河套黄灌区麦田杂草绿色防控措施

温埃清，张建成，杨 蕾，刘 静

（巴彦淖尔市农牧业科学研究院，内蒙古巴彦淖尔015000）

0 引言

小麦(Triticum aestivum)是中国三大粮食作物之一，也是重要的商品粮和战略储备粮。小麦生产直接关系到中国的粮食安全以及小麦产区的农业增效与农民增收[1]。河套黄河灌区是中国优质小麦最重要的产区之一，河套小麦及其河套面粉已享誉国内外[2]。但是，河套灌区黄河水灌溉携带杂草种子和地下水位高，十分利于杂草生长，导致河套灌区麦田杂草危害一直比较严重，麦田化学除草也成为小麦生产的必须操作。长期使用除草剂，不仅会使杂草对各类除草剂产生抗性[3-5]，而且带来了环境污染问题[5-7]，同时阻碍了优质小麦产区进行有机化和精品化生产的步伐。要想实现有机化生产，只能采取人工拔草。但人工拔草存在成本高、劳动力难找、杂草根本无法及时铲除、产量很低、无法大面积推广等问题。因此，解决河套黄灌区麦田绿色控草技术难题[8-9]，已成为实现河套优质小麦有机化生产，乃至优质小麦产业第二次腾飞的技术关键，并且对河套黄灌区农业产业振兴具有重要意义。

农田杂草防控相关的研究表明，农田杂草种子主要来源于土壤[10-11]，河套黄灌区麦田杂草约60%也来源于土壤[6,12]。目前除人工除草外，相关杂草绿色防控措施还包括采用不同轮作和耕作制度减少农田杂草[13-15]；根据生态位竞争等生态学原理[16]，在牧草种植上实现生态控草、省工、高产、高效的目的[17]；采用低透光性的黑色地膜覆盖和轮作的农业措施控制蔬菜、玉米、水稻田间杂草，以实现有机化生产等[18-21]。但针对河套黄灌区麦田杂草的绿色防控问题，相关研究鲜少报道。笔者依据土壤种子库“断源、截流、竭库”的杂草防控理论[6,10]，设置不同农业绿色控草试验，通过对作物与杂草竞争关系的观测，和农业绿色控草措施试验，提出河套黄灌区麦田杂草绿色防控措施，以期为解决河套黄灌区麦田杂草绿色防控问题提供理论及技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地位于内蒙古河套灌区巴彦淖尔市杭锦后旗陕坝镇春光村，巴彦淖尔市农牧业科学研究院园子渠试验基地（107°07′E，40°51′N，海拔1024 m），该区具备明渠黄河水灌溉和机井地下水管道灌溉等井黄双灌设施。试验地（0～20 cm土层）壤性土质、有机质20.8 g/kg、全氮1.16 g/kg、有效磷28.9 mg/kg、速效钾120 mg/kg、pH 7.5、全盐0.7 g/kg。前茬作物为小麦，杂草分布均匀且发生较重（总草密度200～246株/m2），优势杂草为藜 (Chenopodiumalbum)、籽 粒 苋 (Amaranthus hypochondriacus)、稗草(Echinochloa crusgalli)[12]。

1.2 试验材料

试验用小麦品种均为河套地区主栽品种‘永良4号’，为优质矮杆型（株高83～85 cm）。不同品种抑草试验增加了高杆品种‘内麦17号’（株高95～100 cm）。试验处理所用的2种肥料为自制羊粪充分腐熟有机肥和农科院试验羊场有机肥（含有机质24%～27%，氮(N)0.7%～0.8%，磷(P2O5)0.45%～0.6%，钾(K2O)0.4%～0.5%）。地膜为宽度1.7 m、厚度0.01 mm符合国标的黑色地膜，耕翻机为常规生产用机械，播种机为常规（有间隙）覆膜穴播机、全覆膜穴播机[22]和条播机，地膜回收用普通残膜回收机。

