新疆北疆冬麥主產區麥田雜草種類及群落特征

白微微，高海峰，沈煜洋，李廣闊

(新疆農業科學院植物保護研究所/農業農村部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點實驗室，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】小麥是我國主要糧食作物之一，其產量和消費量占總糧食生產和消費的22%左右[1]。新疆北疆小麥種植面積占全疆小麥種植面積的65%左右，冬、春小麥均有種植，為新疆重要產糧區域。雜草為新疆北疆小麥種植區域麥田主要發生危害之一，與小麥競爭水、肥、光照和生長空間，降低了小麥產量、質量，是該區域麥田重要防控對象[2]。了解麥田雜草群落結構組成是防控雜草的基礎，對于雜草管理具有重要意義[3]?！厩叭搜芯窟M展】對不同作物如小麥[4-5]、花生[6]、馬鈴薯[7]、蕎麥[8]、檸檬[9]的雜草種類及群落特征進行了調查，明確了不同作物田間雜草的組成和危害程度，表明不同耕作制度、作物類型及田間管理對雜草種類組成有影響。根據對新疆麥田雜草種類的調查發現，該區域麥田雜草約107種[10]，李廣闊等[11]對新疆南疆核桃-小麥間作田雜草進行調查后明確南疆冬麥田雜草種類共有14科33屬39種，優勢雜草為灰綠藜ChenopodiumglaucumL.、稗草Echinochloacrusgalli(L.)Beauv.、播娘蒿Descurainiasophia(L.)Schur.、萹蓄PolygonumaviculareL.、硬草SclerochloakengianaL.、田旋花ConvolvulusarvensisL.、離蕊芥Malcolmiaafricana(L.)R. Br.、小薊Cirsiumsegetum(Bunge.) Kitam.、苣荬菜SonchusbrachyotusDC.。【本研究切入點】雜草的種類結構受作物種植結構、耕作制度及除草劑使用的影響會不斷發生變化[12-14]，且目前新疆北疆大部分小麥田采用滴灌技術，勢必對小麥田間雜草種類構成也有一定影響?，F主要采用化學除草劑防除農田雜草，不僅易產生雜草抗藥性問題，且抗性雜草難以防治，發生面積逐年增加。近年來新疆北疆主要小麥產區雜草防除方法研究尚未見報道，該區域雜草群落組成也尚未明確。研究新疆北疆冬麥主產區麥田雜草種類組成及群落特征?！緮M解決的關鍵問題】選取新疆北疆主要小麥生產區域，系統調查小麥田雜草，研究北疆主要麥區雜草種類、發生危害程度及群落特征，為該區域雜草及時有效防控及抗藥性治理奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

調查地塊位于新疆北部即北疆小麥主產區的奇臺縣和額敏縣。其中奇臺縣位于天山東部，準噶爾盆地東南緣，地勢南北高，中間低，有沙漠、丘陵、平原和高山多種地貌類型，其中中部天山沖積層平原區域與南部丘陵區域為奇臺縣主要小麥種植區；額敏縣位于準噶爾盆地西北邊緣，小麥種植區主要為中部額敏河沖積層平原。根據小麥種植區域的地理位置及地形地貌將調查區域分為奇臺縣中部平原區、奇臺縣南部丘陵區和額敏縣中部平原區3個區域，所調查田塊均為冬麥田。

1.2 方 法

調查時間為2019年5～7月，該時間段內新疆北疆冬小麥田雜草發生種類齊全，危害基本定型。采取倒置“W”9點取樣法對所調查區域的雜草種類進行調查，每個調查地點選取5～7塊冬小麥田，共計選擇16個鄉鎮的121塊地，1 089個樣方，每個樣方大小為0.5 m×0.5 m。記錄每個樣方內雜草的種類、株數。雜草種類鑒定主要參照《中國主要農作物雜草名錄》[15]。

1.3 數據處理

采用Excel 2016進行數據錄入與整理，根據調查數據計算雜草的相對多度RA(relative abundance,RA)及雜草群落的主要群落特征指標。

相對多度RA=(RU+RD+RF)/3，其中：RU、RD、RF分別為相對均度(relative uniformity,RU)、相對密度(relative density,RD)、相對頻度(relative frequency,RF)。RU=某種雜草的田間均度/全部雜草的均度，RD=某雜草的田間密度/總密度，RF=某種雜草的田間頻度/全部雜草的田間頻度，其中田間均度(uniformity，U)指雜草出現的樣方數占總樣方數的比例；田間密度(uniformity，D)指雜草在調查田塊的平均密度之和占總田塊的比例；田間頻度(frequency，F)指雜草出現的田塊數占總田塊的比例。參照雜草類型劃分方法[5]，將麥田雜草劃分為優勢雜草、常見雜草及一般雜草。

