吉林省东南部稻区有机水稻栽培的除草技术初探

侯文平，王成瑷，赵 磊，赵秀哲，于亚彬，李 岩，高良文，韩 霖

（吉林省通化市农业科学研究院，吉林梅河口135007）

0 引言

有机稻米是根据有机农业生产原则和有机农产品生产方式及标准生产、加工，并通过有机食品认证的农产品[1]，是在符合有机农产品生产环境下，全部过程都利用农业资源，不使用化学合成的农药、化肥、生长调节剂等物质，遵循自然规律和生态学原理而获得的农产品[2]。有机水稻生产过程中不使用除草剂，只能以人工、小型除草工具除草的现状和有机稻田杂草基数多、密度大、生长速度快，并与水稻秧苗争肥、争水、争光，严重时影响水稻生育的特点。本项研究参考了李彦泉等有机稻田地膜覆盖，创造杂草无法生长环境，可以有效消除杂草[3-5]。赵文清用纸膜覆于稻田表面，在纸膜上插秧，杂草综合防效达93.0%[17-18,22]。吴勇贤、赵文清等采取稻田养鸭的途径，通过鸭子取食幼嫩杂草及杂草种子；迁移过程中爪子踩踏可抑制和消除杂草[6-8]，防除效果可以达到85%～95%[17-18,21]。金光浩等在稻田养鱼、螃蟹、小龙虾等草食性生物，杂草初发生时，叶、芽细嫩，适合杂食类水生动物食用，除草效果良好[14]。赵文清通过使用稻糠消耗水中的O2，增加CO2来阻碍杂草种子萌发、发根及生长发育，使杂草受到严重抑制或窒息而死[17]，施稻糠2000 kg/hm2稗草除草率达95.5%，三棱草除草率达94.9%，阔叶草除草率达87.5%，综合防效达到92.6%[10,12,18]，连续使用稻糠杂草的发生量逐渐减少，第3 年杂草没有发生[11]。吴勇贤等报道了插秧后稻田内施用稻壳，对防除杂草具有良好的效果[8,15]。马旭等利用2BYS-6 型水田中耕除草机，杂草的相对除净率为78.11%[13]。金光浩等采取水耙地后移栽前始终保持深水层(≥7 cm)，插秧后恢复深水层直至分蘖末期晒田，创造不利于杂草生长的环境条件[8,14,16]。吴竞仑等采取水旱轮作，改变杂草原有的适生环境，致使水田杂草种子数量减少，对稻田多年生杂草如矮慈姑、水莎草、眼子菜、扁秆藤等杂草具有较好的防除效果[19]。本研究根据试验区域杂草的生长发育规律和试验基地杂草发生情况，采取插秧前覆盖可降解膜、插秧后行间分期覆盖稻草等措施消除和控制有机稻田的杂草。在保证稻米品质的前提下，提高有机生产田的产量，最终达到提高生产效益的目的，并为有机稻田秸秆还田，提高土壤有机质含量提供了技术支持。

1 材料与方法

根据杂草生长规律，分别采取插秧前铺放可降解膜；插秧后行间分期覆盖稻草等措施控制和消除杂草，通过除草效果、稻谷产量与稻米品质表现，筛选出有机栽培田最佳的除草措施与时期。

1.1 试验设计

试验于2013—2014 年在梅河口市曙光镇西太平村有机稻米生产基地（已获得有机农产品认证）进行，试验选择杂草基数较多的地块，分别设可降解膜覆盖、行间分期覆盖稻草等试验处理。可降解膜覆盖采取插秧前先覆膜，再开口插秧；行间覆盖稻草设6 个处理（表1），对照(CK)为整个生育期不除草，各处理均设3次重复；为了便于操作，插秧方式为(50 cm+30 cm+30 cm)×20 cm，3行1组[23～25]，组内2个行间铺放稻草。

1.2 试验材料

1.2.1 品种 试验品种采用‘五优稻4号’（稻花香2号），生育期145天，属香型优质食用稻米品种。

1.2.2 生物降解膜 生物降解膜选用山东天壮环保科技有限公司生产的生物降解膜，宽度90 cm，厚度0.005 mm，主要通过高温、光、生物降解类菌降解。

1.2.3 稻草 选用上年度有机田留用的稻草，稻草要求健康田（上个季节没有发生病、虫害的田块）生产，未经粉碎和完整的稻草，把稻草截成30～40 cm 段，按照试验设计在不同生育阶段人工铺放到行间。

1.3 试验方法

1.3.1 整地、铺膜 整地：在秋翻地的基础上，5月上、中旬，施用底肥（腐熟的有机肥）后灌水泡田，5 月下旬，土壤水分适宜的情况下，用旋耕机械旋耕、耙地，细碎表层土壤，经过机械平整田面后，降低水层，划区铺膜。

