“玉米田养鹅”模式下的玉米植株苗期生长研究

周金梅，边步云，李 平，祝延立

（1.吉林农业科技学院，吉林 吉林 132101；2.“农牧一体化”农业生态试验站（林芝），西藏 林芝 860000；3.西藏藏迦生态科技发展有限公司，西藏 林芝 860000；4.吉林省农业科学院，长春 130033）

玉米苗期的生长状况关系到后期玉米的生长发育和玉米产量［1］，并直接受到管理措施的影响［2］，如地下滴灌可满足苗期玉米对水分的需求、增加株高整齐度和干物质积累量，从而促进苗期生长［3］；秸秆覆盖相对于常规生产，可促进根系生长发育［4］。但对于苗期玉米植株而言，由于杂草通过光照、水分、养分的竞争作用，会影响苗期玉米生长，因此，除草成为春季玉米苗期管理的关键环节。目前，生产上多应用除草剂除草、免耕覆盖等措施抑制田间杂草［5-8］，但生产上一直没有把杂草视为可利用的经济资源。

玉米田养鹅（Raise geese in corn fields，RGC）是“农牧一体化”（Agro-pastoral integration，API）生产模式［9］中的一种，即在玉米田不施用除草剂，而是在“拒食剂”作用下，利用牧鹅来控制杂草。以往该模式对玉米生长中后期的植株影响已有研究报道［10］，但玉米植株苗期生长状况作为玉米生产中的关键环节，也直接关系到玉米产量的高低，但目前玉米田养鹅对玉米苗期生长状况的影响尚不明确。本试验以“农牧一体化”生产方式下的玉米田养鹅模式为对象，探究不同生产方式下苗期玉米生长状况及杂草状况，以期明确玉米田养鹅管理措施对玉米苗期生长发育的影响，为基于玉米生长发育状况的“玉米田养鹅”模式生产措施优化提供理论依据和生产参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区位于西藏林芝市八一镇（E94°49′，N29°33′）［10］，海拔高度 2 980～3 100 m，全年平均温度为8.6 ℃，全年日均温≥10 ℃的时间为159.2 d，≥10 ℃以上积温2 225.7 ℃，全年无霜期177 d；年平均降雨量为634.2 mm，全年日照时间为1 988.6 h。试验地土地类型均一，地势平整，原为青稞、小麦、玉米等作物轮作的农田，土壤为沙壤土。农田杂草主要有灰绿藜（Chenopodium glaucum）、马唐（Digitaria sanguinalis）等。

1.2 试验设计

“玉米田养鹅”长期定位试验开始于2013 年。一般每年4 月末进行试验农田玉米覆膜播种，玉米品种选用酒单4 号，以25 cm×45 cm 植株行间距播种玉米，并设置玉米植株保护行。以复合肥作为底肥，施入标准 400 kg∕hm2（其中，N33%、P2O517%、K2O 17%、有机质20%）。在玉米田分别采取常规处理（CK）和玉米田养鹅处理（RGC），3 次重复，每个小区面积为100 m2，RGC 处理小区四周采用高60～80 cm的尼龙网围封。

玉米田养鹅处理（RGC）田间不除草，鹅以玉米行间杂草为主要饲料来源；放鹅前3 d 左右喷洒1 次“拒食剂”（在一定时期内防止鹅采食玉米叶片），一般每年 7 月末8 月初放入幼鹅（体重 1.5～2.0 kg），放鹅量为10 只，每小区连续3 d，3 个小区轮流放养，10月初结束放鹅。早晨9 点放入鹅，傍晚赶鹅归舍，每天投喂玉米面和豆粕的混合饲料≤100 g∕只，昼夜供应足量水。

常规处理（CK）按照当地一般玉米生产方式进行，采用阿特拉津作为苗后除草剂抑制田间杂草，施用量为 1.65 kg∕hm2，按照 1∶100 用水稀释，使用装置罩头的喷雾器均匀喷洒，控制田间杂草。

1.3 测试项目与方法

2017 年6 月初对经过4 年连续定位试验的农田杂草和苗期玉米生长状况进行调查，采用“W”型五点取样法随机取样，采样面积为1 m×1 m，每个小区杂草随机取样3 次，每个小区苗期随机采集连续的5株玉米植株。采集与记录杂草的种类，使用刻度尺（精确到1 mm）测量玉米植株株高（Hij）、叶长（Lij）和最大叶宽（Bij），使用游标卡尺测量玉米植株茎粗（Dij），使用SPAD-502 手持叶绿素测定仪测量功能叶中部叶脉垂直的两侧、距离叶脉等距的叶面叶绿素含量（Sij），使用JM-A 型电子天平（精确到0.01 g）测量玉米植株干重（Dij）。

苗期玉米叶面积（A）计算公式为：

式中，n为第j株玉米总叶片数；i为第j株玉米某一片叶；m为测定株数。

将杂草和苗期玉米从植株根部剪取，按照试验区号和植株种类标记存入档案袋中，用恒温箱将收集的植株先在105 ℃下恒温杀青30 min，之后将恒温箱温度调至80 ℃下烘干至恒重，用JM-A 型电子天平（精确到0.01 g）分别称取杂草的干重、苗期玉米的鲜重和干重；秋季在每小区内随机取连续的10株玉米植株测产，3 次重复。

1.4 数据分析

利用Excel 2003 软件处理相关数据，采用SPSS 20.0 软件进行单因素方差分析判断差异显著性，试验数据以“平均值±标准误”表示，置信水平为95%或99%。

2 结果与分析

2.1 杂草群落地上生物量

苗期田间杂草地上生物量可以在一定程度上反映对玉米幼苗生长的影响。如图1 所示，玉米田养鹅的杂草群落地上生物量为15.24 g∕m2，略低于对照0.66 g∕m2，处理间差异不显著（P＞0.05，n=9）。玉米田养鹅措施对杂草萌发初期的杂草地上生物量影响不大。

