摘 要:為減輕劍麻連作的病蟲害,在劍麻開花淘汰更新之際傳統(tǒng)常采用 2~3 年短期作物輪作,周期較長。文章介紹了一種在山地淘汰劍麻園將麻莖粉碎、深挖掩埋、移位換行種植的更新技術(shù)。換行種植后新的劍麻定植點(diǎn)遠(yuǎn)離原來的種植點(diǎn),可有效減少病蟲害發(fā)生、合理利用養(yǎng)分、保持土壤地力、保障產(chǎn)量,達(dá)到輪作的栽培效果。
關(guān)鍵詞:劍麻;梯田畦面;埋桿換行
劍麻屬龍舌蘭科(Agavaceae)龍舌蘭屬(Agave),葉片呈蓮座式排列,是一種熱帶多年生葉纖維作物,其纖維產(chǎn)量占世界硬質(zhì)纖維的 2/3。在我國,目前劍麻主要栽培于廣西、廣東、云南等?。▍^(qū))。劍麻葉內(nèi)含豐富的硬質(zhì)纖維,纖維細(xì)胞呈長形結(jié)構(gòu),細(xì)胞腔大而長,壁厚,主要的化學(xué)成分有纖維素、木質(zhì)素、半纖維素,在同屬作物中,其所含的硬質(zhì)纖維品質(zhì)最為優(yōu)良。劍麻纖維比重為 1.251 左右,在空氣中的含水率為 10%左右,吸水快,纖維強(qiáng)度高,在水中的強(qiáng)度比干強(qiáng)增大 10%~15%。劍麻纖維在海水中的耐腐性特別強(qiáng),在0.5%鹽水中浸漬 50 日,其強(qiáng)度尚有原強(qiáng)度的 81.2%,具有纖維長、色澤光白、質(zhì)地堅(jiān)韌、富有彈性、耐摩擦、耐具有腐蝕、耐酸堿、耐低溫、拉力強(qiáng)等特點(diǎn),常被用于制造海上艦船繩纜、機(jī)器皮帶、各種帆布、人造絲、高級紙、魚網(wǎng)、麻袋、繩索等領(lǐng)域;此外,其植株中含甾體皂苷元,是制藥工業(yè)的重要原料之一[1],產(chǎn)品具有不可替代性。利用劍麻纖維制成的船用纜繩不但拉力強(qiáng)、不打滑,還耐海水浸泡和腐蝕;制作的電梯繩芯和索道,能長期吸收和鎖住油料,保持繩索均勻潤滑,可有效防止脆斷,大大延長使用壽命,安全性能極佳。此外,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的短纖維(包括亂纖維)可制
一般用的繩索、鞋墊、韁繩及手提袋等日常用品,也可用作家具的填充物,還可與塑料混合壓成硬板,制成家具。葉汁通過發(fā)酵可產(chǎn)生沼氣,還可提取糖及飼料干酵母,加工后的大量葉渣是良好的飼料,麻渣是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料。
劍麻對生長環(huán)境要求不高,對土壤適應(yīng)性強(qiáng),在排水良好的土壤環(huán)境下都能較好地生長。但是目前由于長期的品種單一化,劍麻受到病蟲害的影響日益嚴(yán)重等問題,其面臨產(chǎn)量減少的風(fēng)險(xiǎn)[2,3]。影響我國劍麻產(chǎn)量的病蟲害主要為斑馬紋病、莖腐病、新菠蘿灰粉蚧和紫色卷葉病等[4,5]。針對劍麻的真菌性病害,主要遵循“預(yù)防為主,治理結(jié)合”的防治原則[6]。生產(chǎn)上的常規(guī)操作主要是選用無病健康種苗進(jìn)行種植;及時(shí)清理病麻,麻園一經(jīng)發(fā)現(xiàn)有病麻立即將其挖除,集中堆放在遠(yuǎn)離麻園的地方燒毀或深埋,并對病穴進(jìn)行消毒,杜絕病害在麻園內(nèi)傳播;做好淘汰麻園的輪作工作,對發(fā)病率較低(5%以下)的麻園,堅(jiān)持輪作 1 年,發(fā)病率超過 50%的麻園,應(yīng)堅(jiān)持輪作 2 年或 3 年[7]。但是該輪作的方法,需要耗用非常多的時(shí)間,不利于劍麻的增產(chǎn)增收。本研究提出了一種山地劍麻埋桿換行的種植方法,既能達(dá)到換行種植的目的,又不需要長時(shí)間輪作,有利于劍麻園的快速恢復(fù)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)增收。
1 埋桿換行種植技術(shù)介紹
1.1 埋桿換行
