高温干旱与病虫草害对川东北带状间套作大豆的影响及应对策略

闫飞燕,叶鹏盛,吴海英,廖树琳,郭昊昱,于晓波,杨 辉,孙 歆,杜俊波*

(1.四川农业大学农学院,成都 611130;2.四川省农业科学院经济作物育种栽培研究所,成都 611130;3.四川省南充市农业科学院大豆研究所,四川 南充 637000)

1 研究背景

2023年中央一号文件提出,全面实施生物育种重大项目,加快培育高产高油大豆、耐盐碱作物等新品种。加快玉米大豆生物育种产业化步伐,有序扩大试点范围,规范种植管理。种子是农业的核心,种业科学技术的进步,是农业发展的基础,也是保障我国14亿人口粮食安全的重要前提[1]。生物育种是种业创新的核心,构建现代生物育种创新体系,强化种质资源深度挖掘,突破前沿育种关键技术,培育战略性新品种,实现种业科技自强自立,是解决“种源”要害、打赢种业翻身仗的关键,是牢牢把握住粮食安全主动权的根本保障[2]。对此,豆类杂粮创新团队岗位部分成员近期前往南充市、遂宁市等川东北大豆主产区,实地调研了带状间套作大豆长势及田间管理现状,并提出对策,以期为川东北带状间套作大豆的田间管理及生物育种提供理论参考。

2 基本情况

2.1 高温干旱对大豆玉米生长的影响

2023年夏季,随着川东北地区气温逐渐升高,强烈的光照会灼伤叶片,使玉米出现萎蔫,卷叶、干边、干尖等现象,对玉米产量影响较大。南充、遂宁属于中亚热带湿润季风气候区,雨量充沛,日照偏少,夏季气温炎热,雨量较集中,但在区域分布上不是很均匀,干旱和涝害时常交替发生。在南充调研时发现,强光照和干旱胁迫导致玉米叶片出现卷曲、萎蔫等现象。

夏季持续的高温天气会严重影响大豆的花芽分化,当温度超过39℃时,大豆会出现严重的落花落荚现象。当下春种大豆依据不同品种正处于结荚鼓粒期,持续干旱易使大豆籽粒停止灌浆,形成瘪粒。调查发现,南充春播大豆个别地方的植株受到轻微和中度干旱影响。因此,此阶段高温天气以及干旱将对大豆及玉米生长发育造成不利影响,需及时人工干预进行灌溉补水。

2.2 虫害和草害对大豆玉米生长的影响

大豆卷叶螟主要为害大豆、菜豆等豆科作物,是豆类作物的主要害虫之一。大豆卷叶螟的幼虫常吐丝将2个临近叶片粘在一起,躲在其中咬食叶片,造成膜状叶、残缺不全叶,有些叶片上还有残存的丝网。调研南充基地发现的大豆卷叶螟发生严重,造成叶片出现卷曲、缺刻及残缺等现象,同时在田间也发现了蜗牛,其会造成大豆叶片和茎秆破损,严重时会吃光幼苗,这些虫害严重影响大豆的生长发育,应及时人工干预防治害虫的发生。

大豆玉米带状复合种植田块中的杂草包括单子叶和双子叶杂草,主要有马唐、稗草、牛筋草、藜、反枝苋、铁苋菜、龙葵等一年生禾本科和阔叶类杂草等[3]。播种后,田间杂草会比玉米、大豆优先萌发出苗,整个生长季节因灌水或降雨以及温度等原因会出现多个出苗高峰期。气温升高,雨水或灌溉水增多时,杂草发生也会进入高峰期,应及时关注田间杂草长势及大豆和玉米生长状况,采取措施尽早杂草。查中发现南部、西充、及遂宁部分区域草害较为严重,各种杂草与玉米苗竞争资源,应及时进行化学防治和人工拔除,防止疯长。