1.3 试验设计

2014年设露地条播和露地穴播处理各0.13 hm2，观测麦草生长时空分布及竞争关系。2015年设置5组杂草绿色控制试验（如表1所示）：（1）小麦播种量375、412.5、450 kg/hm23个处理试验；（2）矮杆‘永良4号’、高杆‘内麦17号’2个处理试验；（3）施底肥15 t/hm2普通农家肥、无杂草污染有机肥2个处理试验；（4）麦收后秋翻1次、秋翻2次并中间灌水1次2个处理试验；（5）膜边压土膜间有空隙的常规覆膜穴播（以下简称“常规覆膜穴播”，图1）、膜面压土膜间无空隙的全覆膜穴播（以下简称“全覆膜穴播”，图2）、条播对照3个处理试验。试验小区面积均为30 m2，且均为随机排列，进行3次重复。

图1 常规覆膜穴播示意图

图2 全覆膜穴播示意图

表1 2015年杂草绿色控制试验设置

1.4 种植和管理

除按照处理要求进行相应的特殊播种和田间操作外，试验区域不进行化学除草剂及人工锄（拔）草，不施化肥。覆膜试验区在麦收后采用残膜回收机进行残膜回收。其他田间管理按照当地常规小麦种植管理方法进行。

1.5 调查方法

麦草生长时空分布及竞争关系观测试验中，随机取5个样点进行杂草密度调查，样点大小为1 m2。从4月上旬开始每10天调查1次主要杂草种类及其株数、株高，同时记载小麦密度和株高，5月下旬调查1次行（穴）间杂草和麦苗中混生杂草的鲜重。小麦收获前，在杂草绿色控制试验区的各小区随机取5个样点，大小为1 m2，记载杂草株数、鲜重。对控草效果较好的试验（4）和试验（5）进行小麦产量构成因素调查，并进行产量测定。

1.6 数据统计与分析

使用Excel对调查数据进行预处理，基于SPSS 22.0对数据进行统计T检验、方差分析和多重比较，用Origin 2019软件进行做图。

2 结果与分析

2.1 麦苗与杂草出苗时间

对麦田主要杂草与小麦出苗进度的观测结果见图3。小麦在4月上中旬即可出齐苗，而麦田藜、稗草、籽粒苋等主要杂草出苗均较小麦晚；藜晚10天左右，4月下旬出苗迅速且出苗量高于稗草和籽粒苋；稗草、籽粒苋晚30天左右，出苗过程平缓。6月中旬之前，各种杂草的高度均低于小麦株高，之后藜和籽粒苋会迅速高于小麦，使危害加重（图4）。杂草生长的相对滞后性，为生态控草提供了条件。

图3 麦田主要杂草与小麦出苗进度

2.2 杂草在麦田的空间分布

对杂草在麦田空间分布情况进行调查（图5），其结果（表2）显示，麦苗间混生杂草和行（穴）间杂草在所占比例及生长速度方面差异显著。5月下旬条播小麦田行间杂草鲜重占比达到76.6%，穴播小麦田穴间杂草占比达98.6%，说明麦田杂草主要发生在行（穴）间，且行（穴）中杂草长势较弱，单株鲜重较行（穴）间降低39.3%～41.9%，麦苗对杂草有明显的抑制作用。说明控制行（穴）间杂草是控制小麦全田杂草的主要策略。

表2 有机麦田行（穴）间杂草与麦苗混生杂草生长调查

图5 条播行间、行中示意图

2.3 不同绿色控草措施的效果

2.3.1 小麦品种和播种量调节控草效果（拔节期）表3结果表明，增加播量对杂草株数增长有抑制趋势，种植高杆品种在灌浆前对杂草有一定的抑制作用，但2项措施方差分析的结果均不显著，说明增加播量和种植高杆品种对杂草的抑制作用有限，难以从根本上控制草害。

