吉林省東南部稻區(qū)有機(jī)水稻栽培的除草技術(shù)初探

侯文平，王成璦，趙 磊，趙秀哲，于亞彬，李 巖，高良文，韓 霖

（吉林省通化市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，吉林梅河口135007）

0 引言

有機(jī)稻米是根據(jù)有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)原則和有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方式及標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)、加工，并通過(guò)有機(jī)食品認(rèn)證的農(nóng)產(chǎn)品[1]，是在符合有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境下，全部過(guò)程都利用農(nóng)業(yè)資源，不使用化學(xué)合成的農(nóng)藥、化肥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等物質(zhì)，遵循自然規(guī)律和生態(tài)學(xué)原理而獲得的農(nóng)產(chǎn)品[2]。有機(jī)水稻生產(chǎn)過(guò)程中不使用除草劑，只能以人工、小型除草工具除草的現(xiàn)狀和有機(jī)稻田雜草基數(shù)多、密度大、生長(zhǎng)速度快，并與水稻秧苗爭(zhēng)肥、爭(zhēng)水、爭(zhēng)光，嚴(yán)重時(shí)影響水稻生育的特點(diǎn)。本項(xiàng)研究參考了李彥泉等有機(jī)稻田地膜覆蓋，創(chuàng)造雜草無(wú)法生長(zhǎng)環(huán)境，可以有效消除雜草[3-5]。趙文清用紙膜覆于稻田表面，在紙膜上插秧，雜草綜合防效達(dá)93.0%[17-18,22]。吳勇賢、趙文清等采取稻田養(yǎng)鴨的途徑，通過(guò)鴨子取食幼嫩雜草及雜草種子；遷移過(guò)程中爪子踩踏可抑制和消除雜草[6-8]，防除效果可以達(dá)到85%～95%[17-18,21]。金光浩等在稻田養(yǎng)魚(yú)、螃蟹、小龍蝦等草食性生物，雜草初發(fā)生時(shí)，葉、芽細(xì)嫩，適合雜食類(lèi)水生動(dòng)物食用，除草效果良好[14]。趙文清通過(guò)使用稻糠消耗水中的O2，增加CO2來(lái)阻礙雜草種子萌發(fā)、發(fā)根及生長(zhǎng)發(fā)育，使雜草受到嚴(yán)重抑制或窒息而死[17]，施稻糠2000 kg/hm2稗草除草率達(dá)95.5%，三棱草除草率達(dá)94.9%，闊葉草除草率達(dá)87.5%，綜合防效達(dá)到92.6%[10,12,18]，連續(xù)使用稻糠雜草的發(fā)生量逐漸減少，第3 年雜草沒(méi)有發(fā)生[11]。吳勇賢等報(bào)道了插秧后稻田內(nèi)施用稻殼，對(duì)防除雜草具有良好的效果[8,15]。馬旭等利用2BYS-6 型水田中耕除草機(jī)，雜草的相對(duì)除凈率為78.11%[13]。金光浩等采取水耙地后移栽前始終保持深水層(≥7 cm)，插秧后恢復(fù)深水層直至分蘗末期曬田，創(chuàng)造不利于雜草生長(zhǎng)的環(huán)境條件[8,14,16]。吳競(jìng)侖等采取水旱輪作，改變雜草原有的適生環(huán)境，致使水田雜草種子數(shù)量減少，對(duì)稻田多年生雜草如矮慈姑、水莎草、眼子菜、扁稈藤等雜草具有較好的防除效果[19]。本研究根據(jù)試驗(yàn)區(qū)域雜草的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律和試驗(yàn)基地雜草發(fā)生情況，采取插秧前覆蓋可降解膜、插秧后行間分期覆蓋稻草等措施消除和控制有機(jī)稻田的雜草。在保證稻米品質(zhì)的前提下，提高有機(jī)生產(chǎn)田的產(chǎn)量，最終達(dá)到提高生產(chǎn)效益的目的，并為有機(jī)稻田秸稈還田，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量提供了技術(shù)支持。

1 材料與方法

根據(jù)雜草生長(zhǎng)規(guī)律，分別采取插秧前鋪放可降解膜；插秧后行間分期覆蓋稻草等措施控制和消除雜草，通過(guò)除草效果、稻谷產(chǎn)量與稻米品質(zhì)表現(xiàn)，篩選出有機(jī)栽培田最佳的除草措施與時(shí)期。

