生態(tài)農(nóng)場雜草管理策略研究

肖雙喜，花萌，李琦

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，安徽 合肥 230000）

生態(tài)農(nóng)場是指以生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)為主的新型經(jīng)營主體，其業(yè)務(wù)既包括生態(tài)農(nóng)業(yè)的各項生產(chǎn)活動，也包括與生態(tài)農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)的服務(wù)與消費活動。在生態(tài)農(nóng)場經(jīng)營生產(chǎn)中，雜草成為影響作物生產(chǎn)、景點美觀的重要制約因素?；瘜W(xué)除草劑的出現(xiàn)為雜草控制提供高效便捷的同時，會伴隨著環(huán)境生態(tài)、食品安全、人體健康等問題。常用除草劑草甘膦對人體呼吸道、心血管系統(tǒng)、肝膽代謝等有顯著影響[1]，對蜜蜂等有益生物存在致死風(fēng)險[2]。依賴除草劑、植物激素等化學(xué)防控方法會影響農(nóng)田雜草生態(tài)穩(wěn)定，且長期連續(xù)使用除草劑會對生態(tài)環(huán)境、糧食安全和人體健康造成負(fù)面影響。從生態(tài)環(huán)境角度看，雜草是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，能維持生態(tài)物種多樣性。具有防止水土流失、保持土壤肥力、防止土壤暴曬、抗旱保墑、避免大規(guī)模植物病害等作用。保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中雜草等野生植物多樣性，發(fā)揮其在維持生態(tài)平衡中的作用，有利于緩解由于環(huán)境條件、人工干預(yù)、外侵物種等因素所造成的生態(tài)失衡。

1 生態(tài)農(nóng)場雜草管理指導(dǎo)思想

1.1 指導(dǎo)思想

生態(tài)農(nóng)場雜草管理以生物與環(huán)境間相生相克的理念為基礎(chǔ)，以環(huán)境友好化的管理為手段，多種方法綜合應(yīng)用，達(dá)到控制農(nóng)場雜草群落數(shù)量，降低種植區(qū)耕作層雜草種子基數(shù)的目的。相生相克是依據(jù)生物間生長存在協(xié)同和拮抗作用，充分利用不同物種間生長特性和關(guān)系，達(dá)到利用有益雜草、抑制惡性雜草，促進(jìn)作物生長的目的。相生理念主要是指充分發(fā)揮雜草的作用，盡量保留與利用雜草；相克理念是指在雜草影響作物生長或農(nóng)場景觀時，對其進(jìn)行控制，將其影響降至最低。除相生相克外，還可利用各種方法進(jìn)行綜合控制，包括農(nóng)場基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及具體農(nóng)藝措施等。

1.2 雜草管理原則

1.2.1 改變傳統(tǒng)以消滅為目的的除草觀念 現(xiàn)有技術(shù)和生態(tài)背景下，消滅雜草并不現(xiàn)實，農(nóng)場省工節(jié)本的管理理念也不宜在雜草控制方面投入過多的人力和物力。正確認(rèn)識保留雜草對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)，適度保留、利用、控制雜草的種群和數(shù)量，發(fā)揮雜草在增加農(nóng)場生態(tài)多樣性、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)小氣候調(diào)節(jié)、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)提升等方面的作用。

1.2.2 堅持“生控物防，綜合治理”的雜草管理方針，保護(hù)生態(tài)環(huán)境 生控物防在解決當(dāng)前雜草抗藥性、單一用藥的生態(tài)為害上提供了有效的解決方案，對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)提升有促進(jìn)作用。

1.2.3 省工節(jié)本的防控原則 生態(tài)農(nóng)場雜草控制要從實際出發(fā)，滿足經(jīng)營主體對防控成本和實施難易程度的要求。除草等農(nóng)事活動在滿足生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的同時，充分考慮提質(zhì)增效的實際需求，利用農(nóng)場自身資源，引入操作性強(qiáng)、低成本的防控技術(shù)，做到生態(tài)和經(jīng)營可持續(xù)發(fā)展。

