<noframes id="ll9r9"><address id="ll9r9"><nobr id="ll9r9"></nobr></address>
<noframes id="ll9r9">
<noframes id="ll9r9"><form id="ll9r9"></form>
    <em id="ll9r9"><form id="ll9r9"><th id="ll9r9"></th></form></em>
    容易發表/成功率高的期刊
    在線客服

    咨詢客服 咨詢客服

    咨詢郵箱:hz2326495849@163.com

    農業論文

    中藥生態農業中雜草對作物的影響及其生態防控

    時間:2021年01月30日 所屬分類:農業論文 點擊次數:

    摘要雜草是中藥農業生態系統中的重要組成部分,對藥用植物是一把雙刃劍,利弊共存。通過科學管理雜草,可以興利除弊,變害為寶。該文首先分析了雜草對中藥材生產的有利和不利影響,然后從種間相互關系、土壤微生態環境、光環境、有害生物自然控制等方面闡釋

      摘要雜草是中藥農業生態系統中的重要組成部分,對藥用植物是一把雙刃劍,利弊共存。通過科學管理雜草,可以興利除弊,變害為寶。該文首先分析了雜草對中藥材生產的有利和不利影響,然后從種間相互關系、土壤微生態環境、光環境、有害生物自然控制等方面闡釋了雜草對中藥材產生有利影響的可能機制,最后梳理了中藥材生產過程中幾種常見的雜草生態防控技術,以期為中藥生態農業中的雜草管理與防控提供借鑒和參考。

      關鍵詞雜草;中藥;生態農業;雜草管理與防控

    生態農業

      在傳統農業生產中,雜草一直被視為“有害之草”[1]。雜草通常不能生產出數量和質量符合人類需要的產品,卻可能影響生產。因此,傳統農業生產傾向于將雜草除之而后快。除草劑的發現極大地減輕了現代農業除草成本。近幾十年來,傳統農業生產往往通過施用大量化學除草劑以求快速省力地防除雜草,卻造成環境污染[2]、農田生物群落改變[3]、土壤養分循環破壞[4]、作物藥害頻發[5-6]、抗性雜草增多[7]等副作用日益凸顯。這些問題給農業的可持續發展帶來了極大的挑戰。

      生態農業評職知識:生態農業論文投稿指導

      生態農業由此應運而生,明確要求在生產中禁止使用化學除草劑。近30年來飛速發展的現代中藥農業模仿傳統農業生產模式,盲目追求產量,在生產中大肥大水、大量使用農藥、除草劑,使得中藥材品質和安全無法保障[8]。因此,中藥生態農業也逐漸替代傳統中藥農業,成為中藥材可持續發展的必由之路[9]。中藥生態農業在實施過程中禁止使用化肥、農藥、植物生長調節劑、除草劑等各類化學合成的投入品[8],這就極大地提高了雜草的防控成本。那么,中藥生態農業系統中,雜草對中藥材的產量和品質是否有影響?如何科學開展雜草防控才能減少生產成本的同時提高中藥材的產量與品質?這些成為中藥生態農業發展的重點和難點問題。本文首先分析了藥田雜草對中藥材生產的雙重影響及其有利影響產生的可能機制,然后梳理了當前我國藥田常見的雜草生態防控技術,旨在為藥農實施雜草管理與防控提供借鑒和參考。

      1雜草對中藥材生產的雙重影響

      雜草是中藥農業生態系統中的重要組成部分,對作物是一把雙刃劍,利弊共存。當有害雜草種類過多、密度過大時,通常引起作物產量下降或品質降低[10-12]。據報道,在中藥材生產中,每年因雜草引起減產的比例在5%~10%,嚴重的可達30%以上[11]。但不恰當的除草方式或者逢草必除的過度除草行為也是不可取的。如過度使用除草劑或者長期施用單一類型除草劑可能引發作物藥害問題[5-6,13]、雜草抗性問題[7,14]或者田間雜草種群結構改變,惡性雜草加劇問題[15],加大雜草防除難度。

      如金曉華等[13]研究發現利用大于25%滅草松水劑進行黃芪苗期除草會對黃芪苗產生藥害;VARAHA等[14]研究發現過度使用除草劑進行麥田雜草大穗看麥娘(黑草)的防除會引發雜草抗性,由于抗藥性黑草,英國每年的小麥單產減少了82萬噸(約占英國國內小麥消費量的5%),嚴重時估計每年小麥損失達340萬噸,經濟損失達10億英鎊。