2.3 过度密植对大豆玉米生长的影响

玉米种植密度过低时,单株生长发育好,果穗大、籽粒饱满,但会使单位面积的穗数减少,从而造成减产,同时土地、空间、养分和阳光等资源无法得到充分利用。种植过密时,穗数得到增加,但因密度大而造成植株间相互遮荫,无法保证很好的通风和透光,大豆玉米的光合作用减弱,就会严重影响单株玉米的生长发育,造成空秆、倒伏、穗小、粒轻,也减少了单位面积的产量,同时也会对低位作物大豆造成严重遮荫,使大豆出现强烈的避荫反应。调研发现部分基地玉米种植密度高达5500株/667m2,密度过大而施肥不均匀导致玉米长势不一致。建议过度密植时可按7株/m2进行人工间苗,及时拔除弱苗,保证玉米密度在4500株/667m2左右,同时大豆密度9000株/667m2左右[4]。因此,只有种植密度合理,穗数、粒数、粒重协调发展,才能保证玉米的高产,同时最大限度的提高低位作物大豆的产量[5]。

3 对策措施

3.1 灌水补墒降温

随时关注土壤墒情变化,根据天气预报,干旱季节来临前,提前采取措施促根壮苗,利用可用水源进行喷灌、漫灌等多种形式浇水补墒、灌水降温。高温时期,可选择阴天或晴天早晚合适时间段利用无人机对大豆和玉米全田喷施或人工对大豆进行叶面喷雾,其中选择抗旱剂,如0.1% S诱抗素50mL对水30～40L/667m2)与0.2%磷酸二氢钾溶液(如国光动力30mL+国光甲25g),或在大豆开花期喷施叶面肥(0.1%十三烷醇20mL+30%多效唑·价哌鎓30g+磷钾肥50g+钼肥20g对水30～40L/667m2)等既有利于降温增湿,又能补充大豆、玉米生长发育所必需的水分及养分。

3.2 防治病虫草害

玉米病害主要有叶斑类病害、顶腐病、褐斑病、纹枯病、茎腐病、穗腐病等[6-7],虫害主要有玉米螟虫、黏虫、草地贪夜蛾、桃蛀螟、红蜘蛛、蚜虫和蜗牛/钉螺[8-10]。大豆病害主要有大豆病毒病、根腐病、细菌性叶斑病、荚腐病、锈病等,虫害主要有斜纹夜蛾幼虫、高隆象、蜗牛、钉螺和蚜虫等[11-12]。高温干旱有助于病虫害发生,降水量过少会导致玉米褐斑病、红蜘蛛、粘虫及大豆锈病、豆荚螟、蚜虫等偏重发生,应提前预防虫害和病害。虫害可用1.8%阿维菌素乳油60～100mL/667m2,或者4%高氯·甲维盐微乳剂0.6～0.8g/667m2对水50～75kg,在田间虫口密度达5%时,喷施1～2次,每次间隔7～10d,可以防治玉米螟、桃柱螟、高隆象、蝽科、斜纹夜蛾等害虫[10,13-14]。病害可用72%农用硫酸链霉素3000～4000倍液和30%碱式硫酸铜悬浮剂400倍液防治细菌性叶斑病。用2%宁南霉素水剂200～260倍液,或者10%病毒王可湿性粉剂500倍液,在发病初期可连续均匀喷雾1～2次,间隔7～10d,可防治病毒病。采用25%氰烯菌酯悬浮剂80～100mL/667m2,对水少于30kg,或25%甲霜灵·锰锌可湿性粉剂800～1000倍液防治荚腐病,在病害发生的初期阶段进行人工或无人机喷施,连续喷1～2次,间隔7～10d[15]。