图1 不同处理下杂草群落的地上生物量

2.2 植株性状

不同处理下对玉米苗期植株性状影响明显，如表1 所示。玉米田养鹅处理玉米苗期植株叶长为28.12 cm，比对照的叶长平均值长0.57 cm，处理间差异不显著（P＞0.05，n=85）；玉米田养鹅处理玉米植株叶宽为2.92 cm，比对照叶宽大0.15 cm，处理间差异不显著（P＞0.05，n=85）；玉米田养鹅处理玉米植株株高为40.66 cm，比对照株高高6.80 cm，处理间差异极显著（P＜0.01，n=15）；玉米田养鹅处理的玉米植株茎粗为1.00 cm，比对照茎粗大0.11 cm，处理间差异不显著（P＞0.05，n=15）；玉米田养鹅处理玉米植株叶面积为85.22 cm2，比对照大5.99 cm2，处理间差异不显著（P＞0.05，n=15）；玉米田养鹅处理玉米植株功能叶叶绿素含量为37.31，比对照的叶绿素含量低2.01，处理间差异显著（P＜0.05，n=30）。

表1 不同处理下玉米苗期植株性状

2.3 玉米苗期干重、鲜重

玉米苗期的鲜重和干重反映了玉米物质积累能力。不同处理对玉米苗期植株干重和鲜重影响明显（图2），玉米田养鹅玉米苗期植株平均鲜重为31.92 g∕m2，比对照高 6.82 g∕m2，但处理间差异不显著（P＞0.05，n=15）；玉米田养鹅玉米苗期植株平均干重为3.77 g∕m2，比对照高 0.60 g∕m2，但处理间差异不显著（P＞0.05，n=15）。因此，玉米田养鹅措施可以提高玉米苗期植株的干重和鲜重含量。

图2 在不同处理下的玉米苗期干重和鲜重

2.4 不同处理对玉米产量的影响

不同处理下的玉米产量差异较大（图3）。由图3可知，RGC处理下的平均玉米产量为5 657.01 kg∕hm2，比对照低3 873.62 kg∕hm2，处理间差异显著（P＜0.05，n=9）。说明玉米田养鹅措施对当年的玉米产量造成了严重的减产。

图3 不同处理对玉米产量的影响

3 讨论

3.1 不同处理对苗期玉米田杂草群落的影响

苗期玉米田杂草与玉米产生一定的竞争作用，并影响苗期玉米植株的生长［1］。张宇阳等［10］通过研究不同生产方式对玉米田放牧前和放牧后杂草群落的影响，认为不同生产方式对杂草群落的生产力、结构和多样性产生明显差异。玉米田养鹅处理下的农田生态系统，未进行任何除草剂处理，加之养鹅的干扰，相比于喷施除草剂管理农田的常规生产模式，杂草群落物种数目更多，杂草生产力更高［10-12］。本研究中，玉米田养鹅处理（RGC）农田玉米苗期的杂草生物量略低于对照，可能由于连续玉米田养鹅管理措施下鹅对杂草的采食作用，尤其是鹅在秋季杂草种子结实时对杂草种子的过度采食，导致土壤种子库内杂草种子量受到影响。

3.2 不同处理对玉米苗期生长状况的影响

苗期玉米的生长状况与长期执行的生产管理关系密切［3，13］。农田长期进行玉米田养鹅管理，其农田土壤养分输入输出总体状况趋好［14］，相比于常规生产方式下的玉米农田，玉米田养鹅农田土壤含水率、不同深度的土壤紧实度和土壤中的速效磷含量增加，土壤的碱解氮含量和速效钾含量降低，土壤养分状况趋好［15］；同时，玉米田养鹅措施改变了土壤温度变化规律，昼夜温差加大，有利于光合产物的积累［16］。玉米田养鹅农田生态系统土壤整体状况趋好，使得玉米田养鹅管理措施下的土壤环境更适合玉米苗期生长，从而与对照相比促进了玉米植株苗期生长状况的改善。

3.3 玉米苗期状况对产量的影响

研究表明，玉米田养鹅措施虽然实现了系统生产效益的大幅度提高［17］，并维持较高系统生物多样性［18］，可持续生产潜力更大［19］，但玉米却有所减产［20］，不过本试验结合以往研究结果［10］和试验当年的秋季测产数据来分析，玉米田养鹅处理下的后期玉米产量显著减产。玉米严重减产的原因是由于2017 年试验地所在区域严重干旱，导致玉米植株过于低矮，后期被鹅吃掉过多的玉米叶片，同时一些低矮的玉米植株也被鹅吃掉。也就是说，后期的养鹅措施是导致玉米产量降低的主要原因。

从本试验研究结果可以明确，玉米田养鹅模式下玉米产量减产问题并不是出在苗期阶段，相反长期连续玉米田养鹅措施对苗期玉米植株的生长发育是有促进作用的。因此，通过本次试验，填补了玉米田养鹅措施对玉米生产影响过程研究的空白。

4 结论

玉米田养鹅处理（RGC）杂草群落地上生物量比对照略高，处理间差异不显著；RGC 处理玉米植株叶长、叶宽、叶面积、茎粗、鲜重、干重均高于对照（CK），处理间差异不显著，但RGC 处理株高极显著高于对照，RGC 处理叶绿素含量显著低于对照，但RGC 处理玉米产量显著低于对照。经过连续4 年的长期定位试验后，玉米田养鹅处理增加了杂草群落的种类和生物量，同时总体上改善了苗期玉米的生长状况，而秋季玉米产量的降低则是由于后期管理因素造成的。