覆盖材料对陇东旱塬区玉米田间杂草生长的影响

摘要    以玉米秸秆、白色地膜和黑色地膜为覆盖材料，研究了连续覆盖2季条件下，玉米田间杂草的种类组成、生长状况，以期为陇东旱塬区玉米田间杂草管理提供理论依据。结果表明，陇东旱塬区连续2季覆盖玉米秸秆条件下，田间优势杂草为稗（Echinochloa crusgalli）、狗尾草（Setaria viridis）、藜（Chenopodium album）和龙葵（Solanum nigrum）;覆膜条件下优势杂草为稗（Echinochloa crusgalli）和狗尾草（Setaria viridis）。覆盖黑膜较覆盖白膜杂草数量减少28.25%;覆盖黑膜2季的杂草数量比覆盖1季增加41.44%，干重则增加22.03%。连续覆盖2季对杂草的防效依次为黑膜（58.73%）>白膜（49.70%）>玉米秸秆（19.90%）。

关键词    地膜;杂草;玉米田;防效;陇东旱塬区

中图分类号    S451        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）14-0105-03                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    In order to provide theoretical basis for weeds management in maize fields in dryland of Eastern Gansu，corn straw，white film and black film were selected as mulching materials in this experiment，species composition and growth status of weeds in maize fields were studied under coverage for two seasons.The results showed that dominant weeds in the fields were Echinochloa crusgalli，Setaria viridis，Chenopodium album and Solanum nigrum under mulching corn straw for two consecutive seasons.But in mulching film planting，the weed dominant species were Echinochloa crusgalli and Setaria viridis.The number of weeds reduced by 28.25% in covered with black film compared with white film.Contrast mulching black film in first season，the number of weeds increased by 41.44% in second season，but the dry weight increased by 22.03%.The control effects of mulching materials on weeds were black film （58.73%）>white film（49.7%）>corn straw（19.90%）in two successive seasons.

Key words    mulching film;weed;maize field;control effect;dryland of Eastern Gansu

玉米是世界第一大糧食作物，综合利用价值高、用途广泛，在我国谷类作物的生产上占据重要地位。农田杂草是农业生态系统中重要的生物组成部分，可直接或间接造成作物产量和品质下降[1]，玉米减产可达10%以上[2]。干旱、半干旱地区玉米种植中采用地面覆盖技术，解决了春季干旱问题[3]，虽然大幅度提高了玉米产量，但也引起田间杂草的严重发生[4]。全膜双垄沟播玉米种植中出现了沟内杂草滋生、地膜被顶而凸起的现象，极大影响了双垄沟播技术集雨下渗的效果[5]。随着地膜的大面积使用，土壤中地膜残留量逐渐增加，已成为导致土壤质量下降、土壤环境恶化的主要原因之一。相关学者研究了一年覆盖不同地膜颜色、气象因子对农田杂草发生规律及防效的影响[6-10]，但对连续覆盖条件下，杂草种类数量特征、覆盖材料对杂草防效的研究鲜见报道。为此，本文研究了覆膜对玉米地杂草的作用，以期为陇东地区玉米生产提供参考。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

试验地选在陇东学院的试验农场（北纬35°42′，东经107°36′）。该区域属于黄土高原沟壑地区，半干旱大陆气候，降水分布不均匀，海拔1 421 m，年日照时数2 400 h左右，年降水量约500 mm，年平均气温8.5 ℃，年无霜期约165 d。土壤类型为黑垆土，其基本理化性状如下：有机质10.8 g/kg，pH值8.16、全氮0.78 g/kg、速效氮28.2 mg/kg、全磷0.74 g/kg、速效磷12.5 mg/kg、全钾9.1 g/kg、速效钾200 mg/kg。

1.2    试验材料

供试作物：玉米，品种为金穗1203。覆盖材料：黑膜（厚度0.012 mm、幅宽120 cm的聚乙烯黑色薄膜）、白膜（厚度0.007～0.008 mm、幅宽120 cm的白色地膜）;玉米秸秆。