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013—2014 年在梅河口市曙光鎮(zhèn)西太平村有機(jī)稻米生產(chǎn)基地（已獲得有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證）進(jìn)行，試驗(yàn)選擇雜草基數(shù)較多的地塊，分別設(shè)可降解膜覆蓋、行間分期覆蓋稻草等試驗(yàn)處理。可降解膜覆蓋采取插秧前先覆膜，再開(kāi)口插秧；行間覆蓋稻草設(shè)6 個(gè)處理（表1），對(duì)照(CK)為整個(gè)生育期不除草，各處理均設(shè)3次重復(fù)；為了便于操作，插秧方式為(50 cm+30 cm+30 cm)×20 cm，3行1組[23～25]，組內(nèi)2個(gè)行間鋪放稻草。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 品種 試驗(yàn)品種采用‘五優(yōu)稻4號(hào)’（稻花香2號(hào)），生育期145天，屬香型優(yōu)質(zhì)食用稻米品種。

1.2.2 生物降解膜 生物降解膜選用山東天壯環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的生物降解膜，寬度90 cm，厚度0.005 mm，主要通過(guò)高溫、光、生物降解類(lèi)菌降解。

1.2.3 稻草 選用上年度有機(jī)田留用的稻草，稻草要求健康田（上個(gè)季節(jié)沒(méi)有發(fā)生病、蟲(chóng)害的田塊）生產(chǎn)，未經(jīng)粉碎和完整的稻草，把稻草截成30～40 cm 段，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)在不同生育階段人工鋪放到行間。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 整地、鋪膜 整地：在秋翻地的基礎(chǔ)上，5月上、中旬，施用底肥（腐熟的有機(jī)肥）后灌水泡田，5 月下旬，土壤水分適宜的情況下，用旋耕機(jī)械旋耕、耙地，細(xì)碎表層土壤，經(jīng)過(guò)機(jī)械平整田面后，降低水層，劃區(qū)鋪膜。

表1 有機(jī)稻田除草試驗(yàn)設(shè)計(jì)

鋪膜方法：按照寬度80 cm凈面鋪放降解膜，兩側(cè)埋入土中各5 cm，3行為1組，組內(nèi)行距30 cm，組間行距50 cm，具體方法參照混合稀植栽培或高光效栽培[23-26]；鋪好膜后，灌淺水等待插秧。

1.3.2 插秧方式

（1）覆膜處理插秧。在地膜上拉標(biāo)記繩，距地膜外側(cè)10 cm為標(biāo)記繩的位置，人工在標(biāo)記點(diǎn)（穴距20 cm）開(kāi)口插秧，依次按照30 cm行距拉繩插秧，每幅降解膜插3行。形成兩側(cè)10 cm、中間行距30 cm的形式，3組為一次重復(fù)，試驗(yàn)區(qū)共插10 組（3 次重復(fù)，含1 組保護(hù)行），插秧密度13.6穴/m2，每穴3苗。

（2）稻草覆蓋處理插秧。在覆膜處理的同一田塊內(nèi)，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)的插秧密度50 cm+30 cm+30 cm 確定插秧行位置，并插草棍標(biāo)記，每個(gè)處理插9組，3組為一次重復(fù)，在不同的生育時(shí)期行間鋪放稻草，鋪放稻草處理和覆膜處理的插秧方式相同。

（3）對(duì)照區(qū)插秧。對(duì)照區(qū)分別設(shè)在鋪放降解膜和鋪放稻草處理同一區(qū)的另一側(cè)，做單處理比較；并同時(shí)設(shè)立與處理區(qū)相同的對(duì)照區(qū)，對(duì)照區(qū)整個(gè)生育期不除草。

育苗與苗田管理、本田施肥、水分管理均按照有機(jī)稻米生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程執(zhí)行。

1.4 調(diào)查方法

1.4.1 雜草調(diào)查與樣本采集時(shí)間 水稻封行期（7 月10日）在處理的中間位置（中間組）取1延長(zhǎng)米，調(diào)查雜草種類(lèi)與數(shù)量，雜草露出水面5 cm或雜草3片葉以上（有獨(dú)立生存能力的雜草）計(jì)數(shù)，按照當(dāng)?shù)刂饕s草類(lèi)群（稗草、菵草、野慈姑、螢藺）分類(lèi)，分別統(tǒng)計(jì)雜草數(shù)量，并與對(duì)照區(qū)比較，計(jì)算雜草防、抑效果。

1.4.2 取樣及測(cè)產(chǎn) 9 月25 日按重復(fù)采集樣本，每區(qū)采集10 穴樣本，并收獲45 穴(3.3 m2)風(fēng)干后考察產(chǎn)量性狀，測(cè)定小區(qū)產(chǎn)量，并計(jì)算出公頃產(chǎn)量。測(cè)產(chǎn)樣本風(fēng)干后（3個(gè)月），測(cè)定稻米品質(zhì)。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

處理區(qū)的雜草防除效果的計(jì)算見(jiàn)公式(1)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方式對(duì)雜草的防除效果

