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移栽甜玉米田覆盖控草技术

2013-10-24杨彩宏田兴山高家东张泰劼岳茂峰

杂草学报 2013年3期
关键词:稻秆玉米秆甜玉米

杨彩宏, 冯 莉, 田兴山, 高家东, 张泰劼, 岳茂峰, 崔 烨

(广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室,广东广州 510640)

移栽甜玉米田覆盖控草技术

杨彩宏, 冯 莉, 田兴山, 高家东, 张泰劼, 岳茂峰, 崔 烨

(广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室,广东广州 510640)

为了明确不同覆盖方式对甜玉米田杂草出苗生长的抑制效果,寻求更安全环保的控制甜玉米田杂草发生危害的方法,本研究采用大田试验,在甜玉米移栽前,将不同厚度的玉米秆、水稻秆及1层黑色地膜均匀覆盖于小区内。结果显示,处理后20、40 d,黑色地膜能完全抑制甜玉米田杂草的生长,且能显著提高甜玉米产量,增产率为45%;不同厚度的稻秆和甜玉米秆覆盖能够控制杂草的发生,且覆盖厚度越厚,控草效果越好,顺序为稻秆20 cm>甜玉米秆20 cm>稻秆10 cm>甜玉米秆10 cm。秸秆覆盖均能显著增加甜玉米的产量,且甜玉米秆 20 cm 处理的甜玉米产量最高,但彼此间无显著性差异。

稻秆;甜玉米秆;黑色地膜;覆盖厚度;控草效果

作为鲜食玉米,甜玉米生长期短,经济效益高,近年来在广东大面积种植,截至2010年,面积超过14.4万hm2,已逐渐成为广东省的优势农产品和标志性农作物[1]。由于甜玉米种子胚乳缺失,籽粒皱缩干瘪,出苗后苗势弱,生长缓慢,加之广东省高温高湿,田间杂草发生危害重,特别是苗期除草不及时易形成“草荒”,导致甜玉米产量和品质下降。

我国甜玉米田防除杂草主要依赖化学除草剂,包括酰胺类、三氮苯类、苯氧羧酸类、磺酰脲类、二硝基苯类等[2]。由于广东甜玉米复种指数高,甜玉米和蔬菜轮作频繁,考虑到后茬作物的安全性,除草剂的使用受到很大限制,目前广东甜玉米田化学除草剂仍主要以三氮苯类除草剂莠去津为主,随着单一除草剂连年频繁使用,杂草产生抗药性的风险越来越大[3],同时莠去津在土壤或沉积物中向下迁移而进入地下水,从而造成地下水污染,目前莠去津的残留物在世界许多国家和地区的地表水和地下水中已有检出。鉴于这种现状及人类对环境保护意识的提高,用物理防控的手段控制草害显得尤为重要。利用秸秆、地膜覆盖控草逐渐成为安全控草的重要途径之一。李香菊等发现,甜玉米播种后,用麦秸覆盖可有效降低杂草的发生[4]。朱文达等报道,稻草覆盖对移栽油菜田恶性杂草的综合防效达85%以上[5]。赵学平等发现,黑色地膜、透明地膜、稻草覆盖均能有效抑制大豆田杂草发生[6]。向佐湘等用稻草覆盖茶园有效降低了杂草种子的发芽生长[7]。广东甜玉米田未见采用物理手段进行控草的报道。笔者以甜玉米秆、稻秆和黑色地膜为覆盖材料,研究其对移栽甜玉米田杂草的抑制效果及对甜玉米产量的影响,为甜玉米田开展物理手段进行控草提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验田基本情况

试验于2012年8月在广东省农业科学院钟落潭白云基地进行。试验前对田块进行起拢开沟,畦面1.2 m,沟宽50 cm。试验点土质为黏土,有机质含量27.9 g/kg,水解性氮含量130.9 mg/kg,有效磷含量74.8 mg/kg,速效钾含量181.5 mg/kg,pH值6.07。前茬种植甜玉米。

