魔芋種植基地應用“蕎麥三次高密度播種”生態(tài)控草技術

丁海兵，姚明勇，鄒 濤，劉軍林

（1.貴州省生物技術研究所，貴州貴陽 550006；2.畢節(jié)市中藥研究所，貴州畢節(jié) 551700；3.威寧自治縣山地特色農(nóng)業(yè)科學研究所，貴州威寧 553100）

魔芋是西南山區(qū)的特色經(jīng)濟作物，其主要利用成分為葡萄甘露聚糖，有良好的凝膠、增稠、成膜、保水、流變等理化特性，具有減肥、降糖、降脂等保健功效，廣泛應用于食品、醫(yī)藥、化工等領域[1]，產(chǎn)業(yè)鏈條長，應用領域廣，發(fā)展?jié)摿Υ?。貴州是全國魔芋主產(chǎn)區(qū)之一，除黔西、黔北、黔南平壩石山區(qū)及大于2 300 m 海拔高山區(qū)、黔東南大于1 700 m 海拔高山區(qū)外，均為最適宜區(qū)或適宜區(qū)[2]，全省可發(fā)展區(qū)域廣闊。

魔芋種植經(jīng)濟效益高，667 m2產(chǎn)值可達萬元以上，在帶動農(nóng)民增收致富方面發(fā)揮了重要作用。在生產(chǎn)中，雜草對魔芋高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)有重要影響，魔芋一般在3—5 月種植，6 月中旬左右出齊苗，出苗時間晚于雜草，往往造成雜草長勢比魔芋強，導致雜草危害嚴重，且魔芋是淺根系作物，主要分布于土壤10 cm 深度附近，很難與主根系雜草、禾本科等須根系發(fā)達的雜草競爭營養(yǎng)和水分[3]。采用化學除草會對魔芋生長產(chǎn)生抑制作用，破壞土壤微生物平衡、土壤團粒結構等，還會對下一代種芋出苗率、病害發(fā)生率造成影響；人工除草不僅生產(chǎn)成本高，且魔芋根、莖、葉都非常脆嫩，在除草過程中容易造成對植株的損傷，導致病害發(fā)生；物理覆蓋控草技術也存在一些技術及經(jīng)濟成本限制問題，因此，生產(chǎn)中亟需一種生態(tài)環(huán)境友好、生產(chǎn)投入低、應用簡便的技術。課題組經(jīng)過多年研發(fā)，形成了“蕎麥三次高密度生態(tài)控草技術”，該技術不僅適用于魔芋種植基地，在烤煙、辣椒、馬鈴薯、玉米、高粱、茶園及各種果園上都能夠進行應用，是一種簡便、高效、適用的控草技術。

1 雜草的危害

雜草生長速度快，適應能力強，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中會跟作物產(chǎn)生營養(yǎng)、水分、光照等方面的競爭，影響作物生長造成減產(chǎn)。我國田園雜草有1 454 種(含亞種、變種、變型)，其中危害嚴重的有130 余種，每年造成主糧作物近300 萬t 產(chǎn)量損失[4]。貴州是典型的立體生態(tài)氣候區(qū)，自然條件復雜，耕作制度多元，栽培方式多樣，田間雜草種類繁多，一年生、越年生和多年生雜草都有，危害性雜草有400 余種[5]，以禾本科、菊科、莧科等雜草危害為主，田間雜草主要有馬唐、小飛蓬、香附子、牛繁縷、鬼針草、酸模、灰綠藜、狗尾草、馬齒莧、牛筋草、薺菜等，每年魔芋基地因草害減產(chǎn)一般在8%～20%，嚴重的地塊甚至達50%以上。同時，雜草的發(fā)生還可以為紅蜘蛛、蚜蟲等提供寄生宿主，為金龜子幼蟲、以繭越冬的害蟲等提供越冬環(huán)境[6]，很多病原菌也可以附著在雜草上越冬，將其作為中間宿主造成來年對作物產(chǎn)生病菌侵染。

