湖北棉田杂草的种类、分布与群落特征

褚世海　李儒海　常向前

摘要：采用七级目测法调查了湖北省3个棉花（Gossypium Spp.）主产区的杂草种类、分布，并分析了杂草的群落特征。结果表明，湖北省棉花主产区有杂草86种隶属32科，优势杂草有10种，分别为千金子（Leptochloa chinensis）、马唐（Digitaria sanguinalis）、旱稗（Echinochloa hispidula）、鳢肠（Eclipta prostrata）、铁苋菜（Acalypha australis）、香附子（Cyperus rotundus）、牛筋草（Eleusine indica）、碎米莎草（Cyperus iria）、马齿苋（Portulaca oleracea）和水花生（Alternanthera philoxeroides）。物种丰富度以江汉平原最高，襄阳-随州地区最低。3个棉花主产区的杂草优势种有一定差异，襄阳-随州地区以旱稗+鳢肠+马唐+碎米莎草为优势种类；江汉平原以千金子+马唐+铁苋菜+旱稗为优势种类；黄冈地区以千金子+马唐+鳢肠+水花生为优势种类。襄阳-随州地区与江汉平原地区杂草群落最为相似，而襄阳-随州地区与黄冈地区杂草群落相似性最低。

关键词：棉田杂草；种类；分布；群落特征

中图分类号：S451.0 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）22-5411-05

棉花（Gossypium spp.）是我国重要的经济作物之一。湖北省是中国主要的棉产区之一，2013年湖北省棉花种植面积47.29万hm2，占全国种植面积的10.12%；产量53.15万t，占全国总产量的8.55%[1，2]。然而，我国棉田杂草危害严重，常年造成损失达到14%～16%，严重影响了棉花的优质、高效生产[3]。湖北省地处我国中部，气候温和、雨量充沛，这也更有利于杂草的生长，容易带来更大危害。因此，开展本地区棉田杂草群落的监测与防除等工作非常必要，而对棉田杂草的发生现状做全面、准确的调查研究是进行其他研究的基础。近年来，对棉花产区杂草做了一系列的调查研究工作[4-8]。湖北省棉田杂草调查研究开展较早[9]，但调查不够翔实和全面，而且随着种植制度、环境条件的变化，棉田杂草的发生规律也在逐渐改变。基于这一现状，本研究对湖北省主要棉产区的棉田杂草种类、分布及危害现状进行了调查研究，以利于更好地对棉田杂草进行有效的治理。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

湖北省位于中国中部，长江中游，东经108°21′～116°07′、北纬29°01′～33°16′，地貌类型复杂。其中江汉平原及沿长江向东延伸的黄冈市大部雨量充沛，年均降雨量1 100～1 400 mm，≥10 ℃活动积温为5 100～5 400 ℃，旱地、水田并重；鄂北的襄阳-随州地区为湖北省降水较少地区，≥10℃活动积温一般不足5 000 ℃，年平均降水量在900 mm以下，也是全省温差最大的地区，具有南北过渡的特点，是湖北省旱地集中分布区[10]。

1.2 调查方法

2011年，在湖北省襄阳-随州地区、江汉平原、黄冈地区3个棉花主产区，随机选择地理环境、种植制度基本一致，面积不少于667 m2的田块为单位样方（由10个单位样方构成1个样点），采用七级目测法[11，12]，记录每一样方中所有杂草的种类及相应的优势度级数。杂草种类以《中国杂草志》[13]为鉴定依据。另外对调查地点的地形地貌、土壤类型等予以记录。

1.3 调查地点

调查地点分布在17个县市的21个乡镇，共22个样点，220个样方。包括：①襄阳-随州地区，位于湖北省西北部，本区内调查的5个样点分别为随州（曾都区）、枣阳（十里铺）、枣阳（七方镇）、襄阳（双沟镇）、宜城（邬家冲）；②江汉平原，位于湖北省中南部，调查的11个样点分别为钟祥（柴胡）、沙洋（小江湖）、天门（多宝）、天门（黄潭）、仙桃（郑家场）、仙桃（张沟）、潜江（周矶联丰）、潜江（周矶荆桥）、公安（斗湖堤）、公安（新口）、监利（汪桥）；③黄冈地区，位于湖北省东部，6个调查点分别为黄梅（濯港）、武穴（余川）、浠水（丁司垱）、团风（但店）、团风（方高坪）、新洲（汪集镇）。

1.4 数据处理及分析方法

杂草的综合草害指数、频度、群落物种丰富度及群落相似性用下列公式计算[12，14-16]：综合草害指数（CII）=Σ（级别值×该级别出现的样方数）/（最高级别值×总样方数）；频度（F）=该种杂草出现的样方数×100%/总样方数；群落物种丰富度（S）=群落中杂草的种类数；S？覫rensen指数（Cs）=2j/（a+b），式中，j为群落A与B所共有的物种数，a、b分别为群落A、B含有的全部物种数。

