1 南漳县稻茬小麦有机生产发展现状
1.1 创建了一批有机产品认证小麦生产基地
南漳县位于湖北省襄阳市西南部,是鄂西山区向汉水中游平原过渡地带,丰富的光热和水资源孕育了多样的农作物种质资源和良好的生态环境。小麦是南漳县主要的粮食作物,稻茬小麦土壤肥沃、地势平坦,方便机械化,1956-2014年种植面积呈稳定增加态势[9]。通过前期走访调研,贵州习水县鑫航粮油购销有限公司（贵州茅台原料收购企业）发现南漳县清河管理区和九集镇部分村组的稻茬小麦生产基础和条件符合该公司对有机产品小麦生产的要求,于2013年陆续选择了王家坡村、雷家巷村和黄连树村等14块稻茬小麦基地,经认证,达到了有机产品认证生产基地要求,颁发证书并督导企业和涉及农户按照有机生产标准组织订单生产。
作为小麦有机生产企业,贵州习水县鑫航粮油购销有限公司依据《GB/T 19630.1-2011有机产品: 生产》,主要在品种选择、清洁产地环境和用肥用药等方面进行了细化。如规定统一种植白皮小麦品种鄂麦596;田间地块和沟渠内保证清洁、干净、无污染,不得有药瓶、药袋、塑料袋和编织袋等。再如必须在指定销售网点购买有机肥和生物农药,且必须在农业技术人员和地块管理人员指导下进行施用。同时,南漳县稻茬小麦有机产品认证基地按照《GB/T 19630.3-2011有机产品: 标识与销售》和《GB/T 19630.4-2011有机产品: 管理体系》的标准进行稻茬小麦生产。通过有机产品认证基地的创建,南漳县稻茬麦田逐渐形成了符合生态学原理基础的资源永续利用、自然和谐的农业生产系统。
1.2 科研投入加大,标准化生产技术逐步完善
有机农业不是传统农业的代名词,而是在现代常规农业基础之上的改善和提升,更需要科技支撑。病虫害的综合防控为有机产品认证小麦生产基地的创建奠定了良好基础。如赵华等[10]对2009年南漳县小麦条锈病的发生特点及原因进行了分析,又对2006年[11]和2009年[12]南漳县小麦赤霉病的发生特点及原因进行了分析,为后期南漳县小麦条锈病和赤霉病的综合防控提供了参考。针对市场上小麦品种杂乱多、选择难的问题,南漳县科研机构合作,对新审定或即将审定的小麦品种在南漳县进行展示和比较研究。刘昌军等[13]对2016-2017年度的结果进行分析发现,产量排在前4位的为鄂麦596、襄麦25、镇麦9号和华麦2566,并对每个品种的优缺点及其栽培技术要点进行了分析,为有机小麦生产的“良种良法”和轮作制度执行提供了理论依据。
小麦产业技术体系和粮食丰产增效科技创新等项目落户南漳县,对小麦新品种筛选、播期播量、肥料效应和药剂筛选等开展试验研究,示范推广了稻麦秸秆还田技术、稻茬麦免耕带旋条播技术、稻茬麦免耕机械条播技术、稻茬麦免耕宽幅条播技术、小麦精量播种技术、小麦全程机械化技术、有机肥替代化肥技术、电解水防治白粉病和条锈病技术、生物农药“四霉素”防控赤霉病等单项技术和多项技术的集成示范,把农业生产新技术逐步从概念性向实践性转变,从零散性向系统性集成,为建立并完善企业主导的有机产品认证小麦生产技术标准提供技术支撑。
南漳县清河管理区和九集镇部分村组的稻茬有机产品认证小麦生产,是秸秆粉碎全量还田技术、精量播种技术、全程机械化技术、免耕条播技术和病虫草害综合防控技术等单项或多项技术的集成与示范,辐射带动了邻近村镇小麦向绿色标准化生产。2017年,南漳县被列为“国家有机产品认证示范创建区”。
1.3 小麦种植效益提高
