茶園雜草防控技術(shù)研究進(jìn)展

林威鵬，凌彩金，郜禮陽，周巧儀，劉淑媚

廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所 廣東省茶樹種質(zhì)資源創(chuàng)新利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，510640

雜草防控是茶園生產(chǎn)管理的一項(xiàng)重要工作，茶園雜草會與茶樹爭肥爭水爭光[1-2]，雜草還是許多病原菌和茶樹害蟲的過渡寄主[3]。因此，不合理的茶園雜草管理將間接影響茶樹生長發(fā)育，最終影響茶葉的產(chǎn)量與品質(zhì)，降低茶產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值。長期以來，相對于茶樹病蟲害研究，茶園草害研究相對較少。國內(nèi)外針對茶樹防控研究所出版的著作、教材均以蟲害和病害為主，未見有草害的研究報(bào)道[4]。目前，我國農(nóng)村勞動力短缺，農(nóng)民文化水平相對較低，接受新事物能力較差[5-6]，上述情況決定了我國現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要簡單易行的生產(chǎn)管理技術(shù)[7]，而化學(xué)除草為簡約化栽培提供了技術(shù)支撐。

化學(xué)除草劑具備快速、高效、低成本等優(yōu)點(diǎn)，農(nóng)民對除草劑的依賴性也越來越強(qiáng)[8]。當(dāng)前茶園登記可用除草劑僅有6類107個產(chǎn)品，低于柑橘（8大類478個產(chǎn)品），遠(yuǎn)低于玉米（1 878個產(chǎn)品）、水稻（2 273個產(chǎn)品），其中草甘膦及其衍生物應(yīng)用最為廣泛。單一除草劑的長期使用可能會促使雜草抗藥性上升，降低藥效。過度依賴化學(xué)除草劑還會引發(fā)農(nóng)殘?jiān)黾樱锒鄻有越档?，水土流失加劇等諸多食品安全與生態(tài)環(huán)境問題。另外，茶園雜草綠色防控技術(shù)研究相對匱乏，且操作復(fù)雜、成本較高，難以進(jìn)行大規(guī)模示范推廣。上述因素不利于茶園雜草綠色安全高效防控技術(shù)的發(fā)展。知網(wǎng)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，茶園雜草相關(guān)研究的文獻(xiàn)發(fā)表量呈逐年遞增趨勢，從1959年的1篇增長至2018年的15篇，其中2014年達(dá)19篇，表明對茶園雜草研究的重視加深。

近年來，相關(guān)學(xué)者較為全面地綜述了我國茶園雜草主要類型、發(fā)生規(guī)律、分布特征與防控方法[4,9-11]。茶園雜草管理，防控技術(shù)是關(guān)鍵，但目前缺乏針對茶園雜草防治技術(shù)效果與成本的綜合比較。因此，本綜述試圖從防控技術(shù)的角度，對已有茶園防控技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，提出不同技術(shù)的適用條件，為茶園草害防控和茶農(nóng)科學(xué)除草提供可操作性的指導(dǎo)與建議。

一、我國茶園雜草主要類群與特征

齊蒙等[12]通過清單法整理1959—2018年中國茶區(qū)茶園雜草文獻(xiàn)及茶園雜草信息，篩選出有效名錄241條。在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大統(tǒng)計(jì)閾值，得到高頻雜草（出現(xiàn)頻率＞29%）34種（表1）。通過與中國農(nóng)田惡性雜草名錄[13]和中國外來入侵植物名錄[14]進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)有12種雜草屬于惡性雜草。

所篩選出的茶園高頻雜草中，單子葉類雜草11種，雙子葉類雜草22種，蕨類雜草1種。主要惡性雜草中，馬唐、牛筋草、白茅、看麥娘、香附子、碎米莎草屬于單子葉類雜草，馬齒莧、小蓬草、一年蓬、鐵莧菜、豬殃殃、酸模葉蓼屬于雙子葉類雜草（圖1）。這些種類的雜草繁殖能力和入侵能力非常強(qiáng)，極有可能發(fā)展為茶園主要惡性雜草，因此應(yīng)該加強(qiáng)對這些種類雜草的重視。

二、茶園雜草防控的主要技術(shù)與措施

1.化學(xué)除草

截至2019年6月，我國農(nóng)藥登記數(shù)據(jù)庫登記在冊的茶園可用除草劑有6大類，分別為西瑪津、撲草凈、莠去津、草甘膦（草甘膦銨鹽、草甘膦異丙胺鹽、草甘膦鉀鹽）、草銨膦、滅草松，共計(jì)107個產(chǎn)品。茶園可用除草劑名單見表2。

