第二章-雜草的生物學(xué)特性-課件

雜草的生物學(xué)特性雜草個體生態(tài)雜草生態(tài)學(xué)：雜草種群生態(tài)雜草群落生態(tài)

第二章雜草的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)1ppt課件第一節(jié)雜草的生物學(xué)特性

雜草與作物的長期共生和適應(yīng)，導(dǎo)致其自身生物學(xué)特性上的變異，加之漫長的自然選擇，更造成了雜草具有多種多樣的生物特性。

雜草的生物學(xué)特性：是指雜草對人類生產(chǎn)和生活活動所致的環(huán)境條件（人工環(huán)境）長期適應(yīng)，形成的具有不斷延續(xù)能力的表現(xiàn)。2ppt課件雜草的生物學(xué)特性主要表現(xiàn)為：1.強(qiáng)大的繁殖能力：

雜草結(jié)實(shí)一般比作物多而持續(xù)，其種子繁殖的數(shù)量非常大，每株可結(jié)實(shí)少則幾百粒，多則數(shù)萬粒。如一株藜可結(jié)實(shí)20萬粒種子，薺菜3500－4000粒，野莧菜可產(chǎn)56萬粒種子，一年生雜草的營養(yǎng)生長和生殖生長往往齊軀并進(jìn)的，所以其結(jié)實(shí)可從其伴生作物的生育中期一直持續(xù)到生長季節(jié)末期。這些雜草的種子成熟后一經(jīng)風(fēng)吹草動還會立即從母體上脫落下來，或進(jìn)入土壤，或隨風(fēng)、水傳播到其它田塊，使得這些雜草不會因收獲作物而被隨之清除田外。農(nóng)田雜草不僅依靠種子繁殖，還可以通過營養(yǎng)器官繁殖成為新的植株，如一株假高粱在14周內(nèi)長出25.9m長的根莖，一株三棱草可產(chǎn)生許多橫走根莖，一年可繁殖3000多株。3ppt課件2.多種傳播方式

雜草的傳播途徑多種多樣，其中人的活動在雜草的遠(yuǎn)距離傳播方面起重要作用。人類的引種、播種、灌溉、施肥、耕作、整地、移土，包裝運(yùn)輸?shù)然顒佣加锌赡苤苯踊蜷g接地將雜草傳播到其它地區(qū)。此外，雜草還可通過風(fēng)、水、鳥類或動物傳播。許多雜草具有適于傳播的植物學(xué)性狀，一般雜草種子較細(xì)小且重量輕，有些還有特殊的結(jié)構(gòu)和附屬物，易于傳播，如菊科雜草，其種子上有冠毛形似降落傘，極易被風(fēng)吹至數(shù)百公里以外。馬唐和苔屬雜草種子長有浮毛，易隨水傳播；還有的草籽種皮具有臘質(zhì)，它們易懸于水中或浮于水面?zhèn)鞑ヂ?。蒼耳、鬼針草等的果實(shí)具有倒鉤，可附著在動物的皮毛或人的衣服上進(jìn)行傳播。薺菜、車前、早熟禾、繁縷的種子經(jīng)動物消化后仍有發(fā)芽能力，可通過動物、鳥類及其糞便的施用傳播。4ppt課件3.種子的長壽性和頑強(qiáng)性許多雜草種子在土壤或水中能保持發(fā)芽能力達(dá)數(shù)年之久，有的甚至達(dá)數(shù)百數(shù)千年，如稗草和狗尾草在土壤中可保持發(fā)芽能力10～15年，龍葵20年，藜1700年。不少雜草種子能夠抵抗動物消化液的侵蝕，如有的雜草種子通過家畜、家禽消化道后仍有部分種子發(fā)芽，有的雜草種子在廄肥中仍能保持生活力達(dá)1個月之久。5ppt課件4.種子的成熟度與萌發(fā)時期參差不齊

薺菜、藜及打碗花等，即使其種子沒有成熟，也可萌發(fā)長成幼苗。很多雜草從土壤中拔出來后，其植株上的種子仍能繼續(xù)成熟。作物的種子一般都是同時成熟的，而雜草種子的成熟卻參差不齊，呈梯遞性、序列性。同一種雜草，有的植株已開花結(jié)實(shí)，而另一些植株則剛剛出苗。有的雜草在同一植株上，一面開花，一面繼續(xù)生長，種子成熟期延綿達(dá)數(shù)月之久。雜草與作物常同時結(jié)實(shí)，但成熟期比作物早。種子陸續(xù)成熟，分期分批散落在田間，由于成熟期不一致，第二年雜草的萌發(fā)時間也不整齊，這為清除雜草帶來了困難。6ppt課件5.具有C4光合途徑，能迅速生長發(fā)芽

