綠肥-小麥套作生態(tài)控草技術(shù)初探

蘇瑤，何振超，楊艷華,2，賈生強(qiáng),2，唐旭，沈阿林*

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021； 2.浙江農(nóng)林大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，浙江 杭州 311300)

針對(duì)田間雜草的防除，生產(chǎn)中通常使用異丙隆、精噁唑禾草靈、炔草酯等進(jìn)行化學(xué)防除[1-3]。近年來，隨著食品安全問題和生態(tài)危機(jī)的頻發(fā)重發(fā)，我國政府已逐漸認(rèn)識(shí)到農(nóng)藥的過量使用對(duì)食品安全和環(huán)境保護(hù)的危害，2015年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定了《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動(dòng)方案》，同年，科學(xué)技術(shù)部設(shè)立了“化肥農(nóng)藥減施增效科技專項(xiàng)”用于實(shí)施全國范圍內(nèi)農(nóng)藥減量。此外，長期對(duì)化學(xué)除草劑的過度依賴也導(dǎo)致抗藥性雜草發(fā)展迅速，生態(tài)安全隱患顯著增加[4-6]。目前的雜草防除技術(shù)仍然集中在對(duì)新型高效除草劑及其助劑等的篩選和配套的噴施設(shè)備方面[7-9]，缺少以生態(tài)位調(diào)控的綠色健康雜草防控技術(shù)。

生態(tài)控草是指采取各種農(nóng)業(yè)生態(tài)措施來控制雜草的發(fā)生，創(chuàng)造不利于雜草生長而有利于作物生長的環(huán)境，其對(duì)農(nóng)用化學(xué)品的依賴性不強(qiáng)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，是雜草可持續(xù)管理體系中替代化學(xué)除草的主要措施。這些措施一般通過提供多樣化的選擇壓力來限制雜草的發(fā)生，不會(huì)誘導(dǎo)雜草抗藥性的產(chǎn)生[10]。生態(tài)控草技術(shù)主要包含間/套種綠肥控草技術(shù)、作物輪作控草技術(shù)和秸稈覆蓋控草技術(shù)[11]。其中，間/套種綠肥控草技術(shù)還能有效培肥土壤，為下茬作物生長提供充足養(yǎng)分，進(jìn)而減少化肥使用量，是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的有效途徑[12-14]。盡管近年來綠肥的種植再次受到重視，但關(guān)注點(diǎn)更多的仍然是集中在其對(duì)土壤肥力、作物產(chǎn)量和質(zhì)量的影響方面[15-16]，對(duì)于綠肥作物與農(nóng)作物套種在田間雜草防控方面的影響研究仍鮮有報(bào)道。

鑒于此，本研究擬以紫云英作為綠肥的代表性作物，通過比較不噴施除草劑、噴施常規(guī)除草劑、不噴除草劑時(shí)2種紫云英作物與小麥套作處理下的麥田雜草發(fā)生和防控情況，以了解綠肥-小麥套作模式的麥田雜草防控效果；同時(shí)，比較分析不同處理下小麥的產(chǎn)量和產(chǎn)量影響因子，探明綠肥-小麥套作對(duì)作物生產(chǎn)的影響，進(jìn)而揭示綠肥-小麥套作在生產(chǎn)上應(yīng)用的可行性。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試小麥品種為蘇麥188。供試綠肥包括信紫1號(hào)和紫云英寧波種，分別由河南省信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院和浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。除草劑選用5%唑啉草酯，每667 m2地60 mL用量，與15 kg水混勻后，采用噴霧裝置直接噴施于莖葉。

1.2 方法

試驗(yàn)于2017年11月至2018年5月在浙江省杭州市桐廬縣江南鎮(zhèn)稻麥輪作試驗(yàn)田進(jìn)行。試驗(yàn)田土壤為砂土，其基本理化性質(zhì)如下：pH值4.36，有機(jī)質(zhì)21.3 g·kg-1，總氮(TN)0.11 g·kg-1，氨氮(AN)94.55 mg·kg-1，有效磷(AP)6.92 mg·kg-1，速效鉀(AK)385.00 mg·kg-1。

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，包括不噴除草劑的空白組(CK)、噴施常規(guī)除草劑(T1)、小麥套作信紫1號(hào)不噴除草劑(T2)和小麥套作紫云英寧波種不噴除草劑(T3)。其中，T2和T3處理組綠肥播種量為30.0 kg·hm-2，經(jīng)人工撒播適當(dāng)覆土后進(jìn)行小麥條播，小麥播種量為150 kg·hm-2，播種行距為30 cm。試驗(yàn)各處理施用肥料為尿素(N含量44%)、過磷酸鈣(P2O5含量12%)和氯化鉀(K2O含量60%)，施肥量分別為150 kg·hm-2N，75 kg·hm-2P2O5和90 kg·hm-2K2O。其中，氮肥基肥和追肥比例為4∶6(小麥拔節(jié)初期追施)，磷鉀肥均作為基肥一次性施入。每個(gè)處理采取大區(qū)(6.6 m×20 m=132 m2)設(shè)計(jì)，不設(shè)重復(fù)。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目

雜草防控效果調(diào)查。試驗(yàn)于噴藥后15、30 d調(diào)查各處理雜草發(fā)生情況，30 d加測(cè)雜草鮮質(zhì)量。每個(gè)試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)布置5個(gè)調(diào)查點(diǎn)，每點(diǎn)面積1.0 m2。計(jì)算各處理組相較于CK的相對(duì)株防效和相對(duì)鮮質(zhì)量防效。

