周金梅，邊步云，李 平，祝延立

（1.吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，吉林 吉林 132101；2.“農(nóng)牧一體化”農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站（林芝），西藏 林芝 860000；3.西藏藏迦生態(tài)科技發(fā)展有限公司，西藏 林芝 860000；4.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，長春 130033）

玉米苗期的生長狀況關(guān)系到后期玉米的生長發(fā)育和玉米產(chǎn)量［1］，并直接受到管理措施的影響［2］，如地下滴灌可滿足苗期玉米對(duì)水分的需求、增加株高整齊度和干物質(zhì)積累量，從而促進(jìn)苗期生長［3］；秸稈覆蓋相對(duì)于常規(guī)生產(chǎn)，可促進(jìn)根系生長發(fā)育［4］。但對(duì)于苗期玉米植株而言，由于雜草通過光照、水分、養(yǎng)分的競(jìng)爭作用，會(huì)影響苗期玉米生長，因此，除草成為春季玉米苗期管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，生產(chǎn)上多應(yīng)用除草劑除草、免耕覆蓋等措施抑制田間雜草［5-8］，但生產(chǎn)上一直沒有把雜草視為可利用的經(jīng)濟(jì)資源。

玉米田養(yǎng)鵝（Raise geese in corn fields，RGC）是“農(nóng)牧一體化”（Agro-pastoral integration，API）生產(chǎn)模式［9］中的一種，即在玉米田不施用除草劑，而是在“拒食劑”作用下，利用牧鵝來控制雜草。以往該模式對(duì)玉米生長中后期的植株影響已有研究報(bào)道［10］，但玉米植株苗期生長狀況作為玉米生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也直接關(guān)系到玉米產(chǎn)量的高低，但目前玉米田養(yǎng)鵝對(duì)玉米苗期生長狀況的影響尚不明確。本試驗(yàn)以“農(nóng)牧一體化”生產(chǎn)方式下的玉米田養(yǎng)鵝模式為對(duì)象，探究不同生產(chǎn)方式下苗期玉米生長狀況及雜草狀況，以期明確玉米田養(yǎng)鵝管理措施對(duì)玉米苗期生長發(fā)育的影響，為基于玉米生長發(fā)育狀況的“玉米田養(yǎng)鵝”模式生產(chǎn)措施優(yōu)化提供理論依據(jù)和生產(chǎn)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于西藏林芝市八一鎮(zhèn)（E94°49′，N29°33′）［10］，海拔高度 2 980～3 100 m，全年平均溫度為8.6 ℃，全年日均溫≥10 ℃的時(shí)間為159.2 d，≥10 ℃以上積溫2 225.7 ℃，全年無霜期177 d；年平均降雨量為634.2 mm，全年日照時(shí)間為1 988.6 h。試驗(yàn)地土地類型均一，地勢(shì)平整，原為青稞、小麥、玉米等作物輪作的農(nóng)田，土壤為沙壤土。農(nóng)田雜草主要有灰綠藜（Chenopodium glaucum）、馬唐（Digitaria sanguinalis）等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

“玉米田養(yǎng)鵝”長期定位試驗(yàn)開始于2013 年。一般每年4 月末進(jìn)行試驗(yàn)農(nóng)田玉米覆膜播種，玉米品種選用酒單4 號(hào)，以25 cm×45 cm 植株行間距播種玉米，并設(shè)置玉米植株保護(hù)行。以復(fù)合肥作為底肥，施入標(biāo)準(zhǔn) 400 kg∕hm2（其中，N33%、P2O517%、K2O 17%、有機(jī)質(zhì)20%）。在玉米田分別采取常規(guī)處理（CK）和玉米田養(yǎng)鵝處理（RGC），3 次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積為100 m2，RGC 處理小區(qū)四周采用高60～80 cm的尼龍網(wǎng)圍封。

玉米田養(yǎng)鵝處理（RGC）田間不除草，鵝以玉米行間雜草為主要飼料來源；放鵝前3 d 左右噴灑1 次“拒食劑”（在一定時(shí)期內(nèi)防止鵝采食玉米葉片），一般每年 7 月末8 月初放入幼鵝（體重 1.5～2.0 kg），放鵝量為10 只，每小區(qū)連續(xù)3 d，3 個(gè)小區(qū)輪流放養(yǎng)，10月初結(jié)束放鵝。早晨9 點(diǎn)放入鵝，傍晚趕鵝歸舍，每天投喂玉米面和豆粕的混合飼料≤100 g∕只，晝夜供應(yīng)足量水。

常規(guī)處理（CK）按照當(dāng)?shù)匾话阌衩咨a(chǎn)方式進(jìn)行，采用阿特拉津作為苗后除草劑抑制田間雜草，施用量為 1.65 kg∕hm2，按照 1∶100 用水稀釋，使用裝置罩頭的噴霧器均勻噴灑，控制田間雜草。