通過(guò)樣本調(diào)查發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)田的主要雜草有4 種，即稗 草 (Echinochloa crusgalli)、菵 草 (Beckmannia syzigachne)、野慈姑(Sagittaria trifolia)和螢藺(Scirpus juncoides)。由表2 可以看出，可降解地膜覆膜處理(C01)對(duì)田間的雜草防除效果最佳，4 種雜草的防除效果均達(dá)到100%。行間覆蓋稻草除了螢藺的防除效果偏低外(68.99%)，其他處理以C07（分蘗末期行間覆蓋稻草）防除雜草的效果最好，對(duì)稗草、菵草和野慈姑的防除達(dá)到了92.44%～100.00%，此時(shí)期覆蓋稻草對(duì)已成苗的雜草有覆蓋和覆壓作用，使雜草被壓伏在水中，不能正常生長(zhǎng)，直至莖葉腐爛。6 個(gè)時(shí)期行間覆蓋稻草各處理對(duì)菵草的防效最明顯(81.82%～100.00%)，其中有4 個(gè)處理(C03、C05、C06、C07)的防效達(dá)到了100%；稗草在秧苗緩苗后行間覆蓋稻草(C03)和分蘗末期行間覆蓋稻草(C07)，防效可達(dá)到91.18%～92.44%；野慈姑在分蘗初期(C04)和分蘗末期(C07)行間覆蓋稻草效果最好，防效均達(dá)到了100%。而螢藺的防除則是早期覆蓋稻草(C02～C04)優(yōu)于后期(C05～C07)，稻草最佳鋪放時(shí)期為緩苗后覆蓋稻草(C03)，防效可達(dá)到89.87%。

表2 不同除草處理對(duì)雜草的防除效果

2.2 不同處理的產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

從各處理的測(cè)產(chǎn)結(jié)果看出，降解膜覆蓋的處理(C01)產(chǎn)量最高，比對(duì)照增產(chǎn)36.54%；次則分蘗始期覆蓋稻草(C03)，產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)12.66%，產(chǎn)量第三位為緩苗后(C02)覆蓋稻草，比對(duì)照增產(chǎn)10.70%，其他處理與對(duì)照無(wú)顯著的差異（表3）。

從產(chǎn)量性狀的測(cè)定值（表3）可以看出，可降解膜覆膜(C01)單穴平均穗數(shù)比對(duì)照增加了27.72%，混合千粒重提高了17.90%；插秧后鋪放稻草的處理(C02～C04)單穴穗數(shù)提高了6.79%～11.50%，混合千粒重增加了2.09%～17.90%，單穴總粒數(shù)增加了0.57%～6.07%；分蘗末期覆蓋稻草(C07)單穴穗數(shù)和千粒重分別增加了7.64%和3.71%，單穴粒數(shù)增加了1.56%；但是這些處理穗數(shù)和單穴粒數(shù)的增加，導(dǎo)致了飽滿(mǎn)粒率比對(duì)照有所下降。

2.3 不同除草處理的稻米品質(zhì)分析

通過(guò)表4 可以看出，無(wú)論用可降解地膜還是用行間覆蓋稻草處理，對(duì)稻米品質(zhì)沒(méi)有明顯的影響。覆蓋降解膜(C01)糙米率、精米率、直鏈淀粉和食味值略低于對(duì)照(CK)和其他處理，整精米率、堊白粒率、堊白度、蛋白含量略高于對(duì)照(CK)，這些差異統(tǒng)計(jì)上均未達(dá)到顯著水平(P＞0.05)，不同時(shí)期行間覆蓋稻草除草，食味值、直鏈淀粉、精米率與對(duì)照(CK)相近，說(shuō)明在有機(jī)稻田采用降解膜覆蓋和行間鋪放稻草除草不會(huì)導(dǎo)致品質(zhì)下降。

