强胜给植保站技术人员和农户现场讲解绿色控草技术。 张峥供图

影响作物生长的“坏蛋”可不只是虫害，杂草也同样难缠。这个最让农民头痛的东西生命力十分顽强，年年锄草，年年长。目前主要靠化学除草，但随之而来的生态环境问题日益凸显，威胁到农业可持续发展和国家粮食安全。

近日发布的2021年中央一号文件再次强调有害生物的绿色防控。“绿色”已经成为防治杂草的主基调。

南京农业大学杂草研究室历经20多年，研究出一种操作性强、标本兼治、可复制可推广的降草减药绿色控草技术，帮助农田真正跟杂草说“拜拜”。相关研究成果日前发表于《可持续发展农学》。

杂草防治已到“十字路口”

我国是受杂草危害最严重的国家之一，全国有田园杂草1430种（变种），分布广、发生量大。每年由于杂草危害造成作物产量损失约10%，粮食减产达6000万吨，经济损失达2200亿元。

“50年前，在工业不发达时期，农村人口还很多，除草主要依靠人工。随着城市化进程加快，大部分农民向城市转移，农村劳动力缺乏，人工除草难以为继，现代农业的杂草防除基本上都依赖化学除草剂，其用量已占农药使用量的40%以上，随着我国农业生产的集约化和规模化发展，还将加重这种依赖性。”论文通讯作者、南京农业大学杂草研究室主任强胜在接受《中国科学报》采访时表示。

化学除草剂大量重复使用带来了一系列问题。强胜指出，长期大量施用化学除草剂，杂草为了适应生存产生抗药性，迄今，我国已发现农田41种抗性杂草，已导致局部杂草失控。

不仅如此，除草效果逐渐衰减，农民便加重除草剂的使用量，导致恶性循环。加之除草剂残留及药害等影响，作物绝收的情况时有发生。

“由于采取一年两熟高土地利用耕作制度，这样两季作物一年内需要使用5~6次除草剂，因此，我国也成为单位面积使用除草剂量最大的国家，环境安全、食品安全受到威胁。”论文第一作者、南京农业大学杂草研究室博士张峥告诉《中国科学报》。

过度依赖除草剂也导致除草成本不断增加。近10年来，除草剂的亩成本从15元升至100余元。“生产成本的增加，尤其是除草剂的成本不断翻番，致使农业生产效益降低甚至亏本，也是导致土地大量抛荒的主要推手，直接威胁我国藏粮于地的战略。”强胜说。

我国杂草防治已经到了发展的“十字路口”。大力发展绿色控草技术，彻底改变过度依赖化学除草剂的农业生产状况，是保障我国农业可持续发展的必由之路。

简便易行，一劳多得

当田里的小麦或者油菜收获以后，为了种水稻，农民对土地进行翻耕、灌水、泡田、旋耕等系列操作。“通过我们长期观察发现，在稻田生态系统中，杂草长期适应于这种环境，杂草种子传播主要靠水。”强胜介绍。

揭示了这个规律，课题组就用一些物理和生态技术进行调控，来减少杂草种子在田间的数量。“一共研究出8种调控措施，为了满足农业实操过程中简单省事的需求，我们最后筛选出一种最简单易行的方法，利用自然规律，还不会增加劳动成本，一劳多得。”张峥说。

基于“断源”“截流”“竭库”理念，课题组采取“拦网”的方式截留灌溉时进入田块的杂草种子，以达到清洁灌溉水源的目的。此外，用网打捞漂浮的杂草种子，减少杂草种子输入“种子库”，降低杂草发生量。

强胜表示，实际上那些漂浮在水面上的杂草种子才是日后长为杂草的“罪魁祸首”，被埋入土壤深处的“休眠”种子反而不会出苗成为草害。

而这样的打捞方式并不会增加劳动量。在旋耕之后和插秧之前，农田会有一个静置期，这个时段正好有季风“相助”，使得杂草种子被吹拂聚集在田块边角处，农民用很短的时间就可以打捞完。课题组做过记录，一块田的捞草过程大约需要15~25分钟，这个时间与喷除草剂耗时相当。

就是这两种简单便捷的措施，可以让杂草种子显著减少，对控制杂草发生的贡献率达40%~50%，并且减少除草剂使用次数。

种一季水稻一般要用三次除草剂，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，第三次是分蘖期使用。“用了我们的措施后，至少可以把第三次除草剂的使用免去。”强胜说。

在张峥看来，除草剂次数减少好处多多，不仅降低对环境的污染，还可以使得作物产量每年提高10%左右。

再配合减次化学除草的“降草”“减药”稻麦连作田精准生态控草技术，真正实现杂草防控的标本兼治。这些技术实施6年，杂草“种子库”规模下降51%，稻—麦两季的杂草发生量显著下降53%。研究发现在两季累计使用3~4次化学除草剂情况下，控草效果和5~6次相当或更好，减少化除2~3次，除草剂用量可达40%，降低30%的除草成本，实现了利用物理生态技术“降草”而“减药”的目标。

大田示范推广效果显著

从2000年开始，历经8年时间，课题组在江苏南通长期进行小区试验，成效显著。在此基础上，这项技术首次在大田试验应用，已经在江苏金坛、宿迁、淮安、昆山、兴化以及安徽繁昌、白湖等多地开展了大田示范和推广，并取得了成功。

“实施该技术可以‘一劳永逸’解决草害问题。短期内需要人工网捞杂草种子，但从长远看，可以大大节省劳动力。”强胜表示。

以示范点江苏淮安为例，经过4年的绿色控草处理，已从原来稻—麦两季使用化学除草剂5次减到2次，减少除草剂用量60%。去年杂草密度继续下降，再无杂草种子可捞，免除了网捞操作，今后只需在进水口拦网阻止种子进入即可。

为了更加规范地使用这项技术，以最大程度发挥绿色控草的效用，课题组制定了江苏省稻田生态绿色控草技术地方标准，使大田杂草防治定量化、规范化、科学化。该核心技术还申请及获得国内国际专利4件。

在实际应用案例中，他们发现该绿色控草技术不仅可用来防除田间杂草，还在捞除物中发现有菌核和虫卵等，有利于辅助减轻其它有害生物。目前，这项技术已经在江苏、安徽、浙江、上海、江西、湖南等长江中下游省市推广应用超千万亩。

不过，推广过程并非一帆风顺。“一项技术、一个成果如果在推广过程中不能产生利益，在市场经济环境中，利用市场模式几乎很难‘传下去’，而我们这项技术既帮助农民节本增收，又因除草剂使用减少而减轻环境污染，还有利于食品安全和农业可持续发展，因此是公益性质，让农民得到实惠。但推广者难以获益，导致推广不畅。希望政府高度重视并纳入乡村振兴政策支持范畴来主导推广，让这一绿色技术尽快惠及全国稻作区。”强胜说。

“所有除草策略的实施，前提都要有科学的监控，才能做出最准确的判断。接下来，对于田间草情监测这块，我们还想介入无人机、5G网络平台等信息技术进行大区域杂草监测，在大范围生产中实现精确科学的‘降草’‘减药’，助力推动农业绿色生产。”张峥透露。

相关论文信息：https://doi.org/10.1007/s13593-020-00660-1