“与草共舞”:作物与杂草形成半自然群落,有利于病虫草害防治

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/蒋高明王延静

摘要:在农业生产中,杂草防治是最令人头疼的事。能否既不用传统的人工除草,又不用除草剂,解决农田或果园里的杂草问题呢?本文作者通过生态文明驿站的建设实践,融合邻里生物多样性保护理念,在十几年的不断探索中形成了一种“与草共舞”的新型杂草管理办法。

关键词邻里生物多样性,半自然群落,病虫草害防治

蒋高明王延静.“与草共舞”:作物与杂草形成半自然群落,有利于病虫草害防治.生物多样性保护与绿色发展.第1卷第10期.2022年9月.ISSN2479-9065

在农业生产中,杂草防治是最令人头疼的事。过去几千年来,除草一直采用物理方法,即传统的锄头除草。这个做法的好处是:除了锄草,兼有土壤保墒功能,另外没有化学污染。古代无法做到农田大面积灌溉,人工锄草帮助禾苗度过短期干旱。人勤地产,勤劳可以弥补水分与养分的不足。但人工除草非常辛苦,费时费力,“锄禾日当午,汗滴禾下土,谁知盘中餐,粒粒皆辛苦”说的就是这个道理。

直到近代,化学除草剂出现了。好处是省人工,缺点是造成环境污染和导致癌症、白血病等恶性疾病的发生。除草剂的危害包括:喷洒灭草剂的时候会通过皮肤、呼吸吸收大剂量灭草剂,从而损害农民健康;造成环境污染,尤其污染地下水资源;直接破坏生物多样性,杀死青蛙、蚯蚓等皮肤粘性的小动物;除草剂广泛使用容易造成种植单一性;除草剂会进入食物链,并通过食物链进入人体,从而导致癌症、不育不孕等重大疾病。

针对以上问题,有人研究了机械除草,甚至火焰除草,但可操作性不强,还是以化学除草最为流行。

能否既不用传统的人工除草,又不用除草剂,解决农田或果园里的杂草问题呢?经过十几年的实践,我们探索了一种“与草共舞”的新型杂草管理办法。

二、科学原理

与草共舞(Co-growing with weeds),又称为与草共生,是指借助生态位、食物链与食物网、生态平衡、养分循环等原理,利用木本植物或高秆作物对杂草的竞争优势,仅对杂草进行少量物理干预,从而实现杂草与果树或高秆作物共生,并借助杂草群落吸引天敌昆虫,达到以虫治虫目的。“与草共舞”的生态种植模式有助于从源头杜绝除草剂和农药污染,兼具抗旱保墒作用、大幅度减少劳动力投入的一种新型生态农业模式。

与草共舞既不用传统的人工除草,又不用化学除草剂,解决农田或果园里的杂草问题。经过十几年的实践,与草共舞新型杂草管理模式在桃园、苹果园、梨园、葡萄园、猕猴桃园,以及玉米种植等取得成功。该模式遵循“以自然之力恢复自然,以生态之力恢复生态”的原则,实现了杂草控制、害虫防治、增加土壤养分的多种生态功能,是生态农业发展史上的重大突破。与草共舞的科学原理如下:

“与草共舞”的桃,极为鲜美

生态位原理 农田生态系统中,不同物种都有自己的生态位,在空间、时间上所占据位置不同,大部分时间物种相安无事,只有到生态位重叠时,才会发生激励的竞争或对抗。在农田或果园里,因种间竞争,一种生物不可能利用其全部原始生态位,所占据的只是现实生态位。利用生态位的空间差异,可以减少杂草控制成本,如果果园和葡萄园生草,就是利用乔木(藤本)与草本植物生态位不同的原理;种植玉米、高粱、甘蔗等也可以控制杂草,因为这几类植物为高秆作物,对杂草具有竞争优势。

食物链与食物网原理 当种植区保留部分杂草群落,或在田间地头、田埂保留一部分杂草尤其有花植物的杂草时,一些天敌昆虫得以生存。这些昆虫或采集蜜源植物的花蜜,或直接捕食害虫,并将后代产在草丛或下面的土壤里。和自然生态系统一样,农业生态系统也存在着食物链或食物网。害虫吃草本植物,这些为植食害虫,益虫以害虫为食物并利用其繁殖后代,为后代储备养料,如七星瓢虫以蚜虫为生,螳螂可以捕获菜青虫等。有些动物以多种动物为食,出现食物链的交叉,这就是食物网。在一个健康的相对完整的农田杂草群落里,青蛙、斑麻蜥、斑鸠等两栖爬行动物或鸟类,以多种害虫为生,当然它们也会吃益虫。

生态平衡原理 当多种物种出现后,就出现了相生相克,哪一个物种都难以单独爆发,因为有天敌物种的存在,最终出现生态平衡。而长时间打农药、除草剂,首先让敏感物种消失,这些物种多为天敌动物,它们对农药除草剂敏感。即使侥幸生存下来,由于害虫被化学灭杀,天敌动物因食物短缺不能繁殖后代,会从农田生态系统中消失。除草剂将农田内外的杂草全部清除,直接造成天敌动物的最后家园丧失。它们要么灭绝,要么远走高飞。剩余的害虫与杂草对人类发明的药物进行顽强抵抗,抗药性不断提高。最终的结局是,人类要么被自己发明的药物送进医院或者坟墓。

