防草布在幼齡茶園雜草防治中的應(yīng)用初探

蔣慧光，張永志，朱向向，李葉云

(農(nóng)業(yè)部茶樹(shù)生物學(xué)與茶葉加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230036)

茶是我國(guó)亞熱帶丘陵山地重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。隨著人們對(duì)茶產(chǎn)品消費(fèi)量的增加，我國(guó)茶樹(shù)種植面積在不斷增加。截至2016年底，我國(guó)茶園面積已達(dá)到4400萬(wàn)畝，并且每年仍以100萬(wàn)畝左右的速度增加(來(lái)源：農(nóng)業(yè)部)。與此同時(shí)我國(guó)還有約30%的低產(chǎn)老茶園面臨改植換種。由于這些新開(kāi)墾的幼齡茶園、新改造的低產(chǎn)老茶園和正式投產(chǎn)但未封行的茶園所占有的生境空間較小，以致大面積的土壤裸露在外，容易滋生雜草，所以是茶園雜草危害的主要時(shí)期。茶園雜草種類多、生長(zhǎng)快，與茶樹(shù)爭(zhēng)水、爭(zhēng)肥、爭(zhēng)空間、爭(zhēng)陽(yáng)光等資源，嚴(yán)重影響茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)，是亞熱帶茶園面臨的主要生態(tài)問(wèn)題之一[1]。有研究顯示，全年不除草的茶園同采用人工或者化學(xué)除草劑的茶園相比，茶葉減產(chǎn)達(dá)14.98%～19.84%[2]。很多雜草也是茶樹(shù)病蟲(chóng)害棲息繁殖的場(chǎng)所，一旦草害發(fā)生，一些病蟲(chóng)害也會(huì)伴生，危害茶樹(shù)的正常生長(zhǎng)。因此，雜草防治是茶園早期管理的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。

雜草防治的常規(guī)方法主要是人工除草、機(jī)械除草、覆蓋除草和化學(xué)除草劑除草。人工除草勞動(dòng)量大、成本高、效率低。機(jī)械除草易受地形限制，可操作性差?；瘜W(xué)除草劑除草雖然除草效率高、成本低，但是大量使用會(huì)造成茶葉污染和生態(tài)環(huán)境污染，不符合現(xiàn)代綠色生態(tài)茶園建設(shè)的目標(biāo)。近些年，覆蓋除草在果園、茶園中得到廣泛應(yīng)用[3, 4]。地膜覆蓋、秸稈覆蓋和生草覆蓋均能有效地控制雜草的發(fā)生，同時(shí)在一定程度上可以改善土壤的物理性質(zhì)和水熱條件。

防草布，又稱為“園藝地布”、“地面編織膜”，是由抗紫外線的聚丙烯扁絲編織而成的布狀材料[5]。其具有良好的透氣性、透水性和耐拉伸性，目前已在國(guó)內(nèi)外果園[6-9]、桑園[10]、溫室大棚[11]等廣泛應(yīng)用，取得了良好的防草保水保肥效果，但是在茶園中還鮮有報(bào)道?；诖耍驹囼?yàn)以防草布為研究對(duì)象，探究其對(duì)幼齡茶園雜草的防治效果，以及對(duì)茶園行間土壤溫度、土壤水分等的影響。以期了解防草布在幼齡茶園中應(yīng)用的可行性，探討茶園早期高效健康的管理模式。

1 材料與方法

1.1 供試茶園與材料

本試驗(yàn)于安徽省宣城市十字鋪茶場(chǎng)緩坡茶園進(jìn)行。供試茶樹(shù)品種為農(nóng)抗早，樹(shù)齡3年，行間距1.5 m，茶樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)一致。

防草布，黑色，聚丙烯材料制成，厚度為0.156 mm，寬度為1.5 m；黑色地膜，聚乙烯材料制成，厚度為0.014 mm，寬度為1.5 m。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與調(diào)查方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)于2017年3月21日進(jìn)行，通過(guò)淺鋤將茶園行間雜草除去，整平地面，并進(jìn)行一次追肥。試驗(yàn)共設(shè)置清耕、黑色地膜覆蓋和防草布覆蓋3種處理模式，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，共9個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)寬3 m(兩個(gè)行間)，長(zhǎng)20 m，面積為60 m2，每個(gè)小區(qū)之間有3 m的隔離帶。黑色地膜采用邊緣覆土固定，防草布采用園藝地釘固定，固定距離距茶樹(shù)主干5 cm處。清耕區(qū)按照常規(guī)管理方法進(jìn)行。試驗(yàn)于2017年7月21日進(jìn)行土壤溫度水分測(cè)定和雜草調(diào)查統(tǒng)計(jì)。

