楊霞 付佑勝 李建偉 楊倩 李永豐
摘要:金絲皇菊屬于多年生草本菊科植物,是我國特色中草藥之一。田間雜草的化學(xué)防除存在產(chǎn)生藥害、污染中藥材品質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)金絲皇菊種植地的雜草進(jìn)行調(diào)查,并設(shè)計(jì)不同秸稈覆蓋(水稻秸稈、玉米秸稈和大豆秸稈)、地膜覆蓋(黑色地膜和透明地膜)處理,對(duì)雜草防除效果進(jìn)行試驗(yàn)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),畦溝使用的3種秸稈覆蓋處理均有很好的抑草效果,其中采用玉米秸稈8 cm厚度覆蓋抑制雜草的效果最佳,抑草率高達(dá)9454%;壟上黑色地膜覆蓋抑草效果明顯高于透明地膜,達(dá)90.91%。因此,壟上的黑色地膜覆蓋+畦溝的玉米秸稈覆蓋組合可大幅抑制金絲皇菊田間的雜草密度,為江蘇省金絲皇菊種植地的生態(tài)控草提供科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:金絲皇菊;雜草防除;秸稈覆蓋;地膜覆蓋;控草效果
中圖分類號(hào):S474+.1 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A ?文章編號(hào):1003-935X(2021)03-0061-06
Abstract:Chrysanthemum morifolium ‘Jinsihuangju’,one of Chinese herbal medicines,is a perennial herb of the Compositae family. Its quality and safe production are threatened by chemical herbicides. In this study,non-chemical methods to control weeds C. morifolium ‘Jinsihuangju’ fields were evaluated. Straw (from rice,maize and soybean) and plastic films (black and white) mulches were assessed for their weed control efficacy. The three straw mulches in border strips effectively controlled emerging weeds. The most effective was maize straw (8 cm thick) that provided 9454% control. The black plastic film placed on ridges,providing up to 91.91% weed control,was significantly more effective than the white plastic film. Therefore,the management strategy of combining black plastic film mulching on ridge and maize straw mulching can greatly control weed density and provide effective ecologically-based weed control in C. morifolium ‘Jinsihuangju’ fields.
Key words:Chrysanthemum morifolium ‘Jinsihuangju’;weed control;straw mulching;plastic film mulching;weed control effect
