高溫干旱與病蟲草害對川東北帶狀間套作大豆的影響及應對策略

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*

(1.四川農業大學農學院,成都 611130;2.四川省農業科學院經濟作物育種栽培研究所,成都 611130;3.四川省南充市農業科學院大豆研究所,四川 南充 637000)

1 研究背景

2023年中央一號文件提出,全面實施生物育種重大項目,加快培育高產高油大豆、耐鹽堿作物等新品種。加快玉米大豆生物育種產業化步伐,有序擴大試點范圍,規范種植管理。種子是農業的核心,種業科學技術的進步,是農業發展的基礎,也是保障我國14億人口糧食安全的重要前提[1]。生物育種是種業創新的核心,構建現代生物育種創新體系,強化種質資源深度挖掘,突破前沿育種關鍵技術,培育戰略性新品種,實現種業科技自強自立,是解決“種源”要害、打贏種業翻身仗的關鍵,是牢牢把握住糧食安全主動權的根本保障[2]。對此,豆類雜糧創新團隊崗位部分成員近期前往南充市、遂寧市等川東北大豆主產區,實地調研了帶狀間套作大豆長勢及田間管理現狀,并提出對策,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 高溫干旱對大豆玉米生長的影響

2023年夏季,隨著川東北地區氣溫逐漸升高,強烈的光照會灼傷葉片,使玉米出現萎蔫,卷葉、干邊、干尖等現象,對玉米產量影響較大。南充、遂寧屬于中亞熱帶濕潤季風氣候區,雨量充沛,日照偏少,夏季氣溫炎熱,雨量較集中,但在區域分布上不是很均勻,干旱和澇害時常交替發生。在南充調研時發現,強光照和干旱脅迫導致玉米葉片出現卷曲、萎蔫等現象。

夏季持續的高溫天氣會嚴重影響大豆的花芽分化,當溫度超過39℃時,大豆會出現嚴重的落花落莢現象。當下春種大豆依據不同品種正處于結莢鼓粒期,持續干旱易使大豆籽粒停止灌漿,形成癟粒。調查發現,南充春播大豆個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大豆及玉米生長發育造成不利影響,需及時人工干預進行灌溉補水。

2.2 蟲害和草害對大豆玉米生長的影響

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。調研南充基地發現的大豆卷葉螟發生嚴重,造成葉片出現卷曲、缺刻及殘缺等現象,同時在田間也發現了蝸牛,其會造成大豆葉片和莖稈破損,嚴重時會吃光幼苗,這些蟲害嚴重影響大豆的生長發育,應及時人工干預防治害蟲的發生。

大豆玉米帶狀復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,田間雜草會比玉米、大豆優先萌發出苗,整個生長季節因灌水或降雨以及溫度等原因會出現多個出苗高峰期。氣溫升高,雨水或灌溉水增多時,雜草發生也會進入高峰期,應及時關注田間雜草長勢及大豆和玉米生長狀況,采取措施盡早雜草。查中發現南部、西充、及遂寧部分區域草害較為嚴重,各種雜草與玉米苗競爭資源,應及時進行化學防治和人工拔除,防止瘋長。

2.3 過度密植對大豆玉米生長的影響

玉米種植密度過低時,單株生長發育好,果穗大、籽粒飽滿,但會使單位面積的穗數減少,從而造成減產,同時土地、空間、養分和陽光等資源無法得到充分利用。種植過密時,穗數得到增加,但因密度大而造成植株間相互遮蔭,無法保證很好的通風和透光,大豆玉米的光合作用減弱,就會嚴重影響單株玉米的生長發育,造成空稈、倒伏、穗小、粒輕,也減少了單位面積的產量,同時也會對低位作物大豆造成嚴重遮蔭,使大豆出現強烈的避蔭反應。調研發現部分基地玉米種植密度高達5500株/667m2,密度過大而施肥不均勻導致玉米長勢不一致。建議過度密植時可按7株/m2進行人工間苗,及時拔除弱苗,保證玉米密度在4500株/667m2左右,同時大豆密度9000株/667m2左右[4]。因此,只有種植密度合理,穗數、粒數、粒重協調發展,才能保證玉米的高產,同時最大限度的提高低位作物大豆的產量[5]。

