效。

2)雜草種群調查 待田間稗草抽穗后，上水后90d各小區按照對角線取樣法，選取4個點(0.5m×0.5m)，記錄田間稗草種群及優勢雜草種群及其數量，計算各種群所占比例并繪制成變化曲線。

1.4 數據分析

數據分析采用Excel和SPSS 22.0分析軟件，用Duncan’s 新復極差法對平均數進行多重比較，分析高留茬條件下小麥秸稈覆蓋還田量與雜草種群的相關性。

2 結果與分析

2.1 高留茬情況下不同秸稈覆蓋量不同時期雜草的發生情況

從麥秸稈高留茬(16～20cm)不同秸稈覆蓋量下上水后30d和45d時雜草發生情況(表1、表2)看：采用秸稈覆蓋的各處理區內均有禾本科雜草出現，其中稗草在各處理區均有出現，但隨著秸稈覆蓋量的增加，稗草的發生量明顯減少，其中秸稈覆蓋量為1kg/m2的處理區稗草數量最少，30d時為1株/m2，45d時為2株/m2；30d和45d時秸稈覆蓋量>0.25kg/m2的3個處理均無千金子出現，秸稈覆蓋量>0kg/m2的4個處理均無馬唐出現。

從各處理區闊葉草和莎草的發生情況看，隨著秸稈覆蓋的增加，闊葉草和莎草的發生也明顯減少，其中秸稈覆蓋量為1kg/m2的處理區在30d和45d 時闊葉草和莎草均無出現。

從30d和45d時調查的雜草種群看，稗草、多花水莧(AmmanniamultifloraRoxb)和牛毛氈(Heleocharisyokoscensis(Franch.etSav.)TangetWang)是試驗區主要雜草； 各處理區除稗草的發生量均有增加外，其他種類雜草數量均無變化。

表1 高留茬(16～20cm)不同秸稈覆蓋量下30d后稻田雜草發生情況

表2 高留茬(16～20cm)不同秸稈覆蓋量下45d后稻田雜草發生情況

2.2 高留茬情況下不同秸稈覆蓋量對稻田雜草的防控情況

從高留茬情況下不同麥秸稈覆蓋量上水45d后稻田雜草的防控效果(表3)看，采用秸稈覆蓋≥0.75kg/m2的2個處理防控效果最佳，對稗草的株防效≥84.00%，鮮重防效≥95.93%，其中采用秸稈覆蓋為1kg/m2的處理對闊葉草和莎草的株防效和鮮重防效均為100%，較其他≤0.5kg/m2的處理間均存在極顯著性差異。對比雜草的株防效和鮮重防效來看，所有處理對稗草、闊葉草和莎草的鮮重防效均大于或等于株防效，這表明秸稈覆蓋對處理區雜草的生長具有明顯的抑制作用。

表3 高留茬(16～20cm)下不同麥秸稈覆蓋量對稻田雜草防效(45d)

2.3 不同秸稈覆蓋量下雜草種群變化

從秸稈高留茬(16～20cm)下不同麥秸稈覆蓋量處理90d后稗草種群占比(圖1)看，秸稈覆蓋量在0～0.75kg/m2，隨著秸稈覆蓋量的增加，西來稗(Echinochloacrusgallivar.zelayensis)發生占比從0.35增加到0.5，但隨著秸稈覆蓋量到1kg/m2，西來稗的發生占比明顯下降，僅為0.33；結合覆蓋后西來稗的種群占比變化曲線看，秸稈覆蓋后西來稗的變化呈單峰型；從硬稃稗(EchinochloaglabrescensMunroexHook f)的發生占比情況看，秸稈覆蓋量在0～1kg/m2硬稃稗的發生占比呈“W”型，秸稈覆蓋量為0.75kg/m2的處理硬稃稗發生占比最少為0.25；稗及其原變種發生占比也呈“W”型，占比最少的處理秸稈覆蓋量為0.75kg/m2，占比為0.22。

圖1 秸稈高留茬(16～20cm)下不同麥秸稈覆蓋量下不同稗草種類發生占比情況(90d)

從秸稈高留茬(16～20cm)下不同麥秸稈覆蓋量下90d闊葉雜草的發生占比來情況(圖2)來看，秸稈覆蓋量在0～ 1kg/m2多花水莧的發生占比為單峰型，秸稈覆蓋量在0～0.75kg/m2，隨著秸稈覆蓋量的增加，多花水莧發生占比明顯增加，當秸稈覆蓋量為0.75kg/m2時，多花水莧發生占比為100%；當秸稈覆蓋量為1kg/m2時，多花水莧發生為0，占比為0；各處理區水莧(AmmanniabacciferaL.)的發生占比情況與多花水莧完全相同。丁香蓼(LudwigiaprostrataRoxb.)的發生占比與秸稈覆蓋量呈負相關，隨著秸稈覆蓋量的增加，丁香蓼的發生及占比明顯下降，當秸稈覆蓋量≥0.5kg/m2時，丁香蓼發生及占比均為0。

圖2 秸稈高留茬(16～20cm)下不同麥秸稈覆蓋量下不同闊葉草種類發生占比情況(90d)

3 討論與結論

研究結果表明，秸稈高留茬(16～20cm)條件下，田間小麥秸稈覆蓋量在0.25～1.00kg/m2區間內對水稻田雜草有較好的控制效果，隨著秸稈覆蓋量的增加，對田間雜草的控制效果也顯著增加。國內外相關研究表明，水稻秸稈全量覆蓋還田較秸稈不還田以及在玉米秸稈還田量為一定條件下對千金子、稗草等均具有較好的控制效果[9,10,11,12]。研究結果表明，在高留茬(16～20cm)情況下，隨著秸稈覆蓋量的增加，對田間雜草的抑制作用也明顯增強，但隨著水稻生長以及農事操作(排灌、撒肥等)，田間秸稈逐漸腐爛，30d后對雜草的抑制作用明顯下降，45d后各個秸稈覆蓋處理區稗草均有萌發，這可能與田間秸稈覆蓋的均勻度、土地平整度以及秸稈腐爛后酚酸[13]的變化等因素存在一定的相關性。

同時研究還發現,在秸稈高留茬(16～20cm)情況下，秸稈覆蓋量的多寡對水稻田間稗草種群和闊葉雜草種群有顯著的影響。西來稗和硬稃稗為江蘇地區稻田抗性稗草的優勢種群[14]，本研究發現高留茬(16～20cm)下小麥秸稈覆蓋量在0～0.75kg/m2范圍內，西來稗和多花水莧的發生占比的變化趨勢完全相同，均為單峰型，峰谷對應的的覆蓋量完全相同；但硬稃稗的發生和占比隨著秸稈覆蓋量的增加明顯下降；從對闊葉草的控制效果看，隨著秸稈覆蓋量的增加，水莧和丁香蓼的控制效果明顯增加；但這是否與秸稈腐解物或浸出物[15]的濃度以及雜草種群的密度有關，尚需進一步的試驗探討。

研究結果表明，秸稈高留茬(16～20cm)情況下不同秸稈覆蓋量對直播稻田抗性或優勢雜草種群及其田間占比具有明顯的影響，在一定范圍內隨著秸稈覆蓋量的增加，通過影響優勢雜草種群從而提高防效，隨著秸稈覆蓋量的增加，對抗性雜草種群的影響也增大，進而影響對雜草的控治效果。