菊花(Chrysanthemum morifolium Ramat.)屬于菊科多年生草本植物,有較高的食用及保健等價(jià)值[1]。金絲皇菊(C. morifolium ‘Jinsihuangju’)作為茶飲,具有疏散風(fēng)熱、清肝養(yǎng)目、潤喉解酒、平抑肝陽等作用,富含氨基酸、黃酮、微量元素等,具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值,使得人們對(duì)其需求量大幅度增長[2]。種植金絲皇菊的經(jīng)濟(jì)效益也比較高,純收入高達(dá)5 000~6 000元/667 m2,約為普通糧食作物的10倍[3-4]。然而,田間惡性雜草嚴(yán)重威脅金絲皇菊的安全生產(chǎn)與品質(zhì),使得中草藥種植過程中草害防控問題日益凸顯?;瘜W(xué)除草雖有高效低成本的優(yōu)勢(shì),但存在產(chǎn)生藥害、污染中藥材品質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn),而人工除草成本逐年攀升。目前,水稻、小麥等作物田間控草已經(jīng)建立很完善的模式,但有關(guān)金絲皇菊等中草藥的控草技術(shù)研究尚未成熟,主要原因是中草藥種植田的雜草發(fā)生規(guī)律研究薄弱,除草劑對(duì)中草藥產(chǎn)生藥害或存在污染中藥材品質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。因此,雜草防除成為金絲皇菊種植過程中的重要工作。
地膜覆蓋和秸稈覆蓋是農(nóng)業(yè)設(shè)施栽培中的一項(xiàng)有效措施,能夠提高土壤水肥利用率,活化土壤養(yǎng)分,增強(qiáng)土壤保溫效果,有利于作物生長發(fā)育,增加作物產(chǎn)量和提高作物品質(zhì)[5-6]。目前,覆蓋技術(shù)已在我國不同作物田中得到廣泛研究和應(yīng)用推廣,如糧食作物水稻[7]和小麥[8-9],經(jīng)濟(jì)作物大豆[10]、馬鈴薯[11]、番茄[12]、葡萄[13]和甘蔗[14]等。覆蓋技術(shù)在中草藥種植中也取得了一些進(jìn)展,如北京市通州區(qū)示范地膜覆蓋栽培中草藥地黃取得高效益[15];稻草覆蓋有利于川芎的生長,提高了川芎產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[16]。此外,采用作物秸稈或地膜在水稻、大豆、玉米、棉花、油菜等作物田覆蓋控草的研究越來越受到關(guān)注[17-18]。地膜覆蓋和秸稈覆蓋能夠有效抑制田間雜草生長,達(dá)到生態(tài)控草效果。李秉華等發(fā)現(xiàn),4 500 kg/hm2的小麥秸稈覆蓋物對(duì)大豆田間雜草的抑制效果達(dá)48.67%~7990%[19]。Mohammed等發(fā)現(xiàn),水稻、向日葵和玉米秸稈混合覆蓋物對(duì)玉米田的馬齒莧(Portulaca oleracea)和香附子(Cyperus rotundus)的抑草效果良好,與精異丙甲草胺+莠去津組合的防治效果相當(dāng)[20]。李先文等通過不同覆蓋物處理研究發(fā)現(xiàn),機(jī)編草覆蓋物對(duì)云煙87的田間雜草抑制效果最好[21]。因此,本研究采用不同作物(水稻、玉米和大豆)秸稈覆蓋和不同地膜(黑色地膜和透明地膜)覆蓋處理,旨在探究不同覆蓋處理對(duì)金絲皇菊種植地雜草的控制效果,以期為金絲皇菊種植地的生態(tài)控草提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)于2019年4—12月在江蘇省淮安市淮安區(qū)南閘鎮(zhèn)前朱莊的淮安茹園生態(tài)農(nóng)業(yè)種植基地(33.317°N、119.141°E)進(jìn)行。該區(qū)地處江蘇省北部中心地域,位于淮安市蘇北灌溉總渠以南地區(qū),屬于北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,四季分明,雨量集中。平均氣溫為14.5 ℃,氣溫年分布以7月最高,1月最低,全年無霜期一般在210~225 d之間。年平均日照2 273.5 h,年平均降水量為956.5 mm。該區(qū)地勢(shì)平坦,以平原為主,供試土壤為pH值7.6的砂姜土(灰黏黃土),有機(jī)質(zhì)含量36.8 g/kg,全氮含量2.06 g/kg,有效磷含量45.6 mg/kg,速效鉀含量234 mg/kg,緩效鉀含量832 mg/kg。
