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不同间作模式对田间杂草防控及栀子产量的影响

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李巧玲, 肖忠, 安杰, 等. 不同间作模式对田间杂草防控及栀子产量的影响[J]. 西南师范大学学报(自然科学版), 2021, 46(3): 172-178. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2021.03.024
引用本文: 李巧玲, 肖忠, 安杰, 等. 不同间作模式对田间杂草防控及栀子产量的影响[J]. 西南师范大学学报(自然科学版), 2021, 46(3): 172-178. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2021.03.024
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LI Qiao-ling, XIAO Zhong, AN Jie, et al. Effects of Different Intercropping Patterns on Inhibition of Field Weeds and Yield of Gardenia jasminoides Ellis[J]. Journal of Southwest China Normal University(Natural Science Edition), 2021, 46(3): 172-178. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2021.03.024
Citation: LI Qiao-ling, XIAO Zhong, AN Jie, et al. Effects of Different Intercropping Patterns on Inhibition of Field Weeds and Yield of Gardenia jasminoides Ellis[J]. Journal of Southwest China Normal University(Natural Science Edition), 2021, 46(3): 172-178. doi: 10.13718/j.cnki.xsxb.2021.03.024
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不同间作模式对田间杂草防控及栀子产量的影响

  • 1.

    重庆市药物种植研究所，重庆 南川 408435

  • 2.

    重庆市中药良种选育与评价工程技术研究中心，重庆 南川 408435

详细信息
    作者简介:

    李巧玲, 助理研究员, 主要从事中药材生态栽培研究 .

    通讯作者: 胡开治, 博士

  • 中图分类号: S344.2

Effects of Different Intercropping Patterns on Inhibition of Field Weeds and Yield of Gardenia jasminoides Ellis

  • 1.

    The Research Institute of Medicine Plantation of Chongqing, Nanchuan Chongqing 408435, China

  • 2.

    Chongqing Engineering Research Center for Fine Variety Techniques of Chinese Materia Medica, Nanchuan Chongqing 408435, China

  • 摘要: 以重庆南川3年生药用栀子为材料, 通过田间对比试验, 研究了不同间作模式对栀子田间杂草的发生及产量的影响.试验结果表明, 在栀子与薄荷、大豆、射干、金钱草间作系统中, 栀子/薄荷间作在栀子整个生长期能较好地抑制田间杂草的发生, 株数防效为60.26%~85.59%, 鲜质量防效为80.59%~92.65%.而栀子/大豆间作在栀子生长后期能极显著抑制田间杂草的发生, 8月与10月的株数防效分别为85.93%和77.05%, 鲜质量防效分别为96.08%和91.18%.在栀子产量方面, 栀子与射干或薄荷间作与单作相比可以显著提高其单株产量, 增产率分别为37.61%和31.58%, 二者差异不显著.综合杂草防控和产量两方面, 栀子与薄荷间作, 既能抑制田间杂草的发生, 又能提高栀子的产量, 在生产实践中值得大力推广.
    Abstract: The three-year-old Gardenia was used as the material to study the effects of different intercropping patterns on weed control and yield of gardenia. The results show that in the intercropping systems of gardenia with Mentha canadensis, Glycine max, Belamcanda chinensis, and Lysimachia christinae, gardenia/Mentha canadensis intercropping could inhibit the occurrence of weeds in the field during the whole growth period, the strains control effect was 60.26%~85.59%, the fresh weight control was 80.59%~92.65%. And, gardenia/Glycine max intercropping could significantly inhibit the occurrence of weeds at the later stage. In August and October, their strains control effect was 85.93% and 77.05%, and the fresh weight control effect was 96.08% and 91.18%, respectively. In terms of the yield of gardenia, the intercropping of gardenia and Belamcanda chinensis or Mentha canadensis could significantly increase its yield per plant compared with single cropping, and their rates of growth are 37.61% and 31.58%, respectively, with no significant difference. Comprehensive weeds control and production, the intercropping of gardenia and Mentha Canadensis could both inhibit the occurrence of weeds in the field and increase the yield of gardenia, which deserved to be promoted in manufacturing practice.
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  • 图 1  不同栽培模式对栀子田间杂草种类的影响

