孤木属植物的分布及影响(光英L埃塞俄比亚阿姆哈拉民族区域州西部Gojjam区玉米田杂草物种多样性研究

摘要

2019/2020年，在西戈贾姆区(West Gojjam Zone)被帕提虫污染的玉米田进行了一项杂草区系调查。目的是研究孤雌花的分布及其对物种多样性的影响。采用2 m × 2 m (4 m²)方阵(共270个)。共鉴定出27科110种杂草。菊科(Asteraceae) 26种(23.36%)，禾本科(Poaceae) 18种(16.36%)。最高的重要值(IV)记录在菊苣，苋菜,拜登pilosa，分别为28.05、19.18和13.16%。最高的IV分别为27.08、17.71和16.44%金合欢，金针草,Galinsoga parviflora处于极低侵害水平的分别为27.08、17.71和16.44%。藿香conyzoides(29.38%),拜登pilosa(24.10%)和光英以低孤雌虫侵害水平IV最高(22.68%);光英(91.32%),藿香conyzoides(17.19%)和Echinochloa colona(16.34%)为中等程度高IV型。结论是藿香conyzoides，拜登pilosa，Echinochloa colona,Galinsoga parviflora以重要性值为基础，对孤雌花进行竞争，这表明建议将孤雌花作为生物管理的选择。

1.简介

光(光英L.)原产于墨西哥湾地区，现已扩散到五大洲的40多个国家[1- - - - - -3.］．Parthenium于1980年在埃塞俄比亚Dire-Dawa附近的粮食援助分发中心附近首次被发现[4，5］．在1976/77年埃塞俄比亚-索马里战争期间，帕特金草通过军用车辆进入该国[5，6］．杂草在肯尼亚和索马里的存在[7]以及这种种子通过风、水和其他方式从这些邻国长途迁徙的能力，也表明它有可能进入埃塞俄比亚。在引入后，这种杂草在埃塞俄比亚的农田、森林、果园、管理不善的可耕地和牧场迅速蔓延。8］．

据Karim说，帕提菌会影响作物生产、牲畜生产、自然生态系统生产、生物多样性以及人类和动物健康。[1，9］．辛格等人[10和Mirza等人。[11他们报告说，帕提花的破坏不仅会导致直接竞争，还会导致一种能抑制其他植物生长的化感作用所产生的作物数量和质量的下降。因此，关于杂草空间分布的信息可以帮助农民更好地理解预期效益，并通过应用杂草特异性控制来最小化投入成本[12］．记录杂草空间变化的经济和环境效益已被认识到，并在传统控制系统中应用特定场地的投入已有一段时间[13］．

由于它是最近才引入的，对埃塞俄比亚阿姆哈拉民族区域州西高贾姆区孤雌花的分布和入侵的了解和文献很少。要知道它在群体中的优势地位，了解物种的密度、频率和丰度等特征是很重要的。因此，本研究拟通过田间调查，研究帕特宁的分布及其对玉米田杂草种类多样性的影响。

本研究旨在解决杂草种类的频率、密度、丰度、重要值和多样性会受到单雌螟侵害影响的假设。

2.材料和方法

2.1.杂草调查区域的描述

这项研究是在西Gojjam区的Jabitenah和Burie区进行的。Jabitenah区位于北纬10°42′14′、北纬37°03′50′E布里区位于北纬10°42′00′′′，东经37°16′00′′′，海拔1500—2300米。Jabitenah地区的年总降雨量和年最高最低气温分别为900-1467 mm, 30°C和13°C，而Burie地区的年总降雨量和年最高最低气温分别为1000-1500 mm, 29°C和19°C [14］．调查点土壤质地为粘土-砂质粘土，pH为6.5-6.8(微酸-中性)，土壤类型为Nitosol和Vertisol。

2.2.杂草区系取样

杂草调查是在2019/2020年主要种植季节在Jabitenah和Burie地区进行的。在每个区确定了三个农民协会。此外，还包括三个大型私人农场，即Upper Bir、Lower Bir和Amhara种子企业。从每个农民协会中选出10块田地(共60块田地)和3个私人农场(共30块田地)。3米× 2米(4米)²)样方(共270个)在玉米田中按交叉对角线使用[15］．大多数农民使用单一作物和化肥，但不使用除草剂和最低耕作，而私人农场则使用化肥、除草剂、作物轮作和常规耕作。