同时,应及时对杂草进行防控,大豆和玉米田块的杂草进行整个生育期的全程防除[16]。首先,要减少大豆和玉米田块的杂草种子来源,播种前严格检查种子的安全情况,对种子进行清除杂种。播种前要及时清除地边,路旁杂草,以减少进入田间的杂草种子的来源,工作人员进入田间地头时应避免带入杂草种子。在大豆和玉米生长期可采用药剂进行除草,如在玉米2～4叶期,每667m2可用96%精异丙甲草胺乳油50～80mL+20%氯氟吡氧乙酸异辛酯乳油100～150mL,或75%噻吩磺隆0.7～1g,或4%烟嘧磺隆悬浮剂75～100mL+20%氯氟吡氧乙酸异辛酯乳油100～150mL,对水40kg定向喷雾[4,17]。其次,加强大豆和玉米抗除草剂转基因品种的深入研究,高校联合公司对大豆玉米转基因品种的创新研发,可提高农田杂草的防治效率。最后,加快培育与各种杂草竞争性极强的大豆、玉米新品种。不同作物、不同品种间对杂草的抑制和耐受能力不同,可加强在田间筛选出更加耐受杂草危害的新品种,进行大面积推广应用,利用作物本身的竞争能力以及耐受性防除杂草,是最经济、环保且满足农民最大利益的除草措施。

3.3 合理密植

合理密植是实现玉米和大豆高产、优质、高效的中心环节。株距和行距是玉米和大豆共同生长、产量高低和品质好坏的关键因素。高位作物玉米表现为边行优势,玉米带种2行最佳,最终达到行行具有边行优势。大豆为低位作物,受高位作物荫蔽的影响较大,为了减小玉米对大豆的荫蔽影响,首先适度增加大豆行数,行数范围为2～6行,根据各种植区气候条件、带状复合种植类型等选择大豆适宜行数。玉米带与大豆带的间距大小影响两个作物的枝叶伸展和根系间相互交叉缠绕状况,影响着两个作物对同一田块的光、肥、水竞争的激烈程度。间距过大将减少作物的种植行数,浪费土地资源;间距过小,则加剧两个作物间地上部生长所需的空间资源间的竞争,低位作物大豆的受光条件变差,严重影响大豆的生长发育和产量。玉米带与大豆带的间距以60～70cm为佳,同时注意大豆和玉米各自的株距。西南地区适宜的玉米播种密度约4000粒/667m2,大豆的播种密度约9000粒/667m2。

3.4 加快生物育种

在传统育种的基础上加强大豆生物育种研究,加快大豆生物育种产业化进程。建议在以下几个方面发力:一是加大大豆生物育种研发投入。设立专项支持有基础的涉农高校和科研院所开展大豆重要基因资源挖掘和利用研究,集中攻克适合西南大豆的转基因和基因编辑关键核心技术,聚合多个关键基因资源,开发耐荫、高产、高抗新品种,加快生物技术产品创新,面向产业发展需求,研发耐荫、高产、高抗、优质的大豆新品种。二是加强大豆生物育种产教融合。组建高校-科研单位-企业研发联合体,企业出题,政府和企业共同出资,高校和科研院所揭榜,联合企业开展生物育种研究和人才培养,为突破性大豆新品种创制提供持续的内动力[19]。三是建立生物育种新品种应用推广体系。生物育种新品种的陆续研发和应用,需要建立健全一套新型推广应用体系[20],可通过地方政府出政策,以种植大户和合作社为平台建立示范基地,以需求和市场导向,建立辐射推广体系,促进生物育种成果加速应用。

4 小结

依据对南充市、遂宁市等川东北大豆主产区进行了田间调查,分析总结了大豆主产区的实践现状、问题,并给出了相应的对策建议。川东北地区响应中央号召,推广种植大豆玉米带状复合种植,有利于大豆和玉米增产、农民增收。但实践中所存在的高温干旱、病虫草害、过度密植等问题严重影响大豆和玉米的生长发育。基于此,本文提出了灌水补墒降温、防治病虫草害、合理密植和加快生物育种等对策建议,为优化大豆种植及生物育种实践提供参考,助推农业农村现代化和大豆产业化进程。