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    图 2  不同栽培模式对栀子田间杂草密度的影响

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    表 1  渝产栀子田间杂草主要类型

    科名 中文名 拉丁学名 生长年限
    菊科 黄鹌菜 Youngia japonica (L.) DC. 1年生
    黄花蒿 Artemisia annua L. 1年生
    苦苣菜 Sonchus oleraceus L. 1年生或2年生
    鳢肠 Eclipta prostrata (L.) L. 1年生
    马兰 Aster indicus L. 多年生
    拟鼠麹草 Pseudognaphalium affine (D. Don) Anderberg 1年生
    牛膝菊 Galinsoga parviflora Cav. 1年生
    千里光 Senecioscandens 多年生
    蒲公英 Taraxacum mongolicum Hand.Mazz. 多年生
    小蓬草 Erigeron canadensis L. 1年生
    刺儿菜 Cirsium arvensevar. integrifolium 多年生
    野艾蒿 Artemisia lavandulaefolia DC. 多年生
    一年蓬 Erigeron annuus (L.) Pers. 1年生或2年生
    鬼针草 Bidens pilosa L. 1年生
    禾本科 稗 Echinochloa crus-galli (L.) P. Beauv. 1年生
    狗尾草 Setaria viridis (L.) Beauv. 1年生
    荩草 Arthraxon hispidus (Trin.) Makino 1年生
    看麦娘 Alopecurus aequalis Sobol. 1年生
    马唐 Digitaria sanguinalis (L.) Scop. 1年生
    牛筋草 Eleusine indica (L.) Gaertn. 1年生
    求米草 Oplismenus undulatifolius (Arduino) Beauv. 1年生
    雀稗 Paspalum thunbergii Kunth ex Steud. 多年生
    蓼科 尼泊尔蓼 Polygonum nepalense Meisn. 1年生
    酸模 Rumex acetosa L. 多年生
    何首乌 Fallopia multiflora (Thunb.) Harald. 多年生
    莎草科 水蜈蚣 Kyllinga polyphylla Kunth 1年生
    碎米莎草 Cyperus iria L. 1年生
    香附子 Cyperus rotundus L. 1年生
    石竹科 簇生泉卷耳 Cerastium fontanum Baumg. subsp. vulgare (Hartman) Greuter & Burdet 多年生
    繁缕 Stellaria media (L.) Villars 1年生或2年生
    苋科 反枝苋 Amaranthus retroflexus L. 1年生
    喜旱莲子草 Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb. 多年生
    车前科 车前 Plantago asiatica L. 多年生
    婆婆纳 Veronica polita Fries 1年生或2年生
    大戟科 铁苋菜 Acalypha australis L. 1年生
    泽漆 Euphorbia helioscopia 1年生
    旋花科 打碗花 Calystegia hederacea Wall. 1年生
    荨麻科 苎麻 Boehmeria nivea (L.) Gaudich. 多年生
    鸭跖草科 鸭跖草 Commelina communis L. 1年生
    罂粟科 紫堇 Corydalis edulis Maxim. 1年生
    酢浆草科 酢浆草 Oxalis corniculata L. 多年生
    唇形科 罗勒 Ocimum basilicum L. 1年生
    堇菜科 紫花地丁 Viola philippica Cav. 多年生
    景天科 凹叶景天 Sedum emarginatum Migo 多年生
    爵床科 爵床 Justicia procumbens Linnaeus 1年生
    毛茛科 毛茛 Ranunculus japonicus Thunb. 多年生
    木贼科 节节草 Equisetum ramosissimum Desf. 多年生
    葡萄科 乌蔹莓 Cayratia japonica (Thunb.) Gagnep. 多年生
    蔷薇科 蛇含委陵菜 Potentilla kleiniana Wight et Arn. 多年生
    三白草科 蕺菜 Houttuynia cordata Thunb. 多年生
    商陆科 垂序商陆 Phytolacca americana L. 多年生
    十字花科 荠菜 Capsella bursa-pastoris (L.) Medic. 1年生或2年生
    通泉草科 通泉草 Mazus pumilus (N. L. Burman) Steenis 1年生或2年生
    五加科 天胡荽 Hydrocotyle sibthorpioides Lam. 1年生
    忍冬科 糯米条 Abelia chinensis R.Br. 多年生
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    表 2  不同间作模式对栀子田间杂草的防控效果

