溫埃清，張建成，楊 蕾，劉 靜

（巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古巴彥淖爾015000）

0 引言

小麥(Triticum aestivum)是中國(guó)三大糧食作物之一，也是重要的商品糧和戰(zhàn)略儲(chǔ)備糧。小麥生產(chǎn)直接關(guān)系到中國(guó)的糧食安全以及小麥產(chǎn)區(qū)的農(nóng)業(yè)增效與農(nóng)民增收[1]。河套黃河灌區(qū)是中國(guó)優(yōu)質(zhì)小麥最重要的產(chǎn)區(qū)之一，河套小麥及其河套面粉已享譽(yù)國(guó)內(nèi)外[2]。但是，河套灌區(qū)黃河水灌溉攜帶雜草種子和地下水位高，十分利于雜草生長(zhǎng)，導(dǎo)致河套灌區(qū)麥田雜草危害一直比較嚴(yán)重，麥田化學(xué)除草也成為小麥生產(chǎn)的必須操作。長(zhǎng)期使用除草劑，不僅會(huì)使雜草對(duì)各類除草劑產(chǎn)生抗性[3-5]，而且?guī)砹谁h(huán)境污染問題[5-7]，同時(shí)阻礙了優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)區(qū)進(jìn)行有機(jī)化和精品化生產(chǎn)的步伐。要想實(shí)現(xiàn)有機(jī)化生產(chǎn)，只能采取人工拔草。但人工拔草存在成本高、勞動(dòng)力難找、雜草根本無法及時(shí)鏟除、產(chǎn)量很低、無法大面積推廣等問題。因此，解決河套黃灌區(qū)麥田綠色控草技術(shù)難題[8-9]，已成為實(shí)現(xiàn)河套優(yōu)質(zhì)小麥有機(jī)化生產(chǎn)，乃至優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)業(yè)第二次騰飛的技術(shù)關(guān)鍵，并且對(duì)河套黃灌區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)振興具有重要意義。

