种植密度与杂草控制方法对秋葵盈利性、杂草侵染、生长及产量的影响

《Discover Plants》：Impact of plant population and weed control methods on profitability, weed infestation, growth and yield of okra

　　

田间实验在联邦农业大学阿贝奥库塔（Federal University of Agriculture, Abeokuta）于2020年和2021年种植季进行，旨在研究秋葵种植密度和不同杂草控制策略对秋葵生长、产量及其盈利性的影响。研究人员采用随机完全区组设计中的裂区排列，重复三次。主区处理为三种秋葵种植密度：55,555株/公顷（plants/ha）、111,111株/公顷（plants/ha）和166,667株/公顷（plants/ha），副区处理为六种杂草控制策略。结果表明，作物活力、秋葵产量随种植密度增加而增加，而果围（fruit girth）随种植密度增加而减小。在166,667株/公顷的种植密度下记录了最低的总杂草生物量（total weed biomass）。施用异丙甲草胺（Metolachlor）1.0 kg活性成分/公顷（a.i/ha）加补充锄草以及种植后第3、6、9周（WAP）进行锄草比仅在第3周锄草或第3、6周锄草产生更旺盛的作物生长和更高的秋葵产量。同样，施用异丙甲草胺1.0 kg a.i/ha加补充锄草和在第3、6、9周进行锄草提供了优于所有其他杂草控制措施的杂草控制效果。尽管第3、6、9周锄草和施用异丙甲草胺1.0 kg a.i/ha加补充锄草产生了相似的秋葵产量，但施用异丙甲草胺1.0 kg a.i/ha加补充锄草比第3、6、9周锄草获得了更高的利润（1349.6美元对比1248.3美元），因此推荐在秋葵生产中应用。临床试验注册：不适用。

**论文解读：种植密度与杂草控制方法对秋葵生长、产量及经济效益的影响**

**研究背景**
秋葵（*Abelmoschus esculentus* (L.) Moench.）是全球热带、亚热带及暖温带地区广泛种植的蔬菜作物，其嫩果富含蛋白质、碳水化合物、维生素及矿物质，在尼日利亚等国家是重要的经济作物。然而，尼日利亚秋葵平均产量仅为1.3 t ha^-1，远低于世界平均水平（约7.5 t ha^-1）。导致低产的关键因素包括杂草侵染、土壤贫瘠、品种低产及种植密度不合理等，其中杂草危害最为严重，可造成产量损失54%–90%。传统除草以人工锄草为主，但该方法耗时费力且受雨季影响；化学除草虽高效，但单一使用常导致后期杂草复发。此外，种植密度对产量和果实品质亦有显著影响，但现有研究多聚焦于单一因素。因此，本研究旨在整合种植密度与杂草控制策略，探索二者协同作用对秋葵杂草侵染、生长、产量及盈利性的影响，为优化秋葵生产提供科学依据。该论文发表在《Discover Plants》。

**主要技术方法概述**
研究于2020年和2021年湿季（8月至11月）在尼日利亚联邦农业大学阿贝奥库塔（Federal University of Agriculture, Abeokuta）的田间进行。采用随机完全区组设计（RCBD）中的裂区排列，重复三次。主区因素为三种秋葵种植密度（55,555、111,111和166,667株/公顷，通过调整每穴播种粒数实现），副区因素为六种杂草控制策略：异丙甲草胺（Metolachlor）1.0 kg a.i/ha芽前施用、异丙甲草胺1.0 kg a.i/ha加补充锄草（芽后）、三次锄草（种植后第3、6、9周，WAP）、两次锄草（第3、6周）、一次锄草（第3周）及不除草对照。数据采集包括杂草覆盖率评分（10–100级）、杂草生物量（分禾草、阔叶草、莎草，烘干称重）、作物活力评分（1–10级）、株高、秋葵株数、果围、果实数量及产量。经济分析采用边际收益法，依据当地秋葵价格（0.320美元/公斤）计算总收入和毛利。