（1）化學(xué)除草劑的類型與作用

目前，茶園登記可用除草劑，西瑪津、撲草凈和莠去津?qū)儆谕寥捞幚韯缜胺忾]劑），其施用位置為土壤表層，通過雜草的根、芽鞘或者下胚軸等部位吸收而發(fā)揮作用。這類除草劑對于未出土的雜草防治效果較好，對已出土的雜草防效較差。以上3類除草劑的使用均具有選擇性，即僅對部分雜草有殺滅作用，其中西瑪津和莠去津主要防治對象為一年生雜草，而撲草凈則為闊葉類雜草。

草甘膦及其衍生物、草銨膦和滅草松3類除草劑屬于莖葉處理劑，其施用位置為出土雜草莖葉，通過地上部莖葉的吸收而發(fā)揮作用。草甘膦及其衍生物均屬于滅生性內(nèi)吸傳導(dǎo)型莖葉處理劑，其對雜草殺滅不具有選擇性，能夠殺死所有植物。因此，草甘膦最佳施用時期是目標(biāo)作物出苗前。在實(shí)際茶園使用中，草甘膦常在茶樹定植后使用，易造成茶樹藥害。草甘膦（衍生物）能被植物接觸部分吸收，并通過植物體內(nèi)進(jìn)行傳導(dǎo)，運(yùn)送到地下根系，對雜草滅除徹底，因此除草起效快、時效長。草銨膦屬于滅生性觸殺型莖葉處理劑，其對雜草不具有選擇性，只對接觸部位具有滅除作用，無法對地下部根系及匍匐莖進(jìn)行殺除。因此，對當(dāng)季雜草控效較好，但持效性較差。

表1 茶園高頻雜草名錄

圖1 茶園可能的惡性雜草圖鑒

表2 茶園可用除草劑名單

近年來，2種暫未獲得農(nóng)藥登記的新型除草劑——艾敵達(dá)和除草醋在茶園除草試驗(yàn)上得到了初步應(yīng)用，研究結(jié)果表明，其除草效果不亞于傳統(tǒng)化學(xué)除草劑[15-17]。以上2種除草劑均屬于非選擇性觸殺型莖葉處理劑，對雜草無選擇性且僅對接觸部分具有滅殺作用。艾敵達(dá)有效成分為石蠟油乳油，屬于礦物源除草劑，主要作用機(jī)制為：阻斷植物光合系統(tǒng)的電子傳遞鏈，造成植物綠色組織內(nèi)氧自由基迅速累積，葉片迅速凋萎并干枯至死，該除草劑接觸土壤后自動喪失生物活性。除草醋有效成分是竹木醋液（竹炭分餾物），屬于植物源除草劑，主要通過竹木醋液中富含的酸性物質(zhì)破壞植物細(xì)胞達(dá)到除草目的，具有很好的除草功效。

（2）化學(xué)除草劑的優(yōu)勢和不足

化學(xué)除草劑因其快速高效、易操作、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)實(shí)踐中更易被接受與廣泛使用。但化學(xué)除草劑的長期使用，也帶來了諸多生態(tài)與環(huán)境問題。①加速雜草抗藥性形成。目前我國登記的茶園可用除草劑有107種，有效劑型僅6種，可輪換品種極少，長期使用單一除草劑，將加速雜草抗藥性的形成，降低除草效果，由此進(jìn)入加大劑量—抗藥性增強(qiáng)—再次加大劑量—抗藥性繼續(xù)增強(qiáng)的惡性循環(huán)。②過量除草劑施用對茶樹產(chǎn)生藥害。目前茶園常用除草劑多為滅生性莖葉處理劑（草甘膦及其衍生物、草銨膦、滅草松），因此在噴施過程中，易產(chǎn)生漂移并影響茶樹正常生長，容易造成畸形、褪綠、壞死、落葉、矮化、生育期延遲、產(chǎn)量降低等藥害，對幼齡茶園的危害更大。③加劇水土流失。目前常用的茶園除草劑主要是草甘膦及其衍生物，而草甘膦屬于滅生傳導(dǎo)型除草劑，能夠傳導(dǎo)至植物地下部并產(chǎn)生毒殺作用，最終導(dǎo)致田埂裸露、生態(tài)破壞、水土流失。草銨膦屬于觸殺型莖葉處理劑，僅對接觸的雜草產(chǎn)生毒害，但其成本是草甘膦的2倍，因此農(nóng)戶更傾向于使用草甘膦及其衍生物。④除草劑的環(huán)境毒性。莠去津和撲草凈在土壤中能夠進(jìn)行不可逆吸附[18]。殘留除草劑西瑪津、莠去津通過地表徑流和滲透作用污染潔凈水土[19-20]。土壤微生物對促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和提高植物抗逆性具有重要作用，已有研究表明，除草劑莠去津施用顯著影響土壤微生物群落，進(jìn)而影響土壤微生物功能[21]。除草劑的施用，對土壤動物的生存也有一定影響。草甘膦制劑對蚯蚓具有低毒性，會抑制蚯蚓的生長，降低蚯蚓的產(chǎn)繭量[22]。⑤新型除草劑的潛在危害。新型非化學(xué)合成除草劑艾敵達(dá)有效成分為95%礦物油，而除草醋有效成分為竹醋（強(qiáng)酸性），兩者均屬于滅生性、觸殺型、莖葉處理除草劑。因此在噴施的過程中，若漂移到茶樹上將會影響其正常生長，甚至造成植株枯萎。

