绿肥-小麦套作生态控草技术初探

苏瑶，何振超，杨艳华,2，贾生强,2，唐旭，沈阿林*

(1.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021； 2.浙江农林大学 环境与资源学院，浙江 杭州 311300)

针对田间杂草的防除，生产中通常使用异丙隆、精噁唑禾草灵、炔草酯等进行化学防除[1-3]。近年来，随着食品安全问题和生态危机的频发重发，我国政府已逐渐认识到农药的过量使用对食品安全和环境保护的危害，2015年农业农村部制定了《到2020年农药使用量零增长行动方案》，同年，科学技术部设立了“化肥农药减施增效科技专项”用于实施全国范围内农药减量。此外，长期对化学除草剂的过度依赖也导致抗药性杂草发展迅速，生态安全隐患显著增加[4-6]。目前的杂草防除技术仍然集中在对新型高效除草剂及其助剂等的筛选和配套的喷施设备方面[7-9]，缺少以生态位调控的绿色健康杂草防控技术。

生态控草是指采取各种农业生态措施来控制杂草的发生，创造不利于杂草生长而有利于作物生长的环境，其对农用化学品的依赖性不强，不会对环境造成污染，是杂草可持续管理体系中替代化学除草的主要措施。这些措施一般通过提供多样化的选择压力来限制杂草的发生，不会诱导杂草抗药性的产生[10]。生态控草技术主要包含间/套种绿肥控草技术、作物轮作控草技术和秸秆覆盖控草技术[11]。其中，间/套种绿肥控草技术还能有效培肥土壤，为下茬作物生长提供充足养分，进而减少化肥使用量，是发展可持续农业的有效途径[12-14]。尽管近年来绿肥的种植再次受到重视，但关注点更多的仍然是集中在其对土壤肥力、作物产量和质量的影响方面[15-16]，对于绿肥作物与农作物套种在田间杂草防控方面的影响研究仍鲜有报道。

鉴于此，本研究拟以紫云英作为绿肥的代表性作物，通过比较不喷施除草剂、喷施常规除草剂、不喷除草剂时2种紫云英作物与小麦套作处理下的麦田杂草发生和防控情况，以了解绿肥-小麦套作模式的麦田杂草防控效果；同时，比较分析不同处理下小麦的产量和产量影响因子，探明绿肥-小麦套作对作物生产的影响，进而揭示绿肥-小麦套作在生产上应用的可行性。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试小麦品种为苏麦188。供试绿肥包括信紫1号和紫云英宁波种，分别由河南省信阳市农业科学院和浙江省农业科学院提供。除草剂选用5%唑啉草酯，每667 m2地60 mL用量，与15 kg水混匀后，采用喷雾装置直接喷施于茎叶。

1.2 方法

试验于2017年11月至2018年5月在浙江省杭州市桐庐县江南镇稻麦轮作试验田进行。试验田土壤为砂土，其基本理化性质如下：pH值4.36，有机质21.3 g·kg-1，总氮(TN)0.11 g·kg-1，氨氮(AN)94.55 mg·kg-1，有效磷(AP)6.92 mg·kg-1，速效钾(AK)385.00 mg·kg-1。

试验共设4个处理，包括不喷除草剂的空白组(CK)、喷施常规除草剂(T1)、小麦套作信紫1号不喷除草剂(T2)和小麦套作紫云英宁波种不喷除草剂(T3)。其中，T2和T3处理组绿肥播种量为30.0 kg·hm-2，经人工撒播适当覆土后进行小麦条播，小麦播种量为150 kg·hm-2，播种行距为30 cm。试验各处理施用肥料为尿素(N含量44%)、过磷酸钙(P2O5含量12%)和氯化钾(K2O含量60%)，施肥量分别为150 kg·hm-2N，75 kg·hm-2P2O5和90 kg·hm-2K2O。其中，氮肥基肥和追肥比例为4∶6(小麦拔节初期追施)，磷钾肥均作为基肥一次性施入。每个处理采取大区(6.6 m×20 m=132 m2)设计，不设重复。

1.3 调查项目

杂草防控效果调查。试验于喷药后15、30 d调查各处理杂草发生情况，30 d加测杂草鲜质量。每个试验区随机布置5个调查点，每点面积1.0 m2。计算各处理组相较于CK的相对株防效和相对鲜质量防效。