      反而適度保留雜草增加了農業系統的生物多樣性,有利于提高生態系統的生產力和穩定性,減少病蟲害發生頻率,提高生態系統的經濟效益和生態效益。如很多雜草本身就可以作為飼料、糧食、工業原料、藥材、生物防治原料等來源,科學保留具有經濟價值的雜草可以增加經濟作物多樣性,提高土地利用率,實現多豐收,提高中藥農業系統整體的經濟效益[1];在豆科植物中增加野生植物天芥菜不僅能減少雜草30%~70%,還能明顯減少病、蟲害對其的為害[16]。在中藥材種植過程中,保留一定數量的雜草,尤其是那些藥用植物野生群落中常見的伴生雜草,最大程度模擬藥用植物生長的原生態環境,有利于促進中藥材產量和品質的提升[17]。

      2雜草影響中藥材生產的可能機制

      從目前的認識來看,雜草主要是通過改變藥用植物生長的生物和非生物環境直接或間接對中藥材產量和品質產生有利或不利的影響。已有研究一般認為雜草對作物產生不利影響的主要原因是:①部分雜草競爭能力很強,會與作物爭奪地上和地下空間的生長資源;②部分雜草會釋放化感物質抑制或威脅作物的生長發育;③部分雜草可能成為病蟲害的中間寄主,為作物的病和蟲提供棲息場所,提高作物遭受病蟲害侵染風險;④妨礙收獲作業,增加農業生產成本[18-20]。相比于雜草對中藥材產量和品質的不利影響,有關其有利影響的研究報道較少且機制尚不十分清楚,還需進一步從雜草、藥用植物的分子生物學和化學生態等方面做進一步的研究探討。本文通過借鑒雜草對作物不利影響的產生機制,嘗試對其有利影響的可能機制進行了分析,總結了5條可能原因,具體如下。

      2.1調節種間相互關系

      生物環境的改變主要涉及雜草與作物種間相互關系的變化。雜草與作物的種間互作關系主要包括競爭、互利共生、寄生、化感作用等。當雜草與作物間是種間促進作用時,一般對作物產量和品質的提高有直接的促進作用。如麥田主要雜草麥仙翁能通過根系向土壤中分泌釋放赤霉素、麥仙翁素和尿囊素來促進小麥的生長發育、增加產量和改善品質[16,21-22]。

      當雜草與作物間是種間競爭時,可能激發作物因競爭脅迫產生次生代謝產物的應激反應。這對于所增加次生代謝產物為其有效成分的藥用植物來說,可以直接起到提高藥材品質的作用;而對于所增加次生代謝產物能引發對雜草的化感作用的藥用植物來說,可以起到抑制雜草生長、增強藥用植物自身與各類雜草種間競爭的能力的作用,從而間接促進藥用植物的生長發育[23-24]。

      如劉淑超等[24]研究報道青蒿和龍須草對紫莖澤蘭幼苗的化感抑制作用有利于二者在紫莖澤蘭入侵群落中伴生生存。部分雜草還可以減輕某些作物的自毒作用,緩解作物的連作障礙[25]。如孫曉涵[25]研究報道種植綠肥能減緩馬鈴薯連作障礙,但有關雜草減緩藥用植物連作障礙方面的研究還尚少,有待進一步加強。另外,增加雜草群落的多樣性(物種數量和物種組成)相當于增加了一系列具有不同物候和資源需求的雜草,降低了與作物發生生態位重疊的可能性,一定程度上降低了雜草對作物的競爭作用,從而降低了作物產量損失[26-27]。如ADEUXG等[26]和STORKEYJ等[27]研究發現將麥田雜草的物種豐富度從7種增加到20種可使得由雜草引起的小麥產量損失量從60%下降到了30%。

      2.2調節土壤微生態環境

      雜草通常具有發達的根系,可以在一定程度上緩和大風、暴雨等對地面的侵蝕和沖刷,減少水土流失,尤其對荒沙地和坡地用地起到防風固土的作用[28-29]。雜草對土壤的遮蓋則可以防止土壤水分過度蒸發,有利于土壤持水,同時調節土壤溫度[30]。雜草還能在土壤中形成孔隙,改良土壤結構;吸附和保存可能會從土壤流失的營養,改善土壤理化性質,如增加速效P和速效K儲量[31]。通過雜草還田或者豆科類雜草固氮,還能增加土壤有機質含量,提高土壤肥力[29,32]。此外,保留雜草多樣性還可以提高土壤益生菌數量,降低病原菌數量[33]。如姜莉莉等[33]研究表明在蘋果園行間種植長柔毛野豌豆,可促進土壤亞消化螺菌和綠僵菌等有益菌的增殖,在一定程度上提高土壤有機質及養分含量,改善土壤微生態環境,從而促進了蘋果產量和品質的提升。