農(nóng)田雜草防控相關(guān)的研究表明，農(nóng)田雜草種子主要來源于土壤[10-11]，河套黃灌區(qū)麥田雜草約60%也來源于土壤[6,12]。目前除人工除草外，相關(guān)雜草綠色防控措施還包括采用不同輪作和耕作制度減少農(nóng)田雜草[13-15]；根據(jù)生態(tài)位競(jìng)爭(zhēng)等生態(tài)學(xué)原理[16]，在牧草種植上實(shí)現(xiàn)生態(tài)控草、省工、高產(chǎn)、高效的目的[17]；采用低透光性的黑色地膜覆蓋和輪作的農(nóng)業(yè)措施控制蔬菜、玉米、水稻田間雜草，以實(shí)現(xiàn)有機(jī)化生產(chǎn)等[18-21]。但針對(duì)河套黃灌區(qū)麥田雜草的綠色防控問題，相關(guān)研究鮮少報(bào)道。筆者依據(jù)土壤種子庫“斷源、截流、竭庫”的雜草防控理論[6,10]，設(shè)置不同農(nóng)業(yè)綠色控草試驗(yàn)，通過對(duì)作物與雜草競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的觀測(cè)，和農(nóng)業(yè)綠色控草措施試驗(yàn)，提出河套黃灌區(qū)麥田雜草綠色防控措施，以期為解決河套黃灌區(qū)麥田雜草綠色防控問題提供理論及技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古河套灌區(qū)巴彥淖爾市杭錦后旗陜壩鎮(zhèn)春光村，巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院園子渠試驗(yàn)基地（107°07′E，40°51′N，海拔1024 m），該區(qū)具備明渠黃河水灌溉和機(jī)井地下水管道灌溉等井黃雙灌設(shè)施。試驗(yàn)地（0～20 cm土層）壤性土質(zhì)、有機(jī)質(zhì)20.8 g/kg、全氮1.16 g/kg、有效磷28.9 mg/kg、速效鉀120 mg/kg、pH 7.5、全鹽0.7 g/kg。前茬作物為小麥，雜草分布均勻且發(fā)生較重（總草密度200～246株/m2），優(yōu)勢(shì)雜草為藜 (Chenopodiumalbum)、籽 粒 莧 (Amaranthus hypochondriacus)、稗草(Echinochloa crusgalli)[12]。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用小麥品種均為河套地區(qū)主栽品種‘永良4號(hào)’，為優(yōu)質(zhì)矮桿型（株高83～85 cm）。不同品種抑草試驗(yàn)增加了高桿品種‘內(nèi)麥17號(hào)’（株高95～100 cm）。試驗(yàn)處理所用的2種肥料為自制羊糞充分腐熟有機(jī)肥和農(nóng)科院試驗(yàn)羊場(chǎng)有機(jī)肥（含有機(jī)質(zhì)24%～27%，氮(N)0.7%～0.8%，磷(P2O5)0.45%～0.6%，鉀(K2O)0.4%～0.5%）。地膜為寬度1.7 m、厚度0.01 mm符合國(guó)標(biāo)的黑色地膜，耕翻機(jī)為常規(guī)生產(chǎn)用機(jī)械，播種機(jī)為常規(guī)（有間隙）覆膜穴播機(jī)、全覆膜穴播機(jī)[22]和條播機(jī)，地膜回收用普通殘膜回收機(jī)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2014年設(shè)露地條播和露地穴播處理各0.13 hm2，觀測(cè)麥草生長(zhǎng)時(shí)空分布及競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。2015年設(shè)置5組雜草綠色控制試驗(yàn)（如表1所示）：（1）小麥播種量375、412.5、450 kg/hm23個(gè)處理試驗(yàn)；（2）矮桿‘永良4號(hào)’、高桿‘內(nèi)麥17號(hào)’2個(gè)處理試驗(yàn)；（3）施底肥15 t/hm2普通農(nóng)家肥、無雜草污染有機(jī)肥2個(gè)處理試驗(yàn)；（4）麥?zhǔn)蘸笄锓?次、秋翻2次并中間灌水1次2個(gè)處理試驗(yàn)；（5）膜邊壓土膜間有空隙的常規(guī)覆膜穴播（以下簡(jiǎn)稱“常規(guī)覆膜穴播”，圖1）、膜面壓土膜間無空隙的全覆膜穴播（以下簡(jiǎn)稱“全覆膜穴播”，圖2）、條播對(duì)照3個(gè)處理試驗(yàn)。試驗(yàn)小區(qū)面積均為30 m2，且均為隨機(jī)排列，進(jìn)行3次重復(fù)。

圖1 常規(guī)覆膜穴播示意圖

圖2 全覆膜穴播示意圖

表1 2015年雜草綠色控制試驗(yàn)設(shè)置

1.4 種植和管理

除按照處理要求進(jìn)行相應(yīng)的特殊播種和田間操作外，試驗(yàn)區(qū)域不進(jìn)行化學(xué)除草劑及人工鋤（拔）草，不施化肥。覆膜試驗(yàn)區(qū)在麥?zhǔn)蘸蟛捎脷埬せ厥諜C(jī)進(jìn)行殘膜回收。其他田間管理按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)小麥種植管理方法進(jìn)行。

1.5 調(diào)查方法

麥草生長(zhǎng)時(shí)空分布及競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系觀測(cè)試驗(yàn)中，隨機(jī)取5個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行雜草密度調(diào)查，樣點(diǎn)大小為1 m2。從4月上旬開始每10天調(diào)查1次主要雜草種類及其株數(shù)、株高，同時(shí)記載小麥密度和株高，5月下旬調(diào)查1次行（穴）間雜草和麥苗中混生雜草的鮮重。小麥?zhǔn)斋@前，在雜草綠色控制試驗(yàn)區(qū)的各小區(qū)隨機(jī)取5個(gè)樣點(diǎn)，大小為1 m2，記載雜草株數(shù)、鮮重。對(duì)控草效果較好的試驗(yàn)（4）和試驗(yàn)（5）進(jìn)行小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素調(diào)查，并進(jìn)行產(chǎn)量測(cè)定。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，基于SPSS 22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)T檢驗(yàn)、方差分析和多重比較，用Origin 2019軟件進(jìn)行做圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 麥苗與雜草出苗時(shí)間