2 相生類雜草生態(tài)管理策略

2.1 利用相生機(jī)制提升產(chǎn)品產(chǎn)量與品質(zhì)

賈思勰[3]對作物之間相生現(xiàn)象進(jìn)行了闡述，近代學(xué)者對雜草與作物共生的機(jī)制也有深入研究，認(rèn)為兩者之間是“化感作用”[4]，某些雜草的根系分泌物刺激作物開啟次生代謝途徑，從而產(chǎn)生化感物質(zhì)。

在林果生產(chǎn)中，常采用林下保草生草方式調(diào)節(jié)果園小氣候，改善土壤肥力，以提升果實產(chǎn)量和品質(zhì)[5]，葡萄園間作紫羅蘭可促進(jìn)葡萄枝條及果穗縱莖生長，加快果實著色，可溶性固形物含量提高了48.28%[6]；獼猴桃園采用林下保草生草種植較清耕種植方式的最大凈光合速率提高了78.10%[7]。

豆科綠肥還田對土壤改良和作物產(chǎn)量提升具有積極作用，豆科綠肥提高作物產(chǎn)量的機(jī)理包括根瘤菌固氮作用、增加土壤水分蓄積量及提高光能利用率3 個方面。朱亞瓊等[8]選取玉米、油菜、燕麥等作物與花生、白花草木樨等豆科綠肥混作、輪作，研究結(jié)果表明，豆科綠肥間混作可以增加淺表層土壤的有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分含量，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量。

2.2 保留雜草改善種植環(huán)境

雜草對于改善大田作物和果樹栽培環(huán)境具有積極作用，主要體現(xiàn)在防止水土流失、小氣候調(diào)節(jié)、蟲害防治、產(chǎn)品品質(zhì)等方面。

2.2.1 防止水土流失 雨水沖擊是導(dǎo)致水土流失的主要原因，優(yōu)質(zhì)果園地勢較高，雨水沖擊下更容易水土流失。雜草通過地面覆蓋、根系盤結(jié)減少雨水對土壤的沖刷。王學(xué)雄等[9]研究表明，臍橙園中保留雜草較清耕園可降低地表徑流量，土壤流失量降低了30%～45%。李春梅等[10]研究表明，延安地區(qū)果園免耕管理模式中，當(dāng)雜草株高為30 cm 以上時，刈割還田培肥表層土壤，實現(xiàn)了多元素的全面供應(yīng)。

2.2.2 土壤修復(fù) 雜草在土壤污染治理修復(fù)方面發(fā)揮著積極作用。黑麥草和印度芥菜間作能降低土壤重金屬、抗生素的含量[11]；農(nóng)田、果園保留或種植具有環(huán)境修復(fù)功能的雜草，可以緩解由于過度施用化肥造成的重金屬污染[12]；農(nóng)田灌溉池或養(yǎng)殖池中保留一定數(shù)量鴨舌草、空心蓮子草有益于提高水體凈化能力，改善養(yǎng)殖環(huán)境[13]。

2.2.3 蟲害防治 研究表明，田埂植物種群數(shù)量與相應(yīng)的害蟲天敵數(shù)量呈正比[14]。保留一定的雜草種類和數(shù)量，有利于控制蟲害。豐富的雜草種群能吸引、繁衍更多的天敵，建立起農(nóng)田的生態(tài)鏈，有效地控制蟲害的發(fā)生。李鋒等[15]研究表明，蘋果生草園中行間種苜宿、三葉草、夏至草、油菜、草木樨等，有益于天敵益蟲的棲息繁衍，益蟲的蟲口密度高于免耕園、清耕園。有益雜草為天敵昆蟲提供了生存繁衍的食物來源和棲息場所，特別是夏至草、泥胡菜等耐寒植物能為天敵生物提供越冬的宜生環(huán)境。

3 相克類雜草生態(tài)管理策略

3.1 以草克草

農(nóng)田雜草群落由雜草植被和雜草種子庫構(gòu)成，耕作層的雜草種子密度高，地下部分防控難度大。此時可利用植物間異株克生的原理防治雜草。綠肥除通過群體覆蓋抑制雜草萌發(fā)生長外，還可通過根部分泌物或植株地上部淋溶向土壤環(huán)境中釋放化感物質(zhì)，抑制雜草萌芽生長[16]。