惡性雜草剛出苗時，其株高一般比作物低或與作物接近，生長一段時間后，其株高卻常顯著高于作物，使其在光競爭上處于優(yōu)勢。惡性雜草之所以能迅速生長發(fā)育，原因在于它們多是C4植物，具有C4光合途徑，這類植物CO2被固定后形成四碳化合物—草酰乙酸，而C3植物則形成磷酸甘油酸，C4植物如稗草、反枝莧、馬唐、狗尾草、碎米莎草、香附子、小葉大戟、馬齒莧等。7ppt課件

全球25萬種高等植物中，C4植物不足1000種，而雜草中C4植物較多，在2000種雜草中表現(xiàn)C4植物綜合特征的就有140種之多。1977年列出的18種世界極惡性雜草中，有14種是C4植物，占78%，比植物界C4植物的比例高17倍，也遠(yuǎn)比作物中C4植物比例高。在世界16種主要作物中只有玉米、谷子和高粱是C4植物，占不到20%。C4植物比C3植物在光合作用上具有凈光合效率高、CO2和光補(bǔ)償點(diǎn)低，飽和點(diǎn)高、蒸騰系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，能夠充分利用陽光、CO2和水進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)。因而惡性雜草比一般作物能表現(xiàn)較高的生長速度率和干擾力，尤其是遇到強(qiáng)光、高溫或干旱時。8ppt課件二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn):指在光照條件下，葉片進(jìn)行光合作用所吸收的二氧化碳量與葉片所釋放的二氧化碳量達(dá)到動態(tài)平衡時，外界環(huán)境中二氧化碳的濃度。C3植物一般為40～60ppm，C4植物為10ppm以下。這表示C4植物對二氧化碳利用能力高于C3植物。光補(bǔ)償點(diǎn):植物同化器官中，光合作用吸收的二氧化碳與呼吸作用釋放的二氧化碳相等時的光照強(qiáng)度。在光補(bǔ)償點(diǎn)以上，植物的光合作用超過呼吸作用，可以積累有機(jī)物質(zhì)。9ppt課件6.可塑性

可塑性是指植物在不同生境下對其大小、個數(shù)和生長量的自我調(diào)節(jié)能力。一般雜草具有不同程度的可塑性?？伤苄允沟秒s草在多變的農(nóng)田生態(tài)條件下，如在密度較低的情況下能通過其個體結(jié)實(shí)量的提高來產(chǎn)生足量的種子，或在極端不利的環(huán)境條件下，縮減個體并減少物質(zhì)的消耗，保證種子的形成，延續(xù)其后代。

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藜和莧的株高可低到1cm，高至300cm，結(jié)實(shí)數(shù)可少到5粒，多到百萬粒以上。例如稗草的群體生長量起初隨密度的增大而增大，而其個體分蘗數(shù)和干重隨著密度的增大而減少，稗草密度為1株∕盆時，其分蘗數(shù)為3.3個∕株，單株干重13.3g，當(dāng)密度升到20株∕盆時，分蘗數(shù)為零，單株干重降低到1.2g。此外，雜草種子的發(fā)芽也有可塑性，當(dāng)土壤中草籽密度很大時，草籽發(fā)芽率大大下降，從而防止了由于其群體過大而引起個體死亡率增加。11ppt課件7.具有獨(dú)特的抗逆能力和生態(tài)適應(yīng)性

雜草具有很強(qiáng)的抗逆能力和生態(tài)適應(yīng)性，表現(xiàn)在對鹽堿、旱澇、熱害、冷害、貧脊和人工干擾具有比作物更強(qiáng)的忍耐力。從進(jìn)化的角度看，雜草多數(shù)具有r-選擇性，又有k-選擇性，它們往往是r、k選擇的中間型。r-選擇型是在變化多端的環(huán)境條件下選擇下來的植物類型。這類植物抗逆性強(qiáng)、個體小、生長快，生命周期短，群體不飽和，一年一更新，繁殖快，生產(chǎn)力高，如繁縷、反枝莧等一年生雜草。k-選擇型是在比較穩(wěn)定的環(huán)境條件下選擇下來的植物類型，其個體大、競爭力強(qiáng)、生命周期長，在一個生命周期內(nèi)可多次重復(fù)生殖，群體飽和穩(wěn)定，如田旋花、蘆葦?shù)榷嗄晟s草。12ppt課件8.對作物的擬態(tài)性

哪里有作物，哪里就有雜草，某些雜草與作物總是形影不離，如稗草與水稻，谷子與狗尾草，亞麻與亞麻薺等。它們在形態(tài)、生育規(guī)律上以及對環(huán)境條件的要求上都有很多相似之處，好像一對孿生兄弟。雜草對作物的這種擬態(tài)使其在農(nóng)田中經(jīng)常魚目混珠，給除草，特別是人工除草帶來了極大困難。印度有種野稻，遍布全國稻田、，花前其幼苗形態(tài)與當(dāng)?shù)赝茝V的水稻品種極為相似，以致農(nóng)民無法將之與水稻區(qū)分開，花后雖易區(qū)分，但除草已為時太晚，挽回不了所造成的損失，致使該草給印度的水稻生產(chǎn)造成了巨大的損失；在我國，狗尾草經(jīng)常混雜在谷子中，被一起播種、管理和收獲，在脫皮后的小米中甚至仍可找到許多草籽。13ppt課件9.極強(qiáng)的生命力