2.3.杂草区系的鉴定与采集

在这些地区，当大多数杂草物种开花时(2019/2020年9月和10月)，在玉米田里进行了帕提菊的分布。根据Chellamuthu等人定义的框架[16和Ayele等人。[17]，根据密度占所有植物总密度的比例，将采样点分为5个等级，即无(0%)、极低(1 ~ 10%)、低(11 ~ 25%)、中等(26 ~ 50%)和高(50%)。在孤雌虫侵染各阶段的样方中，测定并登记杂草种类的种类和数量。在田野中，描述了从样方收集的大多数杂草种类。为了进行正确的鉴定，我们收集了杂草种类的不明样本标本，编号，干燥，并运送到原谷大学植物标本室。关于埃塞俄比亚和厄立特里亚的植物区系，进行了杂草植物种的命名工作[18- - - - - -20.］．

2.4.数据分析

在研究过程中，数据记录在以下参数上，采用[21，22]： 其中SI =相似指数;Epg =在两种植物中发现的物种数;EPa =仅在农民玉米田里发现的杂草种类数;Epb =在私营和种子企业玉米作物农场发现的种数。

2.5.回归和相关性

以孤雌花的丰度为自变量，以物种、Shannon多样性指数和丰富度为因变量进行分析。使用Excel软件进行分析。

3.结果与讨论

3.1.杂草植物成分

玉米田杂草区系共有110种，包括光英来自2019/2020年主要种植季90个受帕提菌污染的样本田。这些杂草分布于27科。优势科为禾本科和菊科，分别有26种(23.36%)和18种(16.36%)，而Boraginaceae、Papaveraceae、车前草科、Portulacaceae、报春花科、毛茛科、茜草科和玄参科以单一种为主(图1)．禾科和菊科植物的物种数量较多，可能是由于它们在更广泛的环境和土壤类型下的适应性、攻击性行为、巨大的种子产量、高效的种子传播、持久的休眠以及这些科杂草的强大竞争能力。这一发现与Tana和Milberg的发现一致[23在埃塞俄比亚东部的高粱上，Nigatu等人。[24在阿姆哈拉东部的高粱田里，米万等人。[25和Ayele等人。[17在Jijjiga]。

3.2.杂草种类的频率和相对频率

在90个样本田中，24个田区为零、25个田区为极低、30个田区为低、11个田区为中度。对表中数据的引用1展品,菊苣，苋菜,苋属hybridusNPIL的频率最高，分别为1.00、1.00和0.96，最少的有31种，为0.04。在VLPIL,光英(1.00),答:conyzoides(0.92)答:hybridus频率最高(0.88)，其他22种最低(0.04)。最高频率(0.00,0.80,0.57)由宫内草，圆叶草,拜登pilosa,而LPIL中最少的物种为21种(0.03)。在经常出现的物种中，p .英(1.00),答:hybridus(0.73)答:conyzoidesMPIL中杂草频率最高的是(0.64)，最少的有18种，为0.091)．

相对频率反映了玉米田杂草区系的分布。的相对频率a.c yzoides, Echinochloa colona，而且答:hybridusNPIL的相对频率最高，分别为4.35、4.35和4.17%，29种相对频率最低，为0.18%。在杂草种类中，p .英，a . conyzoides而且答:hybridusvpil的相对频率最高，分别为5.95、5.48和5.24%，最低的为22种，为0.24%。在记录的杂草种类中，相对频率最高的分别为9.07、7.25和5.14%p .英紧随其后的是答:conyzoides而且b . pilosaLPIL最少的有21种，为0.30%。在MPIL,p .英(11.45%),答:hybridus(8.33%)和答:conyzoides相对频次最高的是(7.29%)，最少的有18种(1.04%)2)．