2 問題的提出

在魔芋生產(chǎn)中，對雜草處理目前主要有3種方式。

1）化學防控雜草。使用除草劑防治雜草是我國主要應用的方式，我國化學除草劑用量約占農(nóng)藥用量15%左右，除草劑應用最多的是莠去津、甲磺隆和咪唑乙煙酸等[7]。魔芋有半陰性作物特性，生產(chǎn)中主要是用玉米套種遮陰，一般魔芋種植基地在出苗前用乙草胺、草甘膦等進行噴施，在出苗后用精喹禾靈類除草劑進行除草。除草劑使用簡單、方便，經(jīng)濟投入少，效果比較明顯，但也容易產(chǎn)生藥害，貴州不同生態(tài)區(qū)由于海拔、土壤、氣候的差異，雜草種群有差異，不僅除草劑選擇失誤會造成危害，使用方法、施用時間、兌水濃度等不當也會對魔芋及其他作物造成生長停滯、葉片畸形、葉片黃化、植株萎蔫等危害。課題組對噴施除草劑的魔芋基地進行了跟蹤研究，發(fā)現(xiàn)除草劑噴施后，會導致魔芋生長停滯，產(chǎn)量降低10%～15%，病害發(fā)生率增加2.6%～5.3%，并會影響下一代種芋的生長發(fā)育：施用過除草劑的基地，其生產(chǎn)的種芋在大田種植后，病害率、腐爛率都較未施用除草劑的基地高。

2）物理覆蓋控草。生產(chǎn)中經(jīng)常應用的物理覆蓋技術主要有秸稈覆蓋（含枯枝落葉等）、地膜覆蓋等。魔芋種植基地可以利用松毛、枯枝落葉、稻草、玉米秸稈等進行覆蓋，能起到一定控草效果，但枯枝落葉、稻草、玉米秸稈等存在容易霉爛，引起病害、蟲害等問題，效果最好的是松毛，覆蓋厚度要在5 cm 以上（最好8 cm 以上）才能實現(xiàn)對雜草的抑制作用，我們測算過每667 m2地用于收集松毛的人工、車輛運輸成本大概在800 元以上，投資較大，加上后期還需要3～4 個人工進行除草，總成本投入在1 000 元左右，且在風大的地方，松毛容易被吹跑。地膜覆蓋是比較有效的控草手段，我國地膜用量全球排名第一，常見的有透明膜、黑膜、綠膜、銀灰膜等，用于控草和土壤保溫保水；2014 年研究所就針對魔芋生長特性研制了“高海拔區(qū)域魔芋覆膜保墑增溫避雨控草技術”，獲得貴州省科技廳創(chuàng)新券項目支持，經(jīng)過近十年的推廣，已經(jīng)成為貴州省高海拔區(qū)域魔芋種植的重要技術，但該技術對于中低海拔等夏季溫度高的區(qū)域不太適合，容易出現(xiàn)爛種、病害發(fā)生，且由于生產(chǎn)經(jīng)營主體環(huán)保意識淡薄，加上人工回收困難、農(nóng)膜回收網(wǎng)點少、農(nóng)膜再利用產(chǎn)業(yè)鏈不健全等問題，容易造成地膜殘留，導致土壤結構破壞，土壤肥力下降，影響水分、養(yǎng)分的運輸，殘膜纏繞根系會造成爛根、植株枯黃等后果，累積數(shù)量多后會形成土壤毒害，影響農(nóng)作物品質；而生物可降解地膜由于生產(chǎn)成本高，農(nóng)民很少選擇使用。

3）人工除草。主要通過人工拔除，或者應用鐮刀、鋤頭、犁耙等進行刈割、耕鋤等方式進行除草，該方法簡單、直接、無污染，但費時費工，有的基地也采用電耕犁、機耕犁和旋耕機等除草，以提高生產(chǎn)效率，降低勞動成本，但這種方法往往也需要手動除草進行配合。貴州降水豐富，多數(shù)魔芋種植區(qū)年降水量在1 100～1 200 mm，在雨熱同期的氣候條件下雜草瘋長，整個生育期要拔草3～4 次，每667 m2需10 個左右人工，人工成本在800～1 200 元，不僅勞動強度大，且魔芋根系、莖稈、葉片脆嫩，在人工除草過程中容易被碰傷，病菌會隨著這些傷口侵染植株，造成病害發(fā)生，基地面積大時還不一定能請到足夠人工及時除草，從而影響產(chǎn)量。