多年生雜草的根、莖，如苣荬菜、刺菜雖然在耕作中由于機(jī)械損傷，將其根部切斷，但3－4天后，從切斷的部分又長出新的植株。將稗草連根拔起，只要與潮濕的土壤接觸，就可繼續(xù)生長，鴨跖草經(jīng)陽光暴曬后，只要莖節(jié)部位沒有死亡，就能在節(jié)上長出不定根，形成新的植株。14ppt課件10.種子具有早熟性和易脫落性

多數(shù)雜草種子比作物成熟早，且易脫落。如稗草的種子成熟比水稻早10～20天，麥地里的播娘蒿在小麥孕穗時就已經(jīng)開花結(jié)實(shí)了。雜草的開花結(jié)實(shí)期持續(xù)長，不僅同一種雜草的開花結(jié)實(shí)期不同，就是同一株雜草的開花結(jié)實(shí)期也能延續(xù)數(shù)月，如薺菜、小旋花等雜草。15ppt課件11.雜合性

由于雜草群落的混雜性、種內(nèi)異花受粉、基因重組、基因突變和染色體數(shù)目的變異性，一般雜草基因型都具有雜合性，這也是保證雜草具有較強(qiáng)適應(yīng)性的重要因素。雜合性增加了雜草的變異性，從而大大增強(qiáng)了抗逆性能，特別是在遭遇惡劣環(huán)境條件如低溫、旱、澇以及使用除草劑防治雜草時，可以避免整個種群的覆滅，使物種得以延續(xù)。16ppt課件12.營養(yǎng)方式多樣性：

雜草的營養(yǎng)方式多種多樣，絕大多數(shù)雜草是光合自養(yǎng)的，但也有不少雜草屬于寄生性。

寄生性雜草分全寄生性和半寄生性兩類。寄生性雜草在其種子發(fā)芽后，歷經(jīng)一定時期的生長，其必須依賴于寄主的存在和寄主提供足夠有效的養(yǎng)分才能完成生活史全過程。例如：全寄生性雜草菟絲子類是大豆、苜蓿和洋蔥等植物的莖寄生性雜草；列當(dāng)是一類根寄生性雜草，主要寄主和危害瓜類、向日葵等作物。17ppt課件第二節(jié)雜草生態(tài)學(xué)

雜草生態(tài)學(xué)

(weedecology)是研究雜草與其環(huán)境之間關(guān)系的科學(xué)，用于揭示雜草的群體消長、雜草與雜草、雜草與作物以及其他環(huán)境因子之間相互作用的規(guī)律及其機(jī)理。

18ppt課件一、雜草個體生態(tài)

(一)種子休眠的生理生態(tài)

休眠

(dormancy)是有活力的子實(shí)及地下營養(yǎng)、繁殖器官暫時處于停止萌動和生長的狀態(tài)。它可以保證種子在一年中固有的時期萌發(fā)出苗。大多數(shù)雜草種子甚至其營養(yǎng)繁殖器官都具有休眠的特點(diǎn)。導(dǎo)致雜草子實(shí)休眠有種子自身內(nèi)部和外部環(huán)境兩個方面的因素。

19ppt課件休眠的內(nèi)因主要有：①種子、腋芽或不定芽中含有生長抑制劑。②果皮或種皮不透水、不透氣，或機(jī)械強(qiáng)度很高。③種胚在種子成熟時尚未發(fā)育成熟。上述因素導(dǎo)致的休眠都是雜草本身所固有的生理學(xué)特性決定的，故也被稱為原生休眠(innatedormancy)。

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與之相對的還有外界環(huán)境因素誘導(dǎo)產(chǎn)生的休眠，也被稱作誘導(dǎo)休眠（induceddormancy)或強(qiáng)迫休眠(enforceddormancy)。誘導(dǎo)休眠大多是由于不良環(huán)境條件如高溫、低溫、干旱澇漬、除草劑、黑暗和高CO2比例等引起，使已經(jīng)解除原生休眠可以萌發(fā)的子實(shí)重新進(jìn)入休眠狀態(tài)。

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雜草子實(shí)休眠受環(huán)境因素的制約，是保證雜草種群延續(xù)的重要條件，它可以使種子處于休眠狀態(tài)，安全度過不良環(huán)境，遇適宜環(huán)境條件時再萌發(fā)生長。

無論是由內(nèi)因造成的原生性休眠或由外因?qū)е碌恼T導(dǎo)休眠，都可以通過適當(dāng)?shù)姆椒ɑ蚋淖兤洵h(huán)境條件而打破。

22ppt課件(二)種子萌發(fā)的生理生態(tài)