2.人工與機(jī)械除草

人工除草主要通過拔除、割除、耕除等措施進(jìn)行雜草控制，該方法簡單、直接、無污染，不失為一種有效的控草途徑[23]，但該方法費(fèi)時費(fèi)工。據(jù)鄭旭霞等[24]對江南新建平地茶園調(diào)查結(jié)果，人工除草平均年成本11 400元/hm2。本課題組對廣東部分丘陵茶區(qū)進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，新建丘陵茶園，茶樹較小，茶行間距較大，可采用效率較高的小型背負(fù)式割草機(jī)進(jìn)行除草，日除草面積0.2 hm2。但幼齡茶園蓬面小，雜草生長迅速，割草機(jī)僅能除去雜草地上部，無法破壞雜草根部，每年割草次數(shù)較成齡茶園多2～4次，機(jī)械除草年成本約為6 750元/hm2，人工除草成本約為12 600元/hm2。成齡茶園封行后實(shí)際工作空間狹小，較難進(jìn)行機(jī)械除草，多采用人工除草，梯壁可采用背負(fù)式割草機(jī)除草，按照人工費(fèi)用120元/d，預(yù)計(jì)年除草成本12 000元/hm2。

3.覆蓋抑草

地面覆蓋，一方面可以有效阻擋光照，使雜草種子因缺乏光照而無法萌發(fā)，同時雜草幼苗因無法進(jìn)行光合作用而黃化枯死，進(jìn)而大大降低茶園雜草發(fā)生的數(shù)量；另一方面覆蓋物增加了雜草生長的阻力，使得雜草長勢變?nèi)?，從而控制了雜草的生物量[25]。