1.2 试验材料

1.2.1 覆盖材料 稻秆和甜玉米秆收集于广东省农科院钟落潭白云基地;黑色地膜购于钟落潭。

1.2.2 甜玉米品种 丰甜一号,购于广东省农业科学院蔬菜研究所。

1.3 试验设计和方法

1.3.1 试验设计 试验设5个处理:稻秆厚度为10、20 cm(约8、16 kg),甜玉米秆厚度为10、20 cm(约15、30 kg),黑色地膜1层,每个处理重复3次,小区面积为7.2 m2,试验采用随机区组设计,甜玉米种植方式为移栽。试验采用先不同处理覆盖小区,后移栽甜玉米。

1.3.2 试验方法 甜玉米移栽前按试验设计将自然风干的稻秆、甜玉米秆及黑色地膜均匀覆盖于小区内,之后在覆盖秸秆的小区内整理出适合的“穴”、黑色地膜小区用小刀划出直径约12 cm的“孔”,对甜玉米苗进行移栽。株间距为50 cm,每小区种植2行,共24株。于移栽后20、40 d,每小区随机取5个0.25 m2样方,分别调查各处理禾本科、阔叶、莎草及总草的株数,并称鲜重,计算不同方式覆盖对禾本科、阔叶、莎草及总草株数及鲜重的控制作用。杂草株数(鲜重)抑制率=[对照区不同杂草株数(鲜重)-覆盖区杂草株数(鲜重)]/对照区不同杂草株数(鲜重)×100%。甜玉米成熟后,称量每小区甜玉米青苞总重量,折算成667 m2的产量。

1.4 数据处理

试验数据采用DPS数据处理软件进行方差分析,并用新复极差法进行多重比较。用Sigmaplot 12.0软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖方式对甜玉米田杂草株数的抑制效果

覆盖20 d的结果(图1-A)表明,甜玉米秆覆盖10 cm对甜玉米田禾本科、阔叶、莎草及总草的株抑制效果分别为51.14%、10%、72.80%、60.02%;当甜玉米秆覆盖厚度增加至20 cm时,对各类杂草及总草的株抑制效果均显著升高,除对阔叶杂草的株抑制率相对较低外(77.5%),对禾本科、莎草及总草的株抑制率均达90%以上。稻秆覆盖10、20 cm 对各类杂草及总草的株抑制效果相似,即对禾本科和莎草的株抑制率均高于93%,而对阔叶杂草的抑制作用均为70%左右,且不同厚度之间抑制效果差异不显著。用黑色地膜覆盖控草的结果表明,整个生育期无任何杂草,对各类杂草及总草的株抑制率均为100%。由图1-B可知,覆盖后40 d,甜玉米秆覆盖10、20 cm对禾本科、莎草及总草的株抑制率与覆盖后20 d的结果相当,但对阔叶杂草的抑制效果显著升高,分别为57.14%、89.28%。覆盖后40 d,稻秆覆盖10 cm对禾本科杂草的抑制效果与覆盖20 d的相比有所降低,为83.50%,而对其他杂草的控制效果无太大变化;当厚度增加至 20 cm 时,对各类杂草及总草达到几乎全部控制的效果。黑色地膜覆盖对各类杂草及总草的株抑制率仍为100%,持效性较好。说明黑色地膜对甜玉米田杂草的控制效果最佳,且持效性好;不同秸秆覆盖抑草效果顺序为:稻秆20 cm>甜玉米秆20 cm>稻秆10 cm>甜玉米秆10 cm。