萌發(fā)是雜草種子的胚由休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇x活躍狀態(tài)、體積增大并從種子突出、長成幼苗的過程。雜草種子的萌發(fā)在自然界具有周期性的節(jié)律，其發(fā)芽盛期通常均在生長最適時機(jī)來臨時出現(xiàn)，這為雜草提供了萌發(fā)、幼苗定植、生長發(fā)育、產(chǎn)生種子的最大機(jī)會。23ppt課件

萌發(fā)過程受3類生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響，即促進(jìn)萌芽的物質(zhì)，如赤霉素類；抑制萌發(fā)的物質(zhì)，如脫落酸；和抗內(nèi)生抑制的物質(zhì)，如細(xì)胞分裂素。萌發(fā)依賴于這些物質(zhì)間的平衡調(diào)節(jié)。此外，萌發(fā)需要適宜的環(huán)境條件，而不同雜草所需的環(huán)境條件有一定的差異，但通常均需要較為充足的氧和水以及適宜的溫度。氧通過分壓及其與二氧化碳的比例變化，對雜草的萌發(fā)產(chǎn)生影響，其中兩者的比例更為重要。雜草種子對不同氧分壓的要求，可以控制不同種類的雜草子實(shí)在不同土壤深度萌發(fā)出苗。

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溫度：雜草種子萌發(fā)需要適宜的溫度，范圍低于其下限溫度或高于其上限溫度，種子都不會萌發(fā)。在這個范圍中有一個最適溫度。雜草名溫度℃雜草名溫度℃范圍最適范圍最適稗草13-4520-35薺菜2-3515-25野燕麥2-3015-20繁縷2-3013-20牛筋草20-4025-35藜5-4015-25狗尾草7-4020-25馬齒莧17-4330-40早熟禾2-405-30酸模葉蓼2-4030-40豬殃殃2-207-13反枝莧7-3520-25遏藍(lán)菜1-3228-30澤漆2-352025ppt課件

水分：雜草子實(shí)只有吸水膨脹后，使種子中細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)呈溶膠狀態(tài)，活躍的生理生化代謝活動才能開始。當(dāng)種子的含水量大于14％時，才能確保這一過程。通常土壤濕度達(dá)到田間持水量的40％～100％時，雜草子實(shí)就可以獲得足夠的水分而發(fā)芽。一般雜草子實(shí)越大，需要的土壤濕度越高。水生或濕生雜草萌發(fā)所要求的土壤濕度要顯著高于旱地雜草。過高的水分條件常會導(dǎo)致某些旱地雜草子實(shí)缺氧、腐爛、死亡。

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光照：有些雜草子實(shí)只有在適宜的光照條件下才能較好地萌發(fā)。種子內(nèi)部具有活躍型(Pfr)和非活躍型(Pr)光敏色素，Pfr

可以促進(jìn)種子萌發(fā)，而Pr，則抑制種子萌發(fā)。光照對發(fā)芽的影響，主要是通過光照長短和光質(zhì)影響兩種光敏色素的轉(zhuǎn)換和體內(nèi)的比例而起作用。郁蔽度高的作物田間，雜草子實(shí)不再萌發(fā)出苗，就是由于葉冠層透過的光含有更多的遠(yuǎn)紅光，而將雜草種子中的光敏色素促變?yōu)榉腔钴S型。

上述諸因子對雜草子實(shí)萌發(fā)的影響常是綜合的。有時，1個因素會影響到幾個因子的變化，從而復(fù)合作用于雜草子實(shí)的萌發(fā)。

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雜草營養(yǎng)繁殖器官的萌發(fā)與雜草子實(shí)的萌發(fā)一樣，受上述諸多因素的影響和制約，也有其周期節(jié)律性。此外，營養(yǎng)繁殖器官的萌發(fā)還受頂端優(yōu)勢和苗優(yōu)勢的控制，以及繁殖器官大小的影響，一般情況下，器官的大小與發(fā)芽率成反比。

28ppt課件二、雜草種群生態(tài)

(一)雜草種子庫

在任何時候，田間土壤中都包含有產(chǎn)生于過去生長季節(jié)的雜草種子和營養(yǎng)繁殖器官。這些存留于土壤中的雜草種子或營養(yǎng)繁殖體總體上被稱之為雜草種子庫

(或繁殖體庫)(weedseedbank)。

土壤是保存雜草種子的良好場所，它可以防止動物的覓食、提供適宜的休眠或萌發(fā)條件等。

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雜草種子在土層中的垂直分布主要受耕作方式和使用的耕作機(jī)械的影響。在常規(guī)耕種的農(nóng)田，絕大部分雜草種子分布在0-30cm左右深的耕作層，而在免耕或少耕的農(nóng)田，雜草種子則分布在淺表土層。土壤中雜草種子庫是一個動態(tài)系統(tǒng)，時刻都在輸入和輸出。當(dāng)輸入量大于輸出量時，種子庫就逐年增大，雜草危害就增加。反之，種子庫就縮小，雜草危害降低。30ppt課件