在产出增加的同时,南漳县稻茬有机产品认证小麦生产成本逐渐降低。如选用抗性较好的鄂麦596,采用小麦条播技术使得群体均匀,增加后期通风透光性,也减少了病害的发生和防治成本;采用的少免耕技术,比翻耕和撒播等技术省工省力,节约了整地成本;秸秆还田和有机肥的施用,改善了土壤结构,小麦根系下扎深、生命力强,后期脱肥现象得到明显改善,籽粒灌浆快,小麦增产稳产更有保障。据统计,南漳县种植的稻茬有机产品认证小麦,平均纯收益达12 000元/hm2以上,约是种植普通小麦纯收益（3 000元/hm2）的4倍,经济效益显著,农户种植小麦积极性得到提升。
2 南漳县稻茬小麦有机生产中存在的主要问题及对策
2.1 小农户多,监管难,需多措施推进适度规模经营
相比旱地小麦,南漳县稻茬小麦田土壤肥沃,排灌均有保障,大块连片机播、机防和机收等机械化程度高,生产条件较好,冬闲田等抛荒现象少。但异常天气频发导致农业投资风险大,如2018年,小麦开花期至成熟期遭遇连阴雨,赤霉病和穗发芽严重,产量低且只能低价卖给饲料商,是土地集中经营难度大的主要原因。据统计,南漳县小麦集约化播种面积只占42%左右。小农户种植导致相关标准的实施不到位,比如在一些基地有机认证转换期,存在农户私自撒施化肥、喷施农药现象,致使自家和周围田块失去有机产品认证资格。小麦有机生产需加强全程监控和监管,堵塞生产漏洞。
以农业专业合作社和家庭农场代替单家独户小农生产模式,促使小麦有机生产向规模化、集约化方向转变,有利于有机产品认证小麦生产技术规程的落实。近年来,南漳县积极整合农业灾害保险、农业生产救灾资金和有机农产品奖励资金等,解决了南漳县部分小麦新型经营主体的后顾之忧,是保障小麦集约化发展的有力措施,对南漳县稻茬有机产品认证小麦的标准化生产有重要促进作用。据作者走访调研发现,以现有的生产技术和管理水平,南漳县稻茬小麦家庭农场规模控制在10hm2左右,可较好地平衡投资风险与收益。
2.2 茬口衔接不紧密,需稻麦结合长期规划
有机农业是基于人们对安全健康食品和良好生态环境的需求,以及可持续发展农业观而提出的。近年来,应市场需求,有机产品认证小麦生产在各地雨后春笋般发展起来,但各地的相关配套管理及技术还不完善。南漳县作为主要的稻茬有机产品认证小麦生产基地,还存在着与水稻生产茬口衔接不紧和管理不到位的问题。目前水稻一般在9月中下旬成熟收获,小麦一般在10月下旬播种,中间有1个月左右的空闲期对田间管理问题需要统一规划。此外,现有小麦品种成熟收获期在5月下旬,而如果遇到干旱年份需要水稻旱直播,则需要在5月上旬播种。因此,培育适宜生育期的稻麦新品种,改进播种方式和提高周年规划管理水平仍是有机农业发展的重点之一。
稻茬有机产品认证小麦生产,必须做到有机产品认证水稻生产和有机产品认证小麦生产衔接推进,确保基地周年生育期内作物的有机产品生产。目前只有《DB 45/T 1049-2014有机水稻生产技术规程》（广西壮族自治区质量技术监督局）和《DB 41/T 1591-2018有机食品 小麦生产技术规程》（河南省质量技术监督局）可参照和指导有机产品稻麦生产。南漳县稻麦有机产品认证生产急需制定周年生产技术规程,填补稻麦衔接的空闲期,补充5年以上的轮作制度,以保障有机产品认证小麦生产遵循相互依赖性、生物多样性及循环再利用等3个基本的生态学原理[16],促进南漳县有机农业的可持续发展。
2.3 病虫草害防治难度大,需进行绿色综合防控