1.3    试验设计

试验于2014年4月至2015年10月在陇东学院试验农场进行，玉米采用全膜双垄沟播技术种植，秸秆覆盖和不覆盖种植垄沟规格与全膜覆盖种植相同。试验设置4个处理，即覆黑膜1年（T1）、覆黑膜2年（T2）、覆白膜2年（T3）、覆玉米秸秆（T4）、不覆盖（CK）。

1.4    试验过程

2014年4月16日，依据试验设计整地、起垄和覆膜，并用点播器人工打孔施肥，穴深10 cm左右。播前施基肥纯N

90 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2;大喇叭口期追施纯N 90 kg/hm2，肥料中氮肥为尿素（含纯N 46%）、磷肥为过磷酸钙（含P2O5 12%）。4月21日播种，采用点播器人工开穴点播，每穴1～2株，播深3～5 cm，定植时每孔选留1株，种植密度6万株/hm2，试验地四周设保护行，其他管理同大田。

2014年度试验区玉米成熟后，尽量保持原有膜面、垄面及小区完好;2015年4月19日在原小区播种玉米，用点播器在残留根茬之间打孔点播，每穴1～2粒，其他栽培管理同2014年。

1.5    调查统计

1.5.1    调查项目。玉米乳熟期在每个小区选取面积为1.0 m2（250 cm×40 cm）的样方，调查杂草植物学名称、株数、株高及干重。

1.5.2    测定方法。杂草植物学名称鉴定方法主要参考马奇祥等的《农田杂草识别与防除原色图谱》[11]，同时收集每个处理的杂草类型，拍照记录，利用花卉识别V1.0.0软件辨别其植物学名称、所属科属。杂草株高用三角尺测量，并统计株数。干重：将收集的杂草用剪刀剪成小块，按各处理做好标记，放入烘箱内80 ℃下烘至恒重，待烘箱温度下降为60 ℃后取出，称重。

1.5.3    计算公式。辛普森多样性指数计算公式如下：

D=1-（Pi）2

其中，D为辛普森多样性指数;S为种数;Pi为群落中第i种的个体比例。如第i种个体数目为ni，总个体数目为N，则Pi=ni/N。

株防效（P株）、干质量防效（P干质量）和株高防效（P株高）计算公式如下[12-13]：

1.6    数据分析

用Excel 2007和SPSS 19.0软件进行数据处理、统计分析和做图。

2    结果与分析

2.1    玉米田间杂草组成种类的变化

对玉米田间杂草群落进行田间调查统计（表1），陇东旱塬区玉米田共有11种杂草，分属于8科11属。禾本科杂草共有4种，包括稗（Echinochloa crusgalli）、狗尾草（Setaria viridis）、燕麦（Avena sativa）和画眉草（Eragrostis pilosa），其他7种杂草分属于茄科、菊科、蔷薇科、蓼科、藜科、车前科和锦葵科。有8种杂草属于一年生草本植物，生命周期短，其他3种杂草均为多年生草本植物。

从图1可知，地膜覆盖主要限制了玉米田间画眉、中华野葵、平车前和苍耳的生长，抑制了狗尾草、龙葵、萹蓄和藜的生长（黑色地膜则限制了萹蓄的生长），对鹅绒委陵菜影响不显著，但促进了稗草的生长。相对于不覆盖，覆盖玉米秸秆抑制了龙葵、燕麦、中华野葵和藜的株数，促进了稗草的生长，对其他杂草生长影响不显著。

2.2    不同覆膜材料及年限对杂草生长状况的影响

由表2可知，覆盖显著限制了杂草株数、株高和干物质重。不覆盖田块共出现54株杂草，而覆膜田块仅有 15.7株杂草，覆盖秸秆的田块有杂草39.7株。相对于不覆盖的田块，覆膜和覆盖秸秆的田块杂草株数分别减少70.9%和25.9%;株高分別降低59.1%和13.9%;干重分别减少48.2%和19.4%。