綜上所述，迫切需要研發(fā)一種不使用除草劑，且節(jié)省人工等費用、對種植環(huán)境友好的除草控草技術。

3 技術研發(fā)過程

2022 年，貴州魔芋種植面積達2.01 萬hm2，各種植基地基本上都存在雜草危害問題，因此，采用一種經(jīng)濟高效的方法來進行田間雜草防控成為生產(chǎn)經(jīng)營者的迫切需求。課題組從2019年開始就進行了生態(tài)控草技術研究，按照“以草控草”“以菜（蔬菜）控草”“以藥（中藥材）控草”“以肥（綠肥）控草”“以糧（糧食）控草”的研究思路，選用了蔬菜、蕎麥、花生、馬鈴薯、白三葉、光葉紫花苕、頭花蓼、板藍根、魚腥草等60余種作物，經(jīng)過在高、中、低海拔區(qū)域試驗，篩選出能夠實現(xiàn)生態(tài)控草的8個蔬菜品種和1種糧食作物（蕎麥）。

應用速生蔬菜控草對水分要求較高，需要在灌溉條件較好的地區(qū)進行，并按照技術規(guī)范進行管理才能實現(xiàn)。用蕎麥控草則無論海拔高低、土地肥瘦、土壤干濕都可以，我們在用蕎麥高密度控草的基礎上，進一步深化研究，集成了“蕎麥三次高密度播種生態(tài)控草技術”實現(xiàn)了控草、菜飼、糧食生產(chǎn)及留種三個目的。該技術能夠在不施用除草劑的情況下，實現(xiàn)對雜草的有效抑制，符合當前國家化肥農(nóng)藥減量化的要求，技術成果入選“貴州省2023年農(nóng)業(yè)主導品種、農(nóng)業(yè)主推技術”目錄，2023 年3 月3 日課題組在貴州省國際會議中心新聞發(fā)布廳對該成果進行了發(fā)布，全省很多產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在進行該技術的落地應用。

4 技術要點

4.1 蕎麥三次播種的目的

第1 次播種主要目的是控制田間雜草生長、保持田間水分和土壤濕度，降低貴州春旱對魔芋生長的影響，并通過蕎麥高密度播種，讓蕎麥苗盡快搶占田間生態(tài)位，實現(xiàn)對雜草的有效抑制；第2 次播種主要是為控草和提供菜飼原料，一是利用蕎麥苗控制雜草，二是可以將鮮嫩的蕎麥尖割來作為蔬菜進行煮、炒及燙火鍋等，也可將蕎麥苗割來添加進牧草、飼料等，用于豬牛羊雞等動物飼喂；第3 次播種以采收蕎麥籽粒為主，這樣既能夠增加土地的糧食產(chǎn)出，還可為次年種植基地生態(tài)控草進行蕎麥留種，一般1 hm2地蕎麥籽粒大約可供次年2 hm2種植基地使用。

4.2 品種選擇

選擇適合在貴州生長的蕎麥品種，第1 次、第2次播種可選用黔苦7號、黔苦2號、黔苦3號、川蕎一號、云喬1 號、云蕎3 號、西蕎1 號、西蕎2 號、晉蕎1號等適應性強的品種，第3次播種選用黔苦7號、川蕎1 號、云蕎1 號等早熟蕎麥品種，以實現(xiàn)在霜凍來臨前蕎麥能夠成熟采收。

4.3 播種方法

選用品種性狀典型、籽粒飽滿、色澤鮮亮的蕎麥種子，用風選法剔除癟種子，備用。

1）第1 次播種。播種前，蕎麥曬種2～3 d，待魔芋播種完畢，立即在廂面播撒蕎麥種子，然后用釘耙輕輕在廂面上來回拖動，將蕎麥種子和土壤混合均勻，防止天氣干旱種子被曬死和被鳥啄食。為讓蕎麥盡快搶占田間生態(tài)位，實現(xiàn)對雜草生長的抑制，蕎麥用種量是常規(guī)播種量3倍左右，一般在10～12 kg。

