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強(qiáng)勝給植保站技術(shù)人員和農(nóng)戶現(xiàn)場講解綠色控草技術(shù)。?張崢供圖

采取“攔網(wǎng)”的方式截留灌溉時進(jìn)入田塊的雜草種子，以達(dá)到清潔灌溉水源的目的。此外，用網(wǎng)打撈漂浮的雜草種子，減少雜草種子輸入“種子庫”，降低雜草發(fā)生量。再配合減次化學(xué)除草的“降草”“減藥”稻麥連作田精準(zhǔn)生態(tài)控草技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)雜草防控的標(biāo)本兼治。

■本報(bào)記者張晴丹

影響作物生長的“壞蛋”可不只是蟲害，雜草也同樣難纏。這個最讓農(nóng)民頭痛的東西生命力十分頑強(qiáng)，年年鋤草，年年長。目前主要靠化學(xué)除草，但隨之而來的生態(tài)環(huán)境問題日益凸顯，威脅到農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和國家糧食安全。

近日發(fā)布的2021年中央一號文件再次強(qiáng)調(diào)有害生物的綠色防控?！熬G色”已經(jīng)成為防治雜草的主基調(diào)。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)雜草研究室歷經(jīng)20多年，研究出一種操作性強(qiáng)、標(biāo)本兼治、可復(fù)制可推廣的降草減藥綠色控草技術(shù)，幫助農(nóng)田真正跟雜草說“拜拜”。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《可持續(xù)發(fā)展農(nóng)學(xué)》。

雜草防治已到“十字路口”

我國是受雜草危害最嚴(yán)重的國家之一，全國有田園雜草1430種（變種），分布廣、發(fā)生量大。每年由于雜草危害造成作物產(chǎn)量損失約10%，糧食減產(chǎn)達(dá)6000萬噸，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2200億元。

“50年前，在工業(yè)不發(fā)達(dá)時期，農(nóng)村人口還很多，除草主要依靠人工。隨著城市化進(jìn)程加快，大部分農(nóng)民向城市轉(zhuǎn)移，農(nóng)村勞動力缺乏，人工除草難以為繼，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的雜草防除基本上都依賴化學(xué)除草劑，其用量已占農(nóng)藥使用量的40%以上，隨著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的集約化和規(guī)模化發(fā)展，還將加重這種依賴性。”論文通訊作者、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)雜草研究室主任強(qiáng)勝在接受《中國科學(xué)報(bào)》采訪時表示。

化學(xué)除草劑大量重復(fù)使用帶來了一系列問題。強(qiáng)勝指出，長期大量施用化學(xué)除草劑，雜草為了適應(yīng)生存產(chǎn)生抗藥性，迄今，我國已發(fā)現(xiàn)農(nóng)田41種抗性雜草，已導(dǎo)致局部雜草失控。

不僅如此，除草效果逐漸衰減，農(nóng)民便加重除草劑的使用量，導(dǎo)致惡性循環(huán)。加之除草劑殘留及藥害等影響，作物絕收的情況時有發(fā)生。

“由于采取一年兩熟高土地利用耕作制度，這樣兩季作物一年內(nèi)需要使用5~6次除草劑，因此，我國也成為單位面積使用除草劑量最大的國家，環(huán)境安全、食品安全受到威脅?！闭撐牡谝蛔髡?、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)雜草研究室博士張崢告訴《中國科學(xué)報(bào)》。

過度依賴除草劑也導(dǎo)致除草成本不斷增加。近10年來，除草劑的畝成本從15元升至100余元。“生產(chǎn)成本的增加，尤其是除草劑的成本不斷翻番，致使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益降低甚至虧本，也是導(dǎo)致土地大量拋荒的主要推手，直接威脅我國藏糧于地的戰(zhàn)略?！睆?qiáng)勝說。

我國雜草防治已經(jīng)到了發(fā)展的“十字路口”。大力發(fā)展綠色控草技術(shù)，徹底改變過度依賴化學(xué)除草劑的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況，是保障我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

簡便易行，一勞多得

當(dāng)田里的小麥或者油菜收獲以后，為了種水稻，農(nóng)民對土地進(jìn)行翻耕、灌水、泡田、旋耕等系列操作?！巴ㄟ^我們長期觀察發(fā)現(xiàn)，在稻田生態(tài)系統(tǒng)中，雜草長期適應(yīng)于這種環(huán)境，雜草種子傳播主要靠水。”強(qiáng)勝介紹。

揭示了這個規(guī)律，課題組就用一些物理和生態(tài)技術(shù)進(jìn)行調(diào)控，來減少雜草種子在田間的數(shù)量?！耙还惭芯砍?種調(diào)控措施，為了滿足農(nóng)業(yè)實(shí)操過程中簡單省事的需求，我們最后篩選出一種最簡單易行的方法，利用自然規(guī)律，還不會增加勞動成本，一勞多得?！睆垗樥f。

基于“斷源”“截流”“竭庫”理念，課題組采取“攔網(wǎng)”的方式截留灌溉時進(jìn)入田塊的雜草種子，以達(dá)到清潔灌溉水源的目的。此外，用網(wǎng)打撈漂浮的雜草種子，減少雜草種子輸入“種子庫”，降低雜草發(fā)生量。

