高溫干旱與病蟲草害對(duì)川東北帶狀間套作大豆的影響及應(yīng)對(duì)策略

閆飛燕,葉鵬盛,吳海英,廖樹琳,郭昊昱,于曉波,楊 輝,孫 歆,杜俊波*

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,成都 611130;2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物育種栽培研究所,成都 611130;3.四川省南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究所,四川 南充 637000)

1 研究背景

2023年中央一號(hào)文件提出,全面實(shí)施生物育種重大項(xiàng)目,加快培育高產(chǎn)高油大豆、耐鹽堿作物等新品種。加快玉米大豆生物育種產(chǎn)業(yè)化步伐,有序擴(kuò)大試點(diǎn)范圍,規(guī)范種植管理。種子是農(nóng)業(yè)的核心,種業(yè)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),也是保障我國(guó)14億人口糧食安全的重要前提[1]。生物育種是種業(yè)創(chuàng)新的核心,構(gòu)建現(xiàn)代生物育種創(chuàng)新體系,強(qiáng)化種質(zhì)資源深度挖掘,突破前沿育種關(guān)鍵技術(shù),培育戰(zhàn)略性新品種,實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技自強(qiáng)自立,是解決“種源”要害、打贏種業(yè)翻身仗的關(guān)鍵,是牢牢把握住糧食安全主動(dòng)權(quán)的根本保障[2]。對(duì)此,豆類雜糧創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)崗位部分成員近期前往南充市、遂寧市等川東北大豆主產(chǎn)區(qū),實(shí)地調(diào)研了帶狀間套作大豆長(zhǎng)勢(shì)及田間管理現(xiàn)狀,并提出對(duì)策,以期為川東北帶狀間套作大豆的田間管理及生物育種提供理論參考。

2 基本情況

2.1 高溫干旱對(duì)大豆玉米生長(zhǎng)的影響

2023年夏季,隨著川東北地區(qū)氣溫逐漸升高,強(qiáng)烈的光照會(huì)灼傷葉片,使玉米出現(xiàn)萎蔫,卷葉、干邊、干尖等現(xiàn)象,對(duì)玉米產(chǎn)量影響較大。南充、遂寧屬于中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),雨量充沛,日照偏少,夏季氣溫炎熱,雨量較集中,但在區(qū)域分布上不是很均勻,干旱和澇害時(shí)常交替發(fā)生。在南充調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn),強(qiáng)光照和干旱脅迫導(dǎo)致玉米葉片出現(xiàn)卷曲、萎蔫等現(xiàn)象。

夏季持續(xù)的高溫天氣會(huì)嚴(yán)重影響大豆的花芽分化,當(dāng)溫度超過(guò)39℃時(shí),大豆會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的落花落莢現(xiàn)象。當(dāng)下春種大豆依據(jù)不同品種正處于結(jié)莢鼓粒期,持續(xù)干旱易使大豆籽粒停止灌漿,形成癟粒。調(diào)查發(fā)現(xiàn),南充春播大豆個(gè)別地方的植株受到輕微和中度干旱影響。因此,此階段高溫天氣以及干旱將對(duì)大豆及玉米生長(zhǎng)發(fā)育造成不利影響,需及時(shí)人工干預(yù)進(jìn)行灌溉補(bǔ)水。

2.2 蟲害和草害對(duì)大豆玉米生長(zhǎng)的影響

大豆卷葉螟主要為害大豆、菜豆等豆科作物,是豆類作物的主要害蟲之一。大豆卷葉螟的幼蟲常吐絲將2個(gè)臨近葉片粘在一起,躲在其中咬食葉片,造成膜狀葉、殘缺不全葉,有些葉片上還有殘存的絲網(wǎng)。調(diào)研南充基地發(fā)現(xiàn)的大豆卷葉螟發(fā)生嚴(yán)重,造成葉片出現(xiàn)卷曲、缺刻及殘缺等現(xiàn)象,同時(shí)在田間也發(fā)現(xiàn)了蝸牛,其會(huì)造成大豆葉片和莖稈破損,嚴(yán)重時(shí)會(huì)吃光幼苗,這些蟲害嚴(yán)重影響大豆的生長(zhǎng)發(fā)育,應(yīng)及時(shí)人工干預(yù)防治害蟲的發(fā)生。

