田中华 蒋玉兰 尹月浩 梁军 李林 刘登望
摘要:本文阐述了南方花生田杂草的多样性、危害程度及原因,重点综述了花生田杂草防除的传统农艺防控技术和最新科技进展,比较了几种主要花生除草剂的使用效果及生态效应,并对南方花生田杂草高效化、环保化的综合防控技术途径和措施做了展望。
关键词:花生田;杂草;除草剂;危害;防控技术
中图分类号:S451.22+4 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2020)01-0162-06
Abstract In this paper, the diversity, damage degree and causes of weeds in peanut fields in Southern China were described. The traditional techniques and the latest scientific and technological progresses of weed control in peanut fields were reviewed. The application effects and ecological effects of several main peanut herbicides were compared. The technical approaches and measures of high-efficient and environmental protection of peanut weeds in Southern China were prospected.
Keywords Peanut field;Weed;Herbicide;Harm; Weed management techniques
花生(Arachis hypogea L.)是我國最重要的油料与经济作物之一,年种植面积约占世界花生的1/5和国内油料作物的1/3,年总产量约占世界花生的2/5和国内油料作物的1/2,是花生产区农民增收的重要来源[1]。我国南方花生产区主要分布在长江流域的四川、湖北、湖南、江西、安徽、江苏等省,华南的广东、广西、福建等省区,近年花生年种植面积180万公顷左右,超过全国花生面积的1/3,主要分布在丘陵山区的酸性红壤、红黄壤旱薄地[2]。
我国南方气候温暖多雨,尤其是花生种植的春季至秋季,雨热同季,旱地、水旱轮作地花生均十分有利于杂草滋生,致使杂草种类繁多、数量巨大、危害普遍。杂草适应性强,与花生植株竞争光、水、肥等资源,若防控不力,轻者会直接抑制花生的正常生长发育、对花生产量与品质造成不同程度的损失,重者导致田地荒芜,甚至花生失收[1-4]。防控杂草措施和手段运用不当尤其是化学除草,还可能会造成花生及后茬作物的药害,以及花生产品、土壤、水域等生态环境的污染[3,4]。目前具有除草功能的转基因花生尚未取得推广应用证书,在我国不得种植。因此,南方花生田的杂草防控已成为当前绿色高效农业发展中极为棘手和紧迫的技术难题[2-7]。本文通过阐述南方花生田杂草的多样性、危害程度及原因,综述花生田杂草防除的传统农艺技术措施和最新科技发展动态,研究展望南方花生田杂草高效化、环保化的综合防控技术对策、途径和措施,为南方花生田杂草的防除和技术研究提供参考。
1 南方花生田杂草种类
我国花生田的杂草种类繁多,分属于30多科80多种[1,4,8],按叶片形态大致分为两大类型即阔叶、窄叶杂草,按生长周期分为一年生、两年生及多年生杂草。长江流域、东南沿海及云贵高原等南方花生产区花生田杂草属于亚热带、热带区域的暖季类型。整体来看,南方花生田优势杂草种类有马唐、双穗雀稗、香附子、牛筋草、马齿苋、喜旱莲子草、狗牙根、碎米莎草等20多种(表1),以禾本科种类最多,发生量占杂草总量的60%以上,其中马唐的植株密度及生物量显著高于其它杂草,是南方花生田中最主要杂草;而俗称“革命草”的喜旱莲子草、香附子防除最难 [4,8-11]。
2 杂草对花生的危害
入秋以后南方花生田杂草逐渐消亡。来年南方花生一般2—7月播种,7—12月收获。花生播种后,随着气温升高、雨水增多,杂草亦开始萌发、生长,与花生生长季节同步,故而可造成花生整个生育阶段的危害。绝大多数杂草为当地常规植物,具有极强的适应性;有些为多年生恶性杂草,如香附子,既可依赖地下根茎繁殖,也可通过种子繁殖,极难防除;有些是生物入侵植物,如喜旱莲子草,生长发育快,生物量大,世代交替迅速,挤占生长空间能力强[3,5,10]。杂草对花生的危害程度一是取决于杂草本身的种类、密度;二是受气候、土壤等自然环境条件的影响,一般多雨、高温、土壤肥沃的花生田杂草滋长迅速,反之干旱、低温、土壤瘠薄时杂草生长缓慢;三是受生产管理水平的影响。杂草发生越早、生长密度和生物量愈大、植株越高、与花生共生的时间越长,则危害越严重。杂草对花生的直接危害表现在争光、争水、争肥上[11,12],导致花生生存条件恶化、植株发育不良,最终花生一般减产5%左右,严重者10%以上,甚至失收;间接危害是作为危害花生的病虫寄主、桥梁,助长病虫害的发生。