強(qiáng)勝表示，實(shí)際上那些漂浮在水面上的雜草種子才是日后長為雜草的“罪魁禍?zhǔn)住保宦袢胪寥郎钐幍摹靶菝摺狈N子反而不會出苗成為草害。

而這樣的打撈方式并不會增加勞動量。在旋耕之后和插秧之前，農(nóng)田會有一個靜置期，這個時段正好有季風(fēng)“相助”，使得雜草種子被吹拂聚集在田塊邊角處，農(nóng)民用很短的時間就可以打撈完。課題組做過記錄，一塊田的撈草過程大約需要15~25分鐘，這個時間與噴除草劑耗時相當(dāng)。

就是這兩種簡單便捷的措施，可以讓雜草種子顯著減少，對控制雜草發(fā)生的貢獻(xiàn)率達(dá)40%~50%，并且減少除草劑使用次數(shù)。

種一季水稻一般要用三次除草劑，第一次是在移栽之前或之后一周使用，第二次是在移栽后2~3周使用，第三次是分蘗期使用?！坝昧宋覀兊拇胧┖?，至少可以把第三次除草劑的使用免去?！睆?qiáng)勝說。

在張崢看來，除草劑次數(shù)減少好處多多，不僅降低對環(huán)境的污染，還可以使得作物產(chǎn)量每年提高10%左右。

再配合減次化學(xué)除草的“降草”“減藥”稻麥連作田精準(zhǔn)生態(tài)控草技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)雜草防控的標(biāo)本兼治。這些技術(shù)實(shí)施6年，雜草“種子庫”規(guī)模下降51%，稻—麥兩季的雜草發(fā)生量顯著下降53%。研究發(fā)現(xiàn)在兩季累計(jì)使用3~4次化學(xué)除草劑情況下，控草效果和5~6次相當(dāng)或更好，減少化除2~3次，除草劑用量可達(dá)40%，降低30%的除草成本，實(shí)現(xiàn)了利用物理生態(tài)技術(shù)“降草”而“減藥”的目標(biāo)。

大田示范推廣效果顯著

從2000年開始，歷經(jīng)8年時間，課題組在江蘇南通長期進(jìn)行小區(qū)試驗(yàn)，成效顯著。在此基礎(chǔ)上，這項(xiàng)技術(shù)首次在大田試驗(yàn)應(yīng)用，已經(jīng)在江蘇金壇、宿遷、淮安、昆山、興化以及安徽繁昌、白湖等多地開展了大田示范和推廣，并取得了成功。

“實(shí)施該技術(shù)可以‘一勞永逸’解決草害問題。短期內(nèi)需要人工網(wǎng)撈雜草種子，但從長遠(yuǎn)看，可以大大節(jié)省勞動力。”強(qiáng)勝表示。

以示范點(diǎn)江蘇淮安為例，經(jīng)過4年的綠色控草處理，已從原來稻—麥兩季使用化學(xué)除草劑5次減到2次，減少除草劑用量60%。去年雜草密度繼續(xù)下降，再無雜草種子可撈，免除了網(wǎng)撈操作，今后只需在進(jìn)水口攔網(wǎng)阻止種子進(jìn)入即可。

為了更加規(guī)范地使用這項(xiàng)技術(shù)，以最大程度發(fā)揮綠色控草的效用，課題組制定了江蘇省稻田生態(tài)綠色控草技術(shù)地方標(biāo)準(zhǔn)，使大田雜草防治定量化、規(guī)范化、科學(xué)化。該核心技術(shù)還申請及獲得國內(nèi)國際專利4件。

在實(shí)際應(yīng)用案例中，他們發(fā)現(xiàn)該綠色控草技術(shù)不僅可用來防除田間雜草，還在撈除物中發(fā)現(xiàn)有菌核和蟲卵等，有利于輔助減輕其它有害生物。目前，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在江蘇、安徽、浙江、上海、江西、湖南等長江中下游省市推廣應(yīng)用超千萬畝。

不過，推廣過程并非一帆風(fēng)順?！耙豁?xiàng)技術(shù)、一個成果如果在推廣過程中不能產(chǎn)生利益，在市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，利用市場模式幾乎很難‘傳下去’，而我們這項(xiàng)技術(shù)既幫助農(nóng)民節(jié)本增收，又因除草劑使用減少而減輕環(huán)境污染，還有利于食品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，因此是公益性質(zhì)，讓農(nóng)民得到實(shí)惠。但推廣者難以獲益，導(dǎo)致推廣不暢。希望政府高度重視并納入鄉(xiāng)村振興政策支持范疇來主導(dǎo)推廣，讓這一綠色技術(shù)盡快惠及全國稻作區(qū)。”強(qiáng)勝說。

“所有除草策略的實(shí)施，前提都要有科學(xué)的監(jiān)控，才能做出最準(zhǔn)確的判斷。接下來，對于田間草情監(jiān)測這塊，我們還想介入無人機(jī)、5G網(wǎng)絡(luò)平臺等信息技術(shù)進(jìn)行大區(qū)域雜草監(jiān)測，在大范圍生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)精確科學(xué)的‘降草’‘減藥’，助力推動農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)。”張崢透露。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1007/s13593-020-00660-1