茶园杂草控制研究进展

胡方洁，杨海滨，盛忠雷，罗红玉，翟秀明，商 靖，邓 敏

(重庆市农业科学院 茶叶研究所/重庆市茶叶工程技术研究中心，重庆 永川 402160)

茶园尤其是幼龄茶园中，杂草种类繁多、防治困难，不但与茶树[Camelliasinensis(L.)O.Ktze.]争水肥、争光照、争空间，对土壤结构产生不良影响，还为病虫害的滋生提供庇护所，成为茶树病虫害的侵染来源[1-3]，影响茶苗成活率和生长发育，造成产量及品质的下降[4-5]。Peirisab等[6]对印度斯里兰卡茶园调查发现，23种杂草中超过20种对茶叶作物有很大的影响，它们能够抑制茶树生长，使其生长发育不良，并诱导落叶。我国茶园控草发展初期，大多采取人工拔除和化学药剂防除，多年粗放式经营管理以及除草剂的不当施用，导致我国多数茶园生态系统以及茶叶生产出现问题。近年来，随着生态环保理念日益深入人心，生态控草技术成为茶园杂草防治问题的研究热点。茶园生态控草技术以及茶园杂草综合防治技术的变革正推动我国生态茶园以及茶业的可持续发展。为此，总结了目前国内外茶园的控草技术，并分析了各项技术的优缺点，为更加有效地防控茶园杂草总结经验、明确方向。

1 传统除草方法

1.1 人工除草

人工除草是靠简单粗放的人工劳动力形式防除杂草，主要有拔除、割除、耕除等措施，简单、直接、无污染，在杂草肆虐之前进行可较好地清除酸模属(RumexL.)、丝路蓟[Cirsiumarvense(L.) Scop.]以及苦苣菜(SonchusoleraceusL.)等多年生杂草[7]。Melander等[8]基于在前茬作物中建立的无杂草种子库土层，通过两年一次的耕作减少了杂草的出现。

人工除草不失为一种有效的控草途径，但对劳动力需求大，费工费时，持续无草害时间短，对于面积较大的茶园，应用效益低[9]。

1.2 化学除草

化学除草是通过喷施化学药剂引起杂草生理异常而致其死亡，以达到防治杂草的目的[10-11]。张海艳等[12]对茶园外来入侵杂草与环境因子的关系分析发现，化学除草剂对杂草群落的形成起决定性作用。孙永明等[13]发现，喷施除草醋防除茶园杂草效果较好。Suresh等[14]采用草甘膦和敌草隆混合处理，显著降低了藿香[Agastacherugosa(Fisch. et Mey.) O. Ktze.]、狗牙根[Cynodondactylon(L.) Pers.]、紫茎泽兰(EupatoriumadenophoraSpreng.)等杂草的总数量和总干质量。斯里兰卡曾大量进口散装和即用型化学除草剂，使茶园严重依赖除草剂维持“地面清洁”(Clean and clear ground concept，CCGC)，导致土壤严重退化，杂草对敌草隆、百草枯、草甘膦都具有完全的耐受性，因此不再推荐CCGC而进行“无除草剂的综合杂草”管理(Herbicide-free integrated weed management，HFIWM)[6]。Rydberg等[15]发现，喷洒过除草剂的试验田杂草硝化作用较弱，相比有机耕作处理杂草发生频率、部分典型对应分析(Partial canonical correspondence analysis，PCCA)的排序结果都表现出极显著差异性。过度依赖和长期使用化学除草剂还导致了抗药性杂草的发生和发展。Rahman[16]发现，印度东北部茶园长期施用化学除草剂后出现了杂草新品种。Peirisab[17]发现，斯里兰卡茶园耐除草剂的杂草种类在3 a内持续增加到76种。

化学除草具有快速、高效、易操作的优点，在大多数生产实践中发挥着关键作用，可有效防止杂草生长、降低作物产量损失和减少耕作成本[18]，被认为是一种最经济高效的方法，一度受到茶叶生产者的青睐而被广泛采用[1]。但长期使用化学除草剂不仅引发茶园环境污染、生物多样性减少和茶产品农残超标，更导致杂草耐药性增强及群落变迁。

