灌溉条件下鹰嘴豆杂草竞争关键期的确定及其对合理杂草防控的指导意义

本研究针对灌溉条件下鹰嘴豆(Cicer arietinum L.)因杂草竞争导致严重减产的问题，通过两年田间试验明确了Desi和Kabuli两种基因型鹰嘴豆的杂草竞争关键期(CPWC)。研究发现杂草竞争20天即可造成显著产量损失，基于10%产量损失的CPWC范围为5-119 DAS（出苗后天数）。研究首次建立了Gompertz和Logistic模型量化杂草干扰时序效应，为灌溉区鹰嘴豆精准除草时机选择提供了理论依据，对实现可持续杂草管理具有重要意义。

　　

在全球第二大鹰嘴豆生产国巴基斯坦，这种富含蛋白质的作物长期面临产量瓶颈。传统雨作种植模式下，农民在贫瘠土地上粗放经营导致单产不足国际水平50%。更严峻的是，随着政府推动100万英亩小麦田改种鹰嘴豆计划，这种作物正从干旱区向灌溉系统扩展，却遭遇全新挑战——灌溉条件下杂草生物量可达雨作区的3倍，造成24-80%的产量损失。

问题关键在于鹰嘴豆生物学特性：出苗慢（比春小麦晚16天封行）、株型矮小，使得杂草在光、水、养分竞争中占尽先机。更棘手的是，灌溉区杂草群落与雨作区截然不同——野燕麦(Avena fatua)和田旋花(Convolvulus arvensis)取代了传统杂草龙葵草(Asphodelus tenuifolius)，现有除草方案严重失灵。为破解这一难题，Syed Abdul Hakeem团队在《Scientific Reports》发表研究，首次系统阐明了灌溉条件下鹰嘴豆杂草竞争关键窗口。

研究采用双年度田间试验设计（2017-18和2018-19冬季），在穆尔坦（北纬30.16°）选取Desi型Punjab-2008和Kabuli型Noor-2009两个品种。通过设置梯度竞争期（20/40/60/80 DAS）和无草期处理，结合生长度日(GDD₅)模型和三维Logistic/Y= A/[1+(G/G₀)^B]/Gompertz方程，量化了杂草干扰时序效应。

杂草动态特征

灌溉区杂草群落以阔叶类（占75%）为主，其中藜(Chenopodium album)和野燕麦密度最高（179株/m²）。延长竞争期使杂草生物量激增4405%，80 DAS时达174 g/m²。值得注意的是，Kabuli型在60 DAS时杂草密度比Desi型低43%，显示基因型间竞争差异。

生长抑制规律

季节性作物生长速率(CGR)从无草处理的8.51 g m^-2 day^-1骤降至长期草害的3.25 g m^-2 day^-1。干物质积累受抑制程度呈时间依赖性：竞争20/40/60/80 DAS分别造成18%/37%/51%/56%的下降。

CPWC精准界定

基于5%产量损失的CPWC始于出苗后2.5-6天（30-66 GDD₅），终于133-142 DAS。而10%损失阈值的窗口期为：

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  Desi型：6-119 DAS（2017-18） vs 10-118 DAS（2018-19）

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  Kabuli型：5-115 DAS vs 8-108 DAS

  

产量构成解析

竞争20 DAS即导致15-20%减产，80 DAS时产量损失达60%。每平方米杂草生物量每增加1克，籽粒产量下降0.0035吨/公顷（r²=0.597）。关键的是，杂草主要通过减少单株荚数（最大降幅63%）和百粒重（降低32%）影响产量，而非改变收获指数(HI)。

这项研究首次建立了灌溉鹰嘴豆杂草管理的时间阈值体系，揭示了三个重要规律：

1. 1.

   杂草竞争存在"早期敏感"特性，出苗首周不控制将导致不可逆损失；

2. 2.

   两种基因型CPWC差异仅3-5天，说明除草时机选择可标准化；

3. 3.

   基于GDD₅的模型比日历日更精准，能适应不同气候年型。

该成果为灌溉区鹰嘴豆杂草管理提供了革命性指导——建议采用"芽前封闭+花期前人工除草"的组合策略，既可避免重复施药导致的抗药性发展，又能减少30%除草剂用量。研究团队特别强调，这套时序管理模型可整合到巴基斯坦正在推广的"小麦-鹰嘴豆"轮作系统中，为实现联合国可持续发展目标2（零饥饿）提供了关键技术支撑。