《Journal of Crop Health》：Yield Losses of Maize (Zea Mays Subspp.) Due to Teosinte in Northeastern Spain
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2014年，西班牙报道了一种新的禾本科杂草入侵灌溉玉米田，而此前数十年该杂草已在法国出现。两地的遗传分析均证实该杂草与一年生类蜀黍（Zea mays ssp. mexicana）存在亲缘关系，但也揭示了其与玉米的基因渗入。由于杂草与作物高度相似，在玉米田中无法
2014年，西班牙报道了一种新的禾本科杂草入侵灌溉玉米田，而此前数十年该杂草已在法国出现。两地的遗传分析均证实该杂草与一年生类蜀黍（Zea mays ssp. mexicana）存在亲缘关系，但也揭示了其与玉米的基因渗入。由于杂草与作物高度相似，在玉米田中无法通过除草剂控制该杂草。目测观察表明类蜀黍具有较强竞争能力，但目前尚无其他实验数据支持。本研究于2016至2018年三年间，在西班牙东北部（韦斯卡省）一块受侵染的商业农田中，开展了五个不同密度下类蜀黍对玉米产量影响的田间试验。最显著的结果包括：a）玉米收获时类蜀黍最大密度为15至20株m?2；更高的初始密度会自然降低；b）玉米产量及玉米穗数随类蜀黍密度增加呈线性下降关系。根据年份不同，10、13和15株m?2的类蜀黍密度分别导致50%的产量损失，而两倍于该数量的类蜀黍植株则导致100%的产量损失。引起50%产量损失的类蜀黍生物量分别为8、5和3.5 t ha?1；两倍生物量则导致100%产量损失。尽管大多数类蜀黍植株在玉米出苗数天后才萌发，该杂草仍能良好发育生长，甚至在株高上超过作物。研究结果表明，为免玉米减产，必须尽可能将类蜀黍密度维持在较低水平。
论文解读：类蜀黍对西班牙东北部灌溉玉米产量的竞争效应与防控启示
一、研究背景与问题提出
类蜀黍（Zea mays subspp.）作为一种与玉米亲缘关系极近的禾本科杂草，于2014年在西班牙东北部灌溉玉米田中被首次报道，而其早在1990年代初便已在法国出现。遗传分析证实，西班牙的类蜀黍种群主要来源于一年生类蜀黍（Zea mays ssp. mexicana）的“Chalco”种族，并与马齿型玉米参考群体存在基因渗入。由于类蜀黍与玉米在形态上高度相似，尤其在苗期几乎无法区分，常规除草剂在玉米田中无法有效控制该杂草，这使其成为极具威胁性的入侵性杂草。西班牙阿拉贡自治区政府自2014年起实施了强制性植物检疫措施，包括在类蜀黍严重侵染的地块禁止连续三年种植玉米。然而，关于类蜀黍的最大密度及其对玉米产量的具体影响，此前尚缺乏系统的实验数据。在墨西哥托卢卡河谷的唯一相关研究中，类蜀黍（Z. mays mexicana）导致的玉米产量损失最高估计为60%，但该地区玉米潜在产量仅约6 t ha?1，远低于西班牙受侵染地区14–16 t ha?1的高产水平。在高产条件下，作物与杂草的竞争动态可能显著不同，相对竞争强度预计更高。因此，在西班牙灌溉农业的高产背景下，定量评估类蜀黍对玉米产量的影响具有重要的理论和实践意义。该研究旨在通过多年田间试验，系统分析不同类蜀黍密度下玉米产量及相关农艺性状的变化，为制定合理的杂草管理策略提供科学依据。
二、研究设计与主要技术方法
研究人员于2016至2018年连续三年，在西班牙韦斯卡省托拉尔瓦德拉贡（Torralba de Aragón）的一块具有严重类蜀黍侵染背景的商业农田中开展田间试验。试验地土壤为黏壤土，pH 8.7，有机质含量2.29%。试验采用完全随机区组设计，设置0、4.5、9、18和36株m?2五个目标类蜀黍密度处理，每处理三次重复。供试玉米品种为商业杂交种Dekalb DKC 6442，播种密度为9株m?2，行距70 cm。在玉米株高约20 cm（4–6叶期）时，通过人工间苗将自发萌发的类蜀黍植株调整至目标密度。其他阔叶杂草通过喷施硝磺草酮（mesotrione）和烟嘧磺隆（nicosulfuron）控制。收获时，在每小区中央两行玉米（面积4.2 m2）内，于地面处刈割玉米和类蜀黍植株，测定鲜重、玉米穗数和穗重，并取亚样品烘干至恒重以计算干物质产量。数据分析采用线性回归和协方差分析，使用R 4.3.2软件完成。
