恩施州茶園不同控草方式影響研究初探

陳清華，崔清梅，羅鴻，胡雙玲

湖北省恩施土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，445000

茶園雜草防治是茶園管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容，我國(guó)四大茶區(qū)分布廣泛，涉及山地、平原、高原等地勢(shì)，種植環(huán)境較為復(fù)雜。齊蒙等[1]統(tǒng)計(jì)出我國(guó)茶區(qū)已報(bào)道的雜草名錄有759 條，茶區(qū)雜草種類繁多，與茶樹(shù)爭(zhēng)光、爭(zhēng)水、爭(zhēng)肥，嚴(yán)重影響茶樹(shù)的生長(zhǎng)，導(dǎo)致茶樹(shù)葉片發(fā)黃，甚至出現(xiàn)落葉等現(xiàn)象。據(jù)報(bào)道，茶園雜草可使茶園減產(chǎn)14.98%～19.84%[2]，從而影響茶農(nóng)收入。隨著食品安全關(guān)注度的加大，茶園除草劑已被逐步禁止使用。茶學(xué)科研人員不斷探索，提出了機(jī)械除草、生物除草和農(nóng)業(yè)措施抑草等經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、安全的控草方式。李曉鋒等[3]的研究顯示在恩施巴東茶園放羊，可使雜草總鮮重減少77.1%，雜草覆蓋度明顯降低。肖潤(rùn)林等[4]采用稻草覆蓋和間種白三葉草的方式控制雜草，結(jié)果表明這2 種方式能改變丘陵茶園雜草群落結(jié)構(gòu)，有效控制雜草生長(zhǎng)。羅旭輝等[5]在福建建陽(yáng)市茶園套種圓葉決明后，對(duì)馬唐占優(yōu)勢(shì)的茶園起到防控效果。茶園雜草管理由除草到控草的理念也漸漸深入人心，綠色生態(tài)控草方式在國(guó)內(nèi)不同茶區(qū)作了大量研究和推廣。但是采用聚乙烯材料的除草布與套作綠肥對(duì)雜草影響的報(bào)道還較少見(jiàn)。本文以除草布覆蓋、套種綠肥為研究對(duì)象，探究其在雜草防除、土壤溫濕度、土壤養(yǎng)分、經(jīng)濟(jì)效益等方面的影響，為恩施山區(qū)茶園雜草管理，推廣健康高效的雜草防除方式提供科學(xué)依據(jù)。

一、材料與方法

1.試驗(yàn)地與處理

供試茶園為恩施土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶園基地（北緯30°19′2"，東經(jīng)109°28′9"，海拔440 m），茶園土壤為黃壤土。試驗(yàn)茶樹(shù)品種為福鼎大白茶，種植行為南北向雙行定植，大行距150 cm，小行距30 cm，叢距25 cm，樹(shù)齡18年。試驗(yàn)設(shè)有除草布覆蓋、套作綠肥2 個(gè)處理，以常規(guī)管理為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3 次，小區(qū)面積60 m2（長(zhǎng)30 m，寬1 m，2行）。除草布為黑色聚乙烯材料，厚0.15 mm，寬1 m。

2.試驗(yàn)地管理

試驗(yàn)于2018年10月開(kāi)始，試驗(yàn)開(kāi)始前統(tǒng)一修剪，并施用菜枯發(fā)酵肥。套作綠肥，第一季綠肥為十字花科油菜（油研50），2019年3月中旬壓青，5月中旬再次播種綠肥豆科東北黃豆，8月中旬壓青。2018年10月覆蓋除草布，次年5月中旬揭開(kāi)，中耕、修剪后再次覆蓋。常規(guī)管理與其他大田管理方式一致，采用人工除草。

3.數(shù)據(jù)調(diào)查與分析

（1）雜草調(diào)查

種植2季綠肥，分別在每次綠肥壓青前1個(gè)月調(diào)查2 次雜草，采用50 cm×50 cm 樣方5 點(diǎn)調(diào)查，現(xiàn)場(chǎng)觀察記載雜草種類、株高和地上部總生物量（鮮重）。