對(duì)麥田主要雜草與小麥出苗進(jìn)度的觀測(cè)結(jié)果見圖3。小麥在4月上中旬即可出齊苗，而麥田藜、稗草、籽粒莧等主要雜草出苗均較小麥晚；藜晚10天左右，4月下旬出苗迅速且出苗量高于稗草和籽粒莧；稗草、籽粒莧晚30天左右，出苗過程平緩。6月中旬之前，各種雜草的高度均低于小麥株高，之后藜和籽粒莧會(huì)迅速高于小麥，使危害加重（圖4）。雜草生長(zhǎng)的相對(duì)滯后性，為生態(tài)控草提供了條件。

圖3 麥田主要雜草與小麥出苗進(jìn)度

2.2 雜草在麥田的空間分布

對(duì)雜草在麥田空間分布情況進(jìn)行調(diào)查（圖5），其結(jié)果（表2）顯示，麥苗間混生雜草和行（穴）間雜草在所占比例及生長(zhǎng)速度方面差異顯著。5月下旬條播小麥田行間雜草鮮重占比達(dá)到76.6%，穴播小麥田穴間雜草占比達(dá)98.6%，說明麥田雜草主要發(fā)生在行（穴）間，且行（穴）中雜草長(zhǎng)勢(shì)較弱，單株鮮重較行（穴）間降低39.3%～41.9%，麥苗對(duì)雜草有明顯的抑制作用。說明控制行（穴）間雜草是控制小麥全田雜草的主要策略。

表2 有機(jī)麥田行（穴）間雜草與麥苗混生雜草生長(zhǎng)調(diào)查

圖5 條播行間、行中示意圖

2.3 不同綠色控草措施的效果

2.3.1 小麥品種和播種量調(diào)節(jié)控草效果（拔節(jié)期）表3結(jié)果表明，增加播量對(duì)雜草株數(shù)增長(zhǎng)有抑制趨勢(shì)，種植高桿品種在灌漿前對(duì)雜草有一定的抑制作用，但2項(xiàng)措施方差分析的結(jié)果均不顯著，說明增加播量和種植高桿品種對(duì)雜草的抑制作用有限，難以從根本上控制草害。

表3 播種量和不同株高品種控制雜草效果

2.3.2 耕翻、施肥和覆膜控草效果 表4結(jié)果顯示，麥?zhǔn)蘸笤黾痈?次比常規(guī)耕翻草害明顯減輕，雜草株數(shù)減少22.0%，鮮重減少23.9%；無雜草污染有機(jī)肥代替普通農(nóng)家肥，對(duì)當(dāng)年草害的發(fā)生有明顯的減輕作用，麥?zhǔn)涨爸攴佬?.6%，鮮重防效9.6%；用黑色地膜全覆膜穴播（圖2）和常規(guī)覆膜穴播（圖1），綜合控草效果均十分顯著，株防效分別為82.3%、71.7%，鮮重防效分別為98.0%、97.1%。

表4 雜草綠色防控措施控草效果

2.3.3 草害綠色防控對(duì)小麥產(chǎn)量影響 表5結(jié)果表明，覆膜穴播控草較條播明顯提高了單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重，全覆膜穴播比常規(guī)覆膜穴播增加單位面積穗數(shù)，全覆膜穴播、常規(guī)覆膜穴播、增加耕翻控草措施分別增產(chǎn)69.4%、56.4%、21.1%。