小麦收获期分别测定不同处理的小麦产量和小麦产量因子，包括有效穗数、穗粒数、穗长和千粒重等。

1.4 数据统计

采用Excel 2007和Sigmaplot 10.0软件进行数据处理和图表绘制，采用SPSS 20.0软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 绿肥-小麦套作对杂草的控制作用

调查结果显示，喷施除草剂(T1)和小麦套作紫云英宁波种(T3)2个处理30 d的杂草数量和杂草鲜质量均显著低于不喷施除草剂处理组(CK)，T1和T3处理组均无显著差异，表明紫云英宁波种与小麦套作的模式可有效抑制该区域杂草的生长，可达到与喷施除草剂相当的杂草防控效果。与T3处理相反，T2处理中无论是杂草数量还是第30天的杂草鲜质量均与CK处理无显著差异，表明小麦与信紫1号套作不能有效地抑制该试验区中杂草的生长。

处理间无相同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。图1 不同处理的田间杂草数量和鲜质量

2.2 绿肥-小麦套作对杂草的防控效果

3个处理均具有一定的麦田杂草防控效果(表1)。处理后15 d，T3处理对麦田杂草有较好的控制，相对株防效为56.6%，显著高于T1(22.3%)和T2(-19.8%)处理；30 d，T1处理对麦田杂草控制效果最好，其相对株防效和相对鲜质量防效分别为71.1%和81.2%，其次是T3处理，其相对株防效较15 d时有所下降，为54.8%，相对鲜质量防效为69.1%。

2.3 小麦-绿肥套种对小麦产量的影响

表1 不同处理对麦田杂草的防控效果

小麦成熟期，对各处理的小麦产量和产量影响因子进行了测算与分析，结果(表2)显示，各处理组小麦产量均较低，这主要与试验区土壤肥力较低、小麦播种量和施肥量较少有关。相较而言，T1处理组小麦产量最高，为1 686.6 kg·hm-2，其次为CK、T2和T3，分别较T1处理下降13.6%、20.6%和22.5%。此外，T2和T3处理的有效穗数、穗长和每穗粒数均明显低于CK和T1处理组。这表明，本试验中绿肥与小麦的套作模式极大地影响了小麦的群体结构而使小麦产量大幅下降。黄涛等[14]研究了春小麦与不同绿肥作物间套种植模式对小麦产量的影响，结果也显示，小麦产量以单作处理最高，间套作模式可在一定程度上降低小麦产量。

表2 小麦-绿肥套种对小麦产量的影响

3 小结与讨论

采用绿肥-小麦套作的形式可在较大程度上减少杂草的数量。绿肥和小麦套作后，由于绿肥的快速萌发与生长，在生态位上占据了优势，大幅抑制了杂草的快速生长，同时，绿肥前期生长过程吸取土壤养分，进一步对杂草生长中养分的吸取形成竞争，进而实现对杂草的有效防控。

相较于信紫1号，采用紫云英宁波种与小麦套作可达到与喷施常规除草剂相当的杂草防控效果。表明试验区的土壤环境和气候条件等更适宜紫云英宁波种的生长，故而能使其在试验区形成生态位的优势。可见，选用区域适宜的绿肥品种与小麦套作在生态控草方面具有较大的发展空间。

本试验中绿肥-小麦套作模式大幅降低了小麦的有效穗数、穗长和穗粒数，严重影响了小麦群体结构，造成小麦减产。这可能是由于试验中绿肥播种量(30 kg·hm-2)按照绿肥常规种植播种量进行，前期生长速度较小麦快，容易造成绿肥生长过剩，对小麦的生态位形成了一定的影响；另一方面，试验区土壤肥力较低，绿肥生长过程与小麦竞争养分，导致小麦生长亦受到一定的抑制。因此，后续研究中还需要进一步根据土壤肥力情况，调整绿肥的播种量和麦田施肥量，尽量降低小麦减产的风险。但值得关注的是，小麦收获后，随着紫云英翻入耕层，将有助于改善土壤肥力，可为下茬作物的生长提供养分，进而为实现下茬作物的化肥减量增效提供保障。

综上，绿肥-小麦套作模式在小麦生态控草和绿色生产方面具有较大的潜力，但需进一步研究不同土壤肥力条件下绿肥-小麦套种的最适绿肥品种、播种量及其合理的施肥策略，在保障杂草防控效果的同时尽量减少对小麦生产的负面影响。