2.2 不同覆盖方式对甜玉米田杂草鲜重的控制作用

由图2-A可知,覆盖后20 d,甜玉米秆覆盖10 cm 对甜玉米田禾本科、阔叶、莎草及总草的鲜重抑制效果分别为4.96%、56.02%、56.73%、20.06%;当覆盖厚度增至20 cm时,对各类杂草的鲜重抑制率均显著升高至85%以上。稻秆覆盖 10 cm 对杂草的鲜重抑制效果较好,与甜玉米秆覆盖20 cm的效果差异不显著;当稻秆厚度增至20 cm时,几乎完全抑制了禾本科、莎草的生长,鲜重抑制率分别为99.82%、100%,而对阔叶杂草的鲜重抑制率也达到85.63%,对总草的鲜重抑制效果达97.94%。1层黑色地膜覆盖对各类杂草及总草的鲜重抑制率均为100%。由图2-B可知,覆盖后 40 d,甜玉米秆覆盖10 cm对禾本科、阔叶、莎草及总草的鲜重抑制率均有所降低,分别为4.33%、14.98%、44.98%、14.74%,说明此处理持效性较差;当甜玉米秆厚度增加至20 cm时,对杂草的鲜重抑制效果显著提高;稻秆覆盖10 cm对各类杂草及总草的鲜重抑制作用与甜玉米秆覆盖20 cm效果相当,彼此间差异不显著,随着稻秆厚度的增加,对禾本科、阔叶、莎草及总草的鲜重抑制率均上升,但与厚度为10 cm时的覆盖效果差异不显著。1层黑色地膜仍保持很好的持效性,小区内无任何杂草。说明不同覆盖方式对甜玉米田各类杂草及总草的鲜重抑制效果与株抑制效果趋势一致,即黑色地膜对甜玉米田杂草的控制效果最佳,且持效性好;不同秸秆覆盖抑草效果顺序为稻秆20 cm>甜玉米秆20 cm>稻秆10 cm>甜玉米秆10 cm。

2.3 不同覆盖方式对甜玉米产量的影响

由图3可知,不同覆盖方式均能显著提高甜玉米产量,黑色地膜覆盖产量最高,为983.8 kg/667 m2,增产率达45%。若甜玉米整个生育期不对杂草进行处理(CK),甜玉米产量较低,仅680.7 kg/667 m2。当10、20 cm厚度的甜玉米秆进行覆盖控草后,甜玉米产量均显著提高,分别为907.1、954.2 kg/667 m2,增产率为33%、40%,但彼此间差异不显著;用10、20 cm厚度的稻秆覆盖,同样能显著增加甜玉米产量,但与甜玉米秆覆盖后的产量相比有所降低,这可能是稻秆覆盖后由于“密封”性强,虽然能很好地抑制杂草的出苗,但土壤透气性差,甜玉米根系氧分减少,导致甜玉米产量有所下降。

3 结论与讨论

目前,甜玉米田防除杂草主要以人工防除和化学防除为主。其中,人工除草劳动力成本高,劳动强度大,费工费时,工作效率低,难以满足规模化种植管理的需求;而化学防除成本相对低,控草效果好,但随着单一除草剂使用年限的增加,一方面容易导致杂草产生抗药性,另一方面会造成土壤微生物结构破坏、地下水污染,最终破坏生态环境。广东甜玉米一年四季均有种植,水稻种植为双季稻,因此每年可产生丰富的秸秆资源。目前,除部分甜玉米秆作为动物饲料销往周边农户外,大多数秸秆处理方式主要以就地焚烧为主,既浪费了秸秆资源,又污染了环境。