      2.3調節地上光環境

      雜草不僅能為地表遮陰,也能為作物遮陰。這樣既可以避免作物因過度的葉面水分蒸騰和高溫炙烤而失水死亡,更重要的是可以調節作物生長所需的光環境。雜草可以改變藥用植物所接受的光照強度、光質和光照時間等,從而影響藥用植物生長發育、生理生化特性(如光合特性、酶活性等)以及次生代謝產物的積累[34]。如遮陰處理可以使涼粉草、水田七以及牛耳楓的莖稈變細、株高變長[35];光照強度增強會使毛瓣金花茶葉中的葉綠素總含量、類胡蘿卜素含量以及葉片抗氧化酶活性降低[36];紅藍混合光和藍光照射條件下更有利于姜黃次生代謝產物的合成[37];采用4周16/8h光周期處理時水飛薊的總酚含量最高[38]。

      2.4調節有害生物自然控制作用

      雜草通過光合作用將太陽能和空氣中的二氧化碳轉化為植物所需的能量和營養,能為許多昆蟲、動物和微生物提供食物,創造有利的棲息、繁衍場所,促進其種群的發展。保留一定數量的雜草,一方面可以幫助轉移病、蟲害的攻擊目標,幫助分流藥田中的有害生物,緩解對作物的傷害[28,39]。

      另一方面可以吸引和為更多有益生物提供生存環境,增加有益生物的數量、多樣性和控害效能,降低害蟲的數量和危害程度,實現有害生物的自然控制,進而促進植物的生長發育、繁殖和品質提升[28,40-41]。WANNF等[41]通過分析全球2900余組多種與單/純種植物種植的比較試驗數據發現,在農業生態系統中,只需要在主栽作物田塊通過種植誘集植物、間套作、果園生草等措施添加1種植物,便可明顯增加主栽作物上天敵的數量和多樣性;在陸地生態系統,增加植物物種多樣性有促成植食性昆蟲、天敵和植物三營養級聯動的傾向,尤其在多樣化種植的農業系統,營養級功能群之間的聯動效應更加明顯。另外,部分雜草自身能分泌或分解產生化感物質(包括原生和次生代謝產物)可以有效防控病蟲草害[16,42,43]。這種情況下,科學保留和配置雜草避免或減少了化學農藥和除草劑的施用,有助于減少中藥材的農殘問題,提升中藥材產量和品質。

      2.5其他

      部分雜草(如葎草、灰綠藜、艾蒿、苣荬菜等)對有害氣體或者有害金屬具有較強的吸附能力,可幫助凈化空氣、土壤及水體,消除環境污染[1,44]。在綜合考慮雜草的其他影響上,適當保留這部分雜草有助于凈化藥材生長環境,減少有害物質在中藥材上的積累和殘留。

      3中藥農業系統中的雜草防控

      3.1雜草防控的基本原則

      中藥生態農業對待雜草的態度是不與其為敵,通過科學管理,變害為寶,實現中藥材的種植既不破壞生態平衡,又能保障優良的品質和較高的產量。這就要求我們必須充分了解雜草和栽培藥用植物的生物學和生態學特性,結合生產實際,因地制宜,遵循“藥用植物生長總體最優”“預防為主,綜合防治”“保益除害,增益控害”等原則的基礎上開展除草決策與實踐。

      3.1.1“藥用植物生長總體最優”原則雜草是藥田生態系統不可或缺的重要組成部分,除草決策時要以“藥用植物生長總體最優”為原則,即不任草滋長,也不可見草就除,低密度的雜草是可以容忍的。如經過試驗研究發現除草對作物產量無顯著影響[45],便可以不開展除草實踐。雜草對栽培植物的競爭一般是隨著雜草幼苗的生長從無到有、從弱到強逐漸發展的。當雜草感染度達到競爭臨界期即雜草發生密度足以抑制藥用植物生長發育,影響收割或造成減產、低質時,才是進行雜草防除的必要和關鍵時期。過早除草可能會做無用功,甚至反過來影響栽培藥用植物生長發育,而過遲除草則其對栽培藥用植物產量的影響已無法挽回。如張利等[46]研究發現除草處理反而顯著抑制了暗紫貝母第1個月的生長高度,但對第2~3個月的生長高度無顯著影響。