3 花生田杂草防除技术
防除花生田杂草的技术途径多种多样,一般有农艺措施、生物防控、化学除草剂及其它新技术[1,3,13-27]。一般应在农艺措施基础上,适当配套其它技术,除草效果会更好。具体如何运用,应遵循花生田杂草防治的基本原则[2,4]:一是控早、控小,将杂草消灭在萌发至幼苗期,尤其在杂草开花结籽之前除掉十分重要,压低下一季杂草基数,使杂草失去在下一代或来年繁殖拓展的能力,方能使杂草危害程度减至最轻或在经济阈值容许范围之内;二是恶化杂草生长发育的环境,运用各种措施,创造不利于杂草萌发生长的农田生态环境,例如增加花生密度、选用早发速生的花生品种、采取水旱轮作;三是在综合防治措施大面积推广应用的同时,要根据农田生态学和经济学的原则,结合本地区的具体草情,动态地灵活运用,以减轻其对生态环境的污染,保持生态平衡,获得显著经济、生态和社会效益。
3.1 农艺除草技术
以农艺措施防除杂草,是花生田杂草综合防除体系中不可缺少的途径之一,也是我国传统农业技术精华所在,多属于生态环保的除草技术,内含物理学、生物化学和生态学的基本原理,应得到继承与发扬[3]。南方花生田防除杂草的主要农艺技术措施有5种:
3.1.1 翻耕土壤 危害花生的多数杂草一般分布在10 cm以内的耕作层中。在前茬秋、冬作物收获后或花生播种前,翻转土层尤其是适当深耕(25~30 cm)1~2次,能将表土杂草种子翻入深层,使其失去来年萌发条件,或即便发芽亦无力伸出土面;能捣毁多年生杂草如刺儿菜、香附子的地下繁殖器官;或将地下茎、根器官翻转到土表,便于捡拾后集中处理;或导致自然枯死,翻耕措施的杂草防控效果可达 50%~60%[1,3,12]。研究表明,与传统耕作模式相比,深耕花生田杂草的种类和优势种群基本相同,但杂草发生密度大幅降低:花期和结荚期调查,深耕田杂草鲜重明显低于传统耕作,且其花生产量比传统耕作增产6.27%[13]。
3.1.2 施用腐熟有机肥 土杂肥和猪、牛、羊、鸡粪等有机肥料中常常带有多类型的大量杂草种子,若未经高温发酵和长期堆沤腐熟等处理过程就直接施于花生田间,粪中隐藏的种子因人工作业而迅速传播,并有可能因种子包裹或伴随肥料而长势更旺,危害更大[1,3]。农家肥经过适当的高温堆制腐熟处理,能使绝大多数杂草种子失去发芽能力。当前国家农业农村部大力推广实施有机肥替代化肥工程,应特别注意土杂粪肥的彻底腐熟问题,不将杂草种子或病菌随肥入土。
3.1.3 生物覆盖 利用米糠、麦麸、碎草、秸秆、地膜等覆盖播种后的花生田地面,既能起到物理压草、化感抑草作用,又能发挥保水增肥效应。据称,此法为替代化学除草、生产绿色食品和有机食品花生的最佳除草措施之一[2,4,10,21-25]。
3.1.4 轮作换茬 轮作换茬不仅能克服花生本身的连作障碍,还能从很大程度上改变杂草的生长环境,减少花生田的杂草种类,尤其是伴生性杂草及种群密度。南方花生产区尤其是华南地区温高水丰,多推行花生与水稻水旱轮作栽培,是预防和控制花生田病、虫、草害的最佳农艺措施之一,有利于花生绿色高效生产[2,4,13-16]。
3.1.5 其它措施 人工耘锄浅耕仍然是小农经营者常用的田间管理措施。此外,及时清除田边田间杂草、随时拔除漏网大草,使其在植株开花或种子成熟前即被消灭[7],亦是农田杂草可持续治理的重要内容。
3.2 化学除草技术
化学除草对省工省力、提高劳动效率、降低生产成本、促进规模化经营具有决定性作用,受到农民的普遍欢迎,得到迅速广泛推广使用,是当今农业现代化的重要组成部分[1-3]。用于花生田的除草剂种类繁多,按作用方式分为选择型和灭生型除草剂;根据使用时期与方法分为芽前型、芽后型,它们各有特点,应根据其性能、特点合理选用,对草下药,提高药效,同时注意药害以及产品、土壤、水体等环境安全等问题[2-4]。据调查,农民往往只关注花生当季的除草问题,而忽视前后茬除草剂的残留与药害。例如,花生作为豆科作物与禾本科作物水稻、小麦、玉米等轮作,本是一种用养结合、克服连作障碍的高效复种制,但花生为阔叶作物,与窄叶作物轮作时,应特别留意前后茬作物是否会遭受除草剂的互相危害问题[2]。
