稻田杂草互作对水稻产量的影响及其生态经济阈值研究

发布时间：2020-06-19 00:37

【摘要】：水稻是上海市的主要粮食作物之一,稻田杂草是影响水稻丰产增收的重要因素,频繁的除草活动和高效选择性除草剂的连续使用破坏土壤结构,改变田间杂草群落演替,进而引发地力下降、杂草抗药性增强以及生物多样性丧失等一系列问题。随着农业生产的发展,对生态环境问题的关注,以及对生态经济效益的追求,农田杂草防除理念已从“除小除早,除草务尽”的传统除草标准逐渐向“注重经济效益,兼顾生态效益”的农田杂草综合管理模式转变。杂草生态经济阈值和防除临界期从经济和生态的角度科学地回答了应在何密度和时间下对杂草进行防除的问题,在提高杂草防治效果、节约农田管理成本的同时,也为物种多样性和农田生态系统稳定的维持提供了契机。稻田杂草种类繁多且群落结构复杂,本研究以上海直播稻田3种优势杂草稗草、千金子和异型莎草为对象,分析不同密度和共存时间下稻田杂草互作对水稻产量造成的影响,以探明多种稻田杂草互作时的生态经济阈值及防除临界期,进而得出更符合稻田杂草实际发生情况的防除指标,为完善杂草科学管理体系提供理论依据。主要研究结果如下:1)直播水稻在杂草的竞争干扰下,随着杂草密度和与水稻共存时间的增加,水稻的产量性状受到严重抑制,有效穗数、每穗实粒数和千粒重均呈显著减少趋势,产量损失加重,杂草密度和共存时间与产量损失率均存在显著正相关,且不同密度和不同共存时间下水稻产量损失率差异显著。2)杂草密度与共存时间对水稻产量的影响存在综合效应,不论杂草密度高低,与水稻共存15天内的杂草对水稻产量无显著影响,共存15天后水稻减产趋势日益明显,共存30天时水稻产量已与无草对照出现显著差异;而不论共存时间长短,混合杂草在低密度(≤2株/m~2)处理下对水稻产量无显著影响,密度高于2株/m~2后水稻产量开始出现显著降低。3)稗草和异型莎草混种时对水稻产量的影响以直接效应为主,且影响程度存在差异,稗草对水稻产量损失率的影响程度更大,直接通径系数为0.6585,相较于异型莎草的直接通径系数高出20.2%。根据曲线拟合和回归分析结果,对数模型y=45.868ln x-39.380对稗草+异型莎草混合密度与水稻产量损失率间的关系进行了较为契合的描述,对数模型y=27.522ln x-73.590能较好地拟合稗草+异型莎草和水稻共存时间与水稻产量损失率间的关系。在实际水稻生产水平下,人工防除稻田杂草的经济危害允许水平为6.60%,稗草和异型莎草复合时的生态经济阈值为2.72株/m~2,防除临界期为18.4天。4)千金子和异型莎草混种时对水稻产量的影响以直接效应为主,且影响程度具有一定差异性,千金子对水稻产量损失率的影响更甚,直接通径系数为0.6872,相较于异型莎草的直接通径系数增加了24.5%。根据曲线拟合和回归分析结果,线性模型y=4.905x-13.696较好地拟合了千金子+异型莎草混合密度与水稻产量损失率间的关系,对数模型y=13.839ln x-32.394则对千金子+异型莎草和水稻共存时间与水稻产量损失率间关系的描述较为契合。在实际水稻生产水平下,人工防除稻田杂草的经济危害允许水平为6.60%,千金子和异型莎草复合时的生态经济阈值为4.14株/m~2,防除临界期为16.7天。综上所述,结合密度与共存时间的综合效应,低密度短时间内的稻田复合杂草对水稻产量基本没有影响,此时进行防除收效不大。当复合杂草的密度≥2株/m~2且与水稻共存15至30天之内进行防除,在节约除草成本的同时也提高了防除效果,并可避免后续草害的发生,同时有助于维持稻田杂草物种多样性,增强稻田生态系统应对环境波动的稳定性。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S511;S451;F326.11
【图文】：

图 3- 1 稗草+异型莎草混合密度与水稻产量损失率的曲线拟合关系Fig 3-1 Curve fit between mixed density of E. crusgali + C. difformis and rice yield loss（3）稗草+异型莎草生态经济阈值的确定以目前的水稻生产水平为准，水稻预期产量（Y ）按照 8000kg/hm2计算，稻谷市场价格（ P ）以2.9元/kg计算，采用人工除草时，稻田杂草防除的费用（CC ）约为 1200 元/hm2，杂草防除效果（ E ）在 80%左右。根据现阶段水直播稻田生产实践情况，估得稻田杂草在生态经济阈值水平上所产生的经济效益（ F ）约为30 元/ hm2。由经济危害允许水平计算公式计算得出稻田杂草的经济危害允许水平为 6.60%。当损失率 y 等于经济危害允许水平时，结合水稻产量损失率与稗草+异型莎

图 3- 2 稗草和异型莎草不同共存时间与水稻产量损失率的曲线拟合关系Fig 3-2 Curve fit between coexistence time of E. crusgali and C. difformis and rice yield loss由先前计算得出的稻田杂草经济危害允许水平，根据稗草和异型莎草不同共存时间与水稻产量损失率的最佳关系模型y 27.522ln x 73.590，得出直播稻田稗草和异型莎草混合时的防除临界期。计算结果表明，在 6.60%的经济危害允许水平下，人工防除稗草与异型莎草混合杂草的防除临界期为 18.4 天，即当稻田稗草和异型莎草与水稻共存时间达 18.4 天时，水稻产量损失开始发生，为避免后续产量损失的加重，需要在此临界期之前对稗草和异型莎草进行防除。

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本文编号：2720054