茶園綠色控草技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

左從國，羅垚，張顯晨，李葉云

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹生物學(xué)與資源利用國家重點實驗室，安徽 合肥 230036

茶樹在我國已有3 000 多年的栽培歷史，是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物。我國茶園分布區(qū)域廣泛，各茶區(qū)間的地形及氣候不同，導(dǎo)致了我國茶園雜草種類繁多，防治難度大。茶園雜草與茶樹爭奪空氣、水分、養(yǎng)分、陽光等資源，同時很多雜草還是茶樹病蟲害的中間宿主，嚴(yán)重影響茶葉品質(zhì)和產(chǎn)量。有研究表明，不進(jìn)行任何除草管理的茶園比正常除草茶園減產(chǎn)14.98%～19.84%。

化學(xué)除草是我國過去茶園除草的主要手段之一，具有除草效果顯著、成本低等優(yōu)點，但長期在茶園中使用化學(xué)除草劑嚴(yán)重影響了茶園生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，也給茶葉質(zhì)量安全帶來了巨大風(fēng)險。隨著社會公眾健康和環(huán)保意識的加強(qiáng)，研究與推廣茶園綠色控草技術(shù)勢在必行。

1 我國茶園雜草防控技術(shù)的發(fā)展

1.1 傳統(tǒng)人工除草階段

我國茶園早期主要依賴人工除草方式清除茶園雜草，即通過人工拔除、割除和耕除等方式除草。人工除草簡單、安全，但人工需求大、投入高、工效低，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代茶園除草管理要求。

1.2 化學(xué)除草階段

20世紀(jì)60年代以后，化學(xué)除草方式逐漸在我國茶園興起，當(dāng)時茶園中常用的化學(xué)除草劑有西瑪津、莠去津、撲草凈、草甘膦、百草枯和茅草枯等?；瘜W(xué)除草劑除草具有除草效果好、持效期長和成本低等優(yōu)點，到20世紀(jì)80年代我國茶園基本推廣使用化學(xué)除草劑，化學(xué)除草成為當(dāng)時茶園雜草防治的主要手段。

1.3 茶園雜草綠色防控理念形成

到20世紀(jì)80—90年代，國際社會相繼提出可持續(xù)發(fā)展理念，并提倡在全球范圍內(nèi)減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，人們也逐漸認(rèn)識到在茶園中使用化學(xué)除草劑的危害。為避免化學(xué)除草劑使用造成環(huán)境污染、茶葉質(zhì)量安全風(fēng)險等問題，綜合使用農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生物防治和化學(xué)生態(tài)防治等方法，替代化學(xué)除草的茶園綠色控草理念開始形成。

2 我國茶園綠色控草技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 機(jī)械除草

機(jī)械除草是利用農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行除草的技術(shù)措施，是一種非化學(xué)除草方法。目前茶園常用的除草機(jī)械根據(jù)原理可以劃分為耕地式除草機(jī)械和刈割式除草機(jī)械。耕地式除草機(jī)模擬人工鋤草，通過翻動土壤的方式破壞雜草根系，多以燃油為能源。茶園耕地式除草機(jī)多為具有除草、耕作功能的茶園微耕機(jī)，是集茶園除草和松土為一體的茶園管理機(jī)械。茶園刈割式除草機(jī)（割草機(jī)）以側(cè)掛背負(fù)式圓盤割草機(jī)最為常見，通過高速旋轉(zhuǎn)的刀片將雜草地上部分切斷、打碎。茶園割草機(jī)的使用比較普及，常用于成年茶園行間除草，功效較高，但存在割草機(jī)無法破壞雜草根系，雜草容易重新復(fù)發(fā)，茶樹生長期內(nèi)需多次防治的缺點。此外，茶樹株（叢）間、根部生長的雜草以及攀援類雜草無法割除，需要人工拔除。林威鵬等通過比較廣東丘陵茶園中不同除草方式成本發(fā)現(xiàn)，使用小型背負(fù)式除草機(jī)除草每年花費的成本約為6 750 元/hm，人工除草的成本約為12 600元/hm，使用除草機(jī)大大降低了茶園除草成本。