表5 實(shí)施雜草綠色防控措施后對(duì)小麥產(chǎn)量影響

3 討論

雜草是影響有機(jī)農(nóng)業(yè)作物產(chǎn)量的主要因素[23]，有效控制雜草對(duì)有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。作物競(jìng)爭(zhēng)在控制麥田雜草中起著重要作用[24]，本研究在對(duì)小麥與雜草競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系觀測(cè)的基礎(chǔ)上，測(cè)定了不同綠色控草措施的控草效果。

河套黃灌區(qū)黑色地膜覆蓋穴播小麥，通過黑色地膜覆的阻光性，土壤中雜草種子雖能發(fā)芽但難以正常生長(zhǎng)，不僅達(dá)到了當(dāng)季控草減害的目的，還加速土壤種子庫消減而減輕對(duì)后茬危害。對(duì)只能施用有機(jī)緩效肥的有機(jī)生產(chǎn)田，通過地膜覆蓋土壤增溫保濕作用，提高了微生物活性使得有機(jī)肥利用效率提高[25-26]。因控草害和提肥效的雙重作用，有機(jī)小麥可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，不僅使小麥產(chǎn)量得到較大幅度的提高，生產(chǎn)成本也大幅度降低，其推廣應(yīng)用前景廣闊。增加1次耕翻，雖然對(duì)消減種子庫、減輕當(dāng)季雜草發(fā)生密度效果不是很明顯，但由于耕翻壓草增肥和土壤物理性狀變好，小麥增產(chǎn)效果也十分顯著[27-28]，對(duì)麥后不再復(fù)種其他作物的地塊有較大應(yīng)用價(jià)值。在試驗(yàn)中由于試驗(yàn)地的局限性，雜草發(fā)生種類不夠齊全，未能對(duì)其他草害種類做出防效測(cè)定，試驗(yàn)結(jié)論具有一定局限性。但本研究是以地膜覆蓋和耕翻土地等物理措施對(duì)草害進(jìn)行控制，其對(duì)雜草的選擇性不強(qiáng)，應(yīng)該具有廣適性特征，因此，即使在雜草種類有所異化的地塊，也應(yīng)具有較好的借鑒意義。該技術(shù)的應(yīng)用需要地膜覆蓋，增加了小麥種植物資成本，也增大地膜污染的風(fēng)險(xiǎn)。即使小麥田殘膜比玉米、向日葵等作物田覆蓋時(shí)間短、回收時(shí)殘膜韌性好、根茬小易與地膜分離，回收相對(duì)容易，但也需專用殘膜回收機(jī)械進(jìn)行回收，因此在推廣時(shí)應(yīng)予以關(guān)注。

4 結(jié)論

本研究在河套黃灌區(qū)小麥田雜草嚴(yán)重發(fā)生的區(qū)域，對(duì)小麥與雜草競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系觀測(cè)的基礎(chǔ)上，試驗(yàn)測(cè)定了采用不同小麥品種、種植密度、有機(jī)肥、耕翻次數(shù)、地膜覆蓋方式等綠色控草措施的效果和小麥產(chǎn)量。結(jié)果表明，綠色控草措施中除品種和種植密度對(duì)控草效果差異不顯著外，其余措施控草效果明顯，黑色地膜全覆膜穴播、常規(guī)覆膜穴播、增加耕翻次數(shù)、無雜草草籽污染有機(jī)肥的株數(shù)防效分別為82.3%、71.7%、22.0%、8.6%，黑色地膜全覆膜穴播、常規(guī)覆膜穴播、增加耕翻次數(shù)、無雜草草籽污染有機(jī)肥的鮮重防效分別為98.0%、97.1%、23.9%、9.6%，黑色地膜全覆膜穴播、常規(guī)覆膜穴播、增加耕翻次數(shù)分別增產(chǎn)69.4%、56.4%、21.1%，可為加快實(shí)現(xiàn)有機(jī)小麥生產(chǎn)機(jī)械化綠色控草提供理論基礎(chǔ)。