表1 有机稻田除草试验设计

铺膜方法：按照宽度80 cm净面铺放降解膜，两侧埋入土中各5 cm，3行为1组，组内行距30 cm，组间行距50 cm，具体方法参照混合稀植栽培或高光效栽培[23-26]；铺好膜后，灌浅水等待插秧。

1.3.2 插秧方式

（1）覆膜处理插秧。在地膜上拉标记绳，距地膜外侧10 cm为标记绳的位置，人工在标记点（穴距20 cm）开口插秧，依次按照30 cm行距拉绳插秧，每幅降解膜插3行。形成两侧10 cm、中间行距30 cm的形式，3组为一次重复，试验区共插10 组（3 次重复，含1 组保护行），插秧密度13.6穴/m2，每穴3苗。

（2）稻草覆盖处理插秧。在覆膜处理的同一田块内，按照试验设计的插秧密度50 cm+30 cm+30 cm 确定插秧行位置，并插草棍标记，每个处理插9组，3组为一次重复，在不同的生育时期行间铺放稻草，铺放稻草处理和覆膜处理的插秧方式相同。

（3）对照区插秧。对照区分别设在铺放降解膜和铺放稻草处理同一区的另一侧，做单处理比较；并同时设立与处理区相同的对照区，对照区整个生育期不除草。

育苗与苗田管理、本田施肥、水分管理均按照有机稻米生产技术规程执行。

1.4 调查方法

1.4.1 杂草调查与样本采集时间 水稻封行期（7 月10日）在处理的中间位置（中间组）取1延长米，调查杂草种类与数量，杂草露出水面5 cm或杂草3片叶以上（有独立生存能力的杂草）计数，按照当地主要杂草类群（稗草、菵草、野慈姑、萤蔺）分类，分别统计杂草数量，并与对照区比较，计算杂草防、抑效果。

1.4.2 取样及测产 9 月25 日按重复采集样本，每区采集10 穴样本，并收获45 穴(3.3 m2)风干后考察产量性状，测定小区产量，并计算出公顷产量。测产样本风干后（3个月），测定稻米品质。

1.5 统计方法

处理区的杂草防除效果的计算见公式(1)。

2 结果与分析

2.1 不同处理方式对杂草的防除效果

通过样本调查发现试验田的主要杂草有4 种，即稗 草 (Echinochloa crusgalli)、菵 草 (Beckmannia syzigachne)、野慈姑(Sagittaria trifolia)和萤蔺(Scirpus juncoides)。由表2 可以看出，可降解地膜覆膜处理(C01)对田间的杂草防除效果最佳，4 种杂草的防除效果均达到100%。行间覆盖稻草除了萤蔺的防除效果偏低外(68.99%)，其他处理以C07（分蘖末期行间覆盖稻草）防除杂草的效果最好，对稗草、菵草和野慈姑的防除达到了92.44%～100.00%，此时期覆盖稻草对已成苗的杂草有覆盖和覆压作用，使杂草被压伏在水中，不能正常生长，直至茎叶腐烂。6 个时期行间覆盖稻草各处理对菵草的防效最明显(81.82%～100.00%)，其中有4 个处理(C03、C05、C06、C07)的防效达到了100%；稗草在秧苗缓苗后行间覆盖稻草(C03)和分蘖末期行间覆盖稻草(C07)，防效可达到91.18%～92.44%；野慈姑在分蘖初期(C04)和分蘖末期(C07)行间覆盖稻草效果最好，防效均达到了100%。而萤蔺的防除则是早期覆盖稻草(C02～C04)优于后期(C05～C07)，稻草最佳铺放时期为缓苗后覆盖稻草(C03)，防效可达到89.87%。

表2 不同除草处理对杂草的防除效果

2.2 不同处理的产量及产量性状表现

从各处理的测产结果看出，降解膜覆盖的处理(C01)产量最高，比对照增产36.54%；次则分蘖始期覆盖稻草(C03)，产量比对照增产12.66%，产量第三位为缓苗后(C02)覆盖稻草，比对照增产10.70%，其他处理与对照无显著的差异（表3）。

从产量性状的测定值（表3）可以看出，可降解膜覆膜(C01)单穴平均穗数比对照增加了27.72%，混合千粒重提高了17.90%；插秧后铺放稻草的处理(C02～C04)单穴穗数提高了6.79%～11.50%，混合千粒重增加了2.09%～17.90%，单穴总粒数增加了0.57%～6.07%；分蘖末期覆盖稻草(C07)单穴穗数和千粒重分别增加了7.64%和3.71%，单穴粒数增加了1.56%；但是这些处理穗数和单穴粒数的增加，导致了饱满粒率比对照有所下降。