相比北方冬麦区,南漳县稻茬麦地区降水丰富,平均气温较高,除为稻麦生产提供丰富的水热条件外,也为病虫草害的发生提供了温床。南漳县稻茬麦区是赤霉病的重发区,其温度和水分适宜镰刀菌生长,在小麦扬花期如遭遇连阴雨容易造成赤霉病的大爆发。小麦黏虫在南漳县稻茬麦区可以终年生存,冬季多以幼虫或蛹在稻茬、稻田埂和稻草堆等处越冬,小麦开花至灌浆期间第一代成虫大量蚕食小麦叶片,导致后期光合产物不能满足籽粒灌浆,致使产量下降。有机产品认证小麦生产禁用除草剂,麦田杂草与小麦争肥、争光现象严重,存在人工除草效率低、成本高等问题。小麦灌浆至成熟期易遭遇连阴雨,或空气湿度大导致的穗发芽问题也是南漳县小麦生产的一大顽疾。这些现象在南漳县现有有机产品认证小麦基地时有发生,是限制小麦产量提升、提质增效和持续发展的主要因素。多数年份生产的小麦因病粒、不完善粒和芽粒等达不到有机产品的要求,而只能作为普通小麦出售;或产量过低而种植效益提升不明显。
小麦有机生产中病虫草害应“防”大于“治”,以提高小麦抵御自然灾害的能力为主。“防”要以农业措施为主,创造不利于病虫草害滋生和有利于各类天敌繁衍的环境条件。“防”首先要选用抗性品种,如赤霉病抗性达到中抗以上,红粒品种降低穗发芽危害;其次是采取培育壮苗地耕作管理措施,如秸秆还田时每隔3~5年深翻灭茬,深埋病残体,制定科学的轮作倒茬计划,厢沟配套等;再次是加强病虫害的预报,提前采取措施。如小麦条锈病是气传病害,小麦条锈病菌在甘肃、青海、四川省等地（夏季最热月份旬均温在20℃以下的地区）越夏,秋季的菌源随气流传播到冬麦区,而越夏菌量、中长期风向风力等指标是南漳县条锈病预测的依据;再如小麦黏虫在南漳县3月中旬开始大量出现越冬成虫,产卵后4月中下旬1代成虫开始大量蚕食为害小麦叶片[17],因此,可在每年2-3月利用糖醋液进行监测成虫数量,超过一定基数便启动太阳能杀虫灯和杀虫板等进行诱杀。这些病虫草害为害比较严重的年份,宜选用生物农药、植物源或者矿物源植保产品来统一进行防治,控制田间病虫草害的发生和发展,以达到有机产品认证标准,确保产量和可持续发展。
3 南漳县稻茬小麦有机生产展望
3.1 推进订单生产,拓宽销售渠道
新疆奇台小麦进行了有机产品认证,有机面粉售价20元/kg,有机挂面售价40元/kg,是普通面粉的7倍多[18]。南漳县稻茬有机产品认证小麦现行推广了“龙头企业+专业合作组织+农户”连接模式,倡导产销双方互守诚信,发展和规范订单农业,实现企业与农户“双赢”。同时,南漳县政府鼓励农民以劳动力等生产要素入股,与龙头企业结成利益共享、风险共担的利益共同体,让农民在二、三产业中分享利润。南漳县“中国有机谷”正在积极搭建“超市+企业+基地”链式供应的“农超对接”粮食购销网络平台。南漳县稻茬有机产品认证小麦未来可以借助该平台与各镇村农副产品专业合作社、示范区、科技示范户或农业产业化粮食加工企业终端联网,积极拓宽销售渠道。
3.2 促进小麦生产新品种与技术转化
建设南漳县稻茬有机产品认证小麦基地,在基地扩大、产地环境改善、品种选择、播种技术优化、平衡施肥、病虫草害绿色防控、适时收获和减损运储等各个环节还需要与时俱进,进一步加强南漳县小麦有机生产的标准化。
近几年,我国有机产品认证小麦生产基地陆续有从试验室（田）、小面积示范走向大面积推广应用和生产的实例报道[19,20]。刘少标[21]在安徽省基于毒物清除、土壤施肥和病虫防治等方面发明了一种有机小麦的种植方法;管卫兵[22]在江苏省通过田埂整理构建循环水系创造了一种生态可持续的有机小麦种植方法;魏国华等[23]在湖南省发明了一种有机小麦药肥及其制备方法,实现了“变废为宝”、“肥药合一”。南漳县稻茬小麦有机生产可借鉴这些小麦有机生产技术和经验。Szewczyk[24]发现,小麦品种对杂草的耐受水平有差异,Smuga和spelt Schwabenkorn比Kobra和Bogatka对杂草具有更强的竞争能力和抗侵扰水平;而Gherekhloo等[25]发现,长颖燕麦（Avena ludoviciana）能显著降低伊朗小麦产量,而苦苣菜（Sonchus spp.）和扁蓄（Polygonum aviculare）等对小麦产量的影响较小。通过植物化感作用控制杂草的成果[26]等也可以用于今后稻麦有机产品生产中。积极吸收和转化最新的有机产品小麦生产理论和技术,也是确保南漳县有机产品小麦种植可持续发展的重要保障。