三、研究结果
类蜀黍密度动态
实际观测到的类蜀黍幼苗密度三年平均比预期高28%，这归因于部分被拔除植株的再生和间苗后的新萌发。在所有三年中，类蜀黍成株密度随幼苗密度增加呈二次回归关系显著下降。从幼苗到成株的密度降幅随初始密度增加而增大，五个密度处理的平均降幅分别为0%、33.8%、51.4%、61.7%和67.7%。回归分析表明，最大类蜀黍幼苗密度为52–61株m?2，对应的最大成株密度为14–18株m?2。这一结果表明，类蜀黍种内及种间竞争限制了其成株密度的无限增长。
成株类蜀黍密度与玉米产量的关系
三年试验中，类蜀黍成株对玉米产量的影响呈现一致的线性下降趋势，各年回归斜率无显著差异，但2018年的回归截距显著高于2016年。在试验中观测到的最大成株密度下，2016、2017和2018年的最高产量损失分别为68%、70%和55%。五个密度处理的平均产量损失分别为0%、16.4%、23.0%、41.9%和57.6%。根据回归方程推算，导致玉米完全绝收的类蜀黍成株密度在2016、2017和2018年分别为21、26和30株m?2。三年平均而言，16.3株m?2的类蜀黍密度导致64%的最高产量损失。这一竞争能力介于反枝苋（Amaranthus retroflexus）和长芒苋（Amaranthus palmeri）之间，但显著强于石茅高粱（Sorghum halepense）和自生玉米。
类蜀黍生物量与玉米产量的关系
类蜀黍干生物量与玉米产量之间同样呈显著负相关关系，但三年间回归斜率存在显著差异，2018年的斜率显著高于2016年，表明同等类蜀黍生物量在2018年造成了更严重的产量损失。值得注意的是，类蜀黍生物量对玉米产量的降低效应比成株密度更为有效，其平均回归斜率为1.28，而成株密度的平均斜率仅为0.49。这一发现表明，少量但生物量大的类蜀黍植株比大量但生物量小的植株具有更强的竞争效应。
类蜀黍密度对玉米穗数和穗重的影响
与玉米产量的急剧下降形成对比，玉米植株密度和穗数受类蜀黍密度的影响较小，三年回归斜率无显著差异，仅2018年的截距显著高于2016年。由于玉米通常每株仅结一穗，这说明随着类蜀黍密度增加，仅有少量玉米植株死亡。类蜀黍对玉米产量最显著的影响体现在穗重上，三年结果统计一致，玉米穗重随类蜀黍成株密度增加呈持续线性下降。鉴于玉米穗行数相对恒定，类蜀黍竞争主要影响的产量构成因子是籽粒千粒重。
四、讨论与结论
类蜀黍对玉米产量的最大降低幅度达64%，与影响玉米的其他主要杂草相当。在玉米田中，类蜀黍成株密度上限约为20株m?2，更高的初始密度会因种内竞争而自然降低。鉴于在玉米田中无法使用除草剂控制类蜀黍，研究人员强调预防措施的重要性：对153块农田的杂草分布分析显示，66%的侵染可能通过联合收割机传播，因此清洁农机是防止新侵染的关键；猪粪和牛粪浆液中的类蜀黍种子需分别储存超过11天和16天才能丧失活力，粪肥应至少储存该期限后再施用；绵羊摄入类蜀黍种子后，最迟6天内会排出仍有活力的种子，此期间应对绵羊进行隔离。在非化学防控方面，与苜蓿轮作已被证实是降低类蜀黍密度的有效手段；延迟玉米播种并结合假苗床技术也可作为减少类蜀黍密度的策略。研究结论指出，鉴于除草剂无法在玉米田中使用，建议采取预防措施避免新侵染，并通过轮作及在其他作物（如苜蓿或向日葵）中采用机械和化学除草策略，最大限度减少玉米与类蜀黍的共存期，以控制该杂草的危害。