1.3 測(cè)試項(xiàng)目與方法

2017 年6 月初對(duì)經(jīng)過4 年連續(xù)定位試驗(yàn)的農(nóng)田雜草和苗期玉米生長狀況進(jìn)行調(diào)查，采用“W”型五點(diǎn)取樣法隨機(jī)取樣，采樣面積為1 m×1 m，每個(gè)小區(qū)雜草隨機(jī)取樣3 次，每個(gè)小區(qū)苗期隨機(jī)采集連續(xù)的5株玉米植株。采集與記錄雜草的種類，使用刻度尺（精確到1 mm）測(cè)量玉米植株株高（Hij）、葉長（Lij）和最大葉寬（Bij），使用游標(biāo)卡尺測(cè)量玉米植株莖粗（Dij），使用SPAD-502 手持葉綠素測(cè)定儀測(cè)量功能葉中部葉脈垂直的兩側(cè)、距離葉脈等距的葉面葉綠素含量（Sij），使用JM-A 型電子天平（精確到0.01 g）測(cè)量玉米植株干重（Dij）。

苗期玉米葉面積（A）計(jì)算公式為：

式中，n為第j株玉米總?cè)~片數(shù)；i為第j株玉米某一片葉；m為測(cè)定株數(shù)。

將雜草和苗期玉米從植株根部剪取，按照試驗(yàn)區(qū)號(hào)和植株種類標(biāo)記存入檔案袋中，用恒溫箱將收集的植株先在105 ℃下恒溫殺青30 min，之后將恒溫箱溫度調(diào)至80 ℃下烘干至恒重，用JM-A 型電子天平（精確到0.01 g）分別稱取雜草的干重、苗期玉米的鮮重和干重；秋季在每小區(qū)內(nèi)隨機(jī)取連續(xù)的10株玉米植株測(cè)產(chǎn)，3 次重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2003 軟件處理相關(guān)數(shù)據(jù)，采用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析判斷差異顯著性，試驗(yàn)數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，置信水平為95%或99%。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜草群落地上生物量

苗期田間雜草地上生物量可以在一定程度上反映對(duì)玉米幼苗生長的影響。如圖1 所示，玉米田養(yǎng)鵝的雜草群落地上生物量為15.24 g∕m2，略低于對(duì)照0.66 g∕m2，處理間差異不顯著（P＞0.05，n=9）。玉米田養(yǎng)鵝措施對(duì)雜草萌發(fā)初期的雜草地上生物量影響不大。

圖1 不同處理下雜草群落的地上生物量

2.2 植株性狀

不同處理下對(duì)玉米苗期植株性狀影響明顯，如表1 所示。玉米田養(yǎng)鵝處理玉米苗期植株葉長為28.12 cm，比對(duì)照的葉長平均值長0.57 cm，處理間差異不顯著（P＞0.05，n=85）；玉米田養(yǎng)鵝處理玉米植株葉寬為2.92 cm，比對(duì)照葉寬大0.15 cm，處理間差異不顯著（P＞0.05，n=85）；玉米田養(yǎng)鵝處理玉米植株株高為40.66 cm，比對(duì)照株高高6.80 cm，處理間差異極顯著（P＜0.01，n=15）；玉米田養(yǎng)鵝處理的玉米植株莖粗為1.00 cm，比對(duì)照莖粗大0.11 cm，處理間差異不顯著（P＞0.05，n=15）；玉米田養(yǎng)鵝處理玉米植株葉面積為85.22 cm2，比對(duì)照大5.99 cm2，處理間差異不顯著（P＞0.05，n=15）；玉米田養(yǎng)鵝處理玉米植株功能葉葉綠素含量為37.31，比對(duì)照的葉綠素含量低2.01，處理間差異顯著（P＜0.05，n=30）。

表1 不同處理下玉米苗期植株性狀

2.3 玉米苗期干重、鮮重

玉米苗期的鮮重和干重反映了玉米物質(zhì)積累能力。不同處理對(duì)玉米苗期植株干重和鮮重影響明顯（圖2），玉米田養(yǎng)鵝玉米苗期植株平均鮮重為31.92 g∕m2，比對(duì)照高 6.82 g∕m2，但處理間差異不顯著（P＞0.05，n=15）；玉米田養(yǎng)鵝玉米苗期植株平均干重為3.77 g∕m2，比對(duì)照高 0.60 g∕m2，但處理間差異不顯著（P＞0.05，n=15）。因此，玉米田養(yǎng)鵝措施可以提高玉米苗期植株的干重和鮮重含量。

圖2 在不同處理下的玉米苗期干重和鮮重

2.4 不同處理對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

不同處理下的玉米產(chǎn)量差異較大（圖3）。由圖3可知，RGC處理下的平均玉米產(chǎn)量為5 657.01 kg∕hm2，比對(duì)照低3 873.62 kg∕hm2，處理間差異顯著（P＜0.05，n=9）。說明玉米田養(yǎng)鵝措施對(duì)當(dāng)年的玉米產(chǎn)量造成了嚴(yán)重的減產(chǎn)。