3.3 与畜牧、水产等产业融合,打造南漳县有机农产品品牌
有机农业的优势之一是促进物质循环利用,以发挥农业生态系统的内生能力。稻茬小麦有机生产是南漳县“中国有机谷”示范区建设的组成部分之一,与食用菌、家禽（鸡、鸭等）、牛羊、澳洲兔和冷水鱼等有机养殖可以相互促进、共同发展。如小麦有机生产秸秆可以用来制作食用菌基质,麸皮可以用作养殖饲料;而废弃食用菌基质、养殖动物粪便等可以用作小麦有机生产基肥等。集约化养殖业与种植业的合理布局和循环整合,可实现物质和能量的高效利用,从而更高效地降低环境污染,提供安全优质有机食品。据统计,2019年南漳县稻茬有机产品认证小麦基地面积仅占全县小麦种植面积的8.82%,仍有很大发展空间。“中国有机谷”南漳项目区将采取一系列措施[8]将不同产业深度融合,逐步健全和完善管理和技术体系,把南漳县稻茬有机产品转换认证小麦基地提升为有机产品认证基地,加快南漳县其他麦区有机产品认证基地创建。
南漳县稻茬小麦有机生产将进入“三品一标”（无公害、绿色、有机,农产品地理标志）粮食产品品牌和绿色有机粮食市场,成为提升南漳县绿色有机粮食产品品牌、粮食产业综合生产能力与市场竞争力的重要推手。
4 结语
参考文献
华北地区有机种植和常规种植模式下土壤重金属含量及污染评价
为探讨有机种植与常规种植两种不同种植方式对土壤重金属含量和污染特性的影响, 本文在华北5个地区选取典型的有机蔬菜和有机小麦种植基地及附近相似条件的常规种植地块, 比较了土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As共 6种重金属含量的差异, 并采用不同评价方法对不同种植方式下土壤中重金属的污染程度进行了评价。结果表明: 与常规种植相比, 有机种植减轻了土壤酸化和盐渍化, 提高了土壤有机质含量和阳离子交换量, 在一定程度上有利于降低土壤中重金属的生物有效性。与土壤背景值相比, 所有调查地区的土壤重金属均有不同程度的增加和积累。与常规种植相比, 有机种植模式能有效降低土壤中Cd、Cr含量, 有机小麦种植地块因长期施用大量有机肥导致土壤中Cu、Zn、As大量富集; 而常规温室菜田同时施用大量的有机肥、化肥及农药, 土壤中Cu、Zn、As富集的风险比有机种植模式高; 露天蔬菜有机种植地块土壤中Cu、Zn、As含量与常规地块差异不明显。综合污染指数评价结果显示, 调查地区土壤均属于轻污染程度, 主要贡献因子为Cd、Cu、Zn, 有机种植降低了土壤中重金属的综合污染水平; 地累积指数法评价结果表明, 调查地区处于无污染到中等污染水平, 最明显的污染元素是Cd, 有机种植降低了土壤中重金属污染的程度和风险; 潜在生态危害指数评价结果表明, 所调查地块存在轻微潜在生态风险, 其中产生较大生态危害的是Cd, 表现出轻微生态危害程度。本研究表明, 有机种植减轻了土壤中重金属综合污染水平和污染风险, 并减轻了土壤重金属的潜在生态危害。
2009年南漳县小麦条锈病大发生特点及原因分析
2009年小麦条锈病在南漳县发生早、发生面积大、流行时间长、为害重,出现了一些始料未及的新特点.全县发生面积2.72万hm2,占小麦种植面积的93.2%,其中2%的田块因病损失严重,造成损失1 285.2t,是2002年大发生以来发生最为严重的1年.
