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《生态农田实践与展望》连载之三十八:生态除草成功案例与杂草资源化

已有 276 次阅读 2024-6-29 16:14 |个人分类:生态科普|系统分类:科普集锦

《生态农田实践与展望》连载之三十八:生态除草成功案例与杂草资源化 

蒋高明 郭立月

研究具有实践价值的生态控草,是解决杂草问题的有效途径之一,且不污染生态环境与食物链。该技术是本团队历经十多年,多次失败后找到的一种既经济可行又环保的杂草控制方案,核心是“竭库、断流、把握时机”,科学地解决了有机种植过程中的杂草管理难题。该技术要点包括以下 3 个方面。

5.6.1 竭库

竭库是指使耕地里的种子反复多次萌发,生长出来后不使其结实,使其留不下后代。农田杂草大多是一年生植物,它们属于机会主义者,一有空间就去占领,它们对养分需求不高,也不挑地段,无论是贫瘠的荒地还是肥沃的耕地,即便是在人类不断踩踏的田埂上,它们都会繁殖,并通过多种方式把种子散播到土壤里。

那些埋在土壤库里的杂草种子一般很难除掉,除草剂对它们毫无办法,即使用火烧,地上的部分烧光了,但种子还保留在地下,即“野火烧不尽,春风吹又生”。弘毅生态农场采取科学的办法,在早期预防杂草,不断使土壤中的杂草种子萌发,不断去除,消耗杂草种子库,直到基本干净。这个过程调整成功需要 23 年的时间。

5.6.2 断流

实现土地联产承包后,土地分给了农民个人,种什么及如何种由农民决定。有些农民图省事,暂时用除草剂抑制了自家地里的杂草,但并没有除根,后期还会萌发;而且外面的杂草种子还会源源不断地供应,尤其是公共区域如道路两旁、田间地头、地垄上的杂草依然存在,各人“自扫门前雪”,公共区域的杂草没人去管理。必须将外来的“种子雨”截获,不使其进入农田,不使其补充种源。为此,本团队设计了乔灌草相结合,以本地森林群落为主的农田防护林带,最窄处 5 米,最宽约 10 米。为增加经济效益,乔木种植柿子、山楂、杏、苹果、核桃,混以旱柳、榆树、刺槐、国槐、银杏;灌木则种植花椒、紫荆、紫穗槐、连翘、月季、绣线菊等,草本植物种植麦冬、黄花菜等。森林带有效地抑制了杂草在农田边缘的生长,外来的种子不能越过防护林带。除有效阻隔杂草外,该森林带还为鸟类提供了良好的栖息地,兼具防护害虫和引诱蚜虫的功能。

5.6.3 把握时机

农田杂草具有超强的生长能力,在长期与作物竞争过程中已基本适应了人类干扰。在作物幼苗生长之初,杂草生长快,失控后治理难度增加数倍。因此,掌握合理的杂草控制时间非常关键,一般在雨季来临之前,杂草刚露头,几乎看不到杂草时就要处理。较为频繁的宝贵人工就用在这个时候,最好选择晴天的早上,锄过的杂草被太阳晒死。为保证除草效果,第二天再补一次,这时用工很少,这就是“锄半遍”的意思。经过早期干预,作物封垄后的杂草几乎没有成灾的可能。

5.7 杂草资源化

杂草是长错地方的植物,杂草资源的多样化在种质资源的筛选、园林绿化及污染土地修复中发挥着重要作用,因此将杂草合理利用能够有效实现其资源化。杂草资源化包括通过杂草发现抗性基因、杂草食用化和药用化、杂草肥料化等。

5.7.1 杂草可作为抗性基因材料和防治病虫草害

杂草一般生命力较顽强,适应能力强,可以作为抗性基因库和育种材料。低密度杂草群体能够给一些有益生物体提供栖息环境和进行食物供给(Clements et al.1994Elsen2000)。合理利用绿肥植物占据“杂草”的生态位(Kruidhof  et al.2010),例如,在果园的果树下种植密度大且贴地匍匐生长的蛇莓或者三叶草等绿肥作物,可以抑制其他杂草生长,进而提高果树产量(Scott et al.2016;孟杰,2016)。像薄荷这种具有特殊气味的作物,可以用来防治虫害,合理利用杂草及其生物多样性对农业生产具有重要作用,同时在当今园林绿化中也体现了其生态价值。

5.7.2 杂草饲用、食用化和药用化

农村田间野地的杂草常被认为会危害农作物。但随着现在科技的发展、医学的进步,杂草的药用价值渐渐被更多人知晓,也有很多被《中华人民共和国药典》收录,有一些杂草具有很好的食用价值的同时,也可以饲料化。例如,在生态小院中,农民将一些杂草割掉用作猪饲料,这样既可以节省养猪饲料成本,又可以减少杂草资源的浪费。如车前草、马齿苋(图 5-2)、荠菜、黄花菜、蒲公英、野艾蒿、苦菜等在生态农业中合理利用,可以投入市场销售,体现了杂草的经济价值与意义,让杂草成为有利用价值的资源。

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5-2 某生态农场销售的马齿苋

5.7.3 杂草肥料化

杂草通过资源化处理可以作为很好的肥料,实现“枯枝落叶化春泥”的循环模式,可通过条垛堆肥腐熟后制成土壤改良剂和有机覆盖物等(张玉山 等,2018)。

例如,农田杂草生物量约为 866.9 千克/亩,杂草含氮量为 2%3%,取平均值 2.5%

杂草固定的氮为 21.7 千克/亩,约为小麦籽粒带走纯氮量的 190%。据测算,杂草固定的氮,按照 2 亿亩小麦种植区计算,相当于替代化肥(纯氮)43.4 亿千克,减少化肥投入成本 260 亿元人民币。在弘毅生态农场中,本团队利用杂草肥料化,将一些杂草就地粉碎后还田作为肥料(图 5-3),加速了营养物质循环。 

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5-3 弘毅生态农场待还田的杂草绿肥

 



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