3 討論與結(jié)論

從本研究的除草效果看，有機(jī)稻米生產(chǎn)田插秧前覆蓋降解地膜在生育前期可以提高地溫，促進(jìn)分蘗的快速生長(zhǎng)，有助于提高單穴穗數(shù)和千粒重，不僅可以有效防除和抑制雜草生長(zhǎng)，并能達(dá)到最佳的除草效果，而且還可以提高產(chǎn)量，這與李彥全等研究結(jié)果相近[4-5,20]，塑料地膜與本研究采用的有機(jī)降解膜比較，水稻生育中、后期可以無(wú)需撤膜，且增產(chǎn)幅度高于塑料地膜、稻糠、稻殼和紙膜覆蓋[10,12]。行間覆蓋稻草可以根據(jù)雜草的種類(lèi)確定鋪放時(shí)期，防除稗草可以在緩苗后到分蘗始期鋪放，可以有效抑制稗草出苗與生長(zhǎng)，也可以在水稻分蘗的中、后期鋪放，此時(shí)稗草已經(jīng)出苗，并長(zhǎng)出2～3葉，通過(guò)稻草把稗草壓倒并淹沒(méi)在水中，在無(wú)光缺氧的環(huán)境下至其腐爛，達(dá)到抑防效果；對(duì)于菵草、野慈姑等闊葉型雜草較多的地塊，在水稻分蘗期鋪放（分蘗初期到分蘗末期），此時(shí)雜草已經(jīng)出苗，通過(guò)稻草的覆壓、抑光、缺氧等抑制雜草生長(zhǎng)，使雜草不能長(zhǎng)出水面，最后腐爛死亡。螢藺（水蔥）葉片細(xì)圓柱形，對(duì)稻草穿透力較強(qiáng)且易于從稻草的縫隙中間穿出，可以在緩苗后覆蓋稻草，并創(chuàng)造不利于出苗和生長(zhǎng)的環(huán)境，也可以在水稻分蘗的中、后期待雜草長(zhǎng)到高出水面后覆蓋稻草，把已經(jīng)出水面草抿倒后壓到稻草的下面，抑制其生長(zhǎng)來(lái)達(dá)到除草效果。本項(xiàng)研究與鄭紅霞、劉東陽(yáng)等有機(jī)田覆蓋稻糠[10,12]、稻殼[8,15]的研究結(jié)果相近，但是稻草覆蓋部分處理的增產(chǎn)幅度和除草效果大于稻糠、稻殼和紙膜覆蓋，雖然稻糠、稻殼除草有較好的效果，但是因稻糠、稻殼的來(lái)源與數(shù)量受到限制，推廣應(yīng)用時(shí)難以收集到足夠的稻糠和稻殼；紙膜需要加工、儲(chǔ)運(yùn)，成本增加，并且稻糠、稻殼是隨著用量增大，除草效果增加，但是也有報(bào)導(dǎo)稻糠覆蓋水面，導(dǎo)致水溫與地溫大幅度降低，水稻生長(zhǎng)緩慢，生育期后移，產(chǎn)量會(huì)隨之降低[14]。利用稻草作為有機(jī)稻田防除雜草的原料，資源廣成本低，鋪放時(shí)稻草溫度高于水溫，吸水后稻草間有大量的空隙，對(duì)水溫和地溫不會(huì)產(chǎn)生較大影響，經(jīng)過(guò)夏季高溫稻草腐爛后，貼附于田面，不會(huì)造成土壤因稻草腐爛產(chǎn)生缺氧的現(xiàn)象，不僅除草效果顯著，而且還可以達(dá)到稻草還田，增加土壤有機(jī)質(zhì)的效果。本研究使用的是整株或切成30～40 cm長(zhǎng)的草段覆蓋在行間，在秧苗較小的時(shí)候易于碰到或擠壓秧苗，并且株間沒(méi)有覆蓋到的區(qū)域易于出現(xiàn)雜草，對(duì)于利用粉碎和切段的稻草或把稻草加工成寬度與行距相近的草板或草簾，并按照適宜的時(shí)期機(jī)械撒施與鋪放還有待于進(jìn)一步研究與探討。

表3 不同除草處理的產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

表4 不同除草處理的稻米品質(zhì)分析

從產(chǎn)量角度看，可降解膜覆蓋產(chǎn)量最高，比對(duì)照增產(chǎn)36.54%；緩苗后和分蘗始期覆蓋稻草(C02、C03)，產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)10.70%～12.66%，分蘗中、后期覆蓋稻草產(chǎn)量與對(duì)照相近(-1.70%～1.44%)；從除草效果看，分蘗期鋪放稻草對(duì)稗草的除草效果為73.85%～92.44%，以分蘗始期和分蘗末期效果最佳(91.18%～92.44%)，分蘗期覆蓋稻草菵草的除草率為81.82%～100.00%，以分蘗初期及中、后期效果最好，可達(dá)到100.00%，分蘗初期和分蘗末期覆蓋稻草對(duì)野慈姑亦能達(dá)到100.00%的防除效果，緩苗后和分蘗始期對(duì)螢藺有較好的防除效果(78.90%～82.28%)。所以根據(jù)有機(jī)田雜草種類(lèi)、出現(xiàn)的早晚可以選擇適宜的鋪放時(shí)期，整體看分蘗期根據(jù)雜草發(fā)生情況分期鋪放稻草，對(duì)不同種類(lèi)的雜草均有一定的防除效果。無(wú)論是降解膜覆蓋還是分期覆蓋稻草對(duì)稻米品質(zhì)均無(wú)明顯影響。這兩種方式在保證稻米品質(zhì)的前提下，不僅可以有效的消除雜草，而且早期覆蓋稻草還可提高產(chǎn)量，達(dá)到秸稈還田的目的。