2006年南漳县小麦赤霉病发生特点及原因分析
2006年度,小麦赤霉病在南漳县严重发生,发生面积1.87万hm2,防治面积1.67 万hm2,造成损失600t.在近15年中,其发生危害程度仅次于大发生的2003年.
2009年南漳县小麦赤霉病发生特点及原因分析
受小麦抽穗扬花期暖湿天气的影响,2009年我县小麦赤霉病大发生,发生面积2.83万hm2,占小麦种植面积的97.3%,早熟品种病穗率一般在8%左右,迟熟、感病品种高达30%～40%,造成损失1636.3t,是2006年大发生以来发生最为严重的一年.
The influence of morphological features of spelt wheat (Triticum aestivum ssp. spelt) and common wheat (Triticum aestivum ssp. vulgare) varieties on the competitiveness against weeds in organic farming system
Multispecies weed competition and their economic threshold on the wheat crop
DOI:10.1590/S0100-83582010000200002 URL [本文引用: 1]
Benzoxazinoids in rye allelopathy-from discovery to application in sustainable weed control and organic farming
DOI:10.1007/s10886-013-0235-x
URL
[本文引用: 2]
The allelopathic potency of rye (Secale cereale L.) is due mainly to the presence of phytotoxic benzoxazinones-compounds whose biosynthesis is developmentally regulated, with the highest accumulation in young tissue and a dependency on cultivar and environmental influences. Benzoxazinones can be released from residues of greenhouse-grown rye at levels between 12 and 20 kg/ha, with lower amounts exuded by living plants. In soil, benzoxazinones are subject to a cascade of transformation reactions, and levels in the range 0.5-5 kg/ha have been reported. Starting with the accumulation of less toxic benzoxazolinones, the transformation reactions in soil primarily lead to the production of phenoxazinones, acetamides, and malonamic acids. These reactions are associated with microbial activity in the soil. In addition to benzoxazinones, benzoxazolin-2(3H)-one (BOA) has been investigated for phytotoxic effects in weeds and crops. Exposure to BOA affects transcriptome, proteome, and metabolome patterns of the seedlings, inhibits germination and growth, and can induce death of sensitive species. Differences in the sensitivity of cultivars and ecotypes are due to different species-dependent strategies that have evolved to cope with BOA. These strategies include the rapid activation of detoxification reactions and extrusion of detoxified compounds. In contrast to sensitive ecotypes, tolerant ecotypes are less affected by exposure to BOA. Like the original compounds BOA and MBOA, all exuded detoxification products are converted to phenoxazinones, which can be degraded by several specialized fungi via the Fenton reaction. Because of their selectivity, specific activity, and presumably limited persistence in the soil, benzoxazinoids or rye residues are suitable means for weed control. In fact, rye is one of the best cool season cover crops and widely used because of its excellent weed suppressive potential. Breeding of benzoxazinoid resistant crops and of rye with high benzoxazinoid contents, as well as a better understanding of the soil persistence of phenoxazinones, of the weed resistance against benzoxazinoids, and of how allelopathic interactions are influenced by cultural practices, would provide the means to include allelopathic rye varieties in organic cropping systems for weed control.