大豆玉米帶狀復(fù)合種植田塊中的雜草包括單子葉和雙子葉雜草,主要有馬唐、稗草、牛筋草、藜、反枝莧、鐵莧菜、龍葵等一年生禾本科和闊葉類雜草等[3]。播種后,田間雜草會(huì)比玉米、大豆優(yōu)先萌發(fā)出苗,整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)因灌水或降雨以及溫度等原因會(huì)出現(xiàn)多個(gè)出苗高峰期。氣溫升高,雨水或灌溉水增多時(shí),雜草發(fā)生也會(huì)進(jìn)入高峰期,應(yīng)及時(shí)關(guān)注田間雜草長(zhǎng)勢(shì)及大豆和玉米生長(zhǎng)狀況,采取措施盡早雜草。查中發(fā)現(xiàn)南部、西充、及遂寧部分區(qū)域草害較為嚴(yán)重,各種雜草與玉米苗競(jìng)爭(zhēng)資源,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行化學(xué)防治和人工拔除,防止瘋長(zhǎng)。

2.3 過(guò)度密植對(duì)大豆玉米生長(zhǎng)的影響

玉米種植密度過(guò)低時(shí),單株生長(zhǎng)發(fā)育好,果穗大、籽粒飽滿,但會(huì)使單位面積的穗數(shù)減少,從而造成減產(chǎn),同時(shí)土地、空間、養(yǎng)分和陽(yáng)光等資源無(wú)法得到充分利用。種植過(guò)密時(shí),穗數(shù)得到增加,但因密度大而造成植株間相互遮蔭,無(wú)法保證很好的通風(fēng)和透光,大豆玉米的光合作用減弱,就會(huì)嚴(yán)重影響單株玉米的生長(zhǎng)發(fā)育,造成空稈、倒伏、穗小、粒輕,也減少了單位面積的產(chǎn)量,同時(shí)也會(huì)對(duì)低位作物大豆造成嚴(yán)重遮蔭,使大豆出現(xiàn)強(qiáng)烈的避蔭反應(yīng)。調(diào)研發(fā)現(xiàn)部分基地玉米種植密度高達(dá)5500株/667m2,密度過(guò)大而施肥不均勻?qū)е掠衩组L(zhǎng)勢(shì)不一致。建議過(guò)度密植時(shí)可按7株/m2進(jìn)行人工間苗,及時(shí)拔除弱苗,保證玉米密度在4500株/667m2左右,同時(shí)大豆密度9000株/667m2左右[4]。因此,只有種植密度合理,穗數(shù)、粒數(shù)、粒重協(xié)調(diào)發(fā)展,才能保證玉米的高產(chǎn),同時(shí)最大限度的提高低位作物大豆的產(chǎn)量[5]。

3 對(duì)策措施

3.1 灌水補(bǔ)墑降溫

隨時(shí)關(guān)注土壤墑情變化,根據(jù)天氣預(yù)報(bào),干旱季節(jié)來(lái)臨前,提前采取措施促根壯苗,利用可用水源進(jìn)行噴灌、漫灌等多種形式澆水補(bǔ)墑、灌水降溫。高溫時(shí)期,可選擇陰天或晴天早晚合適時(shí)間段利用無(wú)人機(jī)對(duì)大豆和玉米全田噴施或人工對(duì)大豆進(jìn)行葉面噴霧,其中選擇抗旱劑,如0.1% S誘抗素50mL對(duì)水30～40L/667m2)與0.2%磷酸二氫鉀溶液(如國(guó)光動(dòng)力30mL+國(guó)光甲25g),或在大豆開花期噴施葉面肥(0.1%十三烷醇20mL+30%多效唑·價(jià)哌鎓30g+磷鉀肥50g+鉬肥20g對(duì)水30～40L/667m2)等既有利于降溫增濕,又能補(bǔ)充大豆、玉米生長(zhǎng)發(fā)育所必需的水分及養(yǎng)分。