养分循环原理 很多人担心杂草会抢走庄稼的养分,但是杂草生长发育需要的养分,来自土壤,最后还会返还土壤,甚至加量返还。杂草将空气中的碳和氮(豆科杂草或非豆科杂草上的单细胞固氮微生物具有固氮功能)固定下来,通过根系和落叶物还到土壤,增加土壤的碳库与氮库。杂草归还的养分,比其生长发育吸收的养分要多,加上每年有机肥还田,最终土壤变得肥沃。

杂草的生理生态功能 杂草是生命力非常顽强的植物,对逆境抵抗力强。杂草通过气孔与大气进行水分交换,这个生理过程就是蒸腾作用,杂草的这一生理生态功能能够帮助作物度过干旱季节。密密麻麻的杂草,遮住了地皮,防止了宝贵的水分通过物理方法直接蒸发出去,这在干旱、半干旱区尤其重要。另外,杂草还具有防治水土流失、降温保湿的作用,在特殊时期会起到减缓灾害的作用。当干旱来临,杂草通过蒸腾作用节约了土壤水分,并通过提水作用,将深层的水分提上来,供作物吸收;当雨季来临时,没有杂草覆盖的土地,流出的水是浑浊的,很多土壤和养分流失。而有杂草覆盖的,流出的水是清的,就说明杂草的水土保持效果良好。

二、“与草共舞”具体做法

(一)果园管理

不冬耕保护天敌昆虫越冬 瓢虫有的在土壤中越冬,食蚜蝇的蛹在树下草堆中越冬,蜘蛛也在树下土缝或者草堆中越冬,冬耕会杀死大部分天敌昆虫从而破坏生态平衡。蚜虫红蜘蛛等害虫可以在树皮内越冬。

树下生草 野草具有遮阳保湿降温等作用,同时给各种昆虫提供了一个良好栖息场所。例如蜘蛛就喜欢藏身于草丛,它首先需要保护自己。

嵌入蜜源植物 一些天敌昆虫一年需要繁殖数代,需要保证从早春到深秋一直有蜜源植物。一些果园可以通过野草本地化多样性达到一直有蜜源,而一些需要嵌入蜜源植物。深秋播种油菜,还可种植岩锤草、矢车菊等蜜源植物,从而形成花园式果园,既减少了害虫危害,还美化了果园。

蚜茧蜂、草蛉、食蚜蝇、赤眼蜂等天敌昆虫成虫必须取食花粉、花蜜才可以繁育以及延长寿命,我们曾在深秋发现瓢虫也取食花粉、花蜜。确保果园一直不间断有蜜源种植之后,就可以促进天敌昆虫繁育,就可以控制虫害。在没有做任何干涉的情况下,我们管理的果园蚜茧蜂寄生率达到几乎100%。而在实验室内,不到70%。在野外,有各种各样的花粉和花蜜供给益虫,在实验室里只能喂食10%的蜂蜜水。

合理释放天敌昆虫 在平原地区,当生态破坏严重的果园在开始生物防治时,需要释放一些天敌昆虫。而在一些山区,周围有树林,就有足够昆虫资源,无需再释放。不冬耕保护昆虫越冬,树下生草营造一个仿野生环境,嵌入蜜源种植促进天敌昆虫繁育等条件具备之后,可在果树开花时释放瓢虫源头控制虫害,例如在蚜虫爆发之前释放蚜茧蜂(蚜茧蜂控制蚜虫能力极强)。

在合理时间释放赤眼蜂控制水果食心虫;在六月份释放花绒寄甲、八月份释放管氏肿腿蜂控制天牛危害;利用性诱剂来控制入侵类虫害,例如北方出现的果蝇。

利用菌剂例和硅藻土 如白僵菌、木霉菌、绿僵菌等菌剂,作为生物防治最后屏障来控制不可控虫害爆发。白僵菌是自然界存在的一种虫生菌类,是国家林业局推广的高效生物杀虫剂之一,可广泛应用于森林害虫,蔬菜害虫,旱地农作物害虫等。

硅藻土是硅质岩石粉碎后获得,在显微镜下观察边缘非常锋利,还具有非常好的吸附性,虫子爬过会划破虫体,让虫子脱水而死。我们用白僵菌混合硅藻土使用,硅藻土可以划破虫体,如同时接种白僵菌,在阴雨天或者傍晚喷施,比化学农药效果还好。

(二)主粮管理

种植小麦、玉米多年完全可以不用农药。瓢虫冬季喜欢在小麦、油菜根部越冬,春季最先可以在麦田或者油菜苗发现瓢虫,小麦是最不需要打药的作物,打药后会杀死瓢虫让蚜虫爆发。种植玉米旋耕除草紧接着播种玉米,然后不再除草,玉米先于草萌发,玉米苗始终比草高,当草长到70--80厘米时,一场风就让草匍匐在地,起到保温、保湿、抗旱的作用。玉米叶子和草把所有的地面覆盖,营造好的环境,给各种各样昆虫生活栖息空间,就可以达到生态平衡不用农药。