1.2 供試材料的種植
供試菊花品種為金絲皇菊,喜溫暖氣候和陽光,忌水濕。金絲皇菊4月下旬進(jìn)行移栽,9月下旬現(xiàn)蕾,10月上旬花蕾現(xiàn)黃,10月中下旬完全開放,11月初開始收獲菊花。
栽植方法:采用無性繁殖分株法,選擇生長旺盛的植株根蔸,剪去菊枝,留下根部用于栽植。將種植基地的土壤進(jìn)行深耕耙平,清除石塊和草根,做到地平土碎。按寬45 cm、深約20 cm的溝進(jìn)行起壟,以利于排水與田間耕作。壟上鋪蓋地膜,盡量鋪平,四周用土壓嚴(yán)。定植時(shí)按株距45 cm在地膜上挖洞栽植,穴深6 cm,用苗量為1株/穴,種植密度為1 600~2 000株/667 m2。
水肥管理:4月25日菊花枝移栽后澆透定根水,并在1周內(nèi)及時(shí)查苗補(bǔ)苗。緩苗期間每隔3~5 d澆水1次,待苗存活后一般情況下不需要澆灌,確保無積水。8月30日采用樁木捆綁法捆扎植株,防止菊花植株倒伏。菊花種植期間共使用氮磷鉀復(fù)合肥(17%-17%-17%,史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司)3次,均采用人工撒施:第1次是菊花植株移栽前撒施復(fù)合肥 60 kg/667 m2;第2次是菊花枝移栽1個(gè)月長出綠葉后,撒施復(fù)合肥 30 kg/667 m2;第3次是菊花枝移栽3個(gè)月后,撒施復(fù)合肥 40 kg/667 m2。待菊花植株分枝數(shù)達(dá)25~28枝時(shí),利用背負(fù)式電動(dòng)噴霧器(光農(nóng)3WBD-16型,臺(tái)州市路橋噴農(nóng)噴霧器廠)對(duì)葉片噴施濃度為 50 mg/L 的15%多效唑可濕性粉劑,控制菊花生長高度,促發(fā)植株分枝。
1.3 試驗(yàn)處理與設(shè)計(jì)
試驗(yàn)設(shè)計(jì)了不同秸稈覆蓋除草、不同地膜覆蓋除草,以不作任何處理為空白對(duì)照。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)處理的長度為30 m,分別設(shè)置3個(gè)重復(fù)。菊花枝移栽前1 d(4月24日,晴,氣溫14~21 ℃),在壟上設(shè)計(jì)不同地膜覆蓋處理:黑色地膜覆蓋和透明地膜覆蓋,均為普通聚乙烯塑料薄膜,厚度均為0.008 mm,于當(dāng)?shù)厥袌鲑徺I,并設(shè)不覆蓋地膜的空白對(duì)照。 菊花移栽后10 d(5月5日,晴,氣溫15~26 ℃),在畦溝設(shè)計(jì)不同秸稈覆蓋處理:水稻秸稈覆蓋、玉米秸稈覆蓋和大豆秸稈覆蓋,秸稈均為上季收獲,覆蓋前用鍘刀將這些秸稈切成約20 cm的短節(jié)進(jìn)行覆蓋,覆蓋厚度約 8 cm。菊花全生育期無除草劑。
1.4 雜草種類及控草效果調(diào)查
4月中旬,在金絲皇菊種植地整地前采用“M”形9點(diǎn)取樣法進(jìn)行田間雜草種類調(diào)查[22-23]。5月5日,秸稈覆蓋處理30 d后在畦溝的不同秸稈覆蓋處理區(qū)設(shè)置1 m2(2.5 m×0.4 m)的雜草觀測(cè)樣方統(tǒng)計(jì)雜草總株數(shù),重復(fù)5次。同一天,地膜覆蓋處理41 d后在壟上的不同地膜覆蓋處理區(qū)內(nèi)按同樣方法設(shè)置1 m2的雜草觀測(cè)樣方統(tǒng)計(jì)雜草總株數(shù)。同時(shí),采用同樣的調(diào)查方法統(tǒng)計(jì)未做任何覆蓋處理的空白對(duì)照地的雜草總株數(shù)。抑草率=(對(duì)照組雜草株數(shù)-處理組雜草株數(shù))/對(duì)照組雜草株數(shù)×100%。采用SPSS 21.0軟件對(duì)調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和差異顯著性分析。雜草識(shí)別鑒定通過中國植物圖像庫和《中國雜草志》[24]進(jìn)行比對(duì)。