雜草種子庫的輸入主要靠成熟雜草結(jié)實(shí)，少部分是由外地傳播。很多雜草繁殖量大，如藜單株可結(jié)72450粒種子，反枝莧單株可結(jié)117400粒種子。雜草種子產(chǎn)量和它的生物量成正相關(guān)，個體越大，結(jié)籽量越高。雜草種子庫輸出有萌發(fā)、傳播、動物覓食、死亡等輸出，其中萌發(fā)和死亡輸出是主要的輸出方式。雜草種子庫中有的種子是處于休眠狀態(tài)不能萌發(fā)，有的由于被埋在較深的土層中，含氧量不夠，而被迫“休眠”，只有那些待萌發(fā)的，又在淺表土層的雜草種子才能萌發(fā)出苗。對大多數(shù)雜草種子來說，被埋在10cm以下深時，很難出苗。31ppt課件

雜草種子庫時刻都處于輸入和輸出的動態(tài)變化之中，32ppt課件(二)雜草的種群動態(tài)

理論上，雜草種群也應(yīng)是具有幾何級數(shù)增長的趨勢。但實(shí)際上，由于空間、營養(yǎng)條件等的限制，不可能達(dá)到這種理想狀態(tài)。雜草種群大小隨著時間處于一種動態(tài)變化之中。如果施加的外界各種因素是基本穩(wěn)定的，那么，雜草種群規(guī)模在不斷變化中處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。

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雜草種群的無限擴(kuò)張或絕滅，在實(shí)際情況中是不多見的。人們可以通過農(nóng)業(yè)措施或化學(xué)措施除去生活著的雜草植株，但不可能同時消滅土壤雜草種子庫中的所有雜草繁殖體。雜草種群的無限擴(kuò)張，只有當(dāng)某種雜草侵入新的環(huán)境時，在短時間內(nèi)才會有所表現(xiàn)，但隨著自然天敵的引入，這種變化也就不復(fù)存在。不過，就一個特定區(qū)域來說，中止雜草控制措施，總是迅即引發(fā)雜草種群規(guī)模的增長。防除雜草不僅會對當(dāng)季作物的生長有利，也是控制下季雜草種群規(guī)模的必要措施。

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影響雜草種群大小的因素很多，從雜草種子萌發(fā)，出苗，生長發(fā)育為成株，開花結(jié)實(shí)，到達(dá)土壤雜草種子庫，再萌發(fā)出苗的整個生活史的每個環(huán)節(jié)都會受到各種因素的影響，使種群數(shù)量不斷減少。但另一方面，雜草經(jīng)歷一次生活周期，通過無性或有性繁殖，產(chǎn)生出比初始時更多的個體，使種群數(shù)量不斷增加。雜草種群就是在這種不斷循環(huán)的生活周期中，保持著動態(tài)的穩(wěn)定，并使種群延續(xù)。35ppt課件(三)雜草與作物間的競爭

雜草與作物的競爭(competition)實(shí)質(zhì)上是為了爭奪有限的生長空間和生活資源。1．地上部的競爭

(包括對光照和CO2的競爭)地上部的競爭主要是雜草與作物對光照和CO2的競爭。36ppt課件

光合作用是雜草與作物賴以生存的基礎(chǔ)。光合作用的場所主要位于葉片，因此，陽光能否到達(dá)葉片，就成為能否進(jìn)行正常光合作用的關(guān)鍵。所以，雜草與作物地上部分存在著對光的激烈競爭。雜草與作物的生物學(xué)特性在三維空間上影響它們的競爭能力。葉面積系數(shù)影響到吸收光的能力和對光的競爭力；葉的伸張角和空間排列方式也影響對光的競爭力，平行于地面的葉片比豎立葉片能截取更多的陽光；螺旋狀排列葉片要優(yōu)于對生葉；植株高度影響到葉片在空間的位置，也顯著影響到對光的競爭力；此外對不同光質(zhì)的利用能力也是決定競爭力的要素。生產(chǎn)實(shí)踐中，力保作物全苗、壯苗、早發(fā)封行，就是為了使作物在與雜草競爭陽光過程中，處于優(yōu)勢地位。37ppt課件

CO2是光合作用合成有機(jī)物的原材料之一，通常情況下，大氣中CO2的供給不會有太大的問題，但是，在光合作用旺盛的濃密植物冠層中間，CO2濃度往往比正常值要低，這時，由于C4植物對CO2的親和力高于C3植物，在利用CO2方面就會表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。38ppt課件2．地下部分的競爭

地下部的競爭主要是植物的根系對水、礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收競爭。植物維持生命活動，需不斷從土壤中吸收水分，供植物的蒸騰作用和光合作用。蒸騰作用是植物最重要的生理活動之一，需要消耗較多的水分。雜草與作物的植株密度、根系發(fā)育程度、根系扎入土壤的深度、蒸騰作用的時期和強(qiáng)度、對水分的利用率等均影響它們對水分的競爭力。C4植物的水分利用率通常要高于C3植物，因而在對水分競爭中具有一定的優(yōu)勢。水分競爭是雜草造成作物減產(chǎn)的一個重要因素。干旱條件下，這種危害更為明顯。