2.2 人工覆蓋除草

人工覆蓋除草是指在茶園利用無生命覆蓋物，如秸稈、稻谷殼、黑膜、防草布等隔絕雜草生長所需的光、熱、空間等資源，從而抑制雜草生長。人工覆蓋除草簡單、易行、高效，是一種非常適于幼齡茶園雜草防控的措施。人工覆蓋可以有效防除1年生雜草，但是對多年生雜草防治效果較差。人工覆蓋物分為天然材料和合成材料，茶園常用的天然覆蓋物有稻草、稻谷殼、鋸末和茶樹修剪物等農(nóng)業(yè)廢棄物，一般覆蓋的厚度約為10 cm，防控雜草的同時還具有調(diào)節(jié)地溫、減少土壤表層水分蒸發(fā)的作用，但天然材料用量大，人工覆草和運輸成本較高，在茶園中的使用逐漸減少。人工合成材料主要為聚乙烯黑色地膜和以聚丙烯或聚乙烯為材料制成的防草布，一般選用使用年限較長的黑色防草布，黑色防草布具有遮光性強(qiáng)、耐撕扯、耐踩踏、耐腐蝕、透氣透水、易鋪設(shè)等特點。目前，在安徽、浙江、江蘇、廣東、貴州、陜西等新建茶園中推廣使用已近1 000 hm。在茶園進(jìn)行覆蓋前應(yīng)先施足底肥，清理干凈行間雜草并平整土地；也可以在行間進(jìn)行淺耕后覆蓋。余舜堯等研究發(fā)現(xiàn)，在茶園中覆蓋稻草、稻谷殼、黑膜和防草布均可以有效抑制茶園雜草的發(fā)生，但相較而言，防草布和黑膜從成本和抑草效果上來看都要優(yōu)于稻草和稻谷殼。蔣慧光等試驗結(jié)果表明，在茶園中覆蓋防草布和地膜對茶園雜草的防效分別為100%和93.5%，而除草成本僅為人工除草的65.6%和59.7%。同時覆蓋防草布還可以調(diào)節(jié)茶園土壤溫度，保持土壤含水量等，是一種良好的茶園除草方式。

2.3 天然除草劑除草

天然除草劑是指以動植物、微生物等產(chǎn)生的具有抑草作用的次級代謝物開發(fā)的除草劑。與化學(xué)除草劑相比，天然除草劑在自然環(huán)境下更容易降解且毒性較小，是一種環(huán)境友好型除草劑。天然除草活性物質(zhì)來源廣泛，目前研究植物源和微生物源天然活性物質(zhì)較多。

2.3.1 植物源除草劑除草

植物源除草劑是指從天然植物中提取得到的具有除草作用的生物活性物質(zhì)，或?qū)⑵渥鳛橄葘?dǎo)物質(zhì)進(jìn)行衍生化得到的除草劑。植物源除草活性物質(zhì)來源廣泛，目前在全球30 多科植物中已發(fā)現(xiàn)超過2 000 種具有抑草活性的天然物質(zhì)，這些物質(zhì)根據(jù)結(jié)構(gòu)劃分為萜烯類、生物堿類、香豆素類等。查友貴等以小麥、黃瓜、高粱、油菜4 種作物種子為受試材料，對云南松、紫莖澤蘭等30 種植物提取物進(jìn)行除草活性測定，結(jié)果表明有29 種植物對至少1 種受試種子根長（或莖長）抑制率達(dá)到80%以上。姚克兵等研究植物源除草劑Pure 的除草效果時發(fā)現(xiàn)，用量為150 kg/hm的Pure 與用量為3 kg/hm的20%百草枯水劑除草效果相當(dāng)。植物源除草劑具有低毒低殘留、安全高效等優(yōu)點，在雜草防治領(lǐng)域深受人們關(guān)注，但目前植物源除草劑在茶園中的應(yīng)用還未見報道。

2.3.2 微生物源除草劑除草

微生物源除草劑是以微生物或其組織、代謝物為對象生產(chǎn)的一類除草劑。用于開發(fā)的微生物主要是植物病原微生物，目前研究真菌、細(xì)菌和放線菌源除草劑較多?；暨_(dá)等在茶園常見雜草小飛蓬受病菌侵染的植株中篩選得到9 株病原細(xì)菌，將這些病原細(xì)菌分離純化和培養(yǎng)，再驗證它們對黑麥草和歐洲菊苣種子萌發(fā)的影響，發(fā)現(xiàn)這些病原菌都在一定程度上抑制了受試植物種子的萌發(fā)。