2 結(jié)果與分析
2.1 金絲皇菊種植地雜草種類的調(diào)查結(jié)果
2019年4月對(duì)整地前的金絲皇菊種植地進(jìn)行雜草種類調(diào)查,結(jié)果顯示,該基地的雜草種類豐富,共出現(xiàn)14科23屬25種雜草(表1)。雜草基本為旱生雜草,其中禾本科雜草占 20.0%,闊葉類雜草占80.0%。一年生雜草20種,占80.0%;二年生雜草2種,占8.0%;一年生或二年生雜草1種,占 4.0%;多年生雜草2種,占8.0%。該地主要優(yōu)勢(shì)雜草種類有小飛蓬、看麥娘、婆婆納、薺菜等,其次是野老鸛草、鐵莧菜等。其中,禾本科和菊科雜草種類最多,均為5種。菊花枝移栽40 d 后,對(duì)未做任何覆蓋的地塊進(jìn)行雜草株數(shù)調(diào)查,結(jié)果顯示雜草總密度約330株/m2。
2.2 不同作物秸稈覆蓋處理的控草效果比較
秸稈覆蓋技術(shù)能夠較好地蓄水保墑,增強(qiáng)植株從土壤中吸收養(yǎng)分和水分的能力,同時(shí)還能控制雜草產(chǎn)生。菊花枝移栽后40 d,即不同秸稈覆蓋處理30 d后,調(diào)查不同秸稈覆蓋處理對(duì)雜草的控制效果。由表2結(jié)果可知,水稻秸稈覆蓋處理的田間雜草密度約36株/m2,與空白對(duì)照的雜草總密度330株/m2相比,抑草率為89.09%;大豆秸稈覆蓋處理的田間雜草密度約49株/m2,抑草率為8515%;玉米秸稈覆蓋處理下,田間雜草萌發(fā)最少,雜草密度約18株/m2,抑草率為94.55%。其中以玉米秸稈覆蓋控草效果最佳,其次是水稻秸稈,差異顯著性分析結(jié)果顯示這3種秸稈覆蓋處理與空白對(duì)照相比均有顯著的控草效果,抑草率均在85%以上。因此在菊花地的畦間使用這3種秸稈覆蓋進(jìn)行生態(tài)控草,均能有效控制雜草萌發(fā)和生長。
2.3 不同地膜覆蓋處理的控草效果比較
菊花枝移栽后40 d,即不同地膜覆蓋處理 41 d 后,調(diào)查黑色地膜與透明地膜覆蓋對(duì)菊花生長及其田間控草效果。結(jié)果(表2)表明,覆蓋黑色地膜對(duì)壟上的雙子葉雜草和一年生禾本科雜草防控效果最佳,雜草密度為30株/m2,與空白對(duì)照相比,抑草率達(dá)90.91%,主要雜草為地錦草、稗、馬唐等。壟上透明地膜覆蓋處理的控草效果較差,尤其是對(duì)禾本科雜草,雜草總密度達(dá) 195株/m2,與空白對(duì)照相比,抑草率為40.91%,主要雜草為藜、地錦草、丁香蓼、歐洲千里光、稗、馬唐、苣荬菜、鱧腸等。因此,覆蓋黑色地膜比透明地膜更能有效防控雜草萌發(fā)和生長。各覆蓋處理下的菊花生育期并沒有明顯區(qū)別,表明地膜覆蓋不會(huì)對(duì)菊花生育期有影響。
3 控草措施
3.1 最佳生態(tài)控草措施
本研究采用了起壟栽培方式在壟上進(jìn)行金絲皇菊的種植,可以有效防止?jié)菜蛴旰蟮奶镩g積水,低濕度條件下不易發(fā)生病害,提高土壤的透氣性,有利于促進(jìn)金絲皇菊的根系生長。研究表明,地膜覆蓋比秸稈覆蓋更有利于根系和地上部生長[25],因此,本研究在種植菊花的壟上采用了地膜覆蓋處理,結(jié)果表明,黑色地膜覆蓋的控草效果(90.91%)遠(yuǎn)高于透明地膜覆蓋的控草效果(4090%)。陳剛等也研究發(fā)現(xiàn)黑色地膜對(duì)何首烏地的雜草防效(73.78%)高于透明地膜的雜草防效(47.02%)[26],這與本研究的結(jié)果相一致,表明透光性差是控制雜草的一個(gè)關(guān)鍵因子。