3.2 防治病蟲草害

玉米病害主要有葉斑類病害、頂腐病、褐斑病、紋枯病、莖腐病、穗腐病等[6-7],蟲害主要有玉米螟蟲、黏蟲、草地貪夜蛾、桃蛀螟、紅蜘蛛、蚜蟲和蝸牛/釘螺[8-10]。大豆病害主要有大豆病毒病、根腐病、細(xì)菌性葉斑病、莢腐病、銹病等,蟲害主要有斜紋夜蛾幼蟲、高隆象、蝸牛、釘螺和蚜蟲等[11-12]。高溫干旱有助于病蟲害發(fā)生,降水量過(guò)少會(huì)導(dǎo)致玉米褐斑病、紅蜘蛛、粘蟲及大豆銹病、豆莢螟、蚜蟲等偏重發(fā)生,應(yīng)提前預(yù)防蟲害和病害。蟲害可用1.8%阿維菌素乳油60～100mL/667m2,或者4%高氯·甲維鹽微乳劑0.6～0.8g/667m2對(duì)水50～75kg,在田間蟲口密度達(dá)5%時(shí),噴施1～2次,每次間隔7～10d,可以防治玉米螟、桃柱螟、高隆象、蝽科、斜紋夜蛾等害蟲[10,13-14]。病害可用72%農(nóng)用硫酸鏈霉素3000～4000倍液和30%堿式硫酸銅懸浮劑400倍液防治細(xì)菌性葉斑病。用2%寧南霉素水劑200～260倍液,或者10%病毒王可濕性粉劑500倍液,在發(fā)病初期可連續(xù)均勻噴霧1～2次,間隔7～10d,可防治病毒病。采用25%氰烯菌酯懸浮劑80～100mL/667m2,對(duì)水少于30kg,或25%甲霜靈·錳鋅可濕性粉劑800～1000倍液防治莢腐病,在病害發(fā)生的初期階段進(jìn)行人工或無(wú)人機(jī)噴施,連續(xù)噴1～2次,間隔7～10d[15]。

同時(shí),應(yīng)及時(shí)對(duì)雜草進(jìn)行防控,大豆和玉米田塊的雜草進(jìn)行整個(gè)生育期的全程防除[16]。首先,要減少大豆和玉米田塊的雜草種子來(lái)源,播種前嚴(yán)格檢查種子的安全情況,對(duì)種子進(jìn)行清除雜種。播種前要及時(shí)清除地邊,路旁雜草,以減少進(jìn)入田間的雜草種子的來(lái)源,工作人員進(jìn)入田間地頭時(shí)應(yīng)避免帶入雜草種子。在大豆和玉米生長(zhǎng)期可采用藥劑進(jìn)行除草,如在玉米2～4葉期,每667m2可用96%精異丙甲草胺乳油50～80mL+20%氯氟吡氧乙酸異辛酯乳油100～150mL,或75%噻吩磺隆0.7～1g,或4%煙嘧磺隆懸浮劑75～100mL+20%氯氟吡氧乙酸異辛酯乳油100～150mL,對(duì)水40kg定向噴霧[4,17]。其次,加強(qiáng)大豆和玉米抗除草劑轉(zhuǎn)基因品種的深入研究,高校聯(lián)合公司對(duì)大豆玉米轉(zhuǎn)基因品種的創(chuàng)新研發(fā),可提高農(nóng)田雜草的防治效率。最后,加快培育與各種雜草競(jìng)爭(zhēng)性極強(qiáng)的大豆、玉米新品種。不同作物、不同品種間對(duì)雜草的抑制和耐受能力不同,可加強(qiáng)在田間篩選出更加耐受雜草危害的新品種,進(jìn)行大面積推廣應(yīng)用,利用作物本身的競(jìng)爭(zhēng)能力以及耐受性防除雜草,是最經(jīng)濟(jì)、環(huán)保且滿足農(nóng)民最大利益的除草措施。