2）第2 次播種。待第1 次播種蕎麥苗長至25～30 cm 高，魔芋出苗還未散葉時，進行第2次播種。播種前將蕎麥種曬種2～3 d，然后用35～40 ℃溫水浸泡30 min 左右，除去漂浮的秕籽，然后將蕎麥種和細土按照1∶(5～10)重量比混合均勻，再撒施到廂面，廂面中間少施，兩側多施。第2 次蕎麥種撒施完畢后，將第1 次播種長成的蕎麥苗拔了覆蓋到廂面，利用拔蕎麥過程中的物理擾動，實現(xiàn)第2 次播種的蕎麥種子與廂面土壤進行較好結合，提高出苗率。經(jīng)過第1 次蕎麥控草后，田間雜草大幅減少，第2 次蕎麥播種量相應減少，蕎麥用種量是常規(guī)種植播種量2 倍左右，一般在6～8 kg，當?shù)? 次播種的蕎麥苗長起來時，可將蕎麥苗割來做菜或用于養(yǎng)飼。

3）第3 次播種。在8 月底至9 月中旬，將蕎麥種曬種2～3 d，然后用35～40 ℃溫水浸泡30 min 左右，除去漂浮的秕籽，然后按照蕎麥種和土壤1∶(5～10)重量比例混合均勻，用噴霧器將混合后的土壤噴清水，使得土壤呈現(xiàn)手握不緊、松手散開狀態(tài)，然后裝入封閉的容器或小拱棚中進行催芽24～36 h，催芽處理是為了讓蕎麥提早出苗，然后再將催芽后的種子和土壤的混合物播撒到廂面上，以廂面兩側為主，廂面中間及管理走道為輔。第3 次播種的蕎麥用種量跟常規(guī)播種量相同，一般在3～4 kg。

貴州屬于西南高原春秋蕎麥主產(chǎn)區(qū)[8]。進入秋季后溫度逐漸降低，光照強度和時間逐漸減小，催芽能夠讓蕎麥提早出苗，從而實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。魔芋一般在10 月開始倒苗，第3 次播種的蕎麥生長起來要能夠跟魔芋實現(xiàn)茬口銜接，多數(shù)地區(qū)當蕎麥進入旺長期時，魔芋已經(jīng)倒苗，不影響蕎麥生長。第3 次播種目的是采收蕎麥作為糧食，并為次年種植基地留種，這樣1 hm2地的蕎麥籽粒產(chǎn)量大約可以為次年2 hm2的種植基地留種。這種種植模式，能夠有效防控雜草，有利于增加田間生態(tài)多樣性，防止病害發(fā)生，且增加了地表覆蓋，增強就地越冬魔芋防凍能力。

5 水肥管理

蕎麥3 次高密度播種生態(tài)控草技術是應用蕎麥生長速度快，有強大的競爭優(yōu)勢來實現(xiàn)對雜草生長的抑制。第1 次、第2 次播種目的是控制雜草生長及獲得蕎麥生物量，故采取高密度播種，種子用量遠超常規(guī)種植，第3 次播種目的是獲得產(chǎn)量，按照正常用量播種。蕎麥的生長會吸收部分土壤養(yǎng)分，為確保魔芋獲得足夠的養(yǎng)分實現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，因此，肥料施用量除考慮魔芋的吸收量，還要考慮蕎麥的吸收量，一般施肥量在魔芋種植施肥量的基礎上加15%～20%即可。

6 采收貯藏

蕎麥籽粒成熟時間不一致，同株上有成熟的籽粒和不成熟的籽粒，收獲過早影響產(chǎn)量，收獲過晚先成熟籽粒會脫落而造成浪費。當蕎麥全株有70%的籽粒成熟（籽粒變褐或銀灰色），呈現(xiàn)本品種顏色時，就是最適宜的收獲期，應抓緊時間于空氣濕度大的早、晚收割，減少落粒，收獲后進行扎捆或扎把，拉到晾曬場或室內豎放1 周左右，讓蕎麥充分后熟，提高籽粒粒重，然后采取脫粒機或人工脫粒，除去秸稈、碎葉殘渣等，用風扇除雜質后，用晾曬或烘干方法，將蕎麥含水量降低至14%以下時，放入防潮、隔熱、通風的倉庫存放。蕎麥采收后，根據(jù)市場行情選擇采挖魔芋時間，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，剔除爛薯后用網(wǎng)袋裝運銷售；采收的種芋用筐裝運，經(jīng)過曬種脫除水分后筐裝入庫貯藏，按照魔芋良種生產(chǎn)管理規(guī)程進行管護，保持貯藏庫通風透氣，溫度在3 ℃以上，以防腐爛和凍壞。