本研究将不同厚度的甜玉米秆、稻秆及黑色地膜覆盖于甜玉米田,结果发现黑色地膜控草效果最稳定,此结果与王琳研究烤烟地用黑色地膜覆盖控草效果[8]一致。但是与秸秆相比,黑色地膜成本较高,而秸秆覆盖也能够很好地控制田间杂草的发生,且覆盖厚度与控草效果成正相关,说明秸秆覆盖后,可能改变了处于土壤中杂草种子的光环境,杂草种子和幼苗生长过程中在克服覆盖在地面秸秆的机械阻力时已消耗了贮存的部分碳水化合物,从而抑制杂草的正常萌芽、生长和发育[7],此结果与李香菊等的研究结论[4]相似。另外,从甜玉米秆和水稻秆覆盖效果看,20 cm厚度对杂草的综合抑制作用均在85%以上;而当秸秆厚度降低至 10 cm 时,甜玉米秆覆盖控草效果显著低于水稻秆,这可能是由于甜玉米秆较“膨松”,覆盖后很难保证均匀度,稍有缝隙,杂草即可萌发生长,而稻秆覆盖后“密封”性较强,对杂草的生长起到了机械阻力作用。从对甜玉米增产效果看,不同秸秆不同厚度均可显著增加甜玉米产量,但彼此之间差异均不显著,说明秸秆覆盖10 cm即可达到既控草又增产的效果;从产量上看,甜玉米秆覆盖效果稍好于稻秆,这可能是由于甜玉米秆覆盖后甜玉米根系能够吸收更多的氧分,更利于生长。此结论为田间更好地示范利用秸秆进行控草提供了较好的理论依据。

[1]曾晓花,万 忠,尹 艳,等. 2011年广东省甜玉米产业发展现状分析[J]. 广东农业科学,2012,39(3):12-14.

[2]陈志石,李 贵,吴竞仑. 玉米田化学除草剂的发展及其在我国的应用[J]. 杂草科学,2008(2):1-4

[3]苏少泉. 玉米田杂草的化学防除[J]. 世界农药,2011,33(5):23-27.

[4]李香菊,王贵启,李秉华,等. 麦秸覆盖与除草剂相结合对免耕玉米田杂草的控制效果研究[J]. 华北农学报,2003,18(F09):99-102.

[5]朱文达,张朝贤,魏守辉. 农作措施对油菜田杂草的生态控制作用[J]. 华中农业大学学报,2005,24(2):125-128.

[6]赵学平,陆 强,吴长兴,等. 有机大豆生产中的覆盖控草技术研究[J]. 杂草科学,2011,29(2):67-69.

[7]向佐湘,单武雄,何秋虹,等. 两种生态控草措施对丘陵茶园杂草群落及物种多样性的影响[J]. 中国生态农业学报,2009,17(5):857-861.

[8]王 琳. 烤烟地覆盖有色地膜控制杂草及增产的效果[J]. 西南农业学报,1995,8(1):90-93.

CoverageofWeedControlTechnologyintheTransplantedSweetCornField

YANG Cai-hong, FENG Li, TIAN Xing-shan, GAO Jia-dong, ZHANG tai-jie, YUE Mao-feng, CUI Ye

(Institute of Plant Protection,Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Provincial Key Laboratory of High Technology for Plant Protection,Guangzhou 510640,China)

The suppressive effect of different mulching treatments on weed germination in sweet corn,as a safe and environmentally benign method for controlling weeds,was explored. Treatments consisted of rice straw much of different thickness,sweet corn straw and a layer of black plastic film uniformly covering the experimental plots. Black plastic film completely controlled weeds and significantly increased sweet corn yield by 45% after covering the soil for 20 or 40 days. Mulches of both rice and sweet corn straw controlled weeds in relation to their thickness,in the following order: rice straw 20 cm > sweet corn straw 20 cm>rice straw 10 cm>sweet corn straw 10 cm. Straw mulches also increased sweet corn yield,the highest being obtained when the 20 cm sweet corn straw mulch was used,although it did not differ from the yield obtained with the other mulches.

rice straw;sweet corn straw;black plastic film;mulching thickness;effect of weed control;sweet corn

S451

A

1003-935X(2013)03-0036-04

杨彩宏,冯 莉,田兴山,等. 移栽甜玉米田覆盖控草技术[J]. 杂草科学,2013,31(3):36-39.

2013-04-28

国家科技支撑计划(编号:2012BAD19B02)。

杨彩宏(1982—),女,山西柳林人,助理研究员,研究方向为除草剂抗药性及杂草综合治理。Tel:(020)87594497;E-mail:ych19820808@163.com。

冯 莉,研究员,研究方向为杂草科学。Tel:(020)87594497;E-mail:fengligd@126.com。

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