目前，茶園使用較多的覆蓋材料主要有兩大類，第一類是作物秸稈、茶樹修剪物等農(nóng)業(yè)廢棄物，覆蓋厚度8～10 cm即可降低雜草數(shù)量，附帶緩沖地溫和減少土壤表層水分蒸發(fā)作用[16,24,26]。據(jù)本課題組調(diào)查結(jié)果，以廣東茶區(qū)為例，目前水稻秸稈回收價(jià)格在800～1 000元/t（約4 m3），按已有研究推薦使用量15 t/hm2，單一稻草成本即為12 000～15 000元/hm2，加上人工搬運(yùn)及覆草成本（平地茶園約900元/hm2，山地丘陵茶園約1 800元/hm2），實(shí)際年總成本為13 000～16 200元/hm2，該成本較鄭旭霞等[24]的研究結(jié)果17 025元/hm2低。采用茶樹修剪枝條無需額外費(fèi)用，就地填埋即可，并且有利于茶園廢棄物的循環(huán)利用，但茶樹修剪枝木質(zhì)素纖維素含量較高，分解周期可能較長，易成為病原菌和蟲卵的冬季寄居地。第二類主要是地膜、防草布等人工合成材料。長期實(shí)踐表明，黑膜能有效抑制果園、茶園、菜地等雜草的生長，且成本低廉，但地膜易破損、壽命短、難分解且易造成環(huán)境污染[25]。我國于20世紀(jì)80年代開始從日本引進(jìn)園藝防草布（由聚丙烯、聚乙烯扁絲高強(qiáng)度耐老化材料窄條編制而成），厚度為普通地膜的數(shù)倍，具有結(jié)實(shí)耐用、牢固性好、親水透氣、保溫保墑的特點(diǎn)，使用年限可達(dá)3～5 a[27]。近年來，鄭旭霞等[24]、蔣慧光等[25]和本課題組將防草布應(yīng)用于茶園雜草管理，結(jié)果表明，茶園行間覆蓋防草布，可以明顯控制雜草發(fā)生，其成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的人工除草。本課題組實(shí)踐表明，防草布鋪設(shè)方法對雜草防控的效果影響較大。采用全幅鋪設(shè)法（防草布鋪設(shè)覆蓋至茶樹根部），抑草效果好，但不利于中耕施肥；采用半幅鋪設(shè)法（防草布鋪設(shè)到茶樹滴水線），方便中耕施肥，但茶樹底部會滋生雜草，需要人工額外除草。綜上所述，建議根據(jù)茶樹行間距和蓬面大小，采用適宜的鋪設(shè)方法。如移栽在1 a內(nèi)茶園，茶樹蓬面小，樹底蔭蔽度小，建議采用全幅防草布鋪設(shè)法，待茶樹長大、蓬面拓寬后，再將防草布部分向中間內(nèi)翻。對于茶樹蓬面大，樹下蔭蔽度較大茶園（較大蔭蔽度下雜草不易生長），采用半幅防草布鋪設(shè)法，既方便中耕施肥，也能降低鋪設(shè)成本。

4.間套作抑草

間套作抑草技術(shù)是利用生態(tài)位原理在茶園中引種長勢強(qiáng)、抗逆性好的植物，率先占據(jù)茶行空白生境，以極高的生長速率充滿整個空間，達(dá)到抑制雜草生長的目的。黎健龍等[28]將豆科作物大豆引入幼齡茶園進(jìn)行雜草防治，取得良好效果。但該方法存在一定的不足，幼齡茶園種植大豆，需專人開溝與播種，大豆屬于直立型作物，無法產(chǎn)生足夠的蔭蔽度，抑草效果相對較弱。大豆種植需要較大空間，因此僅能在幼齡茶園行距空間較大時種植，不適合成齡茶園的雜草防控。

茶園行間種植豆科綠肥是間作抑草的另一個重要模式。目前已有研究表明，茶園種植白三葉草、紫花苜蓿、圓葉決明均有較好抑草效果[29-30]。此外間作豆科綠肥還能夠促進(jìn)茶葉產(chǎn)量提高[31]、品質(zhì)提升[32]、土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化[33-34]，并刺激茶樹根系生長[35]等。綠肥種子小，無需專人開溝種植，撒播種植即可，植物能夠持續(xù)多年自繁，生長速度快，迅速覆蓋裸露地面，抑制雜草生長，綠肥多為蔓生匍匐類植物，草勢不高，不影響茶樹生長。

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)李葉云等將鼠茅草引進(jìn)茶園用于雜草管理，其抑草效果接近80%，成年茶園種植年平均成本僅為3 000元/hm2。鼠茅草為一年生越冬型禾本科植物，6月中下旬鼠茅草結(jié)籽后倒伏枯死，免除人工割草，在地面形成一層厚度6～7 cm的天然草毯，抑制雜草的生長，9月份草籽繼續(xù)萌發(fā)，開始新一輪生長，1次播種可以持續(xù)3～5 a。該模式最大的優(yōu)點(diǎn)為免除人工除草。

近年來，本課題組結(jié)合嶺南特色中藥材，開展了茶園套種廣金錢草防治幼齡茶園雜草和水土流失的研究。廣金錢草為豆科多年生匍匐類植物，是《中華人民共和國藥典》收錄中藥品種，需求量日益增大，近3年其收購價(jià)保持在5～10元/kg。研究結(jié)果表明，廣金錢草抑草效果達(dá)到80%～85%（圖2），其播種方式與綠肥接近，最大優(yōu)點(diǎn)是附加經(jīng)濟(jì)效益高且可以與茶葉錯峰采摘。該模式全年可收獲廣金錢草2 250～3 000 kg/hm2，產(chǎn)生額外經(jīng)濟(jì)效益15 000～30 000元/hm2。廣金錢草采收時間分別為7—8月和11—12月，7—8月份屬于暑茶期，為非用工緊張期，而11—12月份則進(jìn)行冬季清園管理，此時廣金錢草采摘剛好可以與冬季管理同步進(jìn)行。