随着侵染程度的增加，孤雌花的相对频率增加。Ayele等人[17]还指出，当侵害程度从零到高，孤雌虫的相对侵害频率从0.00增加到66.98%。Nigatu等人也是如此。[24]发现，孤雌虫感染低水平和高水平之间的相对频率为8.22%至56.38%。在埃塞俄比亚东部，Tamado [5]指出，孤雌菊是最常见的杂草(54%)三叶草abyssinica(63%)。

3.3.杂草种类的平均场密度和相对密度

平均场密度范围为0.03 ~ 28.83、0.03 ~ 18.03、0.04 ~ 12.70、0.09 ~ 53.06 m−²在NPIL, VLPIL, LPIL，和MPIL中，分别为1)．然而像NPIL这样的a.c yzoides, a.c orhybridus，而且b . pilosa平均场密度最高，分别为28.83、24.11和9.97 m⁻²，而最少的是在狼尾草sphacelatum拥有0.03⁻²．在杂草种类中，平均场密度最大值以圆珠草，毛毛草，而且g . parviflora18.03米，9.93米，9.35米⁻²，而最小值在Brachiaria eruciformis拥有0.03⁻²在VLPIL。

平均场密度最高的记录是由答:conyzoides(12.70米⁻²)，b . pilosa(10.76米⁻²),p .英(6.76米⁻²)，而最低的则是Eragrost paniciformis(0.04米⁻²在LPIL)。黄腹圆虫，黄腹圆虫，而且大肠colona平均场密度最大分别为53.06、5.64和5.39 m⁻²，最小值为by莱夫卡斯岛martinicensis拥有0.09⁻²在MPIL。帕特尼姆分别为0.00、5.93、6.76、53.06米⁻²NPIL, VLPIL, LPIL和MPIL的平均场密度。表中数据2表现出最高的相对密度a.c yzoides, a.c orhybridus，而且b . pilosa分别为16.75,14.00和5.79%，而最小的是arvensis, C. ambrosioides，而且p . sphacelatumNPIL均为0.02%。vpil的最大相对密度记录答:conyzoides(16.31%),b . pilosa(8.99%)和g . parviflora(8.46%)，虽然最低记录为b . eruciformis(0.02%)。

结果显示圆珠草，毛毛草，而且p .英3种为优势种，相对密度分别为16.50、13.98和8.78%大肠paniciformis在0.06 m⁻²在LPIL。在MPIL,黄腹圆虫，黄腹圆虫，而且大肠colona相对密度最高，分别为56.57、6.01和5.75%l . martinicensis与0.10%。在NPIL、VLPIL、LPIL和MPIL中，相对孤雌石密度分别为0.57、5.01、9.05和56.59%。Maszura等人。[26]记录到，在马来西亚的不同研究地点，帕特尼花的相对密度在23.09 - 27.25%之间。拉玛旦，暗撒也是如此。27]报道了帕特尼属植物的相对频率、密度和丰度为53.3 ~ 80%，1.2 ~ 6.4株/m²在坦桑尼亚的农田中，分别有2.3至8株。

3.4.杂草种类的丰度与相对丰度

结果显示(表1)记录了最高的丰度答:conyzoide年代,b . pilosa而且g . parvifloraNPIL分别为86.50株、42.09株和39.11株狼尾草sphacelatum有2株植物记录了最少的杂草。根据研究结果，菲maderaspatensis(58.00植物),答:conyzoideS(49.70株)b . pilosa(43.82株)最多b . eruciformis，Hygrophila蓝花,而且爵床heterocarpaVLPIL的丰度最少(2株)。最高丰度值分别为47.71、42.24和41.03株答:conyzoides，b . pilosa而且p .英的丰度值最小(1株)Oxygonum sinuatum(表1)．在MPIL,P. hysterophorus, G. parviflora，而且b . pilosa最高丰度值分别为159.18、52.00和46.50株三叶草steudneri玉米田丰度最低，为1.33株。