3.3 合理密植

合理密植是實(shí)現(xiàn)玉米和大豆高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的中心環(huán)節(jié)。株距和行距是玉米和大豆共同生長(zhǎng)、產(chǎn)量高低和品質(zhì)好壞的關(guān)鍵因素。高位作物玉米表現(xiàn)為邊行優(yōu)勢(shì),玉米帶種2行最佳,最終達(dá)到行行具有邊行優(yōu)勢(shì)。大豆為低位作物,受高位作物蔭蔽的影響較大,為了減小玉米對(duì)大豆的蔭蔽影響,首先適度增加大豆行數(shù),行數(shù)范圍為2～6行,根據(jù)各種植區(qū)氣候條件、帶狀復(fù)合種植類型等選擇大豆適宜行數(shù)。玉米帶與大豆帶的間距大小影響兩個(gè)作物的枝葉伸展和根系間相互交叉纏繞狀況,影響著兩個(gè)作物對(duì)同一田塊的光、肥、水競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度。間距過(guò)大將減少作物的種植行數(shù),浪費(fèi)土地資源;間距過(guò)小,則加劇兩個(gè)作物間地上部生長(zhǎng)所需的空間資源間的競(jìng)爭(zhēng),低位作物大豆的受光條件變差,嚴(yán)重影響大豆的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量。玉米帶與大豆帶的間距以60～70cm為佳,同時(shí)注意大豆和玉米各自的株距。西南地區(qū)適宜的玉米播種密度約4000粒/667m2,大豆的播種密度約9000粒/667m2。

3.4 加快生物育種

在傳統(tǒng)育種的基礎(chǔ)上加強(qiáng)大豆生物育種研究,加快大豆生物育種產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。建議在以下幾個(gè)方面發(fā)力:一是加大大豆生物育種研發(fā)投入。設(shè)立專項(xiàng)支持有基礎(chǔ)的涉農(nóng)高校和科研院所開展大豆重要基因資源挖掘和利用研究,集中攻克適合西南大豆的轉(zhuǎn)基因和基因編輯關(guān)鍵核心技術(shù),聚合多個(gè)關(guān)鍵基因資源,開發(fā)耐蔭、高產(chǎn)、高抗新品種,加快生物技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新,面向產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,研發(fā)耐蔭、高產(chǎn)、高抗、優(yōu)質(zhì)的大豆新品種。二是加強(qiáng)大豆生物育種產(chǎn)教融合。組建高校-科研單位-企業(yè)研發(fā)聯(lián)合體,企業(yè)出題,政府和企業(yè)共同出資,高校和科研院所揭榜,聯(lián)合企業(yè)開展生物育種研究和人才培養(yǎng),為突破性大豆新品種創(chuàng)制提供持續(xù)的內(nèi)動(dòng)力[19]。三是建立生物育種新品種應(yīng)用推廣體系。生物育種新品種的陸續(xù)研發(fā)和應(yīng)用,需要建立健全一套新型推廣應(yīng)用體系[20],可通過(guò)地方政府出政策,以種植大戶和合作社為平臺(tái)建立示范基地,以需求和市場(chǎng)導(dǎo)向,建立輻射推廣體系,促進(jìn)生物育種成果加速應(yīng)用。

4 小結(jié)

依據(jù)對(duì)南充市、遂寧市等川東北大豆主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了田間調(diào)查,分析總結(jié)了大豆主產(chǎn)區(qū)的實(shí)踐現(xiàn)狀、問(wèn)題,并給出了相應(yīng)的對(duì)策建議。川東北地區(qū)響應(yīng)中央號(hào)召,推廣種植大豆玉米帶狀復(fù)合種植,有利于大豆和玉米增產(chǎn)、農(nóng)民增收。但實(shí)踐中所存在的高溫干旱、病蟲草害、過(guò)度密植等問(wèn)題嚴(yán)重影響大豆和玉米的生長(zhǎng)發(fā)育?；诖?本文提出了灌水補(bǔ)墑降溫、防治病蟲草害、合理密植和加快生物育種等對(duì)策建議,為優(yōu)化大豆種植及生物育種實(shí)踐提供參考,助推農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化和大豆產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。