圖2 茶園套作廣金錢草抑草效果

三、茶園雜草防控技術(shù)的比較

對已報(bào)道的茶園雜草防控模式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并比較不同模式下的效果與成本，結(jié)果如表3。

在表3的基礎(chǔ)上，按照防效平均值和成本平均值將目前主要的茶園雜草防控模式劃分為3類（圖3）。第一類包括化學(xué)除草劑、新型除草劑、覆蓋黑色防草布、覆蓋黑色地膜、套種廣金錢草和間作鼠茅草，其主要特征是防效好且成本低；第二類包括覆蓋無紡布和間作大豆，其主要特征是防效好，但成本偏高；第三類包括人工除草、覆蓋稻草和覆蓋白膜，其主要特征是成本偏高，但防效一般。綜合已有茶園雜草防控技術(shù)，優(yōu)選第一類成本低且防效好的技術(shù)。在此類技術(shù)中，化學(xué)除草劑年成本最低，僅為1 170元/hm2，防效90%左右，屬于最優(yōu)選擇，但是化學(xué)除草劑存在農(nóng)藥殘留與生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合對不同茶園控草技術(shù)特點(diǎn)的分析，參考茶園類型和茶樹樹齡，建議采用合適的防控技術(shù)或技術(shù)組合進(jìn)行雜草防控。針對山地丘陵茶園，推薦幼齡茶園優(yōu)選鋪設(shè)防草布技術(shù)，成齡茶園推薦采用間作鼠茅草或套種廣金錢草技術(shù)（華南丘陵地區(qū)），有機(jī)成齡茶園推薦使用新型除草劑（艾敵達(dá)、除草醋）和間作鼠茅草。

四、茶園雜草防治技術(shù)研究與應(yīng)用展望

1.探明茶園雜草功能分類

茶園草類植物是茶園生態(tài)系統(tǒng)的重要一員，具備水土保持、改良土壤肥力、穩(wěn)定茶園生態(tài)系統(tǒng)等多重生態(tài)功能，對維持茶園生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力具有重要影響。在茶園生態(tài)系統(tǒng)中，由于人工的干預(yù)與輸入，茶樹屬于該系統(tǒng)中的優(yōu)勢種。部分惡性雜草的存在可能會與茶樹爭水爭肥爭光照，但大部分雜草屬于非惡性雜草，屬于伴生種或者偶見種，在該茶園生態(tài)系統(tǒng)中處于從屬位置。非惡性雜草群落的存在，可能成為害蟲取食的緩沖帶，雜草根系分泌物能在一定程度上分解土壤礦質(zhì)元素，促進(jìn)土壤養(yǎng)分釋放與土壤熟化，因此，應(yīng)該重視非惡性雜草潛在的生態(tài)功能與價(jià)值，探明茶園雜草的功能分類，區(qū)分茶園惡性雜草和非惡性雜草類群，建立茶園常見有害有益雜草名錄。改除草為控草，甚至養(yǎng)草，清除惡性雜草，保留有益雜草，維持茶園生態(tài)系統(tǒng)的多樣性與穩(wěn)定性，將是今后茶園雜草管理策略的重要方向。

表3 茶園雜草防控技術(shù)對比

圖3 茶園雜草防控技術(shù)防效與成本分析

2.加強(qiáng)雜草防控技術(shù)的研發(fā)

目前，茶園登記可用除草劑種類與產(chǎn)品數(shù)量低于同類山地作物柑橘，遠(yuǎn)低于玉米、水稻和小麥等大宗作物，且已有劑型均為單劑。因此，開展已有作物除草劑在茶園適用性評估研究，是短期內(nèi)增加茶園可用除草劑的快捷方式。另一方面，開發(fā)高效茶園專用除草劑混劑，開發(fā)新型助劑，提高除草劑使用效率，也將是茶園雜草綜合防治的重要研究方向。

3.推動雜草防治新技術(shù)的推廣

加大茶園除草劑安全使用宣傳和茶園新型雜草防控技術(shù)的示范推廣。定期舉辦相關(guān)培訓(xùn)并建設(shè)新型雜草防控技術(shù)示范基地，科研單位聯(lián)合企業(yè)制定雜草防控技術(shù)規(guī)程，促進(jìn)茶園除草劑的減量化與新型雜草防控技術(shù)的推廣應(yīng)用。