Shannon-Wiener多樣性指數H’=-∑Pi·lnPi，Simpson優勢集中性指數D=∑Pi2，式中Pi是第i種雜草被第1次抽到的概率，Pi=Ni/N，Ni為樣方中第i種雜草的密度，N為該樣方中所有雜草密度的和；Pielou均勻度指數J=H’/lnS，其中物種豐富度S(Species richness)即調查區域內的雜草種類數。

2 結果與分析

2.1 新疆北疆主產麥區麥田雜草種類

研究表明，新疆北疆奇臺縣及額敏縣冬小麥田雜草共計20科52屬60種。雜草種類最多的為菊科，共有12種雜草，其次為豆科雜草8種，禾本科雜草7種，三者雜草種類比例均在10%以上，占總雜草種類的45%。雜草種類比例在10%以下的雜草中十字花科、藜科雜草種類最多，各有5種，占比8.33%，其他科雜草有1～3種雜草。表1

表1 新疆北疆冬麥區小麥田雜草種類Table 1 Weed species in winter wheat fields in northern Xinjiang

2.2 新疆北疆冬麥主產區麥田優勢雜草分布及危害程度

研究表明，根據雜草的RA將麥田雜草劃分為優勢雜草、常見雜草和一般雜草，不同雜草的危害程度，表中列出雜草均為RA≥1的雜草，共有10科16屬20種。稗草的RA大于20，為新疆北疆區域麥田的優勢雜草?；肄己途砬o蓼的RA分別為18.20和13.70，在北疆各區域冬麥田發生程度輕，但出現田塊數分別為90和92，分布范圍較廣，為新疆北疆區域麥田的常見雜草。萹蓄、蒼耳、藜、野燕麥、艾蒿、反枝莧、田旋花等為一般雜草，僅在局部區域麥田發生，發生較輕。表2

續表1 新疆北疆冬麥區小麥田雜草種類Table 1 Weed species in winter wheat fields in northern Xinjiang

2.3 新疆北疆冬麥區麥田雜草發生程度及群落結構

研究表明，北疆主要雜草的RA在所調查3個區域內不同，分布有所差異，整個區域內奇臺縣南部冬麥田RA在1以上的雜草種類多于奇臺縣中部，額敏縣最少。稗草作為優勢雜草在3個區域內均發生程度較大，RA均達到20以上，灰藜在奇臺縣中部平原區域發生較其他2個區域多，為奇臺縣南部丘陵區域的常見雜草，卷莖蓼的發生程度則是奇臺縣南部大于中部，額敏縣發生程度最低。萹蓄、蒼耳等一般發生程度雜草分布范圍及發生程度在3個區域也有所差異，其中塔城額敏發生程度最重，其次為奇臺縣中部平原區域，奇臺縣南部發生情況最輕。其他一般發生雜草種類中艾蒿、冰草、豬毛菜、小薊、狗尾草、苦豆子在部分調查區域無分布，豬毛菜僅在奇臺縣南部丘陵區域某些調查田塊中發現有分布，苦豆子在奇臺縣中部平原區發生，冰草在額敏縣調查地塊未見發生，小薊和狗尾草在奇臺縣中部平原區調查地塊未見發生。表2，表3

表2 新疆北疆冬麥主產區麥田主要雜草相對多度Table 2 Relative abundance of main weeds in winter wheat fields in northern Xinjiang

表3 新疆北疆不同冬小麥產區主要雜草危害程度Table 3 Harm extent of main weeds in different winter wheat areas in northern Xinjiang

2.4 新疆北疆冬麥區小麥田雜草群落的物種多樣性

研究表明，物種豐富度最高的區域為塔城額敏，雜草種類共有47種，明顯高于其他2個區域，奇臺縣南部丘陵區域和中部平原區域雜草種類分別有32、31種。塔城額敏麥區的雜草物種多樣性最高，為2.51，其次為奇臺縣中部平原區，奇臺平原區域雜草物種多樣性最低。辛普森指數則是奇臺中部平原區域及奇臺南部丘陵區域明顯高于塔城額敏縣，奇臺麥區小麥田雜草群落的優勢度較高。奇臺麥區麥田雜草群落的均勻度與多樣性相似，其麥田雜草的種類、數量分布的均勻度低于塔城額敏。表4