畦溝中采用秸稈覆蓋的生態(tài)控草處理研究結(jié)果表明,3種不同的秸稈覆蓋處理均有較好的控草效果,其中采用玉米秸稈覆蓋抑制雜草的效果最好,抑草率高達(dá)94.54%。不同作物秸稈覆蓋控草研究也有相關(guān)報(bào)道,如楊彩宏等通過玉米和稻草秸稈分別覆蓋玉米地試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),10 cm厚度秸稈覆蓋時(shí)的稻草秸稈控草效果高于玉米秸稈[27]。而本研究中玉米秸稈控草效果更優(yōu)于水稻秸稈,可能原因是本研究中使用的水稻秸稈8 cm厚度的控草效果不及其10 cm厚度的控草效果。所有秸稈覆蓋處理均有少量雜草從邊緣冒出,主要有馬唐、鐵莧菜、苣荬菜、地錦草、豬殃殃等,可能由于邊緣秸稈覆蓋厚度不夠?qū)е?。因此,壟上黑色地膜覆蓋+畦溝 8 cm 厚度玉米秸稈覆蓋的生態(tài)控草組合對(duì)于金絲皇菊種植地的控草效果最佳。
3.2 其他控草措施探討
雜草調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn),該種植基地主要的優(yōu)勢(shì)雜草為一年生雜草。對(duì)于一年生雜草的防除,在整地后、金絲皇菊苗移栽前1周考慮篩選高效低毒的化學(xué)除草劑進(jìn)行土壤封閉處理,如氟樂靈、二甲戊靈等,可以有效防治馬唐、狗尾草、馬齒莧、藜等[28-30]。后續(xù)將進(jìn)一步研究土壤封閉劑對(duì)金絲皇菊生長發(fā)育和田間控草效果的影響。此外,金絲皇菊種植基地也存在多年生雜草,如苣荬菜、薊等。整地過程中的機(jī)械旋耕對(duì)多年生雜草影響較大,如苣荬菜的根系發(fā)達(dá),根系再生繁殖能力強(qiáng);機(jī)械作用造成根系斷裂后,每個(gè)斷根都能生長成新的雜草,成為多年生雜草常呈聚集分布的原因之一。目前技術(shù)下,如若在整地機(jī)械旋耕前先進(jìn)行人工清理,拔除殘留在土壤中的多年生雜草斷根,從源頭上控制多年生雜草,會(huì)大大降低金絲皇菊生長期間田間雜草特別是多年生雜草的密度。
參考文獻(xiàn):
[1]潘立超. 金絲皇菊醇提物分離、結(jié)構(gòu)分析及抗氧化活性研究[D]. 天津:天津科技大學(xué),2018.
[2]胡柿紅,白 靜,劉雪飛. 大健康分享——金絲皇菊[J]. 重慶中草藥研究,2018(1):56-57.
[3]周躍東,楊玉著. 安徽廬江:金絲皇菊開出“致富花”[J]. 中國食品,2020(22):81.
[4]程 群,祝子航,余冬花,等. 金絲皇菊高產(chǎn)高效栽培技術(shù)[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2018(7):99-100.
[5]高志紅. 生草覆蓋栽培對(duì)果園生態(tài)的影響研究進(jìn)展[J]. 江蘇林業(yè)科技,2019,46(1):44-48.
[6]周 龍,王 芳,趙偉麗,等. 作物地膜覆蓋栽培研究進(jìn)展[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2019,58(增刊2):75-81.
[7]何 斌. 稻草覆蓋對(duì)免耕直播晚稻生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[D]. 長沙:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2017.
[8]王 俊,李鳳民,宋秋華,等. 地膜覆蓋對(duì)土壤水溫和春小麥產(chǎn)量形成的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2003,14(2):205-210.
[9]吳俊松,許明敏,王小華,等. 水稻秸稈集中溝埋還田對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、酶活性及作物產(chǎn)量的影響[J]. 土壤通報(bào),2015,46(1):203-209.