小麥?zhǔn)斋@期分別測(cè)定不同處理的小麥產(chǎn)量和小麥產(chǎn)量因子，包括有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗長和千粒重等。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2007和Sigmaplot 10.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠肥-小麥套作對(duì)雜草的控制作用

調(diào)查結(jié)果顯示，噴施除草劑(T1)和小麥套作紫云英寧波種(T3)2個(gè)處理30 d的雜草數(shù)量和雜草鮮質(zhì)量均顯著低于不噴施除草劑處理組(CK)，T1和T3處理組均無顯著差異，表明紫云英寧波種與小麥套作的模式可有效抑制該區(qū)域雜草的生長，可達(dá)到與噴施除草劑相當(dāng)?shù)碾s草防控效果。與T3處理相反，T2處理中無論是雜草數(shù)量還是第30天的雜草鮮質(zhì)量均與CK處理無顯著差異，表明小麥與信紫1號(hào)套作不能有效地抑制該試驗(yàn)區(qū)中雜草的生長。

處理間無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖1 不同處理的田間雜草數(shù)量和鮮質(zhì)量

2.2 綠肥-小麥套作對(duì)雜草的防控效果

3個(gè)處理均具有一定的麥田雜草防控效果(表1)。處理后15 d，T3處理對(duì)麥田雜草有較好的控制，相對(duì)株防效為56.6%，顯著高于T1(22.3%)和T2(-19.8%)處理；30 d，T1處理對(duì)麥田雜草控制效果最好，其相對(duì)株防效和相對(duì)鮮質(zhì)量防效分別為71.1%和81.2%，其次是T3處理，其相對(duì)株防效較15 d時(shí)有所下降，為54.8%，相對(duì)鮮質(zhì)量防效為69.1%。

2.3 小麥-綠肥套種對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

表1 不同處理對(duì)麥田雜草的防控效果

小麥成熟期，對(duì)各處理的小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量影響因子進(jìn)行了測(cè)算與分析，結(jié)果(表2)顯示，各處理組小麥產(chǎn)量均較低，這主要與試驗(yàn)區(qū)土壤肥力較低、小麥播種量和施肥量較少有關(guān)。相較而言，T1處理組小麥產(chǎn)量最高，為1 686.6 kg·hm-2，其次為CK、T2和T3，分別較T1處理下降13.6%、20.6%和22.5%。此外，T2和T3處理的有效穗數(shù)、穗長和每穗粒數(shù)均明顯低于CK和T1處理組。這表明，本試驗(yàn)中綠肥與小麥的套作模式極大地影響了小麥的群體結(jié)構(gòu)而使小麥產(chǎn)量大幅下降。黃濤等[14]研究了春小麥與不同綠肥作物間套種植模式對(duì)小麥產(chǎn)量的影響，結(jié)果也顯示，小麥產(chǎn)量以單作處理最高，間套作模式可在一定程度上降低小麥產(chǎn)量。

表2 小麥-綠肥套種對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

3 小結(jié)與討論

采用綠肥-小麥套作的形式可在較大程度上減少雜草的數(shù)量。綠肥和小麥套作后，由于綠肥的快速萌發(fā)與生長，在生態(tài)位上占據(jù)了優(yōu)勢(shì)，大幅抑制了雜草的快速生長，同時(shí)，綠肥前期生長過程吸取土壤養(yǎng)分，進(jìn)一步對(duì)雜草生長中養(yǎng)分的吸取形成競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)雜草的有效防控。

相較于信紫1號(hào)，采用紫云英寧波種與小麥套作可達(dá)到與噴施常規(guī)除草劑相當(dāng)?shù)碾s草防控效果。表明試驗(yàn)區(qū)的土壤環(huán)境和氣候條件等更適宜紫云英寧波種的生長，故而能使其在試驗(yàn)區(qū)形成生態(tài)位的優(yōu)勢(shì)?？梢?，選用區(qū)域適宜的綠肥品種與小麥套作在生態(tài)控草方面具有較大的發(fā)展空間。

本試驗(yàn)中綠肥-小麥套作模式大幅降低了小麥的有效穗數(shù)、穗長和穗粒數(shù)，嚴(yán)重影響了小麥群體結(jié)構(gòu)，造成小麥減產(chǎn)。這可能是由于試驗(yàn)中綠肥播種量(30 kg·hm-2)按照綠肥常規(guī)種植播種量進(jìn)行，前期生長速度較小麥快，容易造成綠肥生長過剩，對(duì)小麥的生態(tài)位形成了一定的影響；另一方面，試驗(yàn)區(qū)土壤肥力較低，綠肥生長過程與小麥競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分，導(dǎo)致小麥生長亦受到一定的抑制。因此，后續(xù)研究中還需要進(jìn)一步根據(jù)土壤肥力情況，調(diào)整綠肥的播種量和麥田施肥量，盡量降低小麥減產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。但值得關(guān)注的是，小麥?zhǔn)斋@后，隨著紫云英翻入耕層，將有助于改善土壤肥力，可為下茬作物的生長提供養(yǎng)分，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)下茬作物的化肥減量增效提供保障。

綜上，綠肥-小麥套作模式在小麥生態(tài)控草和綠色生產(chǎn)方面具有較大的潛力，但需進(jìn)一步研究不同土壤肥力條件下綠肥-小麥套種的最適綠肥品種、播種量及其合理的施肥策略，在保障雜草防控效果的同時(shí)盡量減少對(duì)小麥生產(chǎn)的負(fù)面影響。