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雜草與作物競爭礦質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)，特別是對氮的競爭，是造成作物減產(chǎn)的又一重要因素。影響競爭能力的因素主要有根部的相對體積和在土壤中的分布狀態(tài)。此外，對養(yǎng)分的利用率也影響到競爭。許多雜草的耗氮量比作物高數(shù)倍，對其他養(yǎng)分如磷和鉀的消耗量也高于作物。豆科雜草在氮分缺乏的情況下，表現(xiàn)出較強(qiáng)的競爭能力，加施氮肥，則有利于作物的生長，而抑制此類雜草的生長。

40ppt課件3．雜草與作物競爭造成的損失

作物產(chǎn)量的損失程度與競爭性雜草的數(shù)量和重量有著密切的相關(guān)性。作物的損失隨雜草數(shù)量的增加而增加，但是不同雜草的株型、生長類型、發(fā)生時期、競爭持續(xù)時間長短差異很大，因而，雜草的數(shù)量與作物產(chǎn)量損失的關(guān)系不是呈直線相關(guān)，而是呈“S”形曲線相關(guān)。不過，作物產(chǎn)量的損失與雜草的重量呈直線相關(guān)。因此，雜草的重量對于預(yù)測雜草造成的作物減產(chǎn)程度比密度更為準(zhǔn)確，也更接近生產(chǎn)實(shí)際情況。

41ppt課件(四)雜草的競爭臨界期和經(jīng)濟(jì)閾值

初期的雜草幼苗一般不足以對作物構(gòu)成競爭、造成危害。但隨著雜草幼苗的生長，競爭就逐漸產(chǎn)生。起初這種競爭是微弱的，隨著時間的推移，競爭作用逐漸增強(qiáng)，對作物產(chǎn)量的影響就越來越明顯。當(dāng)雜草生長存留造成的作物產(chǎn)量損失和無草狀態(tài)下作物產(chǎn)量增加量相等時的天數(shù)，即為雜草的競爭臨界期

(competitioncriticalperiod)。換言之，即是不造成作物產(chǎn)量明顯損失的草、苗共存期。在雜草競爭臨界期內(nèi)，作物可以耐受雜草由于競爭對作物造成的影響。這一期限一般約占作物全生育期的1／4，即40天左右，但不同作物的期限長短有一定的差異。在臨界期之后，對作物產(chǎn)量的損失將非常顯著。因此，競爭的臨界期是進(jìn)行雜草防除的關(guān)鍵時期。只有在此時除草，才是最有效的。過早除草可能會做無用功，而過遲則會對作物的產(chǎn)量造成較大的影響。42ppt課件

但實(shí)際上，不是在任何雜草發(fā)生密度條件下都需除草，一方面雜草密度較低時，作物可以忍耐其存在。另一方面，當(dāng)雜草危害造成的損失較低時，這時除草效益將不抵用于除草的費(fèi)用。因此，生產(chǎn)上應(yīng)用危害經(jīng)濟(jì)閾值來指導(dǎo)雜草防除。危害經(jīng)濟(jì)閾值

(economicthresholdlevel)是防治后作物增收的效益與防除費(fèi)用相等時的草害情況。為了使草害防治具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，一般控制在防治費(fèi)用小于或等于雜草防除獲得的效益。

43ppt課件(五)他感作用

他感作用

(allelopathy)，是指植物向環(huán)境釋放出特定的化學(xué)物質(zhì)，影響周圍其他植物生長發(fā)育的現(xiàn)象。具有他感作用的化學(xué)物質(zhì)被稱作他感作用化合物(allelochemicals)，如其直接由植物體分泌或分解而來，則稱之為原生他感作用化合物，由其產(chǎn)生的他感作用稱為真他感作用。植物經(jīng)微生物等降解產(chǎn)生的他感作用化合物，間接來源于植物，因此被稱為次生他感作用化合物，其作用被稱為功能性他感作用。

44ppt課件

他感作用是自然界存在的普遍現(xiàn)象。它既存在于不同雜草種群之間，也存在于雜草與作物之間，有時還存在于同種雜草不同個體或作物與作物之間。如小飛蓬產(chǎn)生C10聚乙炔甲酯可以抑制豚草種子發(fā)芽，野燕麥的根系分泌出莨菪素及香草酸等可以抑制小麥的生長發(fā)育，小飛蓬根腐爛產(chǎn)生的他感作用物可以抑制同種雜草幼苗的生長，腐爛的小麥殘?bào)w會抑制玉米的生長。