2 生态控草技术

2.1 覆盖控草

2.1.1 覆盖农业有机废弃物 农业有机废弃物覆盖技术是将作物秸秆、树叶或干草等覆蔽在茶行以影响光、温、气生态因子，使杂草种子萌发受限。肖润林等[19]和向佐湘等[9]研究发现，稻草覆盖不仅能调节茶园土壤温度，改变处于土壤中杂草种子的光环境，改变茶园杂草群落结构，还可增加茶叶产量、改善茶叶品质。此外，覆盖处理还为茶园害虫的天敌创造了良好的生存环境，利于其生长繁育，抑制茶园害虫的发生[20-22]。农业有机废弃物自身含有N、P、K、Ca、Mg等营养元素，可改良土壤、培肥地力，但在生产实践中应注意防范潜在的火灾风险。

2.1.2 覆盖地膜、防草布 地膜或防草布覆盖技术是在土壤表面形成一层物理阻隔层，改变土壤与大气界面层状况，利用覆盖材料遮光性阻挡光线透入，从而抑制杂草萌发生长。彭晚霞等[20]利用地膜较好地防控了茶园杂草发生，并提高了作物对光、温、水、肥的利用率。翟夏斐等[23]认为，地膜覆盖不仅可以抑制杂草，还具有防病虫害、增温保湿等作用。陈刚等[24]发现，黑色地膜较其他颜色的地膜能更好地减少杂草种子的萌发，而徐秀娟等[25]发现，黑白相间的地膜或无药无色增温地膜防除杂草效果较好。我国于20世纪80年代开始从日本引进园艺除草布，其选用无毒无味的聚丙烯、聚乙烯扁丝高强度耐老化材料的窄条编制而成，厚度是普通地膜的数倍，结实耐用、牢固性好、亲水透气、保温保墒[26-27]。郑旭霞等[22]研究表明，盛夏覆盖防草布能有效控制幼龄茶园杂草生长量，降低土壤温度，减少土壤水分损失。

由于常规地膜难以自然降解，残留物会造成白色污染，新型环保可降解地膜得以发展，如植物纤维地膜、纸地膜、淀粉地膜、光降解地膜、光和生物降解地膜等，但因其成本较传统地膜高、制备技术不成熟等原因尚未大范围推广应用[28]。

2.2 间种植物控草

以草控草措施是利用生态位原理在茶园中引种一种长势强、抗逆性好的草种率先占据茶行空白生境，以极高的生长速率充满整个空间达到防治杂草的目的。Turner等[29]和Hiltbrunner等[30]提出，杂草管理强调在生态系统之间实现平衡，间作作物尤其是具有更高种子发芽率的作物是直接有效的杂草管理措施，有利于消除杂草丛生对作物品质的影响以及维持生物多样性。Nagabhushana等[31]研究发现，种植黑麦草(LoliumperenneL.)可使豚草(AmbrosiaartemisiifoliaL.)、藜(ChenopodiumalbumL.)、马齿苋(PortulacaoleraceaL.)数量分别减少43%、95%、100%，有效控草时间可达30～60 d。Kruidhof等[32]也报道，意大利黑麦草表现出最佳的控草潜力，在夏末秋初可抑制杂草生长及种子产生。有学者认为，豆科植物降低杂草密度的效果与豆科植物的生物量和形态特征相关[10]。Hiltbrunner等[30]通过间作地三叶(TrifoliumsubterraneumL.)和紫苜蓿(MedicagoSativaL.)，显著抑制了青蒿(ArtemisiacarvifoliaBuch.-Ham. ex Roxb.)、荠菜[Capsellabursa-pastoris(L.) Medic.]等双子叶杂草的生长。罗旭辉等[33]研究表明，在茶园套种圆叶决明[Chamaecristarotundifolia(Pers.) Greene]对园内杂草生物量控制效果较好，尤其对十大恶性杂草之首的马唐[Digitariasanguinalis(L.) Scop.]有很好的控制效果。Srithi等[34]调查研究泰国北部茶园的杂草多样性后，提出了通过良好的农业规范(Good agricultural practices，GAP)开发整合有益草种以优化茶园杂草管理的策略。

豆科植物具有发达的侧根和地上茎，可阻碍杂草种子对光、热、水的吸收，其匍匐机械阻力可耗尽种子储存的碳水化合物达到除草目的[35]。此外，还可改良土壤结构，利于土壤微生物活动，改善茶园杂草群落结构[36-37]，因成本低廉、操作简单，适宜在茶园控草中推广运用。