3.1.1 北方地區(qū) 北方地區(qū)常用秋播毛苕子、荷蘭豆防除翌年果園雜草。毛苕子春夏環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，占領(lǐng)生態(tài)位后，其他雜草很難生存。張瑞海[17]在科爾沁地區(qū)利用馬藺替代刺萼龍葵、少花蒺藜草的防控技術(shù)，有利于生態(tài)環(huán)境向良好方向發(fā)展。此外，利用冰草、草木犀、向日葵、菊芋、雜交狼尾草對于防治惡性雜草具有一定作用。

3.1.2 南方地區(qū) 南方地區(qū)常種植黑麥草、苕子、白三葉草、紫云英、鼠茅草等綠肥。苕子生態(tài)適應(yīng)性廣，盛花期時固氮能力強(qiáng)，抑制雜草能力亦強(qiáng)。陳仕紅等[18]試驗表明，茶園間作白三葉草和黑麥草對春夏雜草的抑制率達(dá)84%以上。茶、果園常見套種鼠茅草用以防控雜草。鼠茅草一般秋分前后種植，對耕整地要求精細(xì)，合理種植后覆蓋極密，成熟后倒伏，對春、夏季雜草抑制率可達(dá)90%以上。因鼠茅草枯黃后易燃，故果、茶園套種鼠茅草時中間要設(shè)置防火帶，以防意外情況造成嚴(yán)重火災(zāi)。

綠肥種植在減少雜草總量、增加土壤有機(jī)質(zhì)、改善雜草群落演替的惡性循環(huán)上具有積極意義。各地區(qū)在綠肥品種的選擇上，應(yīng)優(yōu)先選用具有本地優(yōu)勢、生物量大、生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)且對作物無明顯不利影響的綠肥品種。

3.2 以作物克草

3.2.1 提升作物密植度與化感能力控草 通過改進(jìn)作物種植密度、方式以及茬口安排，充分利用間作、套作、輪作來控制不同類型的雜草。提高作物種植密度，利用作物群體覆蓋對地表的遮光優(yōu)勢，抑制雜草萌芽、生長，減輕雜草與作物的競爭優(yōu)勢。李秉華等[19]研究表明，種植密度為8.3 萬株/hm2的玉米生物量顯著低于較種植密度為6.7 萬株/hm2的雜草玉米生物量，過度密植會造成玉米病害加重、減產(chǎn)、倒伏等問題產(chǎn)生，因此，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂虻葪l件合理密植；錢久李等[20]研究表明，芝麻盛花期的葉片在密閉條件下，揮發(fā)物對禾本科、莎草科植物的生長具有抑制作用。

3.2.2 利用作物間作、套作、輪作控草

3.2.2.1 間作。在同一地塊間作，利用不同作物間植株性狀差異進(jìn)行合理的空間搭配，可充分利用光、溫、水、氣、養(yǎng)分等資源，玉米與大豆、棉花與綠豆、棉花與玉米等均適合間作。間作地塊封壟后，作物占領(lǐng)優(yōu)勢生態(tài)位，可抑制雜草萌芽、生長。

3.2.2.2 套作。利用作物生育期不同進(jìn)行套種栽培也是防除雜草的重要方式，利用中后期前季作物對雜草的壓制，在行壟間栽培后季作物，有爭農(nóng)時、省工時、提高土地利用率等優(yōu)勢。我國作物套種歷史悠久[21]，安徽傳統(tǒng)麥套棉的栽培方式對雜草和害蟲的防控具有顯著效果，利用錯落的空間層次抑制雜草發(fā)生，利用豐富的天敵資源防治棉蚜、煙粉虱、螨類等，根據(jù)天敵各優(yōu)勢種群在田間的數(shù)量消長動態(tài)，具有保護(hù)天敵資源、降低生產(chǎn)成本的作用[22]。