45ppt課件1．他感作用化合物及其來源

他感作用化合物多是植物次生代謝化合物。他感作用化合物進(jìn)入環(huán)境的途徑主要有揮發(fā)、淋溶、根分泌和植物殘?bào)w的分解。如蒿屬、桉屬、鼠尾草屬植物會釋放揮發(fā)性類萜類物質(zhì)，被周圍的植物吸收，或經(jīng)露水濃縮后被吸收，或進(jìn)入土壤中被根吸收而發(fā)生作用。某些植物的他感作用化合物經(jīng)降雨、灌溉、霧及露水等的淋溶，隨水進(jìn)人土壤中，進(jìn)而作用于其他植物。還有一些植物的根系能主動分泌他感作用化合物，如牛鞭草的根能分泌苯甲酸、肉桂酸和酚酸類等16種他感作用化合物。有的植物殘?bào)w在分解過程中，將各種化合物釋放到環(huán)境中，其中微生物的分解可以形成許多他感作用物質(zhì)。

46ppt課件2．他感作用的機(jī)理和意義

他感作用化合物主要影響植物的生長發(fā)育和生理生化代謝過程。這種影響通常情況下是一種抑制的過程，但有時也有促進(jìn)作用。其作用機(jī)理主要有抑制種子萌發(fā)和幼苗生長，如酚類化合物及水解單寧等能阻礙赤霉素的生理作用，阿魏酸和3，4—二羥基苯甲酸能抑制吲哚乙酸氧化酶的活性，另外還可以抑制萌發(fā)過程中的關(guān)鍵酶，阻礙萌發(fā)過程；抑制蛋白質(zhì)合成及細(xì)胞分裂，如香豆素和阿魏酸可以阻止苯丙氨酸整合進(jìn)蛋白質(zhì)分子中，肉桂酸也具有抑制蛋白質(zhì)合成的作用，從而影響細(xì)胞分裂；抑制光合和呼吸作用，莨菪素能引起氣孔關(guān)閉，使光合速率下降，酚酸可以降低大豆葉綠素含量和光合速率，胡桃醌、醛、酚、類黃酮、香豆素等能使氧化磷酸化解偶聯(lián)；抑制酶活性，如綠原酸、咖啡酸、兒茶酚可以抑制馬鈴薯中磷酸化酶的活性，丹寧可以抑制過氧化物酶、過氧化氫酶和淀粉酶的活性等；影響水分代謝和營養(yǎng)的吸收，香豆素、酚衍生物、綠原酸、咖啡酸、阿魏酸；使葉片水勢下降，水分失衡，其中的酚酸可以使植物對養(yǎng)分的吸收降低。47ppt課件

他感作用是植物間生存競爭的一種手段，利用植物間存在的他感作用，進(jìn)行合理的作物輪作和套作，可以達(dá)到抑制雜草的發(fā)生和危害的目的。如黑麥、高粱、小麥、大麥、燕麥的殘?bào)w能有效抑制一些雜草的生長。如在作物田套向日葵，對曼陀羅、馬齒莧等許多農(nóng)田雜草有控制作用。他感作用化合物可以用來研制和開新除草劑品種?，F(xiàn)在正在使用的激素發(fā)類除草劑就是模擬植物的天然產(chǎn)物而人工合成的，最近發(fā)現(xiàn)的光敏除草劑也是人類利用植物天然產(chǎn)物的例子，其活性成分為5—氨基酮戊酸，是葉綠素合成過于程中合成卟啉的中間產(chǎn)物，它在暗期與二乙烯基四吡咯結(jié)合，造成其后在光下單態(tài)氧與游離基過剩，對雜草造成毒害。利用他感作用化合物發(fā)展除草劑，可以節(jié)省時間和開發(fā)成本，而且，這樣的除草劑不易在環(huán)境中造成累積和污染。48ppt課件三、雜草群落生態(tài)

農(nóng)田雜草在一定環(huán)境因素的綜合影響下，形成了不同雜草種群的有機(jī)組合。這種在特定環(huán)境條件下重復(fù)出現(xiàn)的雜草種群組合，就是雜草群落（weedcommunity）

49ppt課件(一)雜草群落與環(huán)境因子間的關(guān)系

雜草群落的形成、結(jié)構(gòu)、組成、分布受環(huán)境因子的制約和影響。影響雜草群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子，大致可以分為直接和間接作用兩類。直接制約雜草地貌等。通過影響或改變上述因子，而對雜草群落有間接影響的因子有輪作和種植制度、季節(jié)、氣候和海拔等。這些因子通常部分或全部綜合發(fā)揮作用，研究不同因子間及其與雜草群落之間內(nèi)在的關(guān)系，是雜草群落生態(tài)學(xué)的主要內(nèi)容，可以為雜草的生態(tài)防除提供理論依據(jù)。

50ppt課件(二)雜草群落的演替及頂極群落

雜草群落演替

(successionofweedcommunity)是指雜草群落在農(nóng)業(yè)措施和環(huán)境條件變化的作用下，一個雜草群落為另一個雜草群落所取代的過程。在自然界，植物群落演替是非常緩慢的過程，但是農(nóng)田雜草群落的演替，由于農(nóng)業(yè)耕作活動的頻繁，而較為迅速。

