魔芋种植基地应用“荞麦三次高密度播种”生态控草技术

丁海兵，姚明勇，邹 涛，刘军林

（1.贵州省生物技术研究所，贵州贵阳 550006；2.毕节市中药研究所，贵州毕节 551700；3.威宁自治县山地特色农业科学研究所，贵州威宁 553100）

魔芋是西南山区的特色经济作物，其主要利用成分为葡萄甘露聚糖，有良好的凝胶、增稠、成膜、保水、流变等理化特性，具有减肥、降糖、降脂等保健功效，广泛应用于食品、医药、化工等领域[1]，产业链条长，应用领域广，发展潜力大。贵州是全国魔芋主产区之一，除黔西、黔北、黔南平坝石山区及大于2 300 m 海拔高山区、黔东南大于1 700 m 海拔高山区外，均为最适宜区或适宜区[2]，全省可发展区域广阔。

魔芋种植经济效益高，667 m2产值可达万元以上，在带动农民增收致富方面发挥了重要作用。在生产中，杂草对魔芋高产稳产有重要影响，魔芋一般在3—5 月种植，6 月中旬左右出齐苗，出苗时间晚于杂草，往往造成杂草长势比魔芋强，导致杂草危害严重，且魔芋是浅根系作物，主要分布于土壤10 cm 深度附近，很难与主根系杂草、禾本科等须根系发达的杂草竞争营养和水分[3]。采用化学除草会对魔芋生长产生抑制作用，破坏土壤微生物平衡、土壤团粒结构等，还会对下一代种芋出苗率、病害发生率造成影响；人工除草不仅生产成本高，且魔芋根、茎、叶都非常脆嫩，在除草过程中容易造成对植株的损伤，导致病害发生；物理覆盖控草技术也存在一些技术及经济成本限制问题，因此，生产中亟需一种生态环境友好、生产投入低、应用简便的技术。课题组经过多年研发，形成了“荞麦三次高密度生态控草技术”，该技术不仅适用于魔芋种植基地，在烤烟、辣椒、马铃薯、玉米、高粱、茶园及各种果园上都能够进行应用，是一种简便、高效、适用的控草技术。

1 杂草的危害

杂草生长速度快，适应能力强，在农业生产中会跟作物产生营养、水分、光照等方面的竞争，影响作物生长造成减产。我国田园杂草有1 454 种(含亚种、变种、变型)，其中危害严重的有130 余种，每年造成主粮作物近300 万t 产量损失[4]。贵州是典型的立体生态气候区，自然条件复杂，耕作制度多元，栽培方式多样，田间杂草种类繁多，一年生、越年生和多年生杂草都有，危害性杂草有400 余种[5]，以禾本科、菊科、苋科等杂草危害为主，田间杂草主要有马唐、小飞蓬、香附子、牛繁缕、鬼针草、酸模、灰绿藜、狗尾草、马齿苋、牛筋草、荠菜等，每年魔芋基地因草害减产一般在8%～20%，严重的地块甚至达50%以上。同时，杂草的发生还可以为红蜘蛛、蚜虫等提供寄生宿主，为金龟子幼虫、以茧越冬的害虫等提供越冬环境[6]，很多病原菌也可以附着在杂草上越冬，将其作为中间宿主造成来年对作物产生病菌侵染。

2 问题的提出

在魔芋生产中，对杂草处理目前主要有3种方式。

1）化学防控杂草。使用除草剂防治杂草是我国主要应用的方式，我国化学除草剂用量约占农药用量15%左右，除草剂应用最多的是莠去津、甲磺隆和咪唑乙烟酸等[7]。魔芋有半阴性作物特性，生产中主要是用玉米套种遮阴，一般魔芋种植基地在出苗前用乙草胺、草甘膦等进行喷施，在出苗后用精喹禾灵类除草剂进行除草。除草剂使用简单、方便，经济投入少，效果比较明显，但也容易产生药害，贵州不同生态区由于海拔、土壤、气候的差异，杂草种群有差异，不仅除草剂选择失误会造成危害，使用方法、施用时间、兑水浓度等不当也会对魔芋及其他作物造成生长停滞、叶片畸形、叶片黄化、植株萎蔫等危害。课题组对喷施除草剂的魔芋基地进行了跟踪研究，发现除草剂喷施后，会导致魔芋生长停滞，产量降低10%～15%，病害发生率增加2.6%～5.3%，并会影响下一代种芋的生长发育：施用过除草剂的基地，其生产的种芋在大田种植后，病害率、腐烂率都较未施用除草剂的基地高。