2.3    不同覆盖材料及年限对玉米田杂草的防效

由表3可知，在不同覆盖条件下，杂草群落多样性指数不同。覆黑膜2年（处理T2）条件下，辛普森指数最高，说明连续覆盖黑膜，杂草种数少和个体分配最均匀，有利于特定杂草种类的生长。而不覆盖条件下辛普森指数最低，杂草种类最多，但是各种个体分配不均匀。覆白膜2年（处理T3）和黑膜1年（处理T1）条件下杂草物种多样性仅次于覆黑膜2年（处理T2），但高于不覆盖。陇东旱塬区不同覆盖材料对杂草的防治效果表现为黑色地膜覆盖>白色地膜覆盖>玉米秸秆覆盖。黑色地膜覆盖区（处理T1、T2）株防效为70.37%～82.78%，白色地膜覆盖区（处理T3）和玉米秸秆覆盖区（处理T4）分别为58.70% 和 26.48%;不同覆盖年限间，1年黑色地膜覆盖区的防效大于2年黑色地膜覆盖区。

3    结论与讨论

3.1    结论

陇东旱塬区连续2季覆盖玉米秸秆条件下，玉米田优势杂草为稗（Echinochloa crusgalli）、狗尾草（Setaria viridis）、藜（Chenopodium album）和龙葵（Solanum nigrum）;覆膜条件下优势杂草为稗（Echinochloa crusgalli）和狗尾草（Setaria virid-is）。覆盖黑膜较覆盖白膜杂草数量减少28.25%;覆盖黑膜2季的杂草数量比覆盖1季增加41.44%，干重则增加22.03%。连续覆盖2季对杂草的防效从大到小依次为黑膜（58.73%）>白膜（49.70%）>玉米秸秆（19.90%）。

3.2    讨论

3.2.1    不同覆盖材料对玉米田间杂草的防效。陇东旱塬区玉米种植中，采用地面覆盖可解决由于早春旱造成的出苗问题，从而使地面覆盖耕作措施得到了極大的发展。但不同覆盖材料改变了地面微环境，影响了杂草的生长;采用覆膜技术，膜内较高的气温和地表温度会使部分杂草难以成苗，达到防控一些杂草生长的目的，但是因为覆膜与不覆盖条件下杂草物种多样性的差异，覆膜并不能完全防控玉米田所有种类的杂草生长。该研究表明，在杂草数量上，覆膜1年比覆膜2年能更有效抑制杂草生长，覆盖黑膜比覆盖白膜效果更好，覆盖玉米秸秆比不覆盖能更有效抑制杂草生长;在杂草种类上，覆膜对平车前、画眉草和中华野葵的抑制率可达100%，对其他一些杂草（如藜、燕麦、龙葵等）也具有明显的防除作用，但对一些生态幅度广、抗逆性强的物种反而有促进萌发和生长的作用，如稗和狗尾草，这与它们具有繁殖力强、结实率高的特点密切相关，也势必对陇东地区玉米的高产种植带来潜在危害。

3.2.2    一膜两季利用对玉米田间杂草的影响。玉米生产中采用一膜多季利用，是在保证产量的前提下，减少地膜的投入，降低其对土壤环境污染的有效措施。该试验表明，黑膜两季利用情况下，单株防效、干重防效和株高防效分别降低了12.41%、11.77%和8.10%，这可能由于第1季种植结束后，部分地膜破损，改变了膜下温度、光照状况所致。黑膜2季利用情况下，辛普森指数升高，一方面可能由于一膜两季利用情况下，延长了地膜覆盖时间，抑制了地面蒸发，增加了土壤含水量，促进了稗等少数杂草的生长;另一方面可能与稗等其他杂草喜温暖湿润的环境、根系庞大、吸收肥水能力强、在适宜环境中竞争力强等有密切的关系。

4    参考文献

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