    处理 4月 6月 8月 10月
    株数防效 鲜质量防效 株数防效 鲜质量防效 株数防效 鲜质量防效 株数防效 鲜质量防效
    栀子/射干 23.05cC 17.10cC 53.46cB 59.12bB 56.77bB 71.95cC 44.96cC 58.94cC
    栀子/大豆 — — 12.25dC 6.79cC 85.93aA 96.08aA 77.05aA 91.18aA
    栀子/金钱草 46.64bB 63.35bB 78.29bA 89.03aA 44.54cC 59.06dD 29.76dD 44.16dD
    栀子/薄荷 60.26aA 80.59aA 85.59aA 92.65aA 80.96aA 87.73bB 65.19bB 85.40bB
    注：同列数据后不同大写字母表示差异在1%水平有统计学意义，不同小写字母表示差异在5%水平有统计学意义，表 3同.
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    表 3  不同间作系统中栀子的单株结果数和产量的差异性比较

    栽培模式 单株结果数/个 增加/% 单株产量/g 增加/%
    栀子/薄荷 273aA 62.50 695.62abA 31.58
    栀子/金钱草 204bBC 21.43 633.25bA 19.78
    栀子/大豆 139cC -17.26 406.04dC -23.20
    栀子/射干 207bB 23.21 727.49aA 37.61
    栀子单作 168bcBC — 528.67cB —
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-26
  • 刊出日期:  2021-03-20

不同间作模式对田间杂草防控及栀子产量的影响

    通讯作者: 胡开治, 博士
    作者简介: 李巧玲, 助理研究员, 主要从事中药材生态栽培研究
  • 1. 重庆市药物种植研究所，重庆 南川 408435
  • 2. 重庆市中药良种选育与评价工程技术研究中心，重庆 南川 408435
  • 收稿日期:  2020-04-26

摘要: 以重庆南川3年生药用栀子为材料, 通过田间对比试验, 研究了不同间作模式对栀子田间杂草的发生及产量的影响.试验结果表明, 在栀子与薄荷、大豆、射干、金钱草间作系统中, 栀子/薄荷间作在栀子整个生长期能较好地抑制田间杂草的发生, 株数防效为60.26%~85.59%, 鲜质量防效为80.59%~92.65%.而栀子/大豆间作在栀子生长后期能极显著抑制田间杂草的发生, 8月与10月的株数防效分别为85.93%和77.05%, 鲜质量防效分别为96.08%和91.18%.在栀子产量方面, 栀子与射干或薄荷间作与单作相比可以显著提高其单株产量, 增产率分别为37.61%和31.58%, 二者差异不显著.综合杂草防控和产量两方面, 栀子与薄荷间作, 既能抑制田间杂草的发生, 又能提高栀子的产量, 在生产实践中值得大力推广.