陸俞萍等為發(fā)掘茶園雜草生防菌，從浙江、安徽、江蘇3 省共16 個茶園中收集茶園感病雜草，通過分離得到44株雜草致病菌株，對其中致病能力最強(qiáng)的10株菌株進(jìn)行鑒定和作物安全性評價，最終發(fā)現(xiàn)木賊鐮刀菌、再育鐮刀菌、狗尾草平臍蠕孢、間型彎孢和新月彎孢5 種病原菌是開發(fā)茶園雜草生物除草劑的良好材料。

2.3.3 礦物源除草劑

艾敵達(dá)是目前有文獻(xiàn)報道的一種茶園礦物源除草劑，主成分為57%的石蠟油。艾敵達(dá)是一種非選擇性、莖葉觸殺型的除草劑，對于1年生、多年生闊葉和禾本科雜草，以及地衣、苔蘚、蕨類等低等植物防除效果較好。艾敵達(dá)噴施后見效時間快、施藥當(dāng)天大部分雜草即干枯。田間試驗結(jié)果表明，57%艾敵達(dá)15 倍液噴施21 d 后對茶園雜草株防效仍達(dá)74.07%。包強(qiáng)等研究結(jié)果表明，在茶園中噴施6%的艾敵達(dá)藥液可以有效防治看麥娘、辣蓼、酢醬草等茶園常見雜草。但目前茶園使用艾敵達(dá)除草的成本較高，因此仍難以推廣使用。

2.4 生物控草

生物控草指利用不利于雜草生長的生物天敵，如其他草類、農(nóng)作物、食草動物來控制雜草發(fā)生和為害的方法，采用生物措施防控雜草，能干擾或破壞雜草的生長發(fā)育、形態(tài)建成、繁殖與傳播，使茶園雜草的種群數(shù)量和分布控制在對茶園管理與茶樹生長影響較小的水平之下。生物防治具有不污染環(huán)境、不產(chǎn)生藥害、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點，同時生物防治比農(nóng)業(yè)防治、物理防治要簡便，是今后草害防控重要的研究方向。

2.4.1 間作控草

在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物間存在著相生相克現(xiàn)象，利用植物間相互競爭關(guān)系來控制雜草是雜草防控的重要措施之一。茶園生草后，草類以一定量的生物量提前占據(jù)茶園空白生境，形成優(yōu)勢物種，使得雜草無法獲得充足的光照、水分、空間等生長條件，從而抑制其萌發(fā)、生長。此外，一些植物在生長發(fā)育過程中會生成特定的化感物質(zhì)，對相鄰空間的其他植物產(chǎn)生直接或間接的相克作用，從而抑制其生長。

間作控草是近年來茶園控草研究的熱點方向，間作草種應(yīng)具有“五不”，即高度不高于樹冠、不纏繞樹體、不過度爭水爭肥、不需要多次刈割、不誘發(fā)病蟲害。目前已有很多生草植物被引入茶園，常用的草種有禾本科類包括鼠茅草、黑麥草、百喜草、早熟禾等；豆科類包括白三葉、平托花生、紫花苜蓿、圓葉決明、毛苕子等；同時茶園還可以間作一些具有一定經(jīng)濟(jì)價值的作物，如大豆、綠豆、花生、蕎麥、芋頭等農(nóng)作物，廣金錢草、百日菊等中藥材來抑制雜草的發(fā)生。