劍麻埋桿換行種植技術(shù)包括破碎麻莖(桿)、挖坑深埋、覆蓋新土、整理新梯田和移位定植等步驟。埋桿換行的麻園更新技術(shù)最好在 9 月份以后的干旱季節(jié)進(jìn)行,以便于機(jī)械操作,使土壤經(jīng)過冬季風(fēng)化,養(yǎng)分分解。首先,將淘汰麻株挖起,敲碎麻桿,深埋 1.5~2 m。同時(shí),將梯田畦面外側(cè)上部的土壤向山腳方向移動,覆蓋在低一級的梯田畦面內(nèi)側(cè)的土壤上,使梯田畦面外側(cè)下部的土壤與低一級梯田畦面內(nèi)側(cè)覆蓋后的土壤形成新的梯田畦面。梯田畦面內(nèi)側(cè)的土壤保持不動被高一級移動下來的梯田畦面外側(cè)上部土壤覆蓋,重復(fù)以上步驟直至梯田換行完成;如此一來,原劍麻種植點(diǎn)已被移位。為促進(jìn)新麻株的生長,敲碎麻桿深埋的同時(shí),還埋入底肥。梯田畦面外側(cè)部分的土壤向山腳方向移動時(shí),是沿等高線整體向山腳平移。保持不動的梯田畦面外側(cè)下部土壤與低一級梯田畦面內(nèi)側(cè)覆蓋后的土壤在同一等高線上。相關(guān)示意圖如圖 1 所示。
1.2 定植
在新的梯田畦面上進(jìn)行麻苗定植,確保新的種植點(diǎn)已經(jīng)在新土上種植,遠(yuǎn)離原來的種植點(diǎn)。坡地按水平等高定標(biāo)。在定標(biāo)點(diǎn)上挖坑,放入基肥,以有機(jī)肥為主,適當(dāng)加磷、鉀、鈣肥進(jìn)行穴施或溝施。鈣肥可選用石灰。根據(jù)氣候、土壤肥力、地形地勢、栽培管理水平和機(jī)械化的要求制定株行距。坡地起穴種植,穴堆高不少于 25 cm。定植時(shí)間需避開高溫多雨的季節(jié),以 9 月至次年 4 月種植為宜。定植麻苗,做到穩(wěn)、正、實(shí)。相關(guān)技術(shù)流程如圖 2 所示。
1.3 麻園管撫
定植后及時(shí)查苗、補(bǔ)苗。草荒是影響幼麻生長的最不利因素。按照《劍麻栽培技術(shù)規(guī)程》(NY/T 222-2004)進(jìn)行滅草等作業(yè)[8]。麻園除冬春翻耕除草外,每年 6—8 月要除草一次,保持麻行無荒草,保證幼麻生長不受影響。除凈麻頭周圍和小行間雜草,特別是茅草、硬骨草之類惡草要徹底挖除,要切實(shí)做到除早、除小、除了。使用旋耕機(jī)中耕除草既可除草,又可達(dá)到松土的目的。
2 埋桿換行種植方法優(yōu)勢
2.1 增加土壤肥力
麻莖和麻桿富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機(jī)質(zhì)等,是一種具有多用途的可再生的生物資源。推動淘汰劍麻麻莖的科學(xué)還田,能有效改良土壤結(jié)構(gòu),增加土壤有機(jī)質(zhì),促進(jìn)微生物活力和作物根系發(fā)育。將麻莖粉碎之后,埋入土壤中還田能增強(qiáng)土壤肥力,提高作物產(chǎn)量。已粉碎的麻莖由于土壤的覆蓋,更利于腐爛,促使土壤風(fēng)化。經(jīng)過 12~14 個月的掩埋,已經(jīng)破碎的麻株充分腐爛分解,可增加土壤有機(jī)質(zhì)及氮磷鉀等元素的含量,從而達(dá)到減少化學(xué)肥料施用量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。
2.2 避免連作障礙
麻桿換行技術(shù)可實(shí)現(xiàn)老麻園的局域輪作。輪作是養(yǎng)地用地相結(jié)合的一種耕作措施,把感病的寄主作物與非寄主作物實(shí)行輪作,這樣可以消滅或減少這種病菌在土壤中的數(shù)量,從而減輕病害提高作物產(chǎn)量。在合理的輪作可以改善土壤的理化性狀,從而達(dá)到提高產(chǎn)量的效果。劍麻忌連作,連作會帶來如病害以及生長障礙等諸多問題,不利于劍麻的生長。按照病蟲害預(yù)防為主的原則,更新麻園均經(jīng)過輪作短期經(jīng)濟(jì)作物以后再重新種植劍麻。輪作也是為了合理利用土地,恢復(fù)土壤肥力,同時(shí)可以達(dá)到防治病蟲害和消滅雜草的效果。例如,種植番薯有利于消除茅草。而通過埋桿、新土覆蓋、種植點(diǎn)換位,達(dá)到換行種植的目的,從而無需輪作即可在新的種植周期進(jìn)行劍麻的種植。老麻園更新之際,可在雙行種植的大行間新植劍麻,待完成埋桿后于小行間間作大豆、花生、番薯等矮桿短期作物,既可防治土壤沖刷,保水保肥,改善麻園小氣候,又能充分利用土地,提高復(fù)種指數(shù),增加農(nóng)產(chǎn)品收入。
2.3 避免環(huán)境污染
劍麻麻園的更新一般采取將麻莖麻桿挖出集中堆放焚燒等方法進(jìn)行處理,一是污染環(huán)境,二是占用了麻園面積,具有較大的弊端。更新麻園埋桿換行移位種植技術(shù)對麻莖麻桿進(jìn)行粉碎深埋處理,避免了麻莖麻桿集中堆放焚燒等方法處理的弊端,也充分合理地利用了劍麻廢棄物資源,實(shí)現(xiàn)麻園的高效快速復(fù)耕。
