姚明勇 劉輝 丁海兵 劉思睿 羅可 陳恩發
摘要 魔芋田間雜草種類繁多、危害周期長,雜草與魔芋爭肥、爭水、爭奪生長空間,導致魔芋的產量和品質下降,草害已成為魔芋產業發展的主要障礙之一。為此,對魔芋田間雜草的種類、危害和綜合防治技術進行了綜述,并分析了目前魔芋雜草防治中存在的問題,提出了相應的解決建議,以期為魔芋田間雜草的綜合防治提供參考。
關鍵詞 魔芋;雜草;綜合防治技術;研究進展
中圖分類號:S565.1 文獻標識碼:B 文章編號:2095–3305(2023)07–0059-03
魔芋(Amorphophallus konjac K. Koch)屬于天南星科(Araceae),魔芋屬(Am-orphophallus)植物,在中國有2 000余年的食用和種植歷史[1]。魔芋含有豐富的葡甘聚糖,而葡甘聚糖被譽為“工業味精”,在食品、化工、醫藥、建筑和農業等領域均有廣闊的應用前景,因此,魔芋是一種經濟價值極高的作物[2]。
2020年,全國魔芋種植面積達13.53萬hm2,每年生產的魔芋精粉約1.7萬t,約占世界的60%,但國內魔芋精粉仍然缺口極大[3-4]。當今魔芋的種植規模和發展水平已經成為我國特色農業產業的重要組成部分之一,不僅如此,魔芋因其具有喜陰的特性,也是發展“林下經濟”一大著力點[5-6]。
隨著魔芋種植規模的不斷擴大,魔芋草害問題也日漸突出。雜草是人類定義的一類植物,即在農田生態系統中,除人類有意種植作物外的植物統稱。雖然許多雜草本身具有一定的價值,常被稱為“長錯地方的植物”,但雜草生物學特性使其具有較強的生長和繁殖能力,嚴重影響了田間種植作物的正常生長和田間管理措施的實施[7-9]。魔芋的田間雜草種類較多,生物生態學特性差異較大,田間雜草構成的生態系統和群落演替復雜,導致魔芋整個田間生育期內都有雜草的危害,雜草與魔芋爭肥、爭水、爭生長空間,草害危害嚴重時,甚至形成了“魔芋田內不見魔芋”的場景,嚴重地降低了魔芋的產量和品質,草害已成為魔芋產業發展的主要障礙之一。為此,本研究對魔芋田間雜草種類、危害和防治技術進行了綜述,并討論了魔芋田間雜草防治存在的問題,旨在為魔芋田間雜草綜合防治提供參考。
1 魔芋田間主要雜草的種類
我國記載的農田雜草約1 400余種,其中,對農業生產構成嚴重威脅的有130余種[10]。我國魔芋種植地域較廣,大多數旱田雜草都可能在魔芋田間生長,魔芋田間雜草多達400余種[11]。由于各地氣候和地理的差異,不同地區的魔芋田間主要雜草并不相同,例如:云南魔芋田間雜草有39科155種[12];湖北的魔芋田間雜草主要為馬唐草、牛筋草、狗芽根和香附子等18種雜草[13];陳恩發等[14]發現貴州魔芋田間主要雜草有白茅、狗尾草和牛膝菊等12個科29種。陳榮信等[15]調查發現陜南魔芋田間雜草有18個科41種,其中,常見的有尼泊爾蓼、腺梗薟、聚穗莎草和打碗花等9種。
2 魔芋田間雜草對魔芋的危害
魔芋的根系分布較淺,一般多位于地下10 cm處,雜草不僅會和魔芋競爭地上部分的生存空間,還會競爭地下部分的生存空間,并且雜草根系茂盛生長較快,也會與魔芋競爭礦質營養、水分。當田間雜草較多時,容易造成魔芋長勢減弱,產量降低。田間管理不當一般能造成魔芋產減產10%,當草害發生嚴重時甚至能減產20%以上[16]。魔芋田間雜草叢生也會造成魔芋病蟲害發生嚴重。高祥伍等[17]研究發現,沒有防治雜草的魔芋軟腐病顯著高于開展過雜草防治的處理。雜草不僅惡化了魔芋的生產環境,對魔芋的種植和收獲也造成了不小的障礙,增加了魔芋種植的人、物、財的投入成本。
3 魔芋田間雜草的綜合防治技術
田間雜草種類較多,所以雜草種群生態位寬度較大,加上一些雜草的生態位與作物生態位重疊程度較高,導致作物整個生育期內都有雜草的危害。當某種或某類雜草的田間種群數量降低時,另一些次要的雜草又上升為主要雜草,造成雜草防治困難[18-19]。
3.1 人工除草