圖3 不同處理對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

3 討論

3.1 不同處理對(duì)苗期玉米田雜草群落的影響

苗期玉米田雜草與玉米產(chǎn)生一定的競(jìng)爭作用，并影響苗期玉米植株的生長［1］。張宇陽等［10］通過研究不同生產(chǎn)方式對(duì)玉米田放牧前和放牧后雜草群落的影響，認(rèn)為不同生產(chǎn)方式對(duì)雜草群落的生產(chǎn)力、結(jié)構(gòu)和多樣性產(chǎn)生明顯差異。玉米田養(yǎng)鵝處理下的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，未進(jìn)行任何除草劑處理，加之養(yǎng)鵝的干擾，相比于噴施除草劑管理農(nóng)田的常規(guī)生產(chǎn)模式，雜草群落物種數(shù)目更多，雜草生產(chǎn)力更高［10-12］。本研究中，玉米田養(yǎng)鵝處理（RGC）農(nóng)田玉米苗期的雜草生物量略低于對(duì)照，可能由于連續(xù)玉米田養(yǎng)鵝管理措施下鵝對(duì)雜草的采食作用，尤其是鵝在秋季雜草種子結(jié)實(shí)時(shí)對(duì)雜草種子的過度采食，導(dǎo)致土壤種子庫內(nèi)雜草種子量受到影響。

3.2 不同處理對(duì)玉米苗期生長狀況的影響

苗期玉米的生長狀況與長期執(zhí)行的生產(chǎn)管理關(guān)系密切［3，13］。農(nóng)田長期進(jìn)行玉米田養(yǎng)鵝管理，其農(nóng)田土壤養(yǎng)分輸入輸出總體狀況趨好［14］，相比于常規(guī)生產(chǎn)方式下的玉米農(nóng)田，玉米田養(yǎng)鵝農(nóng)田土壤含水率、不同深度的土壤緊實(shí)度和土壤中的速效磷含量增加，土壤的堿解氮含量和速效鉀含量降低，土壤養(yǎng)分狀況趨好［15］；同時(shí)，玉米田養(yǎng)鵝措施改變了土壤溫度變化規(guī)律，晝夜溫差加大，有利于光合產(chǎn)物的積累［16］。玉米田養(yǎng)鵝農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤整體狀況趨好，使得玉米田養(yǎng)鵝管理措施下的土壤環(huán)境更適合玉米苗期生長，從而與對(duì)照相比促進(jìn)了玉米植株苗期生長狀況的改善。

3.3 玉米苗期狀況對(duì)產(chǎn)量的影響

研究表明，玉米田養(yǎng)鵝措施雖然實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)生產(chǎn)效益的大幅度提高［17］，并維持較高系統(tǒng)生物多樣性［18］，可持續(xù)生產(chǎn)潛力更大［19］，但玉米卻有所減產(chǎn)［20］，不過本試驗(yàn)結(jié)合以往研究結(jié)果［10］和試驗(yàn)當(dāng)年的秋季測(cè)產(chǎn)數(shù)據(jù)來分析，玉米田養(yǎng)鵝處理下的后期玉米產(chǎn)量顯著減產(chǎn)。玉米嚴(yán)重減產(chǎn)的原因是由于2017 年試驗(yàn)地所在區(qū)域嚴(yán)重干旱，導(dǎo)致玉米植株過于低矮，后期被鵝吃掉過多的玉米葉片，同時(shí)一些低矮的玉米植株也被鵝吃掉。也就是說，后期的養(yǎng)鵝措施是導(dǎo)致玉米產(chǎn)量降低的主要原因。

從本試驗(yàn)研究結(jié)果可以明確，玉米田養(yǎng)鵝模式下玉米產(chǎn)量減產(chǎn)問題并不是出在苗期階段，相反長期連續(xù)玉米田養(yǎng)鵝措施對(duì)苗期玉米植株的生長發(fā)育是有促進(jìn)作用的。因此，通過本次試驗(yàn)，填補(bǔ)了玉米田養(yǎng)鵝措施對(duì)玉米生產(chǎn)影響過程研究的空白。

4 結(jié)論

玉米田養(yǎng)鵝處理（RGC）雜草群落地上生物量比對(duì)照略高，處理間差異不顯著；RGC 處理玉米植株葉長、葉寬、葉面積、莖粗、鮮重、干重均高于對(duì)照（CK），處理間差異不顯著，但RGC 處理株高極顯著高于對(duì)照，RGC 處理葉綠素含量顯著低于對(duì)照，但RGC 處理玉米產(chǎn)量顯著低于對(duì)照。經(jīng)過連續(xù)4 年的長期定位試驗(yàn)后，玉米田養(yǎng)鵝處理增加了雜草群落的種類和生物量，同時(shí)總體上改善了苗期玉米的生長狀況，而秋季玉米產(chǎn)量的降低則是由于后期管理因素造成的。