表3 播种量和不同株高品种控制杂草效果

2.3.2 耕翻、施肥和覆膜控草效果 表4结果显示，麦收后增加耕翻1次比常规耕翻草害明显减轻，杂草株数减少22.0%，鲜重减少23.9%；无杂草污染有机肥代替普通农家肥，对当年草害的发生有明显的减轻作用，麦收前株防效8.6%，鲜重防效9.6%；用黑色地膜全覆膜穴播（图2）和常规覆膜穴播（图1），综合控草效果均十分显著，株防效分别为82.3%、71.7%，鲜重防效分别为98.0%、97.1%。

表4 杂草绿色防控措施控草效果

2.3.3 草害绿色防控对小麦产量影响 表5结果表明，覆膜穴播控草较条播明显提高了单位面积穗数、穗粒数、千粒重，全覆膜穴播比常规覆膜穴播增加单位面积穗数，全覆膜穴播、常规覆膜穴播、增加耕翻控草措施分别增产69.4%、56.4%、21.1%。

表5 实施杂草绿色防控措施后对小麦产量影响

3 讨论

杂草是影响有机农业作物产量的主要因素[23]，有效控制杂草对有机农业发展至关重要。作物竞争在控制麦田杂草中起着重要作用[24]，本研究在对小麦与杂草竞争关系观测的基础上，测定了不同绿色控草措施的控草效果。

河套黄灌区黑色地膜覆盖穴播小麦，通过黑色地膜覆的阻光性，土壤中杂草种子虽能发芽但难以正常生长，不仅达到了当季控草减害的目的，还加速土壤种子库消减而减轻对后茬危害。对只能施用有机缓效肥的有机生产田，通过地膜覆盖土壤增温保湿作用，提高了微生物活性使得有机肥利用效率提高[25-26]。因控草害和提肥效的双重作用，有机小麦可以实现机械化生产，不仅使小麦产量得到较大幅度的提高，生产成本也大幅度降低，其推广应用前景广阔。增加1次耕翻，虽然对消减种子库、减轻当季杂草发生密度效果不是很明显，但由于耕翻压草增肥和土壤物理性状变好，小麦增产效果也十分显著[27-28]，对麦后不再复种其他作物的地块有较大应用价值。在试验中由于试验地的局限性，杂草发生种类不够齐全，未能对其他草害种类做出防效测定，试验结论具有一定局限性。但本研究是以地膜覆盖和耕翻土地等物理措施对草害进行控制，其对杂草的选择性不强，应该具有广适性特征，因此，即使在杂草种类有所异化的地块，也应具有较好的借鉴意义。该技术的应用需要地膜覆盖，增加了小麦种植物资成本，也增大地膜污染的风险。即使小麦田残膜比玉米、向日葵等作物田覆盖时间短、回收时残膜韧性好、根茬小易与地膜分离，回收相对容易，但也需专用残膜回收机械进行回收，因此在推广时应予以关注。

4 结论

本研究在河套黄灌区小麦田杂草严重发生的区域，对小麦与杂草竞争关系观测的基础上，试验测定了采用不同小麦品种、种植密度、有机肥、耕翻次数、地膜覆盖方式等绿色控草措施的效果和小麦产量。结果表明，绿色控草措施中除品种和种植密度对控草效果差异不显著外，其余措施控草效果明显，黑色地膜全覆膜穴播、常规覆膜穴播、增加耕翻次数、无杂草草籽污染有机肥的株数防效分别为82.3%、71.7%、22.0%、8.6%，黑色地膜全覆膜穴播、常规覆膜穴播、增加耕翻次数、无杂草草籽污染有机肥的鲜重防效分别为98.0%、97.1%、23.9%、9.6%，黑色地膜全覆膜穴播、常规覆膜穴播、增加耕翻次数分别增产69.4%、56.4%、21.1%，可为加快实现有机小麦生产机械化绿色控草提供理论基础。