在魔芋種植前深耕時將魔芋田間雜草的根、莖挖起,并移出魔芋田,清潔田園,及時清除魔芋田周邊的雜草,使用腐熟肥料等,減少魔芋田間雜草種源和侵染來源。深耕會將上層土壤中的雜草種子翻動至下層,導致種子發生損傷和腐爛,也使得一些種子的休眠被打破,提前在不利的條件下萌發,降低雜草種子庫[20]。在魔芋沒有出苗前,可人工拔出壟面的雜草,及時鏟除處于幼嫩狀態下的雜草,對廂溝內的雜草可以采用中耕。
3.2 化學防治除草
農業生產中化學藥劑防治雜草是最為直接、便捷的方法,也是目前生產中主要采用的方法。陳榮信等[15]提出魔芋田間雜草“前重后輕、土壤處理為主、莖葉處理為輔”的防治策略,在魔芋出苗前予以重點防治,中后期以保護定向噴霧為主的防治策略,魔芋出苗前可用氧氟·草甘膦可濕性粉劑,在魔芋生長的中后期,可用百草枯水劑或威霸濃乳劑進行防治。張禾[21]發現了氟樂靈乳油、利谷隆可濕性粉劑、二甲戊樂靈乳油和異丙甲草胺乳油等除草,可用于魔芋田間雜草防治。盧文才等[22]研究發現,精喹禾靈在魔芋和雜草間的選擇性指數大于5,是一種對魔芋安全且對雜草有效的除草劑。
3.3 生物防治除草
生物防治是指利用自然界中的微生物、昆蟲以及植物對雜草的寄生、致病、取食、競爭等防治雜草。李明智等發現[23]一種黃單胞菌對反枝莧、薺菜等雙子葉雜草具有較強的抑制作用。通過人工釋放空心蓮子草葉甲防治空心蓮子草[24]。利用化感作用控草也是當下的研究熱點。化感作用是自然界中的一種普遍現象,在農業生產中的間作套種、茬口搭配合理利用化感作用,也能控制雜草。例如,馬光宗等[25]研究發現,甘薯的萃取物對馬唐、黑麥草和三葉鬼針草都有一定的抑制作用。
3.4 生態控草
生態控草是將田間視為一個動態生態系統,充分利用生物技術和生態技術,通過多種農業生態措施,創造不利于雜草生長而利于作物生長的環境,從而達到控制雜草的目的[26]。生態控草常用的技術有覆蓋除草、間套作控草和以“草”控草3種。
3.4.1 覆蓋除草 覆蓋除草一般是在魔芋生長的表面放置覆蓋物,通過創造不利于雜草生長的條件,從而達到控制雜草的目的。常見的方法有覆蓋秸稈、樹葉、松針、干草、地膜等。向振今等[27]研究發現,通過在魔芋種植的壟面上蓋麥草,控草效果明顯,雜草的相對防效達89.7%。和晨曦等[28]研究了銀黑色地膜不同覆膜方式的控草效果,結果表明,不同的覆膜方式均能取得良好的控草效果。銀黑色地膜全覆土并讓魔芋苗自然頂膜出苗的方式控草率達到100%,降低除草成本約64.4%,并且增產4.4%。
有研究發現,在魔芋上設置遮陽網進行蔭蔽處理,使溝面和壟面雜草的生物量分別降低了72.80%和68.27%。
3.4.2 間套作控草 種植模式和生態環境的改變會引起雜草群落結構的改變[29-30]。優化魔芋的栽培模式,通過合理的間作、套作和輪作也能對雜草起到防控作用。李勝等[31]研究發現,通過在魔芋田間套種綠肥能降低草害。潘俊峰等[32]研究發現,通過輪作能減少田間雜草種子。
3.4.3 以“草”控草 以“草”控草是指利用生態學基本原理,利用生態位競爭和化感作用,在田間引進一種便于控制,對作物無害、對其他雜草競爭能力強的植物,率先占據田間空白生境,并以極高的生長速率充滿整個空間,從而抑制雜草生長的目的。例如:丁海兵等[33]報道了在魔芋田間種植蕎麥,利用蕎麥的控草率能達到92.3%,并且第3次播種的蕎麥產量能達到80 kg左右。盧俊[34]報道了在魔芋田間間作巨菌草防治雜草的技術,在有效防治雜草的基礎上,還增加了巨菌草的收益。
4 魔芋田間雜草治理存在的問題
4.1 魔芋田間雜草生物生態學基礎研究匱乏
掌握魔芋田間雜草的生物生態學知識是進行魔芋田間雜草綜合治理的重要基礎,然而關于魔芋田間雜草群落結構、消長規律、群落演替、生態位特征、雜草的傳播方式、田間雜草種子庫的構成等研究鮮有報道。當下農業產業不斷結構調整,各地的農作種類、耕作模式不斷變化,加上魔芋有凈作栽培、大田間套作栽培、林下栽培等多種栽培模式,決定了魔芋田間雜草生態系統的復雜性和多樣性。加強魔芋田間雜草生物生態學等基礎研究,有助于充分了解魔芋田間雜草群落的演替機制,既能增強魔芋田間雜草治理效果,又能防止次要雜草逐漸上升為主要雜草。
