綠肥-小麥套作生態控草技術初探

蘇瑤，何振超，楊艷華,2，賈生強,2，唐旭，沈阿林*

(1.浙江省農業科學院 環境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021； 2.浙江農林大學 環境與資源學院，浙江 杭州 311300)

針對田間雜草的防除，生產中通常使用異丙隆、精噁唑禾草靈、炔草酯等進行化學防除[1-3]。近年來，隨著食品安全問題和生態危機的頻發重發，我國政府已逐漸認識到農藥的過量使用對食品安全和環境保護的危害，2015年農業農村部制定了《到2020年農藥使用量零增長行動方案》，同年，科學技術部設立了“化肥農藥減施增效科技專項”用于實施全國范圍內農藥減量。此外，長期對化學除草劑的過度依賴也導致抗藥性雜草發展迅速，生態安全隱患顯著增加[4-6]。目前的雜草防除技術仍然集中在對新型高效除草劑及其助劑等的篩選和配套的噴施設備方面[7-9]，缺少以生態位調控的綠色健康雜草防控技術。

生態控草是指采取各種農業生態措施來控制雜草的發生，創造不利于雜草生長而有利于作物生長的環境，其對農用化學品的依賴性不強，不會對環境造成污染，是雜草可持續管理體系中替代化學除草的主要措施。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生，不會誘導雜草抗藥性的產生[10]。生態控草技術主要包含間/套種綠肥控草技術、作物輪作控草技術和秸稈覆蓋控草技術[11]。其中，間/套種綠肥控草技術還能有效培肥土壤，為下茬作物生長提供充足養分，進而減少化肥使用量，是發展可持續農業的有效途徑[12-14]。盡管近年來綠肥的種植再次受到重視，但關注點更多的仍然是集中在其對土壤肥力、作物產量和質量的影響方面[15-16]，對于綠肥作物與農作物套種在田間雜草防控方面的影響研究仍鮮有報道。

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、噴施常規除草劑、不噴除草劑時2種紫云英作物與小麥套作處理下的麥田雜草發生和防控情況，以了解綠肥-小麥套作模式的麥田雜草防控效果；同時，比較分析不同處理下小麥的產量和產量影響因子，探明綠肥-小麥套作對作物生產的影響，進而揭示綠肥-小麥套作在生產上應用的可行性。

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號和紫云英寧波種，分別由河南省信陽市農業科學院和浙江省農業科學院提供。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

試驗于2017年11月至2018年5月在浙江省杭州市桐廬縣江南鎮稻麥輪作試驗田進行。試驗田土壤為砂土，其基本理化性質如下：pH值4.36，有機質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。

試驗共設4個處理，包括不噴除草劑的空白組(CK)、噴施常規除草劑(T1)、小麥套作信紫1號不噴除草劑(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，經人工撒播適當覆土后進行小麥條播，小麥播種量為150 kg·hm-2，播種行距為30 cm。試驗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(小麥拔節初期追施)，磷鉀肥均作為基肥一次性施入。每個處理采取大區(6.6 m×20 m=132 m2)設計，不設重復。

1.3 調查項目

雜草防控效果調查。試驗于噴藥后15、30 d調查各處理雜草發生情況，30 d加測雜草鮮質量。每個試驗區隨機布置5個調查點，每點面積1.0 m2。計算各處理組相較于CK的相對株防效和相對鮮質量防效。

小麥收獲期分別測定不同處理的小麥產量和小麥產量因子，包括有效穗數、穗粒數、穗長和千粒重等。

1.4 數據統計

采用Excel 2007和Sigmaplot 10.0軟件進行數據處理和圖表繪制，采用SPSS 20.0軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 綠肥-小麥套作對雜草的控制作用

調查結果顯示，噴施除草劑(T1)和小麥套作紫云英寧波種(T3)2個處理30 d的雜草數量和雜草鮮質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域雜草的生長，可達到與噴施除草劑相當的雜草防控效果。與T3處理相反，T2處理中無論是雜草數量還是第30天的雜草鮮質量均與CK處理無顯著差異，表明小麥與信紫1號套作不能有效地抑制該試驗區中雜草的生長。

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量和鮮質量

2.2 綠肥-小麥套作對雜草的防控效果

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

2.3 小麥-綠肥套種對小麥產量的影響

表1 不同處理對麥田雜草的防控效果

小麥成熟期，對各處理的小麥產量和產量影響因子進行了測算與分析，結果(表2)顯示，各處理組小麥產量均較低，這主要與試驗區土壤肥力較低、小麥播種量和施肥量較少有關。相較而言，T1處理組小麥產量最高，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、穗長和每穗粒數均明顯低于CK和T1處理組。這表明，本試驗中綠肥與小麥的套作模式極大地影響了小麥的群體結構而使小麥產量大幅下降。黃濤等[14]研究了春小麥與不同綠肥作物間套種植模式對小麥產量的影響，結果也顯示，小麥產量以單作處理最高，間套作模式可在一定程度上降低小麥產量。

表2 小麥-綠肥套種對小麥產量的影響

3 小結與討論

采用綠肥-小麥套作的形式可在較大程度上減少雜草的數量。綠肥和小麥套作后，由于綠肥的快速萌發與生長，在生態位上占據了優勢，大幅抑制了雜草的快速生長，同時，綠肥前期生長過程吸取土壤養分，進一步對雜草生長中養分的吸取形成競爭，進而實現對雜草的有效防控。

相較于信紫1號，采用紫云英寧波種與小麥套作可達到與噴施常規除草劑相當的雜草防控效果。表明試驗區的土壤環境和氣候條件等更適宜紫云英寧波種的生長，故而能使其在試驗區形成生態位的優勢。可見，選用區域適宜的綠肥品種與小麥套作在生態控草方面具有較大的發展空間。

本試驗中綠肥-小麥套作模式大幅降低了小麥的有效穗數、穗長和穗粒數，嚴重影響了小麥群體結構，造成小麥減產。這可能是由于試驗中綠肥播種量(30 kg·hm-2)按照綠肥常規種植播種量進行，前期生長速度較小麥快，容易造成綠肥生長過剩，對小麥的生態位形成了一定的影響；另一方面，試驗區土壤肥力較低，綠肥生長過程與小麥競爭養分，導致小麥生長亦受到一定的抑制。因此，后續研究中還需要進一步根據土壤肥力情況，調整綠肥的播種量和麥田施肥量，盡量降低小麥減產的風險。但值得關注的是，小麥收獲后，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分，進而為實現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控草和綠色生產方面具有較大的潛力，但需進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盡量減少對小麥生產的負面影響。