3.2.1 芽前除草剂 芽前除草剂又称土壤处理剂,南方农民俗称“封闭药”[2]。将芽前除草剂喷洒于播种花生后的土表,或施药后通过混土操作把除草剂拌入土壤的一定深度,形成除草剂的封闭层,待杂草萌发、接触药层后即被杀死,而对已出土杂草无效。花生田常用的芽前除草剂有三类[2,4],直接喷雾的有乙草胺、异丙甲草胺(都尔)、精-异丙甲草胺(金都尔)、拉索、扑草净、农思它。几种主要芽前除草剂的防控对象及优劣势比较见表2。
3.2.2 芽后除草剂 又叫茎叶处理剂,即在花生出苗后喷洒到已出土的杂草茎叶上,通过茎叶的吸收和传导作用消滅杂草。此时药剂同时接触作物、杂草,因此必须具备选择性,即对花生安全,而专杀杂草(一般为单子叶的杂草),此类为芽后选择性除草剂。茎叶处理剂的施药适期应为对杂草敏感而花生安全的生育阶段,一般以杂草幼苗期即1~5叶期为宜。适合花生田的芽后选择性除草剂比较见表3。
4 花生田杂草防除技术展望
南方花生生长季节温暖多雨的气候条件十分有利于杂草生长,杂草防治难度、危害程度均远高于干旱冷凉的北方花生产区。花生化学除草剂的使用,经济、快速、防治效果好,但随其不断使用也出现不少生态安全和效果变差问题,如用药剂量控制不当会产生药害,残留药物对后茬作物有害或致蚯蚓等有益动物消亡或致土壤和水源被污染[16]。在劳动力成本日益增长、花生杂草防控日益要求高效化、环保化的今天,面对作物复种指数增加要求、农田杂草种群变化和群落演替加速、恶性农田杂草日趋加重、抗性杂草逐渐形成的严峻现实,花生田杂草防除技术必须持续创新,并朝生态安全、环境保护、经济高效、轻简实施的防控技术体系方向发展,为南方花生田杂草防控提出更好的技术途径和措施。
4.1 加强南方花生田杂草普查和基础研究
应加强对南方花生产区不同耕作栽培尤其多熟制条件下的主要杂草种类、优势杂草种类、发生危害状况的全面普查,研究明确种子库、群落结构特征、杂草萌发动态和种群演化规律,为有针对性地采取防除措施奠定基础[20]。
4.2 改进化学除草剂及完善施药技术
下一步应加强对除草剂作用机理的研究,研发适用于新型栽培措施、对作物安全、持效期适中、杀草谱广、选择性强、环境友好的除草剂或新剂型,及其科学合理的配套应用技术,加大筛选合理混配制剂的力度[3,4]。在研发新型除草剂的同时,还需改进配套施药技术,确保用药的安全、经济、高效、均匀。长期以来,我国农民使用具有切向离心式涡流芯喷头的背负式喷雾器喷施杀虫剂、杀菌剂、除草剂和生长调节剂,喷药方式单一,很难适应喷施除草剂尤其是高活性除草剂的要求,应创造条件尽量采用高压低用量药械如无人机、飞机施药,其效果好、污染轻,是今后的发展方向[4]。
除草地膜对花生田杂草的防除效果及花生的增产效果均显著,均优于直接喷施除草剂覆盖普通地膜的效果,而且除草剂残留量大大低于直接喷施除草剂,对旱地杂草的防除效果高于水旱轮作田[19-24]。
4.3 抗除草剂基因的研究与利用
积极开展分子生物学在杂草科学领域的应用研究,加速抗性基因分子的标记和克隆,早日将抗性基因应用到花生上[3]。
4.4 开展花生田杂草可持续治理
采用农艺控草与科学选用除草剂相结合的杂草治理措施是当前南方花生田杂草防控行之有效的对策,还可采取增强花生自身与杂草的竞争力、采取生物生态防控等可持续治理途径。
4.4.1 增强花生对杂草的竞争力 掌握杂草的生物学特性、生长发育规律、竞争能力等,通过选用植株早生快发、覆盖度高、与杂草竞争力强的花生品种及其充分成熟、生命力强、发芽率高的种子,采用配套单粒精播等栽培措施、优化水肥管理,使得田间生态环境更利于花生生长、苗齐苗壮,提高花生群体生长势、增强花生自身竞争力,从而弱化杂草的危害[3,4]。提倡采取起垄、每垄双行的机械化栽培模式,能形成花生位置高、杂草位置低的优化植物群落,利于花生生长发育而控草,也更便于高效化中耕除草。此外,还可利用生物技术提高花生同杂草的竞争力[6]。
4.4.2 生物生态防治 国内外研究利用某些植物、动物、昆虫、微生物等防除农田杂草也取得不同程度的成效[26]。利用植物间相克现象抑制杂草;利用某些植物的提取液,通过化感作用除草[21];利用真菌等微生物除草[3]。例如,有机花生生产中不能用任何化学农药防除花生田杂草,可采用麦糠、麦秸、烂树叶覆盖地面控草,其产生的化感物质可能是控制杂草的重要因素[6]。向日葵根系强大且能产生大量根系化感物质,可有效地抑制马唐、马齿苋、曼陀罗等花生田杂草的生长。有研究表明,小根蒜水浸提液对马唐、稗草和反枝苋种子萌发和幼苗生长均有较强的抑制作用[27]。
参 考 文 献:
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