（2）土壤養(yǎng)分

在綠肥壓青半個(gè)月后采樣，每個(gè)小區(qū)采用5點(diǎn)取樣，然后混合成一個(gè)土樣，風(fēng)干研磨后室內(nèi)檢測(cè)。pH 采用水浸提-電位法（NY/T 1121.2—2006）檢測(cè)，堿解氮采用堿解- 擴(kuò)散法（LY/T 1229—1999），速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法（LY/T 1228—2015）測(cè)定，速效鉀采用乙酸銨交換-火焰光度計(jì)法（LY/T 1234—2015）測(cè)定，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法（NY/T 1121.6—2006）檢測(cè)。

（3）土壤溫度

采用監(jiān)測(cè)溫度儀器為JK-XU 多路溫度巡檢儀觀測(cè)溫度，傳感器分別放置在離茶樹(shù)5 cm 處，于2019年7月連續(xù)24 h檢測(cè)土層深5 cm、10 cm處地溫，每隔1 h儲(chǔ)存1組數(shù)據(jù)。

（4）土壤水分

連續(xù)晴天7 d后，采用手持式采集儀與土壤水分傳感器檢測(cè)土壤含水量，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采集8個(gè)點(diǎn)。

（5）數(shù)據(jù)處理

采用SPASS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

二、結(jié)果與分析

1.不同控草方式對(duì)雜草種類的影響

2019年3—8月，調(diào)查的供試地茶園雜草種類有13 科26 種，季節(jié)性明顯。不同控草方式下，雜草發(fā)生的種類不同（表1），但無(wú)差異性。除草布處理下，春季和夏季雜草發(fā)生幾乎為0；套作處理春季雜草6 科7 種，夏季雜草有4 科6 種；常規(guī)處理下，春季雜草有13 科19 種，夏季雜草有4 科7 種。除草布處理下只有零星的多年生雜草發(fā)芽，由于不能直接接受到光照，且除草布本身質(zhì)地較為緊密，又缺營(yíng)養(yǎng)而不能穿透，最后逐步死去；常規(guī)管理下，恩施茶園春季雜草相較于夏季，發(fā)生種類較多。套作綠肥與常規(guī)管理在夏季雜草發(fā)生種類差別不大，主要還是以禾本科、莧科為主。

表1 不同控草方式下茶園春夏兩季的雜草種類

2.不同控草方式對(duì)雜草平均株高和總生物量的影響

3 種控草方式對(duì)雜草平均株高與總生物量的影響在春夏兩季都存在顯著差異（表2）。由于除草布不透光，雜草無(wú)法生長(zhǎng)，防除效果明顯。套作綠肥處理下，春季雜草平均高度只有24.13 cm，相較于同一時(shí)期的常規(guī)處理矮9.61 cm，總生物量只有常規(guī)處理下的1/3。夏季套作綠肥處理，是雜草的平均株高與總生物量也均顯著低于常規(guī)管理，套作綠肥的雜草平均株高只有常規(guī)管理茶園的60%、總生物量為常規(guī)管理茶園的40%。

表2 不同控草方式對(duì)雜草平均株高與總生物量的影響

3.不同控草方式對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

土壤養(yǎng)分能為植物生長(zhǎng)提供必需的營(yíng)養(yǎng)元素，其含量的多少直接關(guān)系到植物的長(zhǎng)勢(shì)。在不同控草方式下，pH、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量在控草前后有所差別（表3）?？夭萏幚砬?，3種處理之間5項(xiàng)指標(biāo)不存在差異，含量高低趨于一致?？夭萏幚砗螅绕涫窃谕瓿蓛杉揪G肥壓青后套作綠肥處理，除pH外，其余指標(biāo)與除草布處理、常規(guī)管理間均存在顯著差異，而且有機(jī)質(zhì)指標(biāo)方面，3個(gè)處理間都存在顯著差異?？梢?jiàn)茶園采用套作綠肥方式控草還可以適當(dāng)增加土壤養(yǎng)分。

表3 不同控草方式對(duì)茶園土壤養(yǎng)分含量的影響

4.不同控草方式對(duì)土壤溫度的影響

土壤溫度是作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子之一。7月，恩施市氣溫逐步回升，于7月3—12日連續(xù)觀測(cè)茶園土壤深度5 cm、10 cm 處的溫度。2 個(gè)土層處，在日最低地溫中，除草布處理高于常規(guī)管理與套作綠肥處理。土壤深度5 cm 處，除草布處理較常規(guī)管理最低地溫高0.1℃，最高地溫高0.8℃；較套作綠肥處理，最低地溫高0.1℃，最高地溫高0.7℃。在土壤深度10 cm處，除草布處理較其他2個(gè)處理的最低地溫高0.1℃，最高地溫高0.6℃，可見(jiàn)除草布覆蓋存在保溫效果，覆蓋在地表有阻攔地表散熱的作用。在觀察期的最熱天（7月3日，氣溫高達(dá)35.6℃），在土壤深度5 cm處除草布處理的地溫低于常規(guī)管理2.3℃，低于套作綠肥2.0℃；土壤深度10 cm 處除草布處理較其他2 個(gè)處理低1℃左右。