鼠茅草是1年生越冬型禾本科鼠茅屬植物，地上部為叢生的線狀針葉，自然生長針葉可達(dá)60～70 cm，地下部沒有發(fā)達(dá)的主根但是須根繁茂，一般深達(dá)30 cm。鼠茅草具有耐寒、耐旱、抗病蟲害強(qiáng)等特性，因此適宜生長區(qū)域廣泛，在海拔160～4 200 m 區(qū)域均可正常生長。3—4月鼠茅草進(jìn)入旺盛生長期，其長到一定高度后會自然倒伏，在茶樹行間形成1 層密且厚的草毯，可以有效阻止其他雜草接觸到足夠的陽光和水分，從而使其他雜草生長瘦弱或死亡；6月中旬左右鼠茅草開花結(jié)籽后開始枯死，覆蓋在行間，此時仍具有較強(qiáng)的抑草作用；當(dāng)年10月左右，鼠茅草草籽能從土壤中重新萌發(fā)，開始新一輪生長，無需重復(fù)播種。張永志等將鼠茅草引進(jìn)茶園，田間試驗結(jié)果表明，在4年生茶園中間作鼠茅草可以顯著降低茶園雜草的發(fā)生，同時間作鼠茅草提高了茶園土壤的養(yǎng)分含量；提高了茶樹的發(fā)芽密度和百芽質(zhì)量；也顯著提高了茶葉中的咖啡堿、氨基酸、茶多酚、水浸出物含量。此外，茶園間作鼠茅草還具有調(diào)節(jié)茶園地溫的作用。肖潤林等研究發(fā)現(xiàn)，與清耕相比，茶園間作白三葉可顯著降低春、夏、秋季茶園雜草總數(shù)量和生物量。

2.4.2 昆蟲控草

昆蟲控草是利用具有寄主專一性的昆蟲取食雜草，達(dá)到防除雜草的目的。昆蟲被釋放后會逐漸與雜草達(dá)成平衡，一般一經(jīng)釋放就可長期發(fā)揮作用。利用昆蟲控草是雜草生物防控中應(yīng)用最早的技術(shù)之一，但主要應(yīng)用于對外來入侵雜草的防控，如利用豚草卷蛾防治世界性惡性雜草豚草。茶園中應(yīng)用此類技術(shù)還未見報道。

2.4.3 植食性動物控草

植食性動物控草利用的是一些以植物為食的動物，如雞、鴨、鵝、羊等，利用它們踩踏、取食雜草來控制茶園雜草數(shù)量。動物控草不僅可以有效防治茶園雜草，動物糞便也可以增加茶園土壤有機(jī)質(zhì)，同時出售動物也可以獲得額外的收入，是一種安全有效，且經(jīng)濟(jì)效益高的茶園控草方式。

植食性動物控草模式一般應(yīng)用于成年茶園，幼齡茶園的樹勢較低、根系較淺，動物活動容易傷害茶樹根系和枝干。吳全聰?shù)仍诓鑸@中放養(yǎng)山羊（放養(yǎng)密度約為每公頃15頭羊），發(fā)現(xiàn)山羊并不危害茶樹，對雜草的防除效果達(dá)到90%～95%，比化學(xué)除草法的防效要高5～10 個百分點，茶園收益比機(jī)械除草、化學(xué)除草分別增加7 500元/hm和5 220元/hm。黃麗蘊(yùn)等研究發(fā)現(xiàn)，茶園養(yǎng)雞（放養(yǎng)密度1 200 只/hm）可以有效防除高度較矮的雜草和新發(fā)雜草。動物控草技術(shù)在茶園中已經(jīng)應(yīng)用多年，放養(yǎng)時應(yīng)選擇不危害茶樹、具有較高經(jīng)濟(jì)效益的品種，還需根據(jù)茶園地形地勢、覆蓋度等控制放養(yǎng)密度，以防放養(yǎng)密度過大導(dǎo)致茶園土壤板結(jié)，不利于茶樹生長。

3 展望

茶園草害綠色防控是我國茶產(chǎn)業(yè)生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的重要內(nèi)容之一，是打造綠色生態(tài)茶園，推廣綠色生產(chǎn)加工技術(shù)，生產(chǎn)綠色有機(jī)產(chǎn)品，引導(dǎo)綠色消費的重要保障。目前我國茶園綠色控草技術(shù)還相對落后，推動綠色、高效控草還需從思想理念、控草技術(shù)研發(fā)與完善、技術(shù)推廣等方面進(jìn)行。