2.3 不同除草处理的稻米品质分析

通过表4 可以看出，无论用可降解地膜还是用行间覆盖稻草处理，对稻米品质没有明显的影响。覆盖降解膜(C01)糙米率、精米率、直链淀粉和食味值略低于对照(CK)和其他处理，整精米率、垩白粒率、垩白度、蛋白含量略高于对照(CK)，这些差异统计上均未达到显著水平(P＞0.05)，不同时期行间覆盖稻草除草，食味值、直链淀粉、精米率与对照(CK)相近，说明在有机稻田采用降解膜覆盖和行间铺放稻草除草不会导致品质下降。

3 讨论与结论

从本研究的除草效果看，有机稻米生产田插秧前覆盖降解地膜在生育前期可以提高地温，促进分蘖的快速生长，有助于提高单穴穗数和千粒重，不仅可以有效防除和抑制杂草生长，并能达到最佳的除草效果，而且还可以提高产量，这与李彦全等研究结果相近[4-5,20]，塑料地膜与本研究采用的有机降解膜比较，水稻生育中、后期可以无需撤膜，且增产幅度高于塑料地膜、稻糠、稻壳和纸膜覆盖[10,12]。行间覆盖稻草可以根据杂草的种类确定铺放时期，防除稗草可以在缓苗后到分蘖始期铺放，可以有效抑制稗草出苗与生长，也可以在水稻分蘖的中、后期铺放，此时稗草已经出苗，并长出2～3叶，通过稻草把稗草压倒并淹没在水中，在无光缺氧的环境下至其腐烂，达到抑防效果；对于菵草、野慈姑等阔叶型杂草较多的地块，在水稻分蘖期铺放（分蘖初期到分蘖末期），此时杂草已经出苗，通过稻草的覆压、抑光、缺氧等抑制杂草生长，使杂草不能长出水面，最后腐烂死亡。萤蔺（水葱）叶片细圆柱形，对稻草穿透力较强且易于从稻草的缝隙中间穿出，可以在缓苗后覆盖稻草，并创造不利于出苗和生长的环境，也可以在水稻分蘖的中、后期待杂草长到高出水面后覆盖稻草，把已经出水面草抿倒后压到稻草的下面，抑制其生长来达到除草效果。本项研究与郑红霞、刘东阳等有机田覆盖稻糠[10,12]、稻壳[8,15]的研究结果相近，但是稻草覆盖部分处理的增产幅度和除草效果大于稻糠、稻壳和纸膜覆盖，虽然稻糠、稻壳除草有较好的效果，但是因稻糠、稻壳的来源与数量受到限制，推广应用时难以收集到足够的稻糠和稻壳；纸膜需要加工、储运，成本增加，并且稻糠、稻壳是随着用量增大，除草效果增加，但是也有报导稻糠覆盖水面，导致水温与地温大幅度降低，水稻生长缓慢，生育期后移，产量会随之降低[14]。利用稻草作为有机稻田防除杂草的原料，资源广成本低，铺放时稻草温度高于水温，吸水后稻草间有大量的空隙，对水温和地温不会产生较大影响，经过夏季高温稻草腐烂后，贴附于田面，不会造成土壤因稻草腐烂产生缺氧的现象，不仅除草效果显著，而且还可以达到稻草还田，增加土壤有机质的效果。本研究使用的是整株或切成30～40 cm长的草段覆盖在行间，在秧苗较小的时候易于碰到或挤压秧苗，并且株间没有覆盖到的区域易于出现杂草，对于利用粉碎和切段的稻草或把稻草加工成宽度与行距相近的草板或草帘，并按照适宜的时期机械撒施与铺放还有待于进一步研究与探讨。

表3 不同除草处理的产量及产量性状表现

表4 不同除草处理的稻米品质分析

从产量角度看，可降解膜覆盖产量最高，比对照增产36.54%；缓苗后和分蘖始期覆盖稻草(C02、C03)，产量比对照增产10.70%～12.66%，分蘖中、后期覆盖稻草产量与对照相近(-1.70%～1.44%)；从除草效果看，分蘖期铺放稻草对稗草的除草效果为73.85%～92.44%，以分蘖始期和分蘖末期效果最佳(91.18%～92.44%)，分蘖期覆盖稻草菵草的除草率为81.82%～100.00%，以分蘖初期及中、后期效果最好，可达到100.00%，分蘖初期和分蘖末期覆盖稻草对野慈姑亦能达到100.00%的防除效果，缓苗后和分蘖始期对萤蔺有较好的防除效果(78.90%～82.28%)。所以根据有机田杂草种类、出现的早晚可以选择适宜的铺放时期，整体看分蘖期根据杂草发生情况分期铺放稻草，对不同种类的杂草均有一定的防除效果。无论是降解膜覆盖还是分期覆盖稻草对稻米品质均无明显影响。这两种方式在保证稻米品质的前提下，不仅可以有效的消除杂草，而且早期覆盖稻草还可提高产量，达到秸秆还田的目的。