1.2.2 調(diào)查方法 土壤溫度測(cè)定 使用垂直型土壤地溫計(jì)(河北華宇儀表廠)，每個(gè)小區(qū)選擇3個(gè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)距茶樹(shù)主干20 cm處，分別于6:00、8:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00、20:00測(cè)量10 cm和20 cm土層深度的土壤溫度。

土壤水分測(cè)定 采用恒重法測(cè)定土壤絕對(duì)含水量，在連續(xù)一周晴熱天氣后，每個(gè)小區(qū)選擇3個(gè)點(diǎn)，去除表層覆蓋雜物，挖取0～20 cm土層，帶回實(shí)驗(yàn)室，測(cè)定含水量。

雜草數(shù)量與生物量調(diào)查 每個(gè)小區(qū)選擇4個(gè)雜草長(zhǎng)勢(shì)均勻的樣方，每個(gè)樣方50 cm×50 cm，調(diào)查樣方內(nèi)雜草數(shù)量，并剪取樣方內(nèi)所有雜草的地上部分，進(jìn)行稱重。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

雜草生物量防效(%)=(對(duì)照生物量-處理生物量)/對(duì)照生物量×100%。

數(shù)據(jù)繪圖采用GraphPad Prism 5軟件繪制；不同處理間差異顯著性分析采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中Duncan’s新復(fù)極差檢驗(yàn)法進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種覆蓋方式對(duì)茶園土壤溫度的影響

試驗(yàn)測(cè)定了兩種覆蓋方式的10 cm和20 cm土層的土壤溫度，結(jié)果如圖1所示：在10 cm土層，6:00～20:00時(shí)間段內(nèi)土壤最高溫度表現(xiàn)為黑色地膜>防草布>清耕，平均溫度表現(xiàn)出黑色地膜最高，清耕次之，防草布最低；在20 cm土層，6:00～20:00時(shí)間段內(nèi)土壤的最高溫度和平均溫度均表現(xiàn)為黑色地膜>清耕>防草布。兩個(gè)土層的溫度變化范圍均表現(xiàn)為，黑色地膜>防草布>清耕。通過(guò)顯著性分析，清耕、黑色地膜和防草布兩兩之間都差異顯著。由此可見(jiàn)，在夏季高溫天氣中，覆蓋黑色地膜會(huì)提高土壤溫度，而覆蓋防草布可以降低土壤溫度。

圖1 兩種覆蓋方式對(duì)茶園土壤溫度的影響Fig.1 Effects of two mulching materials on soil temperature in tea plantation注：1.此圖為盒狀圖顯示數(shù)據(jù)的分散程度。盒內(nèi)橫線所對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)表示6:00～20:00時(shí)間段溫度中值，盒子的上下兩邊表示上下四分位數(shù)(點(diǎn))，表示組內(nèi)數(shù)據(jù)中有四分之一的數(shù)據(jù)大于上(小于下)四分位數(shù)，“+”對(duì)應(yīng)該時(shí)段平均溫度，上下兩端的觸須線分別代表該時(shí)段最高溫和最低溫。2.圖形上方小寫(xiě)字母表示差異達(dá)到5%顯著水平，下同。

2.2 兩種覆蓋方式對(duì)茶園土壤含水量的影響

通過(guò)測(cè)定0～20 cm土層的土壤含水量，如圖2所示，在連續(xù)一周晴熱天氣后(2017年7月21日)，土壤含水量的順序?yàn)楹谏啬?防草布>清耕。黑色地膜和防草布的保水性顯著高于清耕(p<0.05)，分別比清耕高23.6%和7.7%；由于防草布的透水性和透氣性，使防草布的保水能力低于黑色地膜，兩者差異性顯著。由于試驗(yàn)時(shí)間限制，本次未能測(cè)定降雨后的土壤含水量變化，有待后期進(jìn)行補(bǔ)充分析。

圖2 兩種覆蓋方式對(duì)茶園土壤含水量的影響Fig.2 Effects of two mulching materials on soil water content in tea plantation

2.3 兩種覆蓋方式對(duì)茶園雜草的防治效果及成本管理

通過(guò)觀測(cè)，在茶樹(shù)樹(shù)冠面或者未覆蓋到的地方有一些雜草滋生，需要進(jìn)行人工清除。由圖3結(jié)果顯示，覆蓋黑色地膜和防草布均能有效地控制茶園行間雜草數(shù)量的發(fā)生，且都與清耕差異顯著(p<0.05)。黑色地膜由于受到農(nóng)事踩踏、茶樹(shù)修剪物及風(fēng)力等外力的作用，膜體發(fā)生一定的破損，以至于一些葉片尖利的雜草鉆出地膜，因此有少量雜草發(fā)生。通過(guò)對(duì)雜草地上部分生物量的統(tǒng)計(jì)如圖4所示，防草布和黑色地膜對(duì)雜草的防治效果分別達(dá)到了100%、93.5%，防草布的防效相對(duì)好于黑色地膜。