3 埋桿換行種植的對比試驗(yàn)
在廣西國有紅山農(nóng)場(陸川縣清湖鎮(zhèn))的梯田種植,在沒有另外埋入底肥的情況下,埋桿換行種植,其他按照常規(guī)梯田方法種植劍麻。對照地:在廣西國有紅山農(nóng)場的普通麻園種植,大行距 3.8 m,小行距 1.2 m,株距 1 m,每公頃 3 750株。其他按照常規(guī)方法種植,且更新麻園后經(jīng)過輪作一年番薯。種植 12 個月后,采集試驗(yàn)地和對照地深度 20 cm、60 cm 的土壤樣本,測試土壤理化性質(zhì),結(jié)果表明,經(jīng)過深埋換行的新植麻地土壤 pH 值有所提高(表 1 和表 2)。總孔隙度、全容水量、非毛管孔隙度隨土層深度增加而減小。毛管含水率均隨土層深度增加而減小。麻園更新?lián)Q行埋桿時(shí)人類農(nóng)機(jī)挖埋麻莖活動的干擾,使土壤變得疏松,保水性能降低。進(jìn)而在相同深度土層的土壤物理結(jié)構(gòu)指標(biāo)上表現(xiàn)為埋桿換行試驗(yàn)組比對照組的總孔隙度指標(biāo)數(shù)值的增大(表 2)。結(jié)果表明,人為農(nóng)耕因素可導(dǎo)致土壤物理性質(zhì)發(fā)生變化。
此外,土壤有機(jī)質(zhì)含量比對照地的提高 30.4%,全氮含量提高 12.5%,有效磷含量提高 3.75%,速效鉀含量提高4.28%。而硫、銅、鋅、鐵、錳、硼等元素的有效態(tài)含量在兩個測試處理中持平。
此外,埋桿換行種植劍麻后,與對照地相比,生長量(長葉數(shù)量、株高)未表現(xiàn)差異顯著性(表 3)。且埋桿換行種植劍麻后,未發(fā)現(xiàn)斑馬紋病、紫色卷葉病、粉蚧蟲等其他病蟲害的發(fā)生。
4 討論與結(jié)論
劍麻硬質(zhì)纖維是國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略物資,特別是鋼絲繩芯和拋光輪(布)的生產(chǎn)中不可替代的原材料。當(dāng)前,國內(nèi)外劍麻主要栽培品種僅有 H.11648 一個品種,該品種由坦桑尼亞劍麻試驗(yàn)站用假菠蘿麻與藍(lán)劍麻雜交,再與藍(lán)劍麻回交,經(jīng)過 22 年(1935—1957 年)選育而成,具有纖維品質(zhì)高,豐產(chǎn)性好和抗寒性強(qiáng)的特點(diǎn)。20 世紀(jì)60 年代,H.11648 被引入中國,經(jīng)過試種、示范、推廣,栽培至今已有 60 多年的歷史。當(dāng)前,劍麻種植品種長期單一化,加上種苗的隨意繁衍,導(dǎo)致 H.11648 品種老化退化的問題日益凸顯,突出表現(xiàn)為病蟲害日益嚴(yán)重,如斑馬紋病、莖腐病、紅蜘蛛、新菠蘿灰粉蚧、紫色卷葉病等。為解決這一制約劍麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題,可從優(yōu)良品種選育、病蟲害防控及優(yōu)化栽培技術(shù)等多個方面綜合考慮。優(yōu)良品種選育上應(yīng)加強(qiáng)抗病性種苗的選育。例如,廣西亞熱帶作物研究所于上世紀(jì) 90 年代通過 H.11648 與小刺番麻的雜交,選育出抗斑馬紋病的品種廣西 76416,并在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用以作為 H.11648 病株的補(bǔ)植品種。但劍麻傳統(tǒng)育種的周期特別長,利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)將抗病基因通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)導(dǎo)入栽培品種也是劍麻抗病育種的有效方法[9]。除通過育種手段選育出高抗病蟲害的優(yōu)良品種外,研發(fā)出針對劍麻病蟲害具有高效防治作用的廣譜或者定向藥物也是不容忽略的。值得注意的是,與良種選育和藥物研發(fā)的工作進(jìn)程相比,優(yōu)化提升淘汰麻園栽培管理技術(shù)是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)劍麻穩(wěn)產(chǎn)增收、快速恢復(fù)麻園生產(chǎn)力最有效的手段。