English Abstract

    全文HTML

  • 近年来，随着我国中医药产业发展的推进，中药材产业已作为调整产业结构、增加农民收入、发展区域经济的主要途径，被列为我国中医药产业的三大支柱之一[1]. 然而，在中药材种植过程中，田间杂草的发生会与药材竞争水、肥、光及生长空间等资源，或者以向周围释放化感物质等方式影响药材的产量和质量[2-3], 因此，寻找控制田间杂草的方法以提高中药材种植的收益是现如今亟须解决的难题[4-5]. 栀子为常用大宗药材，在全国种植面积相对较大. 在实际栽培生产中，特别是栀子展叶期，由于春季气温增加及雨水增多，杂草生长速度加快，导致栀子产量和质量受到严重影响. 目前对于栀子田间杂草的防除，应用最多的为人工除草方式，但随着我国经济发展，农村劳动力减少，导致人工除草成本增高，已成为栀子生产的主要成本之一. 化学除草方式虽能够省去大量的人力物力，但容易诱发一系列的问题，如环境污染、除草剂耐药性及中药材农药残留等. 目前，真正能在药材生产中大量使用的除草剂并不多，大部分仍处于试验阶段[6]. 同时，在中药材田间杂草的管理策略上，该种除草方式是与中药材现代化绿色可持续发展理念背道而驰的[7]. 因此，积极探寻有效防控栀子田间杂草、提高栀子产量的方法，对栀子产业的健康长远发展具有重要意义.

    间作是我国传统农业中广泛应用的一种耕作方式，合理的间作，可以提高光、养分、水等各因子的利用效率，获得比单作更多的生物产量；用于防治水土流失、抑制杂草滋生和病虫害的蔓延，减少农药的施用，起到生态防治的作用；也能改善土壤肥力和改良土壤结构，广泛应用于可利用土地资源稀缺的国家；还能提高作物产量，改善作物品质，是栽培上常用的提高作物产量和经济效益的重要措施[8-12]. 有研究表明，玉米与豆科植物间作，不但可以增加土地利用效率，而且能够显著提高玉米产量和抑制田间杂草生长[13]. 向慧敏等[14]研究表明，水稻与水芹间作栽培模式能有效控制水稻病虫草害的发生，并能起到良好的增产效果，其中水稻与水芹有机间作栽培的综合效益更为明显. 在辽东地区，板栗林下间作玉竹，不仅能充分利用板栗园的资源优势，提高其经济效益，还能有效地控制杂草，减少化学除草剂的使用，生态效益显著，从而使这种复合间作模式得到大面积推广和应用[15-16]. 近年来，间、套作被合理地使用到粮药、林药、药药间作等作物组合中，但关于该种耕作方式在药用植物栽培方面的应用研究并不多. 因此，积极探寻杂草防控效果显著且增产增效的优良间、套作模式是中药材产业绿色、高效、安全发展的耕作模式之一. 本研究通过引入4种植物与3年生栀子间作，通过2年的田间定位试验，研究不同间作模式的除草效果以及对栀子产量的影响，筛选优质高效的栀子间作模式，以期为我国栀子产业的绿色健康可持续发展提供技术支撑.

1.   材料与方法

    1.1.   试验地概况

  • 试验地点位于重庆市南川区三泉镇沙子堡3年生栀子种植基地(北纬29°7′58.82″, 东经107°11′30.21″), 土壤类型为黄棕壤土，土壤肥力水平中等. 试验区气候为亚热带湿润季风气候，海拔580 m, 年平均气温为14~16.5 ℃, 年平均日照1 270 h, 年均降水量为1 180 mm, 全年无霜期305 d.

    • 1.2.   试验设计

  • 试验于2018年5月中旬开始，设置栀子/射干、栀子/金钱草、栀子/薄荷、栀子/大豆共4个处理，对照(CK)为栀子单作. 供试栀子(Gardenia jasminoides)品种为渝产1号(示范区主要品种), 其他间作作物分别为射干(Belamcanda chinensis)、薄荷(Mentha canadensis Linnaeus)、金钱草(Lysimachia christinae)、大豆(Glycine max), 其中射干、金钱草和薄荷为多年生植物，大豆为1年生作物，5月中旬播种. 栀子种植株行距为1.4 m×0.8 m, 射干、大豆和薄荷种植株行距为30 cm×25 cm, 金钱草种植株行距为20 cm×20 cm. 在栀子行间栽种间作物种，采用完全随机区组设计，每个处理重复3次，小区长7 m, 宽3 m, 面积21 m2; 小区间以宽50 cm, 高30 cm的土埂进行区域分割. 不施用除草剂，其他田间管理措施一致.