圖3 兩種覆蓋方式對(duì)茶園雜草數(shù)量的影響Fig.3 Effects of two mulching materials on number of weeds grown in tea plantation

圖4 兩種覆蓋方式對(duì)茶園雜草生物量的影響Fig.4 Effects of two mulching materials on biomass of weeds grown in tea plantation

從除草成本方面考慮，按667 m2茶園計(jì)算，覆蓋黑色地膜和防草布每年的揭蓋(其中包括試驗(yàn)期間的施肥揭蓋)和人工除草分別需要消耗2.5個(gè)工和2個(gè)工，清耕每年需要消耗6個(gè)工，每個(gè)工120元，黑色地膜和防草布的材料成本每667 m2為130元和696元。由表1可知，覆蓋黑色地膜和防草布每年的總成本分別為清耕的59.7%、65.6%，兩種覆蓋方式均可以顯著降低除草成本。結(jié)合防治效果，防草布的綜合效果更加明顯。

表1 兩種覆蓋方式每667m2綜合成本分析

注：覆蓋防草布每667 m2需696元，按3年使用期限，故每年材料成本232元。

3 討論與結(jié)論

土壤吸收太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，對(duì)植物的生長(zhǎng)起調(diào)控作用。地表覆蓋可以調(diào)節(jié)土壤溫度的變化，進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)。夏季高溫時(shí)期，覆蓋黑色地膜會(huì)吸收大量熱量，使土壤溫度快速上升，10 cm深度土壤溫度最高可達(dá)45℃，20 cm深度最高溫度可達(dá)36℃，都大大高于清耕的溫度。而幼齡茶園茶樹(shù)根系較淺，多集中在20～25 cm處，當(dāng)土壤溫度高于30℃時(shí)，茶樹(shù)根系的生長(zhǎng)就會(huì)受到影響。相反，覆蓋防草布可以降低土壤不同土層的平均溫度，使茶樹(shù)避免在較極端的溫度下生長(zhǎng)。因此在夏季高溫時(shí)期，茶園覆蓋防草布具有更好的效果。

覆蓋黑色地膜和防草布，在連續(xù)的晴熱天氣中，都可以減少水分蒸發(fā)，提高土壤含水量。防草布具有一定的透氣性和透水性，當(dāng)降雨量較小或者露水天氣時(shí)，少量的水分可以通過(guò)編織結(jié)構(gòu)的縫隙進(jìn)入到土壤中；當(dāng)強(qiáng)降雨后，土壤中多余的水分可以及時(shí)散發(fā)出去。黑色地膜由于致密的結(jié)構(gòu)而具有很大的局限性，降雨量小時(shí)，土壤水分得不到的補(bǔ)充；當(dāng)強(qiáng)降雨量后，導(dǎo)致土壤中的水分不能及時(shí)散發(fā)出去，高濕的土壤環(huán)境會(huì)對(duì)茶樹(shù)造成一定的濕害作用。因此防草布對(duì)茶園的水分管理具有更好的作用。

覆蓋黑色地膜和防草布，都具有遮擋光線的作用，同時(shí)都可以控制雜草的生存空間，阻止種子的傳播，對(duì)雜草的防治效果可達(dá)到93.5%和100%。對(duì)比清耕除草，兩種除草方式的成本僅為清耕除草的59.7%和65.6%。黑色地膜抗外力作用差，容易破損，而且需要年年更換，一旦處理不當(dāng)，容易造成環(huán)境污染；而防草布抗拉伸能力強(qiáng)，不易破損，使用期限長(zhǎng)，可達(dá)3～5年，后期處理方便。兩者相比，防草布防草效果好，實(shí)用性強(qiáng)。

綜上所述，防草布適合在幼齡茶園和未封行茶園行間使用。夏季具有一定的降溫作用，同時(shí)還可以保水保墑，利于茶樹(shù)的生長(zhǎng)。防草布對(duì)茶園雜草也具有很好的防控效果，可以減少化學(xué)除草劑的使用，降低勞動(dòng)力成本。防草布耐拉伸性強(qiáng)，耐踩踏，使用期限長(zhǎng)，可以在茶園中推廣應(yīng)用。

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