2）物理覆盖控草。生产中经常应用的物理覆盖技术主要有秸秆覆盖（含枯枝落叶等）、地膜覆盖等。魔芋种植基地可以利用松毛、枯枝落叶、稻草、玉米秸秆等进行覆盖，能起到一定控草效果，但枯枝落叶、稻草、玉米秸秆等存在容易霉烂，引起病害、虫害等问题，效果最好的是松毛，覆盖厚度要在5 cm 以上（最好8 cm 以上）才能实现对杂草的抑制作用，我们测算过每667 m2地用于收集松毛的人工、车辆运输成本大概在800 元以上，投资较大，加上后期还需要3～4 个人工进行除草，总成本投入在1 000 元左右，且在风大的地方，松毛容易被吹跑。地膜覆盖是比较有效的控草手段，我国地膜用量全球排名第一，常见的有透明膜、黑膜、绿膜、银灰膜等，用于控草和土壤保温保水；2014 年研究所就针对魔芋生长特性研制了“高海拔区域魔芋覆膜保墒增温避雨控草技术”，获得贵州省科技厅创新券项目支持，经过近十年的推广，已经成为贵州省高海拔区域魔芋种植的重要技术，但该技术对于中低海拔等夏季温度高的区域不太适合，容易出现烂种、病害发生，且由于生产经营主体环保意识淡薄，加上人工回收困难、农膜回收网点少、农膜再利用产业链不健全等问题，容易造成地膜残留，导致土壤结构破坏，土壤肥力下降，影响水分、养分的运输，残膜缠绕根系会造成烂根、植株枯黄等后果，累积数量多后会形成土壤毒害，影响农作物品质；而生物可降解地膜由于生产成本高，农民很少选择使用。

3）人工除草。主要通过人工拔除，或者应用镰刀、锄头、犁耙等进行刈割、耕锄等方式进行除草，该方法简单、直接、无污染，但费时费工，有的基地也采用电耕犁、机耕犁和旋耕机等除草，以提高生产效率，降低劳动成本，但这种方法往往也需要手动除草进行配合。贵州降水丰富，多数魔芋种植区年降水量在1 100～1 200 mm，在雨热同期的气候条件下杂草疯长，整个生育期要拔草3～4 次，每667 m2需10 个左右人工，人工成本在800～1 200 元，不仅劳动强度大，且魔芋根系、茎秆、叶片脆嫩，在人工除草过程中容易被碰伤，病菌会随着这些伤口侵染植株，造成病害发生，基地面积大时还不一定能请到足够人工及时除草，从而影响产量。

综上所述，迫切需要研发一种不使用除草剂，且节省人工等费用、对种植环境友好的除草控草技术。

3 技术研发过程

2022 年，贵州魔芋种植面积达2.01 万hm2，各种植基地基本上都存在杂草危害问题，因此，采用一种经济高效的方法来进行田间杂草防控成为生产经营者的迫切需求。课题组从2019年开始就进行了生态控草技术研究，按照“以草控草”“以菜（蔬菜）控草”“以药（中药材）控草”“以肥（绿肥）控草”“以粮（粮食）控草”的研究思路，选用了蔬菜、荞麦、花生、马铃薯、白三叶、光叶紫花苕、头花蓼、板蓝根、鱼腥草等60余种作物，经过在高、中、低海拔区域试验，筛选出能够实现生态控草的8个蔬菜品种和1种粮食作物（荞麦）。

应用速生蔬菜控草对水分要求较高，需要在灌溉条件较好的地区进行，并按照技术规范进行管理才能实现。用荞麦控草则无论海拔高低、土地肥瘦、土壤干湿都可以，我们在用荞麦高密度控草的基础上，进一步深化研究，集成了“荞麦三次高密度播种生态控草技术”实现了控草、菜饲、粮食生产及留种三个目的。该技术能够在不施用除草剂的情况下，实现对杂草的有效抑制，符合当前国家化肥农药减量化的要求，技术成果入选“贵州省2023年农业主导品种、农业主推技术”目录，2023 年3 月3 日课题组在贵州省国际会议中心新闻发布厅对该成果进行了发布，全省很多产业已经在进行该技术的落地应用。

4 技术要点

4.1 荞麦三次播种的目的

第1 次播种主要目的是控制田间杂草生长、保持田间水分和土壤湿度，降低贵州春旱对魔芋生长的影响，并通过荞麦高密度播种，让荞麦苗尽快抢占田间生态位，实现对杂草的有效抑制；第2 次播种主要是为控草和提供菜饲原料，一是利用荞麦苗控制杂草，二是可以将鲜嫩的荞麦尖割来作为蔬菜进行煮、炒及烫火锅等，也可将荞麦苗割来添加进牧草、饲料等，用于猪牛羊鸡等动物饲喂；第3 次播种以采收荞麦籽粒为主，这样既能够增加土地的粮食产出，还可为次年种植基地生态控草进行荞麦留种，一般1 hm2地荞麦籽粒大约可供次年2 hm2种植基地使用。

4.2 品种选择

选择适合在贵州生长的荞麦品种，第1 次、第2次播种可选用黔苦7号、黔苦2号、黔苦3号、川荞一号、云乔1 号、云荞3 号、西荞1 号、西荞2 号、晋荞1号等适应性强的品种，第3次播种选用黔苦7号、川荞1 号、云荞1 号等早熟荞麦品种，以实现在霜冻来临前荞麦能够成熟采收。