[10]董云云,王 飛,韓劍橋,等. 地膜和秸稈覆蓋對(duì)旱地農(nóng)田土壤水分和大豆產(chǎn)量的影響[J]. 水土保持研究,2020,27(3):364-371.
[11]陳小花,馬德良,李繼明,等. 秸稈粉碎覆蓋栽培對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)性狀的影響[J]. 中國馬鈴薯,2020,34(1):31-38.
[12]王 樂,何平如,張紅玲,等. 秸稈深埋和覆膜對(duì)土壤水鹽及番茄產(chǎn)量的影響[J]. 水土保持研究,2020,27(3):372-378.
[13]羅 玲,劉 偉,鐘 奇,等. 不同覆蓋材料對(duì)避雨葡萄園土壤生物活性的影響[J]. 中國土壤與肥料,2020(2):66-74.
[14]許樹寧,吳建明,黃 杏,等. 不同地膜覆蓋對(duì)土壤溫度、水分及甘蔗生長和產(chǎn)量的影響[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2014,45(12):2137-2142.
[15]張春蘭,曹振啟,劉瑞芳.北京通州區(qū)示范地膜覆蓋栽培中草藥地黃取得高效益[J]. 北京農(nóng)業(yè)科學(xué),2001(1):42-43.
[16]劉寶蓮,郭俊霞,吳 萍,等. 稻草覆蓋量對(duì)川芎生長發(fā)育、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2020,41(3):38-46.
[17]付佑勝,劉偉中,張 凱,等. 麥秸稈高留茬條件下不同秸稈覆蓋量對(duì)稻田雜草及水稻產(chǎn)量的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2019,32(10):2313-2318.
[18]蘇 瑤,楊艷華,賈生強(qiáng),等. 秸稈還田下的主要產(chǎn)地環(huán)境問題及其綠色防控技術(shù)[J]. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào),2019,36(6):711-717.
[19]李秉華,王貴啟,樊翠芹,等. 夏播大豆田秸稈覆蓋對(duì)雜草發(fā)生的影響與減量用藥研究[J]. 雜草科學(xué),2010,28(2):10-14.
[20]Mohammed U,Aimrun W,Amin M S M,et al. Influence of soil cover on moisture content and weed suppression under system of rice intensification (SRI)[J]. Paddy and Water Environment,2016,14(1):159-167.
[21]李先文,唐興貴,羅占云,等. 秸稈覆蓋方式對(duì)云煙87田間生長及產(chǎn)質(zhì)量的影響探究[J]. 南方農(nóng)業(yè),2019,13(23):19-23.
[22]Thomas A G.Weed survey system used in Saskatchewan for cereal and oilseed crops[J]. Weed Science,1985,33(1):34-43.
[23]張朝賢,胡祥恩,錢益新.江漢平原麥田雜草調(diào)查[J]. 植物保護(hù),1998,24(3):14.
[24]李揚(yáng)漢. 中國雜草志[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1998.
[25]胥生榮,張恩和,馬瑞麗,等. 不同覆蓋措施對(duì)枸杞根系生長和土壤環(huán)境的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2018,26(12):1802-1810.
[26]陳 剛,趙 致,王華磊,等. 地膜覆蓋對(duì)何首烏生長及其田間雜草防控效果的影響[J]. 山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào),2013,32(1):92-94.
[27]楊彩宏,馮 莉,田興山,等. 移栽甜玉米田覆蓋控草技術(shù)[J]. 雜草科學(xué),2013,31(3):36-39.
[28]徐洪樂,樊金星,王欣欣,等. 450 g/L二甲戊靈微囊懸浮劑對(duì)小麥田雜草防除效果與安全性[J]. 雜草學(xué)報(bào),2020,38(2):56-61.
[29]趙喜進(jìn). 中藥材田如何選用除草劑[J]. 農(nóng)村新技術(shù),2016(11):37-38.
[30]孫厚俊,張成玲,楊冬靜,等. 330 g/L二甲戊靈乳油等藥劑防除甘薯田雜草效果及對(duì)甘薯產(chǎn)量的影響[J].