在晴天，土壤溫度隨氣溫變化而變化，不同處理下的地溫變化趨勢(shì)在某時(shí)段內(nèi)趨于一致（圖1）。

圖1 不同土層土壤溫度日變化（2019年7月3日）

在土壤深度5 cm和10 cm處，從凌晨1：00到早晨8：00，土壤溫度處于降溫階段，此時(shí)段內(nèi)，土壤溫度從高到低依次為除草布處理＞常規(guī)管理＞套作綠肥。在8：00以后，2個(gè)土層溫度開(kāi)始上升，但是土壤深度5 cm處土壤溫度在17：00左右便開(kāi)始轉(zhuǎn)向下一個(gè)變化趨勢(shì)，而土壤深度10 cm處在19：00 左右才轉(zhuǎn)向下一個(gè)變化趨勢(shì)，在此時(shí)段內(nèi)，土壤溫度從高到低為：常規(guī)管理＞套作綠肥＞除草布處理。之后，2個(gè)土層的土壤溫度開(kāi)始下降，土壤溫度從高到低仍然為：常規(guī)管理＞套作綠肥＞除草布處理。常規(guī)管理與套作綠肥處理由于在升溫階段，溫度較高，在該時(shí)段內(nèi)，土壤溫度降溫呈直線下降，除草布處理相對(duì)平緩，因此在24：00 左右，除草布處理下地溫略高于其他2個(gè)處理。

5.不同控草方式對(duì)土壤水分的影響

2019年8月11—17日為連續(xù)晴天，不同控草方式下茶園土壤含水量不同，各個(gè)處理間存在差異（圖2）。除草布處理與常規(guī)管理、套作綠肥間均存在顯著性差異，但是常規(guī)管理與套作綠肥之間差異不顯著。8月日均氣溫高，連續(xù)晴7 d，套作綠肥和常規(guī)管理下有雜草和綠肥，白天為茶園土壤表層蒸發(fā)起到一定的阻攔作用，而夜晚則可以吸收空氣中的水分，形成露珠，滋潤(rùn)茶園土壤。連續(xù)晴天后，除草布處理下土壤淺層泛白，與其他文獻(xiàn)報(bào)道有出入，可能是供試地土質(zhì)本身原因，也是后期重點(diǎn)研究關(guān)注的方向。

圖2 不同處理茶園土壤含水量比較

6.不同控草方式茶園的經(jīng)濟(jì)效益比較

統(tǒng)計(jì)不同控草方式下每公頃茶園的年投入成本如表4，投入成本為：常規(guī)管理＞除草布＞套作綠肥，結(jié)果顯示，套作綠肥的處理投入成本只有常規(guī)管理的18%。

表4 不同控草方式下每公頃茶園的年投入成本 元

三、討論

除草布處理控草效果整體最佳，但是在夏季，雜草生長(zhǎng)溫濕度適宜，茶行雜草雖能被有效控制，但會(huì)有雜草零星生出。其次是套作綠肥，但撒播綠肥種子必須把握好密度，若撒播密度小，綠肥在苗期不能有效搶占空白生境，需要人工輔助除草；若撒播密度過(guò)大，苗期就能起到控草效果，但后期綠肥會(huì)與茶樹(shù)爭(zhēng)肥。對(duì)土壤養(yǎng)分的影響上，套作綠肥效果最佳，除草布處理與常規(guī)管理之間差異不顯著。在溫度較高的季節(jié)，除草布處理對(duì)茶園土壤溫度的影響較為明顯，而連續(xù)晴天之后，除草布處理又影響土壤水分的含量，土壤淺層明顯干枯泛白，對(duì)土壤物理性狀的影響也將是以后研究的重點(diǎn)。在控草成本上，套作綠肥總投入最低，只有常規(guī)管理的18%，其次是除草布處理。綜上，從綠色安全又經(jīng)濟(jì)的角度而言，套作綠肥為恩施州最為適用的控草方式。