周小刚 杨兴有 阳苇丽 尹宏博 周开绪 何正川 严占勇 魏建钧 侯涛 杨吉光 赵浩宇
摘要：采用杂草优势度七级目测法对四川省达州市烟田杂草的种类、危害程度和群落特点进行调查。结果表明，达州市烟田杂草共有36科127种，其中优势杂草为马唐和空心莲子草。根据草害综合指数进行聚类分析，杂草群落可分为马唐+尼泊尔蓼+空心莲子草+看麦娘+繁缕+酸模叶蓼+辣蓼和马唐+空心莲子草+铁苋菜+光头稗+无芒稗+牛筋草2个聚类群。主成分分析结果表明，第Ⅱ聚类群的各杂草种在群落中的分布更集中，且优势杂草间相关性更高。
关键词：烟田；杂草群落；聚类分析；主成分分析
中图分类号：S451.1文献标志码：A文章编号：1003-935X（2016）02-0012-05
烟草是我国重要的经济作物，烟田杂草与烟草争夺水、肥、光照等生态资源，并传播病虫害，已经成为影响烟草生产的主要因素之一[1]。四川省烟草种植面积大、地形复杂、气候多变，导致烟田杂草种类繁多、区域性较强，在开展杂草防控工作之前，应明确本地杂草的群落组成和杂草间的相关性，从而进行有针对性的防除。达州市是四川省的烟草主产区之一，近年来烟草种植面积不断扩大，烟田除草剂使用强度逐年增加，但有关烟田杂草群落结构和危害现状的研究尚欠缺。因此，本研究针对达州市主要产烟地烟田杂草的种类和群落特点进行调查，对杂草群落结构进行数量分析，以期为该地区烟田杂草的综合治理提供理论基础与技术支撑。
1材料与方法
1.1研究地区概况和样点分布
杂草群落的调查范围为东经107°70′～108°07′，北纬31°11′～32°07′，海拔800～1000m，属亚热带季风气候，四季分明，年降水量1100mm左右，水热条件良好，适合烟草生长。调查地点包括宣汉、开江、万源3个县（市）8个乡镇有代表性的烟草田，为达州市烟草主产区。
1.2调查方法和数据分析
田间调查于2013、2014两年的5—6月进行，采用倒置“W”九点取样法[2-3]，调查每个样点内的杂草种类和株数，以杂草优势度七级目测法观察记录每种杂草的危害级别值，共调查21个田块189个样点，每个样点面积为1m2。
杂草的田间频率计算公式为：
田间频率=某种杂草出现的田块数/总田块数×100%。
草害综合指数（Comprehensiveinfestationindex，CⅡ）[4]计算公式为：
草害综合指数=∑各样方杂草优势度级别值×100%/（5×总样方数）。
使用SPSS19.0系统聚类分析法对杂草群落的相似性进行分析，聚类方法为组间均连法，测度使用Euclidean平方距离。使用CANOCO4.5进行群落主成分分析（principalcomponentsanalysis，PCA）[5]，考察群落内杂草间的相关性，空心圆点代表调查田块，箭头射线代表杂草物种。射线间夹角代表物种间的相关性，2种杂草发生危害的相关性越高，其夹角越小。
2结果与分析
2.1达州市烟田杂草种类
调查区域内的烟草田以水旱轮作种植模式为主，兼有少量旱作。经调查鉴定[6-7]，达州市烟田杂草共有127种，分属36科，97属（表1）。其中包含杂草种类最多的科为菊科，含杂草28种；其次为禾本科，19种，该类杂草危害最重，草害综合指数之和达到48.25%；其他杂草种类较多的科有莎草科9种、蓼科7种、唇形科6种、玄参科5种、苋科、石竹科、十字花科各4种。
2.2杂草群落系统聚类分析结果
以各调查田块主要杂草的草害综合指数构成矩阵进行系统聚类分析，结果显示依照杂草群落结构特点的差异，所调查的21个田块可以分为2个聚类群，第Ⅰ聚类群由编号1～2和7～9的5个田块组成，占调查田块总数的23.81%；第Ⅱ聚类群由编号3～6和10～21的16个田块组成，占调查田块总数的76.19%（图1）。从地理位置上来看，第Ⅰ聚类群中的成员全部位于宣汉县，第Ⅱ聚类群中的成员则在宣汉、开江、万源地区均有分布。