3.1 改除草為控草

雜草作為茶園的重要組成之一，具有維持茶園生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定等作用。茶園雜草可以有效減少茶園水土流失、提高茶園生物多樣性等。要摒棄茶園中“寸草不生”的傳統(tǒng)除草觀念，改除草為控草，采用生草、留草，實施“以草抑草”。加大區(qū)域雜草種類、發(fā)生規(guī)律及雜草危害分級研究，及時控制惡性雜草，合理留養(yǎng)對茶園危害性小、不成為優(yōu)勢種的雜草。

3.2 推進(jìn)茶園除草機(jī)械化

目前，國家大力發(fā)展可持續(xù)生態(tài)農(nóng)業(yè)及全力推進(jìn)茶葉機(jī)械化生產(chǎn)，機(jī)械除草是未來茶園草害防控的重要措施之一。我國茶園地形復(fù)雜，大部分茶園建園與茶樹種植欠規(guī)范，市場上的農(nóng)田或果園除草機(jī)械難以直接應(yīng)用于茶園，而市場上的茶園機(jī)械質(zhì)量參差不齊，田間除草效果仍需評估與驗證。為順利推行茶園機(jī)械除草，必須規(guī)范建園及種植，研發(fā)茶園專屬除草機(jī)械，簡化茶園除草機(jī)械結(jié)構(gòu)、降低整體質(zhì)量、方便運輸，以適應(yīng)復(fù)雜地形茶園。

3.3 加速天然除草劑研發(fā)

天然除草劑是環(huán)境友好型除草劑，近年來很多研究表明天然除草劑具有很好的防除茶園雜草作用，其除草效果不遜于傳統(tǒng)化學(xué)除草劑。但目前我國天然除草劑的研究還處于理論研究和新技術(shù)研發(fā)階段，十分缺乏商品化產(chǎn)品，未來應(yīng)跟蹤研究具有良好商品化潛力的天然除草劑產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，規(guī)模化生產(chǎn)，使研發(fā)的產(chǎn)品成功商品化，再逐步在茶園中推廣使用。

3.4 完善間作控草技術(shù)研究

間作控草是現(xiàn)在茶園常用的控草方式，篩選適合茶園的間作草種和配套的應(yīng)用模式是研究的重點。現(xiàn)在推廣使用的鼠茅草、白三葉、紫云英等仍有不足。如鼠茅草的草種偏貴、需要補(bǔ)氮，名優(yōu)茶手采茶園春季踩踏、深修剪等會影響鼠茅草下一個周期的生長等。各茶區(qū)應(yīng)根據(jù)本區(qū)域的氣候特點，茶園耕作、修剪與施肥管理模式來選擇合適的茶園間作植物與模式。間作控草還需要研究間作植物的抑草機(jī)理，是否影響茶樹生長和茶葉品質(zhì)，解決機(jī)械化高效播種及配套管理等問題，從而讓廣大茶農(nóng)更好地接受“以草抑草”的技術(shù)。

3.5 建立綠色控草技術(shù)組合體系

我國茶園分布地區(qū)廣、地形差異大，導(dǎo)致雜草組成復(fù)雜，使用單一的控草技術(shù)可能效果甚微，達(dá)不到茶園草害防控要求，因此未來研究茶園雜草綠色防控技術(shù)應(yīng)根據(jù)不同地形環(huán)境茶園建立相應(yīng)的技術(shù)組合模式。如幼齡茶園中可以應(yīng)用覆蓋與間作技術(shù)相結(jié)合的模式，即在茶行壟面覆蓋防草布，行間種植鼠茅草、白三葉等。成年茶園可以在夏季、秋季輪作不同草種達(dá)到長效控草效果。同時各種控草技術(shù)還應(yīng)與耕作、施肥等管理技術(shù)有機(jī)配套，形成一套完備的綠色栽培管理模式。

3.6 加速茶園綠色控草技術(shù)的推廣

目前茶園綠色控草技術(shù)已有較多研究，但茶園除草仍以傳統(tǒng)人工為主，應(yīng)定時開展茶園綠色控草技術(shù)知識講座，通過明白紙、技術(shù)掛圖、短視頻和微信小程序等方式科普茶園雜草綠色防控知識，宣傳與推廣綠色控草技術(shù)。讓廣大茶農(nóng)一看就懂、一學(xué)就會，真正推動綠色控草技術(shù)的普及與應(yīng)用。