[发明专利]一种界面阻隔对稻田杂草防控机制的研究方法

说明书

本发明涉及一种界面阻隔对稻田杂草防控机制的研究方法。本发明设计用于开展界面阻隔控草机制研究的装置，模拟稻田环境下界面阻隔材料直接或间接对杂草萌发环境条件的改变；在装置内播种杂草种子、移栽水稻并放置界面阻隔材料开展试验；调查装置内杂草萌发、界面阻隔材料性质和环境要素等的变化情况；采用随机抽样和随机输入变量选取的组合多棵决策树预测的随机森林算法筛选影响杂草发生的主导环境因素；采用基于变量的协方差矩阵应用线性方程表示观测变量之间关系的结构方程模型验证界面阻隔对环境因素的影响及主导环境因素对杂草发生的影响，为界面阻隔控草技术提供了理论基础和科学依据，对绿色生态农业技术的推广有非常重要的意义。

技术领域

本发明涉及农田生态防控杂草领域，尤其涉及一种界面阻隔对稻田杂草防控机制的研究方法。

背景技术

水稻是我国的主要粮食作物之一，绿色革命之后化学除草剂在稻田中的广泛应用带来了环境污染、药害和抗性杂草增多等问题。在我国发展生态农业、绿色经济，保护环境的生态文明背景下，水稻的可持续生产中急需生态的杂草防控策略。目前稻田主要的生态控草方法有物理防除(人工拔草、稻田覆膜、水分管理、人工清理杂草种子库等)和生物防控(种养结合、生态竞争、化感物质等)，这些方法都通过耗竭稻田杂草种子库、形成胁迫环境抑制杂草种子萌发生长、增强水稻竞争优势等角度出发来达到控草的目的。

稻田界面阻隔控草，包括非生物界面阻隔和生物界面阻隔，非生物界面主要指稻糠、生物炭或高分子膜等能够覆盖并分隔水气、水土界面的物质；生物界面阻隔例如少根紫萍、多根紫萍、红萍和藻类等能够迅速生长繁殖并形成界面覆盖的植物。中国专利申请CN104798669A公布了一种稻田控草方法，利用浮萍在稻田快速生长繁殖的特性，通过优化其投放时间、投放密度和品种来进行杂草防控，其防控效果可以达到90％以上。界面阻隔通过改变稻田中杂草萌发和生长的环境条件来控草，一方面是通过物理遮蔽作用减少了进入水体和到达土壤的光照强度，光照是植物光合作用必不可缺的能量来源，界面阻隔对光照的阻挡将直接限制杂草的生长。另一方面是界面阻隔材料对田面水体各类理化性质的综合影响，这其中也可能包含界面阻隔材料以田面水为载体间接影响杂草生长的关键因素。然而目前为止，针对界面阻隔控草的具体、量化的机制尚不明确。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是通过分隔渗透式装置提供一种界面阻隔对稻田杂草防控机制的研究方法。本发明按照装置设计-培养过程-因素筛选-SEM取样记录杂草-随机森林算法筛选主导环境因素-结构方程模型验证主导环境因素的流程完成界面阻隔对稻田杂草防控机制的研究。

本发明设计用于开展界面阻隔控草机制研究的装置，模拟稻田环境下界面阻隔材料(生物/非生物)直接或间接对杂草萌发环境条件的改变；在装置内播种杂草种子、移栽水稻并放置界面阻隔材料开展试验；调查装置内杂草萌发、界面阻隔材料性质和环境要素等的变化情况；采用随机抽样和随机输入变量选取的组合多棵决策树预测的随机森林算法筛选影响杂草萌发的主导环境因素；采用基于变量的协方差矩阵应用线性方程表示观测变量之间关系的结构方程模型验证界面阻隔对环境因素的影响及主导环境因素对杂草萌发的影响。本发明利用简单的分隔渗透式装置独立区分了界面阻隔对环境的复杂作用，为界面阻隔控草技术提供了理论基础和科学依据，对绿色生态农业技术的推广有非常重要的意义。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的目的在于提供一种界面阻隔对稻田杂草防控机制的研究方法，包括以下步骤：

(1)制作分隔渗透式装置；

(2)分隔渗透式装置中划分不同研究区域，每个研究区域分别撒入杂草种子，并种植水稻，其中部分研究区域设置界面阻隔，部分研究区域未设置界面阻隔；

(3)定期获取研究区域内的环境因素数据和研究区域内及邻域内界面阻隔数据，并获取研究区域内杂草萌发数据；

(4)基于环境因素数据和杂草萌发数据，采用随机森林算法筛选影响杂草萌发的主导环境因素；