高温火焰对幼龄茶园杂草的防除效果

何秀龙 冉海燕 兰献敏 陈仕红 叶照春

摘要：为研究高温火焰除草技术在幼龄茶园中应用的可行性，丰富茶园生态控草技术措施，解决目前茶园杂草难防除等问题，设计制造一台手推式高温火焰除草装置，在幼龄茶园杂草发生盛期，试验验证不同时间、用气量对杂草的防除效果。结果表明，禾本科杂草与阔叶杂草对高温火焰的敏感性存在较大差异；高温火焰处理后15 d，对禾本科杂草的株防效为55.61%～68.82%，对阔叶杂草的株防效为72.88%～92.68%；处理后30 d，对禾本科杂草马唐、旱稗等的防除效果严重下降，但对阔叶杂草反枝苋、鸭跖草、春蓼、豨莶等依旧有较高防效，株防效为82.18%～95.07%，鲜重防效为84.18%～95.64%。高温火焰对阔叶杂草具有较好的防除效果，但由于试验时期为杂草发生盛期，且正值高温多雨季节，禾本科杂草恢复生长优势较快，对禾本科杂草的防除效果较差；对禾本科杂草的防除应在其耐受力较弱、生长点较少的苗期进行。该研究为高温火焰除草技术在茶园中的应用提供了理论支撑。

关键词：茶园；杂草；高温火焰除草；防效；生态控草

中图分类号：S451.1文献标志码：A文章编号：1003-935X（2022）02-0060-06

Effect of High-Temperature Flame on Weeding in Young Tea Garden

HE Xiu-long，RAN Hai-yan，LAN Xian-min，CHEN Shi-hong，YE Zhao-chun

（Institute of Plant Protection，Guizhou Academy of Agricultural Science，Guiyang 550006，China）

Abstract：In this study，a hand push high-temperature flame weeding device was designed and manufactured to verify the control effect of different time and gas consumption on weeds in order to study the feasibility of applying，enrich the technical measures of ecological weed control and solve the problems of difficult weed control in young tea gardens.The results showed that there were significant differences in the sensitivity of broadleaf weeds and grass weeds to high-temperature flame. The control effect of grass weeds was 55.61%～68.82%，and 72.88%～92.68% of broadleaf weeds after 15 days of high-temperature flame treatment. After 30 days，the control effect on grass weeds common crabgrass and barnyard grass decreased seriously，but it still high on broadleaf weeds such as Amaranthus retroflexus，Commelina communis，Polygonum persicaria，Siegesbeckia orientalis，etc. The plant control effect of broadleaf weeds was 82.18%～95.07%，and 84.18%～95.64% of fresh weight. Because the experimental period is the peak period of weed occurrence and grass weeds recover and grow quickly in the high-temperature and rainy season，high-temperature flame has good control effect on broadleaf weeds and poor on grass weeds. Grass weeds should be controlled intheseedlingstagewithweaktoleranceandfewgrowthpoints.Thisstudy provides theoretical support for the application of high-temperature flame weeding technology in tea garden.

Key words：tea garden；weed；high-temperature flame weeding；control effect；ecological weed control