3.2.2.3 輪作。在同一塊田地上有順序地在季節(jié)間或茬口間輪換種植不同的作物或復(fù)種組合的種植方式。通過改變耕作層生產(chǎn)條件，減輕由于免耕、淺耕造成的優(yōu)勢雜草群落，從而控制雜草群落演替。魏守輝等[23]研究表明，雜草種子庫是農(nóng)田雜草發(fā)生為害的根源，合理輪作是有效的生態(tài)控草措施。不同作物輪作模式的綜合控草效果要高于單一的連作系統(tǒng)。玉米—小麥、小麥—大豆輪作2 a 后，輪作對雜草種子庫的密度具有顯著降低作用。

3.3 以動物克草

動物克草技術(shù)在水田作物和旱地作物生產(chǎn)上均有運用，對于部分作物來說，是一種理想的雜草控制方法。

3.3.1 水田作物控草模式 水田作物動物控草模式常見的有“ 稻—萍—蟹” “ 稻—鴨—蝦—草—鵝”“稻—魚”等。“稻—萍—蟹”模式既降低了雜草發(fā)生基數(shù)和為害程度，又減少了土壤污染和農(nóng)藥的使用量[24]；“稻—鴨”模式在稻田生態(tài)系統(tǒng)中共生性良好，通過鴨對雜草的吞食和在水田的攪動，刺激水稻生長并干擾雜草生長[26]；“稻—蝦”模式稻田中水莧菜、千金子、通泉草、稗草等雜草發(fā)生頻度均有所降低[25]；“稻—魚”模式中稻田中的魚可取食水稻基部的紋枯病菌、雜草，水稻的紋枯病降低了40%～46.2%，稻田雜草降低了74%～87%[27，28]。

3.3.2 旱地作物控草模式 旱地作物動物控草模式常見的有“玉米—柴雞”“茶—山雞”“果樹—柴雞”“果樹—鵝”等。果園常利用鵝的食草和踩踏有效控制園區(qū)的雜草，鵝喜食的雜草有狗尾草、打碗花、鴨跖草等；弘毅農(nóng)場利用雞食草和翻土特性控制田地的雜草，松土施肥，改良土壤，防控效果明顯[29]；安徽九連山茶場采用“茶—山雞”模式，較傳統(tǒng)模式人工除草費用節(jié)約了1 125 元/hm2[30]。

3.4 以微生物克草

微生物克草技術(shù)是利用細(xì)菌、真菌、病毒感染雜草，削弱其競爭力，從而消減或消除雜草的為害性。可供利用的真菌有鐮孢菌屬、炭疽菌、鏈格孢菌屬、尾孢菌屬等，細(xì)菌有假單胞菌屬、檸檬酸細(xì)菌屬、腸桿菌屬等[31]。膠孢炭疽菌BWH-1 及其代謝產(chǎn)物對多種雜草具有較好的抑制效果[32]，因其具有致病力強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好、易于標(biāo)準(zhǔn)化，已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段；“魯保一號”可以顯著抑制菟絲子生長，目前著重開發(fā)其助劑，進(jìn)一步增強(qiáng)防治效果[33]；TeA 毒素對紫莖澤蘭有明顯的抑制生長作用，有效成分25%TeA 的丁羥咯酮已商業(yè)化，最新獲得的仲戊基TeA、仲己基TeA是TeA 毒素的2 倍以上，具有良好的開發(fā)前景[34]。實際生產(chǎn)中，農(nóng)戶會利用微生物和化學(xué)除草劑控制雜草，即在下茬蔬菜定植、播種前10～15 d，清園整地后噴灑EM 生物菌，分解雜草種子種皮；或采用低殘留農(nóng)藥對雜草幼苗進(jìn)行滅殺，然后噴施的EM 生物菌分解殘留除草劑，施用量為30～45 kg/hm2，以減輕對生態(tài)環(huán)境的不利影響[35]。