51ppt課件

農(nóng)田雜草群落演替的動力主要來自農(nóng)業(yè)耕作活動及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施的應(yīng)用，演替的趨勢總是使雜草與農(nóng)作物的生長周期相一致。也就是說，作物是一年一熟或一年多熟的農(nóng)田，其雜草群落的演替總是趨向于以一年生雜草為主的方向，反之，亦然。

52ppt課件

雜草群落演替的結(jié)果，總是達(dá)到一種可以適應(yīng)某種農(nóng)業(yè)措施作用總和的動態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，也即頂極雜草群落

(weedcommunityclimax)。水稻的種植，水稻田中頂極雜草群落均是以稗草為優(yōu)勢種的雜草群落。盡管一直處于人類汰除的威脅中，但由于稗草與水稻有許多相似之處，因此使之處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。稻茬麥田的頂極雜草群落是以看麥娘為優(yōu)勢種的雜草群落。北方早茬麥田則多足以野燕麥為優(yōu)勢種的頂極雜草群落。秋熟旱作物田的頂極雜草群落，大多以馬唐為優(yōu)勢種。

53ppt課件(三)雜草群落演替的機(jī)制

影響雜草群落演替的因素包括外界因子的作用與人為的因素。1．外界因子的作用影響雜草群落演替的外界因子很多，主要包括檢疫性外來惡性雜草的侵入與傳播；適合的外界條件促使雜草繁殖體在短時期內(nèi)大量蔓延；多元種群中雜草間的伴生、相互影響的作用；雜草種類的變種或生態(tài)型的發(fā)生發(fā)展；雜草病害、蟲害的連續(xù)流行導(dǎo)致某種雜草自然衰退；自然災(zāi)害

(洪澇、地震、地下水位的急劇升高或降低等)迫使種群演替等。

54ppt課件2．人為因素的作用

(1)墾荒墾荒破壞了自然的雜草群落，隨著墾荒后土壤的熟化，農(nóng)田雜草迅速代替了荒地雜草。種植農(nóng)作物后，一年生禾本科雜草(稗草、狗尾草、馬唐、牛筋草、虎尾草、畫眉草等)，以及黎、蓼、莧、蒼耳、鴨跖草等成為主要雜草。華北濱海地區(qū)墾荒前，土壤含鹽量極高，雜草種群以鹽生植物為主(如青蒿、堿蓬、翅堿蓬、海蓬子、檉柳等)，墾荒植稻后，演替為以稗屬以及眼子菜、藨草、扁稈藨草、苦草、牛毛氈、異型莎草、聚穗莎草、螢藺、雨久花等為主的稻田雜草群落。55ppt課件

(2)耕作、栽培的改變耕作與雜草的關(guān)系首先表現(xiàn)在對土壤中雜草種子庫的輸入和輸出的影響。合理的耕作可以破壞雜草在田間的傳播循環(huán)，減少或降低雜草種子的有效性。例如南方地區(qū)對冬綠肥的適時耕翻能使看麥娘來不及形成種子，因而減少來年的發(fā)生基數(shù)；適時耕翻麥茬套種的綠肥，可消滅一些旱稗，因而減少麥茬大豆田旱稗的發(fā)生基數(shù)。耕作與雜草防除的關(guān)系，還表現(xiàn)在不同的耕作方法如翻耕(深翻、淺翻)、少耕和免耕等，改變了雜草種子在土壤中的垂直分布狀況，影響雜草種子在下茬或來年的發(fā)生種類與數(shù)量。如稻麥輪作田中看麥娘和繁縷的發(fā)生量因耕地方法不同，群落組成也有差異。秋季深耕，則繁縷[冬(春)生雜草]的比例有所增加。如此周期性的耕作足以引起雜草群落組成的改變。此外，耕作還能發(fā)揮季節(jié)的滅草優(yōu)勢，并消滅已經(jīng)發(fā)生的優(yōu)勢雜草群落。

56ppt課件

農(nóng)作物間套混種可在田間構(gòu)成復(fù)合群體，增加葉面積系數(shù)。而大約20％，的雜草種子需要在光誘導(dǎo)下才能發(fā)芽，因此，影響雜草群落演替的因素可以抑制這類雜草種子的萌發(fā)，從而影響雜草的群落構(gòu)成。例如蠶豆生長期間有很多禾本科雜草受到抑制，稻田放萍對稗草、眼子菜、異型莎草、輪藻有很大的抑制作用：但應(yīng)指出，在某些情況下間作混作地的雜草較單作要多，如棉麥套種地的雜草因小氣候的改變，溫度比單作高，有利于春草萌發(fā)。

57ppt課件

肥料與雜草防除的關(guān)系表現(xiàn)在兩個方面，一方面因施入未腐熟的有機(jī)肥，往往給農(nóng)田輸入大量的雜草種子。雜草種子有很強(qiáng)的生命力，常?？稍诖文昝劝l(fā)危害，擴(kuò)大雜草群落。施用河泥、草塘泥等易將很多水