    • 1.3.   调查方法

  • 从2019年4月5日至10月9日，每隔2个月调查1次栀子田间杂草的种类和数量，采用随机5点取样法调查，在每个小区随机设1 m×1 m的样方. 调查后将样方内所有杂草拔出、洗净并称取鲜质量，在室内对采集的杂草标本对照中国植物图像库、中国植物志电子版和农田杂草识别与防除原色图谱[17]进行鉴定.

    • 1.4.   栀子产量测定

  • 在栀子采收期，对每种栽培模式的栀子进行人工采收，各处理小区随机选定5株测量其单株结果数和单株产量.

    • 1.5.   数据处理及分析

  • 采用Microsoft Excel软件进行数据整理，用SPSS 20.0软件、利用LSD方法进行多重比较，对数据进行统计分析. 计算不同时期不同间作系统对栀子田间杂草的株数防效和鲜质量防效. 计算公式如下：

    株数防效(%)=(对照组杂草数量-处理组杂草数量)/对照组杂草数量×100%

    鲜质量防效(%)=(对照组杂草鲜质量-处理组杂草鲜质量)/对照组杂草鲜质量×100%

2.   结果与分析

    2.1.   栀子田间杂草组成

  • 经过调查统计，栀子田间杂草主要类型见表 1. 杂草种类主要有婆婆纳、喜旱莲子草、繁缕、鳢肠、稗、香附子等55种，隶属于27科54属. 其中，菊科和禾本科杂草种类较多，分别为14种和8种，各自占整个杂草种类的25.45%和14.55%; 在所有杂草中，1年生杂草27种，占全部杂草的49.09%; 越年生或多年生杂草28种，占全部杂草的50.91%. 从杂草发生密度看，繁缕、婆婆纳、喜旱莲子草、马唐、铁苋菜等为栀子田间的优势杂草种群.

    • 2.2.   不同间作模式下栀子田间杂草种类和密度的动态变化

  • 不同的耕作制度，田间杂草发生的数量、种类和危害程度也有所不同. 本次调查结果显示，杂草的种类随着栀子生育期的推进，出现先增多后减少的趋势. 栀子生长前期，单作、栀子/射干间作和栀子/金钱草间作处理的杂草种类显著高于栀子/薄荷间作处理(p < 0.05). 而后期，栀子/大豆间作处理的杂草种类显著低于其他处理(p < 0.05). 由此可知，栀子/薄荷间作在前期对田间杂草种类的防控较为明显，后期随着大豆的快速生长，栀子/大豆的防控效果显著高于栀子/薄荷间作(图 1).

    试验统计了不同栽培模式对栀子田间杂草密度的影响，结果看出，不同的间作系统对栀子田间杂草数量均有较好的防控效果. 单作处理的杂草数量呈现先增加后减少的趋势，在6月初期达到最大值. 4月初期，田间杂草数量从多到少依次为：单作、射干、金钱草、薄荷；6月初期，从多到少依次为：单作、大豆、射干、金钱草、薄荷；8月初期，田间杂草数量从多到少依次为：单作、金钱草、射干、大豆、薄荷；10月初期，从多到少依次为：单作、金钱草、射干、薄荷、大豆. 综合调查结果表明，在栀子生长前期，栀子/薄荷处理和栀子/金钱草处理能显著降低栀子田间杂草数量；而后期，随着大豆生长量和生长势的增加，其对杂草数量的控制逐渐超过前2种间作方式，成为最优间作模式(图 2).