3 對策措施

3.1 灌水補墑降溫

隨時關注土壤墑情變化,根據天氣預報,干旱季節來臨前,提前采取措施促根壯苗,利用可用水源進行噴灌、漫灌等多種形式澆水補墑、灌水降溫。高溫時期,可選擇陰天或晴天早晚合適時間段利用無人機對大豆和玉米全田噴施或人工對大豆進行葉面噴霧,其中選擇抗旱劑,如0.1% S誘抗素50mL對水30～40L/667m2)與0.2%磷酸二氫鉀溶液(如國光動力30mL+國光甲25g),或在大豆開花期噴施葉面肥(0.1%十三烷醇20mL+30%多效唑·價哌鎓30g+磷鉀肥50g+鉬肥20g對水30～40L/667m2)等既有利于降溫增濕,又能補充大豆、玉米生長發育所必需的水分及養分。

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生,降水量過少會導致玉米褐斑病、紅蜘蛛、粘蟲及大豆銹病、豆莢螟、蚜蟲等偏重發生,應提前預防蟲害和病害。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對水50～75kg,在田間蟲口密度達5%時,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,在發病初期可連續均勻噴霧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,在病害發生的初期階段進行人工或無人機噴施,連續噴1～2次,間隔7～10d[15]。

同時,應及時對雜草進行防控,大豆和玉米田塊的雜草進行整個生育期的全程防除[16]。首先,要減少大豆和玉米田塊的雜草種子來源,播種前嚴格檢查種子的安全情況,對種子進行清除雜種。播種前要及時清除地邊,路旁雜草,以減少進入田間的雜草種子的來源,工作人員進入田間地頭時應避免帶入雜草種子。在大豆和玉米生長期可采用藥劑進行除草,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,對水40kg定向噴霧[4,17]。其次,加強大豆和玉米抗除草劑轉基因品種的深入研究,高校聯合公司對大豆玉米轉基因品種的創新研發,可提高農田雜草的防治效率。最后,加快培育與各種雜草競爭性極強的大豆、玉米新品種。不同作物、不同品種間對雜草的抑制和耐受能力不同,可加強在田間篩選出更加耐受雜草危害的新品種,進行大面積推廣應用,利用作物本身的競爭能力以及耐受性防除雜草,是最經濟、環保且滿足農民最大利益的除草措施。

3.3 合理密植

合理密植是實現玉米和大豆高產、優質、高效的中心環節。株距和行距是玉米和大豆共同生長、產量高低和品質好壞的關鍵因素。高位作物玉米表現為邊行優勢,玉米帶種2行最佳,最終達到行行具有邊行優勢。大豆為低位作物,受高位作物蔭蔽的影響較大,為了減小玉米對大豆的蔭蔽影響,首先適度增加大豆行數,行數范圍為2～6行,根據各種植區氣候條件、帶狀復合種植類型等選擇大豆適宜行數。玉米帶與大豆帶的間距大小影響兩個作物的枝葉伸展和根系間相互交叉纏繞狀況,影響著兩個作物對同一田塊的光、肥、水競爭的激烈程度。間距過大將減少作物的種植行數,浪費土地資源;間距過小,則加劇兩個作物間地上部生長所需的空間資源間的競爭,低位作物大豆的受光條件變差,嚴重影響大豆的生長發育和產量。玉米帶與大豆帶的間距以60～70cm為佳,同時注意大豆和玉米各自的株距。西南地區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

在傳統育種的基礎上加強大豆生物育種研究,加快大豆生物育種產業化進程。建議在以下幾個方面發力:一是加大大豆生物育種研發投入。設立專項支持有基礎的涉農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基因和基因編輯關鍵核心技術,聚合多個關鍵基因資源,開發耐蔭、高產、高抗新品種,加快生物技術產品創新,面向產業發展需求,研發耐蔭、高產、高抗、優質的大豆新品種。二是加強大豆生物育種產教融合。組建高校-科研單位-企業研發聯合體,企業出題,政府和企業共同出資,高校和科研院所揭榜,聯合企業開展生物育種研究和人才培養,為突破性大豆新品種創制提供持續的內動力[19]。三是建立生物育種新品種應用推廣體系。生物育種新品種的陸續研發和應用,需要建立健全一套新型推廣應用體系[20],可通過地方政府出政策,以種植大戶和合作社為平臺建立示范基地,以需求和市場導向,建立輻射推廣體系,促進生物育種成果加速應用。

4 小結

依據對南充市、遂寧市等川東北大豆主產區進行了田間調查,分析總結了大豆主產區的實踐現狀、問題,并給出了相應的對策建議。川東北地區響應中央號召,推廣種植大豆玉米帶狀復合種植,有利于大豆和玉米增產、農民增收。但實踐中所存在的高溫干旱、病蟲草害、過度密植等問題嚴重影響大豆和玉米的生長發育。基于此,本文提出了灌水補墑降溫、防治病蟲草害、合理密植和加快生物育種等對策建議,為優化大豆種植及生物育種實踐提供參考,助推農業農村現代化和大豆產業化進程。