2 结果与分析

2.1 杂草种类及危害性分类

调查结果表明，湖北省棉花主产区棉田杂草共有86种，隶属32科（表1）。其中禾本科和菊科种类最多，分别为13种；其次为莎草科6种；苋科5种；大戟科、玄参科和蓼科分别有4种；其余各科包含杂草种类都在3种或以下。

依据综合草害指数，可将这些杂草分为4类：优势杂草、局部优势杂草、次要杂草及一般性杂草。其中，优势杂草（CII≥3）有10种，按综合草害指数从高到低依次为千金子（Leptochloa chinensis）、马唐（Digitaria sanguinalis）、旱稗（Echinochloa hispidula）、鳢肠（Eclipta prostrata）、铁苋菜（Acalypha australis）、香附子（Cyperus rotundus）、牛筋草（Eleusine indica）、碎米莎草（Cyperus iria）、马齿苋（Portulaca oleracea）、水花生（Alternanthera philoxeroides）。这10种杂草在各棉区普遍发生，综合草害指数及频度都较高，对棉花生长发育和产量的影响显著，防除较困难，为湖北省棉田的恶性杂草。

局部优势杂草（2≤综合草害指数<3）有7种，依次为反枝苋（Amaranthus retroflexus）、刺儿菜（Cephalanoplos segetum）、日照飘拂草（Fimbristylis miliacea）、通泉草（Mazus japonicus）、水竹叶（Murdannia triquetra）、火柴头（Commelina bengalensis）、丁香蓼（Ludwigia prostrata）。这些杂草具有较高的综合草害指数和频度，但在各个棉产区差异较大，部分杂草在某些地区具有优势，在另外的地区却危害较轻，需要根据具体情况制定防除对策。

次要杂草（0.8≤综合草害指数<2）有8种，依次为打碗花（Calystegia hederacea）、地锦（Euphorbia humifusa）、异型莎草（Cyperus difformis）、粟米草（Mollugo stricta）、酢浆草（Oxalis corniculata）、青葙（Celosia argentea）、波斯婆婆纳（Veronica persica）、爵床（Rostellularia procumbens）。整体来看，这些杂草危害相对较轻，个别杂草在某些地区有一定优势。

其余61种为一般性杂草，这些杂草综合草害指数及频度都较低，某些杂草虽然分布较广，但危害很小。

综合草害指数高的杂草一般具有较高的频度，二者呈明显正相关。例如10种优势杂草中，有8种频度在50%以上，马唐和鳢肠最高，频度为88.51%，最低的碎米莎草，频度也达到38.51%；而在一般性杂草中，绝大多数频度在10%以下，最低的仅0.57%。这说明，分布广泛的杂草通常更具有优势，危害更大，应作为防控重点。

2.2 各棉区杂草发生特点及群落组成

各棉区杂草的物种丰富度有明显差异。3个棉花主产区共调查到杂草86种，其中江汉平原种类最多，有62种，其次为黄冈地区54种，襄阳-随州地区最少，有47种。在所有的86种杂草中，3地共有的杂草有28种。

调查的所有杂草中，综合草害指数在1以上的杂草有22种。这22种主要杂草在各地区的综合草害指数和频度既有一致性，也有明显差异（表2）。

3个棉花主产区的杂草优势种有一定差异。按照前述标准，襄阳-随州地区优势种有13种，杂草群落以旱稗+鳢肠+马唐+碎米莎草为主要优势种；江汉平原优势种有11种，杂草群落以千金子+马唐+铁苋菜+旱稗为主要优势种；黄冈地区优势种有10种，杂草群落以千金子+马唐+鳢肠+水花生为主要优势种。可见，3个棉区的杂草群落组成区别明显，如江汉平原和黄冈地区前两位的优势种均为千金子和马唐，而襄阳-随州地区前两位的优势种为旱稗和鳢肠。这一结果与3个地区的耕作制度密相关，襄阳-随州地区的棉田多为旱地，因此以旱生型杂草旱稗和鳢肠为主；而江汉平原和黄冈地区则多为水旱轮作，因此以喜湿性杂草千金子和马唐为主。3个棉区10种优势杂草中，襄阳地区有10种，江汉平原有9种，黄冈地区有8种。可见，各棉区的杂草优势种多数重合，但又有本地特有的优势种，如襄阳-随州地区的火柴头和粟米草、江汉平原的刺儿菜、黄冈地区的日照飘拂草和通泉草。