Table中的研究2结果表明，NPIL的相对丰度较高答:conyzoide年代,b . pilosa而且g . parviflora分别为6.96,3.38和3.15%，而最小的是by狼尾草sphacelatum与0.16%。最高的相对丰度记录在p . maderaspatensis(6.18%),答:conyzoide(5.29%),b . pilosa(4.67%)，而by最少eruciformis, H. auriculata，而且j . heterocarpavpil为0.21%。在杂草种类中，圆珠草，毛毛草，而且p .英相对丰度最大，分别为5.63、4.98和4.84%o . sinuatumLPIL最小值为0.12%。光英(23.30%),g . parviflora(7.61%)和b . pilosa杂草相对丰度最高(6.73%)t . steudneriMPIL(0.20%)最少。

总体而言，大多数杂草种类在频率、密度和丰度之间呈现正相关关系。物种出现的频率越高，杂草的密度和丰度就越大，反之亦然。Nkoa等人。[28]报告杂草的丰度与杂草的数量(密度)或频率有关，这可能对丰度产生了积极的影响。杂草物种较高的频率、密度和丰度值表明这些物种可能在与孤雌花的竞争中生长。此外，在农业生态条件类似的情况下，这些与孤雌花有较强的长期竞争力，可作为孤雌花管理的替代方法。

3.5.杂草种类的重要值

通过将相对频率、密度和丰度相加，得到表中的重要值2的重要性值最高的是A。conyzoide年代答:hybridus,而且b . pilosa，分别为28.05,19.18,13.16%，最小为狼尾草sphacelatumNPIL为0.36%。在杂草种类中，草的重要值最高，为27.08%答:conyzoides紧随其后的是b . pilosa而且g . parviflora分别为17.71和16.44%b . eruciformisvpil为0.48%。本研究的结果表明答:conyzoides(29.38%),b . pilosa(24.10%)和p .英，(22.68%)的重要性值最高，最小Commelina albescena在LPIL(0.62%)。光英重要值最高的杂草为优势种(91.32%)，其次为答:conyzoides而且大肠colona重要值分别为17.19%和16.34%，最小值为莱夫卡斯岛martinicensis在MPIL(1.58%)。

一般来说,圆殖菊，杂交菊，毛殖菊，colona, G. parviflora，而且p .英在所有帕雌菊侵害水平中具有最高的重要值。这些具有重要意义的物种可能已经适应了该研究地区目前玉米种植系统生产的未利用资源的农业开发。NPIL、vpil、LPIL和MPIL中parthenium的值分别为0.00、13.88、22.68和91.32%(表2)2)．在引入后的几年时间里，单顶草的价值增长了91.32%，远远超过了MPIL中所有本地物种的价值。沙比尔和巴杰瓦[29)报道,p .英相对频率最高(24.1%)，相对密度最高(45.8%)，重要值最高(109.0%)。

3.6.孤木属植物对物种多样性的影响

NPIL的物种丰富度最高，为98，其次是VLPIL、LPIL和MPIL，分别为72、68和37(图4)2)．物种的丰富度随着样本侵害的增加而降低。尼加图等人[24]观察到类似的结果，分别有48种、46种和37种杂草存在低、中、高水平的帕提菊侵害。NPIL中物种平等度最高，其次是VLPIL、LPIL和MPIL，分别为0.94、0.93、0.93和0.72(图1)2)．MPIL的均匀度指数相似，但相对较低。这意味着，在分布上，MPIL的物种是斑块状的。Shannon多样性指数在NPIL(4.32)、vpil(3.89)和LPIL(3.94)中最高，MPIL(2.61)最低。

多样性指数随孤雌花侵染程度的增加而下降，说明杂草种类的变异程度和群落的异质性随孤雌花侵染程度的增加而减小。杂草均匀度指数在低染区相对较高，表明在自然保护区杂草种类分布较均匀。帕提菊是一种入侵杂草，由于其高度的入侵性和化感作用，对环境和生物多样性构成严重威胁，迅速取代本地植被[30.］．

地上植物群落多样性最低(H’= 2.61)，当孤雌花的平均场密度最大时(即53.06株m−2)，指数最高(H’= 4.30)，当孤雌草在平均场密度为零时存在(表1和图2)．因此，随着地上植物群落多样性的增加，孤雌花的平均场密度降低，反之亦然。这说明孤雌花大大降低了其他物种的密度和多样性。同样,Getachew [31]记录了物种多样性的下降，这是由于埃塞俄比亚的高丰度的孤雌花。澳洲留学(Grice [32)和印度(Kohli等人。33)也观察到植物多样性的下降，因为孤雌花的入侵。