生產(chǎn)過程中采用輪作方式防治病蟲害,尤其是土傳病害,具有操作方便、無污染、低成本等優(yōu)勢[10]。劍麻作為多年生硬質(zhì)纖維作物,長期以來,輪作一直被倡導(dǎo)作為主要的栽培方式應(yīng)用于淘汰劍麻園。一般情況下,麻園更新后,第一年可種植綠肥作物,以達(dá)到恢復(fù)麻園土壤養(yǎng)分的目的;第二年可種植番薯或花生等作物,降低土壤中劍麻的土傳病害源豐度;第三年恢復(fù)劍麻種植。麻園更新后大多采用 2~3 年的短期作物進(jìn)行輪作,復(fù)種周期較長,不利于新一輪劍麻生產(chǎn)的快速開展,亟需尋求更高效、更快捷的替代措施。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較分析可知,與輪作一年生作物番薯相比,埋桿換行種植的方法在土壤物理結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)及劍麻產(chǎn)量方面均未表現(xiàn)劣勢,掩埋的麻莖麻桿經(jīng)生物降解可作為肥料提升土壤肥力。采用埋桿換行的種植方法既避免了連作劍麻而產(chǎn)生的病蟲害危害,又可以縮短劍麻園更新復(fù)種周期,提升劍麻生產(chǎn)速度,還可以將淘汰麻莖麻桿變作肥料,提升土壤肥力,解決了傳統(tǒng)麻莖麻桿集中堆放焚燒占用土地及污染環(huán)境的問題,是集結(jié)了經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)優(yōu)勢于一身的高效優(yōu)質(zhì)的種植方法。此外,在麻桿換行種植的基礎(chǔ)上,在幼齡麻園大行距進(jìn)行花生、大豆、西瓜等作物間作,可達(dá)到局域化輪作的效果,對穩(wěn)定更新麻園種植環(huán)境具有一定的積極作用[11]。因此,建議大力推廣在埋桿換行更新麻園基礎(chǔ)上的幼齡麻間作栽培耕作制度。
埋桿換行種植技術(shù)是在劍麻傳統(tǒng)輪作耕作制度基礎(chǔ)上作出的重要創(chuàng)新,是合理利用養(yǎng)分、恢復(fù)土壤肥力、減少病蟲害和防控雜草的重要措施。此外,埋桿換行技術(shù)一般需借助挖掘機(jī)實(shí)施,對挖埋機(jī)械有所要求。具體挖埋操作過程中,也需要盡量減少對原有耕作層的破壞。該技術(shù)對土壤生態(tài)的影響值得長期關(guān)注。綜上所述,埋桿換行技術(shù)集成了土壤改良及減肥減藥技術(shù),利用土壤微生物對掩埋的麻莖麻桿進(jìn)行生物降解,可作為土壤優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥的來源,為新植幼齡麻的生長提供必須的營養(yǎng)元素,在提高更新麻園生產(chǎn)廢棄物利用的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)化肥使用量減少 30%以上,有效提高了麻莖麻桿的綜合利用率,為劍麻全株資源化利用提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。該技術(shù)已在廣西、云南以及緬甸和委內(nèi)瑞拉等麻區(qū)共計(jì)推廣面積 3 萬多公頃,減少 35%的淘汰麻莖麻桿集中堆放場地,降低化肥成本 33.3%,實(shí)現(xiàn)劍麻麻莖麻桿廢棄物的高效循環(huán)利用。該技術(shù)的應(yīng)用也改變了國內(nèi)劍麻栽培高能低效的現(xiàn)狀,降低了種植成本,增加了農(nóng)場收入,促進(jìn)了農(nóng)民增收,保證了劍麻產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
5 結(jié)束語
本文介紹了一種劍麻麻園劍麻整體淘汰之后埋桿換行新植劍麻的技術(shù)。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)淘汰麻園的劍麻快速再生產(chǎn),且在一定程度上減輕新植劍麻病蟲害發(fā)生、保持土壤地力及保障產(chǎn)量,技術(shù)優(yōu)勢明顯。該成果技術(shù)應(yīng)用前景廣闊,市場潛力巨大,適宜在我國及世界各劍麻主產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用。
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文章摘自:何如,金剛,陳祿等.山地劍麻埋桿換行種植技術(shù)[J].大眾科技,2023,25(04):100-103.