2.3 生物控草

生物控草是利用动植物、微生物等生物防除茶园杂草。黄凌昌等[38]、刘芳华[39]、贾楠[40]利用动物食性差异，在茶园内放养鸡、鹅等家禽啄食除草，实现了茶禽共生、相互利用、良性循环、节本增效[41]，是典型的高效生态农业模式。微生物除草剂是指一类直接以微生物个体为对象开发制备的微生物制剂[42]。截至目前，有近40个属80多种真菌微生物已经具备了被开发为微生物除草剂的潜力，代表品种有Devine、Collego、Bio Mal、鲁保一号等[21,43]。2014年底，病毒除草剂也研制成功并在美国获得注册登记，但由于生产条件和成本、应用效果和规模等因素的限制，其开发远落后于真菌除草剂[44]。

生物控草与传统控草措施相比更环保、无污染、无药害且经济高效。其中，杂草生防微生物(主要为真菌)多采集于自然界，具有专一性强、选择性高、安全性高和防治长效的特点，是开发生物除草剂的重要来源。农业部在2015年3月发布了《到2020年农药使用量零增长行动方案》[45]，微生物源农药的开发显得十分迫切。

2.4 其他控草措施

2.4.1 化感除草 Molish在1937年提出植物化感作用的概念，化感除草是利用植物相生相克原理采取的植物源除草措施[46]。黑麦草会分泌植物性毒素影响杂草产生模式，抑制其生物量的增长，在控草方面显示出潜力。黄花蒿(ArtemisiaannuaL.)在生长过程中不断释放除草活性物质如青蒿酸(C15H22-O2)、十八烷酸(C18H36O2)等，可抑制反枝苋(AmaranthusretroflexusL.)、苘麻(AbutilontheophrastiMedicus)、狗尾草[Setariaviridis(L.) Beauv.]和稗(Echinochloacrusgali(L.) Beauv.) 4种杂草种子的萌发[47]。紫苜蓿是一种自毒性和异毒性的物种，在杂草物种间表现出不同的毒性，可为制备生物除草剂提供一种材料来源[48]。此外，关于寄生杂草以及除草剂的抗性研究等均将会成为一个不断扩大的课题。

2.4.2 农田管理除草 合理的农田管理措施，如增大播种率、缩小作物行距、堆肥处理以及改直播为移栽等，可有效降低杂草对作物的危害[49]。Barberi[50]通过作物基因型的选择及采取适当的播种、种植模式和施肥措施达到控制杂草的产生和提升作物竞争的能力。魏守辉等[51]和Blackshaw等[52]采取免耕或多种作物轮作、筛选竞争性品种或种子发芽率更高的作物以及进行特定的肥料管理等措施，有效地抑制了杂草生长。

2.4.3 热除草 热除草是通过快速加热植物体内的水分，使植物细胞破裂失去活性至死亡的方法，它是替代化学除草的潜在方法，包括火焰除草、热水除草、蒸汽除草、红外辐射除草、激光除草等。热除草能耗少、成本低、可有效控制杂草发生与危害，被加拿大农业部认为具有可行性[53]。

2.4.4 综合除草 Prematilake等[54]研究发现，覆盖地膜、喷施除草剂和至少每6～8周一次的人工除草相结合，是最适合幼龄茶园的杂草管理措施。Singh等[55]通过采取行间覆盖地膜、间作禾本科作物和豆科作物以及放牧等综合手段，杂草管理成效显著。Yadav[56]研究发现，遮阴、覆盖和机械化作业在抑制杂草萌发、促进茶苗生长方面发挥着有效作用，与传统除草相比，机械化作业更省时省力。

3 茶园控草技术发展趋势

传统控草措施导致一系列生态问题，加之人们对美好生活的向往，催生了茶园控草技术的变革。生态控草措施具有无污染、无毒无害、安全性高等优点，符合生态茶园以及茶业可持续发展的要求，在茶园中的应用有着深远意义。而单一措施具有局限性，通过传统措施和生态措施以及各生态措施之间的有机结合可有效防除杂草，维持茶园生态系统平衡。

目前，国内外茶园生态控草技术以及茶园杂草综合防治技术的研究还处于起步阶段，相关技术研究主要集中在粮油作物上，针对茶园控草的报道极少。在杂草的识别与调查研究上，应系统调查幼龄茶园杂草的种类、发生规律、群落结构及演变规律等，建立监测系统。在控草材料的研发上，可针对节能环保、耐用、成本低廉、简单易操作的材料进行开发应用，以利于生态控草技术的示范推广。在茶园杂草综合防治技术研究上，可根据杂草物候期特点、茶园地域特点等相关要素，开展覆盖、间作、施用微生物菌剂等不同控草措施的综合应用。