3.5 以物克草

以物克草是指以各種實物去控制雜草。這些物體包括作物秸稈、稻殼油、地膜、無紡布（防草布）等，將其直接覆蓋在作物周邊用以控制雜草。地膜覆蓋除草技術(shù)在生產(chǎn)中得到廣泛的推廣，分為透明地膜、非透明地膜，透明地膜能夠抑制雜草幼苗的生長，雜草幼苗生長點頂觸到地膜后受到溫度、空間的抑制，但會長期存在于地膜中，仍需人工拔除；非透明地膜的防草效果好，一般常見的有黑色地膜、銀灰地膜。需要注意的是，換茬時應(yīng)做好地膜清理，或選用可降解地膜（如麻纖維地膜），以減輕環(huán)境污染。農(nóng)作物秸稈覆蓋可有效防草，小麥秸稈對雜草種子的萌發(fā)有抑制作用，對狗尾草種子發(fā)芽抑制率達(dá)83%[36]。連續(xù)多年秸稈還田配合稻鴨共作可明顯降低通泉草、看麥娘等18 種主要雜草的種子密度，主要雜草的種子庫總體降幅達(dá)97%[37]。以水克草是利用較深的水層抑制雜草對陽光、空氣、CO2的攝取，從而達(dá)到抑制雜草發(fā)生的作用。農(nóng)民在種植水稻時常用此方法防控稻田雜草（也稱深水壓草技術(shù)），灌水適宜深度為15 cm以上，插秧時應(yīng)選用秧高25 cm 以上的大苗，有效防止漂秧。

4 綜合類雜草生態(tài)管理策略

4.1 利用農(nóng)場規(guī)劃控制雜草

農(nóng)場在規(guī)劃時要明確建設(shè)生態(tài)隔離帶。通過建設(shè)喬木、灌木、草本三層隔離帶，隔離外來風(fēng)傳雜草種子和其他有害物質(zhì)。為保證隔離效果，隔離帶須由植物立體組成，并結(jié)合水溝、溪流、溝壑、道路等形成一定寬度的屏障。該方法主要應(yīng)對近年來以菊科草本植物為代表的雜草入侵，以小蓬草為例，其種子沉降速度快、釋放高度高，遠(yuǎn)距離擴(kuò)散（＞100 m） 概率大，嚴(yán)重威脅其他植物的生長[38]。

農(nóng)場在規(guī)劃核心種植區(qū)時，若有養(yǎng)殖方面的需求，可在核心種植區(qū)周邊一定距離種植環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、生長速度快的牧草，例如紫云英、苜宿草、芨芨草等封行后能有效抑制雜草發(fā)生。另外，可適當(dāng)布局相生類雜草，通過合理規(guī)劃減少區(qū)域內(nèi)雜草數(shù)量，防止惡性雜草種子的入侵。隨著時間推移，相對封閉的農(nóng)場生態(tài)漸趨穩(wěn)定，雜草的數(shù)量和種類處于可控范圍。

4.2 完善農(nóng)場設(shè)施控制雜草

通過升級改造原有農(nóng)場設(shè)施，充分發(fā)揮設(shè)施控草的作用。完善水利設(shè)施，阻斷雜草種子輸入途徑。水稻種植過程中，需要定期排水以抑制無氧呼吸造成的根細(xì)胞毒害。為防止雜草種子通過排灌進(jìn)入稻田，排灌口應(yīng)使用高密度網(wǎng)套阻斷雜草種子進(jìn)入農(nóng)田。完善設(shè)施大棚的密封性，盛夏實行高溫悶棚以滅除棚內(nèi)雜草種子。換茬前，清理殘茬并進(jìn)行耕整地作業(yè)，平整后灌水，應(yīng)浸潤土壤層5～10 cm，覆膜后關(guān)閉通風(fēng)口，進(jìn)行悶棚作業(yè)，通常土壤含水量達(dá)到田間最大持水量的60%，連續(xù)密閉30 d 以上，雜草種子滅除效果好。