4.3 播种方法

选用品种性状典型、籽粒饱满、色泽鲜亮的荞麦种子，用风选法剔除瘪种子，备用。

1）第1 次播种。播种前，荞麦晒种2～3 d，待魔芋播种完毕，立即在厢面播撒荞麦种子，然后用钉耙轻轻在厢面上来回拖动，将荞麦种子和土壤混合均匀，防止天气干旱种子被晒死和被鸟啄食。为让荞麦尽快抢占田间生态位，实现对杂草生长的抑制，荞麦用种量是常规播种量3倍左右，一般在10～12 kg。

2）第2 次播种。待第1 次播种荞麦苗长至25～30 cm 高，魔芋出苗还未散叶时，进行第2次播种。播种前将荞麦种晒种2～3 d，然后用35～40 ℃温水浸泡30 min 左右，除去漂浮的秕籽，然后将荞麦种和细土按照1∶(5～10)重量比混合均匀，再撒施到厢面，厢面中间少施，两侧多施。第2 次荞麦种撒施完毕后，将第1 次播种长成的荞麦苗拔了覆盖到厢面，利用拔荞麦过程中的物理扰动，实现第2 次播种的荞麦种子与厢面土壤进行较好结合，提高出苗率。经过第1 次荞麦控草后，田间杂草大幅减少，第2 次荞麦播种量相应减少，荞麦用种量是常规种植播种量2 倍左右，一般在6～8 kg，当第2 次播种的荞麦苗长起来时，可将荞麦苗割来做菜或用于养饲。

3）第3 次播种。在8 月底至9 月中旬，将荞麦种晒种2～3 d，然后用35～40 ℃温水浸泡30 min 左右，除去漂浮的秕籽，然后按照荞麦种和土壤1∶(5～10)重量比例混合均匀，用喷雾器将混合后的土壤喷清水，使得土壤呈现手握不紧、松手散开状态，然后装入封闭的容器或小拱棚中进行催芽24～36 h，催芽处理是为了让荞麦提早出苗，然后再将催芽后的种子和土壤的混合物播撒到厢面上，以厢面两侧为主，厢面中间及管理走道为辅。第3 次播种的荞麦用种量跟常规播种量相同，一般在3～4 kg。

贵州属于西南高原春秋荞麦主产区[8]。进入秋季后温度逐渐降低，光照强度和时间逐渐减小，催芽能够让荞麦提早出苗，从而实现高产稳产。魔芋一般在10 月开始倒苗，第3 次播种的荞麦生长起来要能够跟魔芋实现茬口衔接，多数地区当荞麦进入旺长期时，魔芋已经倒苗，不影响荞麦生长。第3 次播种目的是采收荞麦作为粮食，并为次年种植基地留种，这样1 hm2地的荞麦籽粒产量大约可以为次年2 hm2的种植基地留种。这种种植模式，能够有效防控杂草，有利于增加田间生态多样性，防止病害发生，且增加了地表覆盖，增强就地越冬魔芋防冻能力。

5 水肥管理

荞麦3 次高密度播种生态控草技术是应用荞麦生长速度快，有强大的竞争优势来实现对杂草生长的抑制。第1 次、第2 次播种目的是控制杂草生长及获得荞麦生物量，故采取高密度播种，种子用量远超常规种植，第3 次播种目的是获得产量，按照正常用量播种。荞麦的生长会吸收部分土壤养分，为确保魔芋获得足够的养分实现高产、稳产，因此，肥料施用量除考虑魔芋的吸收量，还要考虑荞麦的吸收量，一般施肥量在魔芋种植施肥量的基础上加15%～20%即可。

6 采收贮藏

荞麦籽粒成熟时间不一致，同株上有成熟的籽粒和不成熟的籽粒，收获过早影响产量，收获过晚先成熟籽粒会脱落而造成浪费。当荞麦全株有70%的籽粒成熟（籽粒变褐或银灰色），呈现本品种颜色时，就是最适宜的收获期，应抓紧时间于空气湿度大的早、晚收割，减少落粒，收获后进行扎捆或扎把，拉到晾晒场或室内竖放1 周左右，让荞麦充分后熟，提高籽粒粒重，然后采取脱粒机或人工脱粒，除去秸秆、碎叶残渣等，用风扇除杂质后，用晾晒或烘干方法，将荞麦含水量降低至14%以下时，放入防潮、隔热、通风的仓库存放。荞麦采收后，根据市场行情选择采挖魔芋时间，商品芋基地一般在10 月至次年2 月采收，商品魔芋去除泥巴，剔除烂薯后用网袋装运销售；采收的种芋用筐装运，经过晒种脱除水分后筐装入库贮藏，按照魔芋良种生产管理规程进行管护，保持贮藏库通风透气，温度在3 ℃以上，以防腐烂和冻坏。