S？覫rensen指数可以体现各地区杂草群落的相似性。襄阳-随州地区与江汉平原共有种37种，S？覫rensen指数0.679，江汉平原与黄冈地区共有种34种，S？覫rensen指数0.586，襄阳-随州地区与黄冈地区共有种29种，S？覫rensen指数0.563。可见，襄阳-随州地区与江汉平原地区杂草群落最为相似，其次为江汉平原地区与黄冈地区，相似性最低的为襄阳-随州地区与黄冈地区。这一结果表明了地理位置的差异对杂草群落相似性的影响，距离越近，杂草群落相似性越高，反之越低。

3 小结与讨论

本研究反映了湖北省棉花主产区杂草发生现状，包括湖北省棉花主产区的杂草种类、各种杂草的分布与危害、各地杂草优势种、3个棉区杂草群落的特点及区别等。86种棉田杂草中，优势杂草有10种，局部优势杂草有7种，这些杂草为湖北省棉花主产区的恶性杂草，应作为研究及治理工作的的重点。本调查研究采取普查方式，所查棉田大多采取过相应的化学防除措施，结果反映的是在目前普遍的防除水平下的草害状况。

棉田杂草的种类及优势种是在逐渐变化的。与20世纪90年代的结果[9]相比，湖北省棉田主要杂草的种类类似，但其优势度排序已有较大变化，最明显的就是千金子已成为本次调查最具优势的杂草，但当年危害最重的杂草为马唐。这与耕作制度的变化、杂草对除草剂的敏感程度密切相关。因此，应根据田间杂草发生的具体情况及时调整杂草管理措施。

杂草种群发生状况及群落组成受多种因素影响。其中最重要的是自然环境条件，湖北省3个棉产区在自然地理环境及生态条件上就有较大差异。如襄阳-随州棉区以岗地为主，且多为旱地，降雨相对偏少，因此杂草以旱生杂草为主；江汉平原为地势低平的冲积平原，是湖北省土壤条件最好的农业区，土壤为油砂土，适合各种杂草生长，且雨量丰富，因此本区杂草种类丰富，各种旱生、湿生型杂草均广泛分布；黄冈地区与江汉平原纬度相似，但本区内低山丘陵分布广泛，砂泥土壤性质明显，土壤质地粗松，有机质及全氮含量较低，细砂、小石较多，因此本地区与江汉平原地区的杂草有一定相似性，又有本地特有的优势种。

影响杂草发生状况的另一重要因素为耕作制度。有研究认为水旱轮作改变了土壤水分状况，有利于喜湿性杂草如鳢肠、千金子等的发生，但同时也带来了一些稻田杂草如稗、异型莎草等的危害。水稻种植时灌水导致土壤中旱生性杂草的繁殖体腐烂，大大地降低了这些杂草的种群数量[7，17]。江汉平原及黄冈地区的千金子最具优势，应与水旱轮作的耕作制度密切相关，两地的部分旱生型杂草如马齿苋、粟米草的综合草害指数及频度明显低于襄阳-随州地区，但并非所有旱生性杂草均表现出这一趋势。

其他影响杂草发生状况的因素还有很多，如施肥影响杂草种子库[18]，不同除草剂的使用影响杂草种群演替[19]。随着将来抗除草剂转基因棉的推广，棉田杂草群落还会有新的变化。总之，在明确棉田杂草的发生危害特点及群落结构的基础上，应当结合耕作方式、水肥管理方式及除草剂使用的变化，采取有针对性的杂草管理措施，从而实现棉田杂草的可持续治理。

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[19] 吴竞仑，李永丰，王一专，等.不同除草剂对稻田杂草群落演替的影响[J].植物保护学报，2006，33（2）：202-205.

（责任编辑 屠 晶）

其他影响杂草发生状况的因素还有很多，如施肥影响杂草种子库[18]，不同除草剂的使用影响杂草种群演替[19]。随着将来抗除草剂转基因棉的推广，棉田杂草群落还会有新的变化。总之，在明确棉田杂草的发生危害特点及群落结构的基础上，应当结合耕作方式、水肥管理方式及除草剂使用的变化，采取有针对性的杂草管理措施，从而实现棉田杂草的可持续治理。

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（责任编辑 屠 晶）

其他影响杂草发生状况的因素还有很多，如施肥影响杂草种子库[18]，不同除草剂的使用影响杂草种群演替[19]。随着将来抗除草剂转基因棉的推广，棉田杂草群落还会有新的变化。总之，在明确棉田杂草的发生危害特点及群落结构的基础上，应当结合耕作方式、水肥管理方式及除草剂使用的变化，采取有针对性的杂草管理措施，从而实现棉田杂草的可持续治理。

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（责任编辑 屠 晶）