“种豆南山下，草盛豆苗稀。”千百年来，杂草防控一直是农业生产中的一大挑战。除草剂的诞生为战胜这一挑战带来了希望，其广泛应用大幅降低了人力除草成本，提升了农业生产效率。然而，田间杂草种类繁多，若想全面清除，往往需混合使用多种除草剂，这一过程不仅增加施药复杂度，也可能对作物本身造成药害，影响其正常生长。可喜的是，科学家成功研制出耐草甘膦除草剂转基因作物，可实现高效除草，且作物生长不受影响。

2021年以来，国家启动了生物育种产业化工作，在科研试验田基础上，耐草甘膦转基因大豆生产应用规模逐步扩大。中国农业科学院作物科学研究所吴存祥研究员团队聚焦耐草甘膦转基因大豆种植技术，科学对比了北方地区不同耕作管理方式下大豆的产量形成和生产效益，为转基因大豆产业化应用增产增收提供了技术支撑。

一、避免药害损伤，增加单株产量

常规大豆生产中农民为加强藜、蓼、苘麻、苍耳等阔叶杂草防除效果，一般会按推荐剂量1.5~3.0倍施用氟磺胺草醚等除草剂，这样容易导致大豆苗期产生药害，下部叶片干枯，2周左右才能恢复，大豆底部1~3节不能结荚，严重时减产10%以上。然而，抗草甘膦转基因大豆对草甘膦耐受性好，在大豆3叶期喷施推荐剂量1次，杂草防治效果可达到90%，2次施药防治效果能达到95%以上，同时，草甘膦除草剂对大豆植株不产生药害，不影响大豆生长，底部结荚正常，减损增产效果显著（图1）。

图1 大豆田喷施除草剂后田间长势和模拟结荚情况（上图，常规大豆；下图，转基因大豆）

研究人员利用两年时间，开展了NTRS（免耕平作+草甘膦除草）、STRS（隔年深松+草甘膦除草）、DTRS（垄作+草甘膦除草）、RTR（旋耕平作+常规除草剂除草）四种生产模式下的大豆产量研究。通过对底荚高度、单株荚数、单株粒数、百粒重和收获密度等指标的测定，发现免耕平作结合草甘膦除草显著提高了大豆产量，达到3603千克/公顷（图2）。在草甘膦除草方式下，大豆的底部结荚不受影响，结合免耕平作种植，大豆单株粒数显著提升。同时，试验还发现免耕平作结合草甘膦除草显著提高大豆R8期的收获密度，每公顷可以多收获1.4万~2.0万株，表明该种植模式具有较好的保苗效果。单株粒数和总收获株数的增加提高了大豆单产。

图2 不同生产模式大豆产量和经济效益

注：NTRS，免耕平作+草甘膦除草；STRS，隔年深松+草甘膦除草；DTRS，垄作+草甘膦除草；RTR，旋耕平作+常规除草剂除草。不同小写字母表示处理间差异显著(P < 0.05)。

二、减少成本投入，提高经济效益

目前，北方地区大豆生产常采用垄作，播前整地方式复杂，包括翻地、耙地、起垄等多个环节，整地成本较高。此外，由于连续耕翻，容易造成杂草种子分布于不同的土层中，使得后期杂草陆续发生，除草作业次数多（如包括苗后化学除草、封垄前中耕除草、封垄后人工拔草等），投入高。大田试验表明，转基因大豆结合免耕平作，一方面免去了复杂的整地过程，减少了生产投入，另一方面免耕可使大量的杂草种子滞留在地表，降低了不同土层杂草种子密度，提高了杂草萌发生长的一致性，后期田间喷施草甘膦可一次性完成田间杂草防除（图3），降低除草成本。

图3 不同耕作模式大豆田间杂草数量和大豆成熟期田间杂草干重

注：NTRS，免耕平作+草甘膦除草；STRS，隔年深松+草甘膦除草；DTRS，垄作+草甘膦除草；RTR，旋耕平作+常规除草剂除草。不同小写字母表示处理间差异显著(P < 0.05)。

通过试验对比了不同生产模式下大豆的种植效益，与喷施常规除草剂相比，喷施草甘膦除草方式每公顷减少投入成本72元，具有良好的除草效果且减少大豆植株在苗期的损伤，有利于促进高产；此外，在田间管理方面，相较于STRS、DTRS和RTR处理，NTRS处理的人工投入每公顷可分别减少377元、125元和587元。综合来看，生产中采用转基因大豆结合免耕平作和草甘膦除草，既减少了整地成本投入，还便于杂草管理，进一步降低了生产总成本（图2）。

三、促进粮豆轮作，助力绿色生产

粮豆轮作是土地用养结合、实现粮食均衡可持续增产的重要模式（图4）。在推动北方地区玉-豆轮作应用中，玉米大豆所用除草剂不同且会互相产生药害，上茬作物种植中使用的常规除草剂由于残留期较长，往往会对下茬作物造成药害，从而阻碍了玉-豆轮作模式推广。同时，长期连作条件下土壤质量显著下降，不利于农业生产可持续发展。与常规玉米大豆田除草剂相比，草甘膦除草剂具有在土壤中快速降解的特点，基本不会残留，不会对下茬作物产生影响。因此，转基因作物结合草甘膦施用为粮豆轮作规模化生产提供了技术解决方案，可助力农业生产绿色可持续发展。

图4 连作和轮作大豆田（左图，连作；右图，玉米大豆轮作）

四、结语

随着我国生物育种产业化稳步推进，以转基因大豆为代表的科技新成果，正从试验田走向广阔田野。它们不仅是保障粮食安全、提升我国大豆自给能力的关键工具，也是推动农业现代化、实现“藏粮于技”的重要载体。未来，通过持续科技创新与配套农艺措施深度融合，我们有望在提高农业生产效率基础上，更好地守护耕地健康、促进生态循环，走出一条产量与质量并重、生产与生态协调的大豆振兴之路，为我国农业现代化提供有力支撑。

作者：徐彩龙（中国农业科学院作物科学研究所副研究员）

科学审核：孙石（中国农业科学院作物科学研究所研究员）

统筹：陆美斌

监制：徐琴

参考文献：

李威, 朱玉鹏, 孙宾成, 温有祥, 吴宗声, 徐一帆, 宋雯雯, 徐彩龙, 吴存祥. 转基因大豆结合免耕平作实现东北地区大豆生产轻简化. 作物学报, 2025, 51(10): 2738-2749.

作者简介

徐彩龙，博士，中国农业科学院作物科学研究所副研究员，国家大豆产业技术体系岗位科学家，农业农村部大豆专家指导组成员。主要从事大豆高产栽培与生理研究。近年来，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目6项，以第一或通信作者在Field Crops Research、Soil Tillage Research、European Journal of Agronomy、《作物学报》等期刊发表论文20余篇，授权发明专利1项，参与制定农业行业标准1项，研发集成的“黄淮海夏大豆免耕覆秸机械化生产技术”连续入选农业农村部主推技术（2022、2023、2024、2025年），以主要完成人获北京市科技进步一等奖励1项。