受单雌花的影响，其他杂草的物种丰富度、均匀度和Shannon多样性指数分别降低了62.24、39.30和23.40%。总体而言，本研究表明，随着孤雌花密度的增加，多样性指数急剧下降。这一结果验证了Kohli等人的结果。[33Shannon指数显示无虫区植物多样性显著，而在有虫区，Shannon指数下降了9.95 ~ 33.80%。多样性指数值越高，表明群落的物种类型差异和异质性，而多样性指数值越低，表明群落的同质性。同样，Sakai等人的研究[34和格赖斯[32]的研究表明，孤雌金对物种的组成和多样性有不利影响，导致自然和农业系统的置换和失衡。

3.7.杂草在孤雌花侵害水平上的相似性

结果见表3.相似性最高的是NPIL与VLPIL(63.46%)，其次是NPIL与LPIL(58.10%)，最小的是NPIL与MPIL(32.35%)。NPIL和MPIL的物种组成差异较大(32.35%)。在NPIL和VLPIL中共发现104种，其中常见66种，仅NPIL有32种，仅VLPIL有6种。正如Tesema和Lema所描述的[35]，如果相似指数低于60%，则说明两个侵害水平的杂草群落不同。由于NPIL和VLPIL的相似指数均大于60%，因此可以得出结论，两个孤雌花侵害水平表现出相似的杂草群落，因此需要相似的管理方案，而其余孤雌花侵害水平的相似指数均小于60%，因此需要不同的杂草管理方案。

3.8.回归和相关性

孤雌植物相对丰度与物种丰富度呈极显著负相关(Y=−2.18X+ 85.48)和Shannon多样性指数(Y=−0.07x+(图4.23)3.)．的R²值表明，物种丰富度和Shannon多样性指数的总变异分别有85%和99%可以用孤雌花相对丰度估计的回归方程解释。孤雌花的相对丰度与物种丰富度呈负相关，Shannon多样性指数与物种丰富度呈负相关r=−0.92和r分别=−0.99。Nigatu等人也是如此。[24]也指出，孤雌花的覆盖率与物种多样性之间存在明显的负相关(R²= 73%)及均匀性(R²= 69.5%)。

4.结论

结果表明，研究区共发现杂草27科110种。在LPIL和MPIL中，p .英具有较高的杂草频率、相对频率、平均场密度、相对密度、丰度、相对丰度和重要值，而其他杂草种类减少。与此同时，随着雌虫侵害程度的增加，杂草物种丰富度、香农多样性指数和均匀度均降低。

一般来说,圆殖菊，杂交菊，毛殖菊，colona, G. parviflora，而且n physalodes在各虫害等级中，相对频率、相对密度、相对丰度和重要值均相对较高。这表明这些杂草有更强的关系，并在与孤雌花的竞争中生长。迫切需要对该研究地区的孤木进行集中管理。最后，建议这些数据为政府、科学家、生态学家、政策制定者、除草剂进口商和其他利益攸关方提供关于玉米研究地区帕提虫入侵水平的知识。在未来，需要对不同种植季节的不同作物进行更多的定期调查工作，以确定可能的问题杂草和杂草数量的变化。使用的圆殖菊，杂交菊，毛殖菊，colona, G. parviflora，而且n physalodes为今后研究人员对帕提菊进行生物防治提供参考。

数据可用性

用于支持本研究结果的数据可根据要求从通讯作者处获得。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突。

作者的贡献

Dinberu Million领会了文件的思想，进行了研究，收集数据，分析数据，并撰写了原始手稿。Lisanework Nigatu, Zelalem Bekeko和Hirpa Legesse为所有的研究活动和数据分析，以及手稿的审查和编辑提供了建议。所有作者都已阅读并同意出版版本的手稿。

致谢

作者感谢Agri-Ceft埃塞俄比亚公司在田间试验期间提供的研究场地和物质支持。这项研究是由埃塞俄比亚科学和高等教育部资助的。

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