4.3 利用人工控制雜草

田間管理過程中，雜草控制與其他農(nóng)事活動協(xié)同進(jìn)行，其中，中耕除草是最典型的操作。小型農(nóng)場通過鋤、鏟、耙等傳統(tǒng)工具或裝備小型中耕機(jī)進(jìn)行田間作業(yè)，利用中耕鏟對土壤淺層翻倒的作用，切斷雜草根系致其死亡，并對淺層土壤的雜草種子進(jìn)行覆埋，降低雜草萌芽率；針對惡性雜草，如入侵雜草加拿大一枝黃花要及時進(jìn)行清除。生態(tài)農(nóng)場若有草坪建設(shè)需求，需要及時清除抗性較強(qiáng)的野苜宿、小飛蓬等雜草[39]。保護(hù)地栽培中，在有序采用精細(xì)耕整地、高溫悶棚、地膜覆蓋等前期防草滅草措施后，雜草大面積發(fā)生概率小。雜草多數(shù)屬于淺根系植物，而作物根系普遍發(fā)達(dá)，中后期作物封壟、封行，雜草的影響逐漸降低。

4.4 利用耕作制度控制雜草

有條件的農(nóng)場建議實行水旱輪作，合理換茬，通過人為創(chuàng)造不利于雜草及其繁殖器官生存的環(huán)境，在一定程度上提高對雜草的抑制效果。水旱輪作條件下，無論是水田改旱田、旱田改水田，濕生性、水生性和中生性雜草都可顯著減少。我國土壤酸化日益嚴(yán)重，對雜草群落組成影響顯著，會導(dǎo)致新的雜草優(yōu)勢種，禾本科類雜草優(yōu)勢尤為突出；而增施有機(jī)肥和秸稈還田可有效緩解土壤酸化程度，降低農(nóng)田雜草優(yōu)勢種的發(fā)生幾率，繼而降低雜草為害[40]。收獲后翻耕2 次以控草培土，第1 次耕整地后15 d，進(jìn)行第2 次翻耕，秋耕期適當(dāng)深耕，當(dāng)深度達(dá)到25 cm 時，可消滅大部分雜草。

4.5 控制農(nóng)業(yè)投入品，切斷雜草來源途徑

農(nóng)業(yè)投入品中容易攜帶雜草種子的物質(zhì)資料有種子、肥料等。大田作物種子中摻雜雜草種子，播種時容易造成雜草入侵；精選合格的作物種子，防止雜草進(jìn)入田壟。未充分腐熟的農(nóng)家肥、有機(jī)肥中常混雜有雜草種子，回田后容易引發(fā)草害，堆肥溫度為55 ℃，持續(xù)時間為1 d，可滅殺刺莧、龍葵、青莧種子；堆肥溫度為50 ℃，可滅殺稗草、馬齒莧、龍葵等。張令昕[41]研究表明，銨態(tài)氮和揮發(fā)性有機(jī)酸對雜草種子有殺滅作用，兩者含量越高滅殺效果越好，其中，揮發(fā)性有機(jī)酸含量為1 000 mg/kg 時，牛筋草的種子8 d 后失活，日本看麥娘、稗草的種子20 d 后失活，狗尾草的存活率僅為3.33%。值得注意的是，當(dāng)堆肥中揮發(fā)性有機(jī)酸含量達(dá)到2 000 mg/kg 時，施入土壤后會導(dǎo)致作物幼苗燒根、抑制作物種子萌發(fā)等副作用，因此在堆肥中要注意控制其含量[42]。

5 結(jié)論與建議

以相生相克為核心的生態(tài)農(nóng)場雜草綜合管理技術(shù)，能夠有效緩解或消除由于化學(xué)除草劑造成的環(huán)境污染問題，為落實“持續(xù)推進(jìn)化學(xué)農(nóng)藥減量增效”政策提供了可行的解決思路和相應(yīng)的技術(shù)辦法。利用相生類雜草對作物的益處，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，增加生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品競爭優(yōu)勢?；谵r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣過程中成本過高引起的受限問題，列舉了行之有效、成本較低的方法，適用于現(xiàn)代農(nóng)場的經(jīng)營與管理。從事農(nóng)場經(jīng)營的農(nóng)場主，在經(jīng)營過程中，要遵循“試驗—示范—推廣”的規(guī)律，因地制宜采取相應(yīng)的方法以緩解農(nóng)場雜草管理問題。