高粱、甘蔗等高秆作物也可行采取与草共舞模式,可大幅度减少用工量,并杜绝除草剂污染。要取得成功,前期定植非常关键,在北方高粱要赶在雨季来临之前出苗或初步封垄,此前可采取适当的机械或人工措施,保证高粱对杂草的竞争优势。

(三)蔬菜种植

施用大量土杂肥替代化肥,亩施土杂肥8立方米方。土杂肥可以是畜禽粪便,也可以是食品厂下脚料,甚至是符合国家有机肥标准的污水处理厂污泥(酒精厂、食品厂、淀粉厂),富含有机物的物质进入江河就是污染,施用到土壤就是宝贝。

土杂肥旋耕到土壤中去,均匀分布于土壤,开沟直接种植土豆,不需要浇水;而普通种植600斤复合肥撒在狭窄的沟内,即使刚刚下雨也需要大量浇水。生态种植土豆可以通过不用浇水来降低土壤湿度,生态种植土豆不覆盖地膜,进一步增加透气性,给土豆生长创造良好环境,而所有的土豆病害都和低温高湿度有关,生态种植土豆恰恰回避了这些问题。用昆虫病原线虫加白僵菌通过滴灌防治土豆地下害虫。

种植土豆苗期控草,五月下旬以后任由野草疯长,让土豆秧子和野草覆盖地面预防高温。后期严格控水压低产量来提高矿物质和营养物质含量,达到极佳口感。这样种植的土豆可以生吃,品质极佳。

在大棚边角放置杂草堆,吸引蜘蛛天敌昆虫等去越冬,预防大棚冬季耕作伤害天敌昆虫。种植尽量多样性,嵌入种植蜜源植物岩垂草,根据不同种植蔬菜来释放培养不同天敌昆虫应对。例如白粉虱通过种植蜜源植物、释放丽蚜小蜂和龟纹瓢虫来控制。释放赤眼蜂防治菜青虫等。

合理留草,做与草共舞的蔬菜。保证天敌昆虫越冬,提供繁育条件,合理留草给昆虫栖息环境就可以达到生态平衡。我曾经拍了视频,在大棚边缘有草堆,杂草多的地方虫害很轻,没有草的地方菜青虫危害严重,不得不用白僵菌防治。

三、解决的问题

不用除草剂 果园或种植玉米等高杆作物,杂草不用除草剂,从源头杜绝了除草剂污染。发展有机农业,难就难在杂草防治,而病虫害防治相对简单。

② 不用杀虫剂 在果园或农田周边,嵌入蜜源植物岩垂草,从而吸引天敌觅食或越冬,在配合一定的物理措施,完全可以做到不用任何杀虫剂,解决虫害问题。不种植单一的草,而做到野草本地化、多样性,有利于益虫繁殖,达到以虫治虫的目的。野草本地化多样性后,从早春到深秋几乎都有花次序开放,这就给好多天敌昆虫成虫提供食物,保证了天敌昆虫繁育,从而达到生态平衡,而从源头杜绝农药。在南方或北方暖温带地区,可种植油菜,油菜花开花比较早,花期长;岩垂草从四月份到初冬,保证果园有随时有蜜源种植。

水分和养分供应 在土杂肥发酵时,很难控制温度和湿度,不能做到彻底发酵,而发酵不彻底的土杂肥在树根部施用反而有害。非常繁琐的堆肥发酵会极大增加成本,采取了表面施用土杂肥,在好氧环境慢慢分解。同时引入食腐的红色小蚯蚓,结合土壤中部个体比较大的环毛蚓。红蚯蚓生活在表面,取食有机物丰富的土杂肥,环毛蚓生活在土壤中部,而蚯蚓粪富含各种微生物,可以活化土壤,它们结合可以达到不冬耕目的。蚯蚓适应能力强,繁殖能力强,一经投放就可以自己繁育。

人工投入减少 在果园保留杂草,或仅用机械不定期刈割,在高杆作物种植,仅在播种前机械除草,都可大幅度降低人工成本,可为有机农业发展,降低人工投入解决了一大难题。当然,对于大豆、花生、水稻等,与草共舞实施还有一定的难度,需要研究专门的办法解决杂草问题。

非转基因 尽管很多挺转专家声称转基因无害,但对其安全性依然存在激烈的争论,争论的焦点在于转基因是否适合人类食用,事实上有识之士一般不会选择转基因食物。有机农业、特供食物、富裕人群、包括挺转专家拒吃转基因食物就是明证。与草共舞,使用的高杆作物如玉米、高粱和甘蔗,一般是杂交品种或老品种,不使用转基因品种,这就从源头杜绝了转基因对生态环境和食物的污染,生产出放心的有机食物或绿色食物。

与草共舞促进多个可持续发展目标实现