4.2 魔芋的除草劑種類較少
一方面,目前登記在魔芋作物之下的除草劑種類較少;另一方面,針對魔芋田間雜草的除草劑使用技術和安全性評估的研究較少。導致魔芋田間雜草防治藥劑使用種類單一,可交替使用的高效、低毒、低殘留除草劑較少,以及除草劑過量使用等問題,造成魔芋雜草防治效果不理想,魔芋產生藥害和污染環境等諸多問題。因此,當下應加強適用于魔芋的除草劑創制,加強對魔芋除草劑使用技術、安全性評估、魔芋雜草綜合防治技術的培訓。
4.3 魔芋田間雜草防治尚未形成綜合治理技術體系
在魔芋田間雜草防治實踐中,對除草劑過于依賴,尚未形成魔芋田間雜草綜合防治技術體系。由于魔芋根系較淺,在人工除草的過程中容易造成魔芋根系和芋鞭損傷,而且人工除草對雜草控制效果的持續時間不長[34]。可用于魔芋覆蓋控草的如松針、稻草、秸稈、枯枝落葉等材料較少,加上這些材料運輸不便且成本較高,地膜的使用也存在回收和環境污染的問題[35]。目前,魔芋田間雜草生物防治技術尚處于理論研究階段,距離成熟的田間應用技術還有一定的距離。生態控草技術作用較慢,對農田雜草群落較多的情況下不易奏效[36-41]。因此,當下魔芋田間雜草防治最有效的辦法是綜合防治,建立綜合防治技術體系,充分發揮各種技術的優勢。在魔芋田間雜草監測的基礎上,綜合利用農業防治、生物防治、化學防治和生態防治技術,加強魔芋田間的生態調控,充分利用并引進生態因素控制雜草,科學、合理地調控水肥,以提高魔芋整體的長勢,減輕雜草的危害。
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Research Progress in Comprehensive Weed Control Techniques for Konjac Fields
Yao Ming-yong et al(Guizhou Institute of Biotechnology, Guiyang, Guizhou 550000)
Abstract There are various types of weeds in the field of konjac, with a long harm cycle. Weeds compete with konjac for fertilizer, water, and growth space, leading to a decrease in yield and quality of konjac. Grass damage has become one of the main obstacles to the development of konjac industry. To this end, a review was conducted on the types, hazards, and comprehensive control technologies of weeds in the field of konjac, and the problems and suggestions in the current control of konjac weeds were analyzed. It is expected to provide reference for the comprehensive control of weeds in the field of konjac.
Key words Konjac; Weeds; Comprehensive control technology; Research progress