      3.1.2“預防為主,綜合防治”原則除草實踐中應堅持“預防為主,綜合防治”的原則。首先做好預防措施,如可以通過建立雜草檢疫制度;清除田地邊、路旁雜草;施用腐熟的有機肥,清選種子等措施防止生態系統以外的雜草種子進入藥田。其次,當雜草構成田間危害時,需要充分認識到任何單一的方法都不可能完全有效地控制雜草,應在充分考慮雜草種類、栽培藥用植物種類以及不同地區自然條件、經濟和文化習俗等的差異對除草實踐的重要影響的基礎上,將多種雜草防治方法有機結合起來,開展可行性分析和綜合效益評估,制定“適地適草適藥”的綜合控草體系,并在實踐中檢驗,逐步優化和完善。

      3.2幾種常見的雜草生態防控技術生態防治是指在充分研究認識雜草的生物學特性、雜草群落的組成和動態以及“作物-雜草”生態系統特性與作用的基礎上,利用生物的、耕作的、栽培的技術或措施等限制雜草的發生、生長和危害,維護和促進作物生長和高產,而對環境安全無害的雜草防除實踐[20]。目前常用于藥田雜草的生態防治方法主要包括免耕控草、秸稈覆蓋治草、輪作治草、以草治草、利用作物競爭性治草、化感作用治草等。

      4結論與展望

      世上沒有無用的東西。雖然鮮有研究報道雜草對作物的有利作用大于不利作用,但雜草的積極作用更多地體現在提高整個作物系統的生態服務功能上,如改良土壤質量、維持生物多樣性等,促進作物系統的健康可持續發展[77-79],從而直接或間接作用于作物,促進作物產量和品質的長期穩定。中藥生態農業應擯棄傳統農業“根除雜草”的防治觀念,而是應在作物產量品質與雜草生存之間尋找一個平衡點,不盲目清除雜草,應結合作物生長情況以及雜草生長特點,有針對性地對雜草進行管理,充分發揮雜草的有益作用,即建立“雜草管理”的可持續發展理念[19]。

      科學合理地開展雜草管理與防控將有利于促進中藥材產業的持續健康發展以及雜草多樣性的保護。目前國內有關中藥材田間雜草管理與防控的理論與應用研究投入還不足,有待進一步加強。應用生態學方法在作物生態系統水平上開展雜草管理,相比于其他化學、機械等方法,具有協同其他作物生態系統功能而不是對立的優勢,被認為是實現雜草管理可持續性的最佳途徑。但雜草的生態學管理策略的設計和應用又極具復雜性,一方面因為種植系統中的生態學交互作用錯綜復雜難以全面理解,一方面理論付諸實踐過程中還可能受限于系列不同外部環境和種植系統的特定需求[80]。因此,如何開發適合特定外部環境和種植系統的雜草生態學管理技術將是未來雜草管理和防控研究的重點和難點方向。

      [參考文獻]

      [1]陳欣,唐建軍,趙惠明,等.農業生態系統中雜草資源的可持續利用[J].自然資源學報,2003,18(3):340.

      [2]金鳳.化學除草劑對環境的污染及防治對策[J].綠色科技,2018(8):139.

      [3]黃頂成,尤民生,侯有明,等.化學除草劑對農田生物群落的影響[J].生態學報,2005,25(6):1451.

      [4]丁洪,張玉樹,鄭祥洲.除草劑對土壤氮素循環的影響[J].生態環境學報,2011,20(4):767.

      [5]楊峰山.除草劑藥害對大豆生長發育及產量的影響[D].哈爾濱:東北農業大學,2001.

      [6]王淑楠,任浦慧,解靜芳.除草劑草甘膦和氯磺隆對植物毒性效應的研究進展[J].山西農業科學,2020,48(10):1693.

      [7]俞蘊馨,伏建國,李井干,等.全球抗草甘膦雜草的發生概況與檢疫思考[J].植物檢疫,2020,34(5):21.

      作者:池秀蓮,孫楷,王鐵霖,李曉琳,楊光,郭蘭萍

    亚洲AV片劲爆在线观看