    • 2.3.   不同间作模式对栀子田间杂草防控效果

  • 试验统计分析了不同间作模式对栀子田间杂草的总体防控效果. 结果看出，栀子生长前期，栀子/薄荷间作对田间杂草的防控效果较好，在4月和6月杂草株数防效分别为60.26%和85.59%, 鲜质量防效分别为80.59%和92.65%; 随着栀子生育期的推进，栀子/大豆间作处理表现出更优越的杂草防控效果，8月和10月的防控效果为杂草株数防效分别为85.93%和77.05%, 鲜质量防效分别为96.08%和91.18%. 其中，8月份，栀子/大豆处理与栀子/薄荷处理的杂草株数防效相对一致，差异无统计学意义. 到了栀子生长后期，栀子/大豆间作处理对杂草的株数防效和鲜质量防效都显著超越其他处理(表 2).

    • 2.4.   不同间作模式对栀子结果系数和产量的影响

  • 不同间作系统中栀子的单株结果数和单株鲜质量产量存在一定的差异. 各种植模式的栀子单株结果数中，以栀子/薄荷间作处理的单株结果数最多，达273个，与其他处理相比差异有统计学意义(p < 0.01). 栀子/射干和栀子/金钱草2种间作模式同栀子单作相比，单株结果数无明显差异. 而栀子/大豆间作处理的单株结果数仅为139个，低于单作处理，且差异有统计学意义(p < 0.05); 栀子单株产量数据中，以栀子/射干间作处理的单株产量最高，为727.49 g, 较单作增产37.61%. 其次为栀子/薄荷处理，单株产量和增产分别为695 g和31.58%. 栀子/大豆间作单株产量为406.04 g, 同单作相比减产23.20%. 综合单株结果数和单株产量，说明栀子/射干间作和栀子/薄荷间作是较优的间作模式(表 3).

3.   结论

  • 合理的间作能够显著降低农田杂草发生的种类和密度，如甘蔗与花生间作降低了田间的杂草生物量，可较好地控制杂草的生长[18]. 在本研究中，几种间作模式对栀子田间杂草发生的影响差异有统计学意义，其中栀子与薄荷或大豆间作可以显著降低田间杂草的种类和密度，有效控制田间杂草的发生. 大豆用于防治田间杂草的报道已屡见不鲜，如玉米、大豆通过合理间作，可有效控制田间杂草发生在一定密度范围内，且控草效果随玉米密度的增加而增加[19]. 大豆控制杂草的机理可能是作物间通过合理间、套作，促使其在后期形成生态位优势，增加遮阴程度，减少地表光合有效辐射量，从而达到抑制杂草生长的目的[20-21]. 在本次研究中，栀子与薄荷间作可以显著抑制田间杂草是首次发现，其防治杂草的作用机理有待进一步探索.

    同时，不同物种间作可充分利用空间和土地等资源，其合理搭配可获取比单作更多的收获量和经济效益. 大量研究表明，合理的间作模式有利于提高土地的综合效益，如水稻与慈姑间作栽培模式不仅能有效控制水稻病虫害的发生，同时能起到良好的增产效果[22]. 大豆和玉米合理间作能够减少杂草的密度而不降低作物的产量，同时还通过补充土壤营养来源和固氮等方式提高土壤氮的利用率[23]. 而本研究中，栀子与射干或薄荷间作可以显著提高单位面积上栀子的产量，增产率提高了34%左右，说明这2种间作模式具有一定的增产优势，效果相对显著. 而栀子与大豆间作，不仅没有增加栀子产量，反而减产23.2%, 分析其原因可能是栀子与大豆两者在有限空间时，它们之间存在生态位的重叠，竞争与促进关系并存，而他们的竞争作用大于其促进作用从而造成减产. 因此只有对作物进行合理搭配，才能充分发挥作物间作的优势. 综合栀子田间杂草防控和增产效果，栀子与薄荷间作既可以有效抑制杂草的发生，又能提高单位面积栀子的产量，在生产实践中可达到减施农药的效果，这对其药材安全和产业的可持续发展具有一定意义. 今后需要继续探索更适宜的田间配置，在提高其生态效应和经济效益的基础上，进一步提高其产量以及推广应用的可行性.

参考文献 (23)

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