**研究结果**
**3.1 杂草参数**
- 种植密度对杂草覆盖率有显著影响：在6 WAP（2020年），55,555株/公顷处理的杂草覆盖率最低；而在12 WAP（两年），166,667株/公顷处理的杂草覆盖率显著低于低密度处理。
- 杂草控制方法显著影响杂草覆盖率：芽前施用异丙甲草胺在3 WAP显著降低覆盖率；后续各时期，异丙甲草胺加补充锄草和三次锄草（3、6、9 WAP）的覆盖率最低，不除草对照最高。
- 总杂草生物量方面：166,667株/公顷处理的禾草生物量（2020年）和总杂草生物量（两年）显著低于低密度处理。异丙甲草胺加补充锄草和三次锄草处理的阔叶草、禾草、莎草及总生物量均显著低于其他除草方式。种植密度与除草措施对总杂草生物量存在交互作用：最高生物量出现在不除草对照且低密度种植时，而三次锄草处理在所有密度下生物量均最低。

**3.2 作物参数**
- 作物活力评分：在6 WAP（2020年）和9 WAP（两年），活力随密度增加而提高；12 WAP时，166,667株/公顷处理的活力显著高于低密度。异丙甲草胺加补充锄草和三次锄草处理的活力最高，不除草对照最低。
- 株高：除草措施显著影响株高，异丙甲草胺处理（单独或加锄草）及三次锄草在9和12 WAP时植株最高，不除草对照最矮。
- 秋葵株数：株数随密度增加而显著增加。除草措施影响显著：不除草对照株数最低，一次锄草（3 WAP）也导致株数减少。异丙甲草胺处理（无论是否加锄草）与两次及以上锄草在166,667株/公顷密度下株数最高。
- 产量及产量构成：种植密度111,111和166,667株/公顷的产量相似，显著高于55,555株/公顷。果实数量随密度增加而增加，但果围随密度增加而减小。不除草对照的产量、果实数和果围均为最低。异丙甲草胺加补充锄草和三次锄草处理的产量和果实数最高，且果实最大。相对最高产量，不除草对照导致99.2%减产，一次锄草减产67.2%，两次锄草减产24.5%。种植密度与除草措施对产量存在交互作用：不除草对照在所有密度下产量均最低；异丙甲草胺加补充锄草和三次锄草处理在166,667株/公顷密度下产量最高。

**3.3 生产成本与盈利性**
- 生产成本随种植密度增加而上升，且除草措施增加成本。异丙甲草胺处理（单独或加锄草）的成本低于两次或三次锄草。三次锄草成本最高，其次为两次锄草。
- 总收入和毛利随密度增加而增加。三次锄草的总收入最高，但异丙甲草胺加补充锄草的毛利最高（1349.6美元），其次为三次锄草（1248.3美元）。异丙甲草胺单独处理的收入和毛利高于一次或两次锄草。

**讨论与结论**
讨论部分指出，高密度种植（166,667株/公顷）通过促进早期冠层闭合减少杂草覆盖和生物量，这与前人研究一致。化学除草与人工锄草结合（整合杂草管理）比单一方法更有效，长期无杂草期促进了作物生长和产量。不除草导致99.2%的产量损失，表明秋葵对杂草高度敏感。经济分析显示，尽管三次锄草产量最高，但高昂的锄草成本降低了利润；而异丙甲草胺加补充锄草因成本适中而获得最高利润。
**研究结论**：种植秋葵密度为166,667株/公顷可获得最高产量，尽管果实较小但市场可接受；该密度还能提高农民收益，因此推荐。此外，施用异丙甲草胺1.0 kg a.i/ha加补充锄草可实现高效杂草控制、良好作物活力、最佳产量和最高利润，故推荐用于秋葵生产。异丙甲草胺作为芽前除草剂，用量不应超过1.0 kg a.i/ha，以避免药害和环境污染。