表4 新疆北疆冬麥區雜草群落物種多樣性Table 4 Species diversity of weed community in different winter wheat areas in northern Xinjiang

3 討 論

農田雜草分布狀況有一定的原因[16]，新疆北疆區域冬麥田雜草的發生面積和使用化學除草劑防治力度均呈上升趨勢，草害已成為影響冬小麥產量和經濟效益的問題之一。隨著部分區域灌水及耕作制度的改變，該區域內雜草種類及群落與未改變前存在一定差異，近年來，新疆奇臺、額敏等主產麥區大部分麥田由旱作、大水漫灌田改為滴灌田。研究表明，奇臺南部丘陵區域與中部平原區麥田雜草種類主要有稗草、灰藜、卷莖蓼、萹蓄、蒼耳等，與郭文超等[10]2008年的雜草種類調查結果有所差異，與調查區域所在地理緯度、環境氣候、控草措施、灌溉等因素的綜合作用有關，在這些因素的作用下，新疆北疆麥區各區域冬小麥田雜草發生種類有明顯不同。從調查各區域雜草的發生危害程度來看，奇臺丘陵區域與額敏優勢雜草為稗草，奇臺中部平原區域優勢雜草為稗草、灰藜，一般性雜草豬毛菜僅在奇臺南部丘陵區域的調查點出現，推測這與該區域海拔高和氣候冷涼有關。反枝莧為喜旱性雜草，適應性廣，多發生在水分條件不好的區域，奇臺與額敏中部平原區域雨水較少，年均溫度較高，在這2個區域反枝莧發生程度明顯高于奇臺丘陵區域。群落生物多樣性指標是衡量群落穩定性的重要尺度，群落多樣性越高，均勻度越大，優勢集中性越小，群落也就越穩定，物種數目和數量分布越均勻[17-18]。從物種豐富度看，奇臺區域低于塔城額敏，從香農指數及均勻度指數看，前者麥區雜草多樣性指數低于后者麥區，奇臺區域內雜草種類少而分布均勻。分析原因可能是奇臺小麥種植區小麥種植面積大，雜草防除大多使用機械化學除草，農事管理措施較為統一，藥劑藥量和脅迫次數較多，導致雜草種類較少，化學除草劑使用品種較為單一，導致雜草群落多樣性與均勻度差。

農業生態系統中雜草多樣性在維護生態平衡中的作用日漸重要，作為衡量農田生態系統的指標之一，穩定的雜草生物多樣性對于防止優勢雜草爆發性危害十分重要。新疆生態環境脆弱，研究對新疆北疆2個具有代表性的小麥種植區進行了不同地理區域的雜草群落多樣性調查，對于指導調查區域有效、科學除草，控制優勢雜草具有重要意義。由于新疆冬麥種植面積占小麥種植面積2/3以上，且調查區域冬麥田居多，研究調查田塊為冬小麥田，反映整個北疆麥區雜草發生情況存在局限性，在研究中，應進一步掌握春小麥田雜草發生情況，并將調查范圍進一步擴大至北疆全部小麥種植區域，獲得更為詳盡的調查數據。

4 結 論

新疆北疆3個小麥種植區冬麥田雜草共計60種，隸屬于20科52屬，菊科、豆科與禾本科雜草種類均占總雜草比例的10%以上，其余科的雜草種類占比在10%以下。稗草為新疆北疆麥區冬麥田優勢雜草，發生程度較重，灰藜和卷莖蓼為常見雜草，萹蓄、蒼耳、藜、野燕麥、艾蒿、反枝莧、田旋花等為一般雜草。稗草在3個區域內均為優勢雜草，灰藜在奇臺縣中部平原區域冬麥田的危害最大，其次為奇臺縣南部丘陵區域，卷莖蓼的危害程度則是奇臺縣南部高于中部，部分一般性雜草在局部調查區域中無分布。塔城額敏雜草種類最多，香農指數為2.51，奇臺中部平原區域優勢雜草較為集中，辛普森指數最高，為0.19，額敏麥田雜草與奇臺麥區相比分布較為均勻，均勻度指數為0.65，奇臺2個調查區域的均勻性均為0.62。