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生科院 | 强胜教授团队十年研究成果有望突破经济有效除草难题

2026/04/17 来源:生命科学学院 作者:刘宇婧

近日,南京农业大学生命科学学院强胜教授团队在农林专业顶刊《Agronomy for Sustainable Development》上发表了题为“Integrating Tactics for Weed Seed Management Provides Sustainable Weed Control in Organic Rice Production”的研究论文。该研究基于长达10年的田间试验,首次系统验证了以“拦网截流+网捞草籽”为技术抓手,消减杂草群落,配合其他经济有效的有机控草技术,在有机水稻生产中实现可持续杂草防控,为有机农业杂草治理提供了理论依据和技术支撑。

水稻有机生产可以产出高品种的稻米,但一直难以大面积推广应用,决定有机水稻生产成败的关键环节是杂草防控。由于不能使用化学除草剂,传统依赖人工除草,不仅劳动强度大、成本高,且难以从根本上遏制杂草危害,常致减产甚至绝产,均导致有机水稻生产无利可图或亏损难以为继。问题关键是缺乏对有机水稻田杂草防治阈值的了解。

图1:有机水稻长期控草试验小区(江苏金坛稻麦科技示范中心)

左:田间试验图,各小区右下角标注防治措施;右:防治措施展示

研究发现,与常规化学除草(H3)相比,基于拦网+网捞草籽(IR)的处理在10年间平均降低杂草幼苗密度90.32%、成熟期杂草密度91.63%、土壤种子库密度72.32%(图2)。其中,有机处理:拦网+网捞配合醋糟(IRV)、拦网+网捞配合生物除草剂(IRF)、拦网+网捞配合醋糟和生物除草剂(IRVF)在有效控制杂草的同时,水稻产量较常规化学除草平均提高16.59%。通过定量监控杂草群落消减动态和采取相应除草技术措施实施,发现在前期杂草密度较高的情况下,需辅以人工除草,除草成本较高,但随着杂草群落消减,特别是土壤种子库持续耗竭,后期无需人工除草即可维持低杂草水平。进一步基于本试验数据建立的模型预测明确了有机稻田杂草防除的经济阈值(图3),也即当分蘖期杂草密度低于30株/m²,或土壤种子库密度低于6.5万粒/m²时,无需辅以人工拔草,仅靠拦网+网捞以及醋糟、生物除草剂等有机措施即可有效控制杂草;但是,如果杂草密度超过200株/m²种子库密度高于10万粒/m²仅靠人工除草存在草害失控的风险;如果种子库密度超过15万粒/m²,用传统的有机控草技术,草害将会失控,有机生产很难获得成功。

图2:2014–2023年不同杂草防治处理下,水田杂草总密度动态

(a)苗期,(b)分蘖期,(c)成熟期。数据为均值±标准误(n=4)。不同字母表示差异显著(P<0.05):大写字母为同一年内不同处理间比较,小写字母为同一处理内不同年份间比较。

图3:不同拟合模型下种子库密度、杂草密度与水稻减产率的关系(数据已进行对数转换)。

(a)种子库密度vs分蘖期杂草密度;(b)分蘖期杂草密度vs减产率。

该研究首次系统证明了“拦网截流+网捞草籽”技术在有机水稻生产中可持续控制杂草的核心潜力,提出通过持续削减土壤种子库实现杂草标本兼治的新路径。该策略不仅成本低、操作简单,且具有普适性和推广价值,为全球有机农业杂草管理提供了中国方案。

南京农业大学生命科学学院已毕业博士生瞿翔为论文第一作者,强胜教授为通讯作者。张峥副教授、学生钱加越、高平磊和常州市金坛区种植技术推广中心洪爱梅、段云辉、孙国俊等研究人员共同参与了该研究。该研究得到了国家重点研发计划、江苏省重点研发计划、安利公司研究计划等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1007/s13593-026-01100-2

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编辑:严楚越

审核:许天颖、谷雨

校对:王爽

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