由表2所示，第Ⅰ聚类群中发生频率最高的杂草为马唐、光头稗、尼泊尔蓼、铁苋菜、看麦娘、酸模叶蓼和车前，达到100%，草害综合指数较大的杂草有马唐、尼泊尔蓼、空心莲子草、看麦娘、酸模叶蓼。
第Ⅱ聚类群中发生频率较高的杂草有马唐、铁苋菜、车前、空心莲子草、丁香蓼、牛筋草，草害综合指数较高的杂草有马唐、空心莲子草、光头稗、铁苋菜、牛筋草。整体来看，达州市烟区发生频率高于60%的烟田杂草有马唐、铁苋菜、空心莲子草、丁香蓼和光头稗，草害综合指数大于5%的雜草有马唐、空心莲子草、光头稗、尼泊尔蓼和铁苋菜，其中马唐和空心莲子草是该地区危害最重的杂草。
2.3杂草群落主成分分析结果
对聚类群Ⅰ的杂草群落进行PCA（图2-A），第一主成分和第二主成分的方差比例分别为81.8%和12.3%，累计方差比例达到94.1%。从杂草群落PCA排序图可知，马唐、尼泊尔蓼、无芒稗、车前、小飞蓬、垂盆草和藜这7种杂草分布相对集中，这些杂草在当地烟田中发生危害的伴随性很强，其草害综合指数之和为74.99%。其他杂草则在排序图各个方向上分布较为平均，实际田间发生的相关性不高。
对聚类群Ⅱ的杂草群落进行PCA（图2-B），第一主成分和第二主成分的方差比例分别为283%和23.3%，累计方差比例为51.6%。杂草群落PCA排序图中，各杂草主要集中分布在3个方向，第1个方向中相关度较高的杂草种类有马唐、光头稗、铁苋菜、无芒稗、香附子和小飞蓬，这些杂草的草害综合指数之和为45.72%；第2个方向中相关度较高的杂草种类有空心莲子草、丁香蓼、繁缕、牛筋草和碎米荠，其草害综合指数之和为19.31%；第3个方向中相关度较高的杂草种类有尼泊尔蓼、看麦娘、通泉草、辣蓼、酸模叶蓼、垂盆草和藜，这些杂草的草害综合指数之和为9.61%。
3结论与讨论
通过调查达州市烟草主产区宣汉、开江、万源3地的烟田杂草群落，结果表明，（1）达州市烟田杂草共有127种，其中恶性杂草为马唐和空心莲子草，在各地均危害严重。（2）不同地区间相同种类的杂草较多，但优势杂草的分布呈现出一定的地域差异和相关性，根据这种结构特性进行聚类分析，达州市烟田杂草群落可分为2种类型，第Ⅰ聚类群集中于宣汉县，优势杂草包括马唐、尼泊尔蓼、空心莲子草、看麦娘和繁缕，其中无芒稗、车前、小飞蓬、垂盆草和藜这5种杂草發生危害的相关性很高；第Ⅱ聚类群包含开江、万源以及宣汉部分地区，优势杂草包括马唐、空心莲子草、光头稗、铁苋菜、牛筋草和无芒稗，其中马唐、铁苋菜、光头稗、无芒稗之间相关性较高。造成2个聚类群之间差异的可能原因是轮作方式的不同，第Ⅱ聚类群所含区域内的部分烟田实施水旱轮作，导致光头稗、无芒稗、通泉草等喜湿性杂草种群数量上升，而第Ⅰ聚类群均为旱作烟田，这些田块中尼泊尔蓼、辣蓼、酸模叶蓼等杂草优势度较大。
人类活动对农田生态系统有着广泛深入的影响，杂草种群的形成和分布是自然地理环境、作物种植模式、杂草管理方式、外来植物入侵等多种因素长期交互作用的结果[8-11]，加强杂草群落调查分析与长期监测有着重要的生态意义。本次调查的结果基本上反映了达州市烟田杂草群落的实际情况，在明确当地杂草危害现状及群落特征的基础上，各地区须因地制宜采取相应的杂草治理措施。针对以马唐、光头稗、无芒稗等1年生禾本科杂草为主的烟田，可采取芽前喷施选择性除草剂加以控制；针对单双子叶杂草混生，且多年生杂草危害较重的烟田，可使用百草枯等灭生性除草剂定向喷雾进行防除。
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