收稿日期：2021-12-31

基金項目：贵州省农业科学院青年基金（编号：黔农科院青年科技基金2021-01）。

作者简介：何秀龙（1993—），男，贵州平塘人，硕士，研究实习员，主要从事农田杂草研究与防控。E-mail：klhexiulong@163.com。

通信作者：叶照春，硕士，副研究员，主要从事农田杂草研究与防控。E-mail：yezhaochun1@163.com。

茶产业是贵州十二大产业之一，目前贵州省茶园总面积超过46.67万hm²，排名全国第一；茶产业已成为贵州山区农村经济发展的主导产业。在茶叶生产管理中，除病虫害影响茶叶产量与品质外，茶园杂草也是一大重要的影响因子。茶园杂草发生种类多、生长迅速，与茶树争水、争肥、争空间、争阳光，使茶树表现出生长矮化、叶片黄化、落叶等现象，严重影响了茶叶的产量和品质，是茶园生产面临的主要生态问题之一^［1-2］。特别是幼龄茶园，因植株小、行间空间大，利于杂草滋生；同时，幼龄茶园杂草优势种突出，极易发生严重危害^［3］。茶园杂草群落结构复杂多样，有较强的适应性，给杂草防除工作带来巨大挑战。目前茶园杂草主要防除方式有人工除草、机械除草、替代控草、覆盖控草、化学除草等^［4-5］。人工除草包括手工拔草和使用简单农具除草，可有效铲除较难防治的多年生杂草，但耗力多、工效低，不能大面积及时防除，一般作为在采用其他措施除草后去除局部残存杂草的辅助手段。机械除草通过除草机械及土壤作业等方式切断草根、控制杂草生长；对于新建茶园，目前主要采用深松中耕除草；对于幼齡和成龄茶园，可采用不同深度的深松中耕培土除草。替代控草主要通过在茶园行间种植替代植物覆盖、占领杂草生存空间的方式，达到间接控制杂草发生的目的，如种植白三叶草、绿肥作物以及套种低矮作物等，不仅能有效控制杂草发生，同时能增加茶园土壤肥力等^［6-7］。覆盖控草通过采用防草布、薄膜覆盖、麦秸覆盖、稻草覆盖等方式，阻碍杂草光合作用，抑制杂草种子萌发和杂草生长，降低杂草相对密度；同时可以起到保温保湿的作用^［8］。相对于其他除草措施，化学除草是一种经济、简便、高效的措施。目前，国内茶园草害防治主要采用草甘膦、草铵膦、敌草快、扑草净及其复配制剂等^［9］。化学除草具有高效、及时、省工、经济等特点，适用于现代农业生产作业，还有利于促进免耕法和少耕法的应用。然而，长期频繁使用、依赖化学除草剂，导致杂草抗性增加、茶园草相变化，草害防治难度加大；同时，大量使用化学物质对生态环境及人类健康产生长远的不利影响。目前，贵州省已在《贵州省茶产业发展条例》中明确规定，茶树种植基地禁止使用剧毒、高毒、禁用的农药，禁止使用化学除草剂。研究表明，利用高温火焰防除杂草具有一定的应用潜力，有利于减少对化学除草剂的依赖，延缓抗药性的发生，与其他生态控草模式相比，高温火焰除草具有杀草谱广、见效快等特点。国内近年来在果园、中药材、玉米、小麦等田块内均有利用高温火焰进行除草的相关研究^［10-12］。该技术自20世纪80年代末在国外已有相关研究，目前国外已开发的火焰除草机可分为结构简单、易于制造的背包式和大型锄草设备，使用方便、除草效果好、对人体无毒、对植物危害小，并已在有机玉米、有机大蒜、有机大豆、洋葱、葡萄等生产实践中应用于防除杂草，具有广泛的应用价值^［13-16］。目前，贵州地区茶农及茶企对茶园杂草的防除主要还是以人工除草为主。随着农村劳动力转移，劳动人口老龄化，劳动力成本增加，草害问题已成为制约贵州茶产业发展的主要因素，贵州提出生产“干净茶”，这就要求在杂草防控上必须采用安全、友好的防控措施，而高温火焰除草是一种可以兼顾除草、灭虫卵、杀病原菌的新技术。高温火焰除草技术的应用可以提高茶园除草效率，降低除草人工成本，在实现病虫草兼防的同时，降低了农药的使用率，保证了茶叶生长安全，这对提升贵州省茶叶品质和市场竞争力具有重要意义。本研究利用自制的1台手推式小型火焰除草设备，通过在茶园杂草盛期开展除草试验比较不同剂量处理对幼龄茶园常见杂草的防除效果，以期为火焰除草技术的应用提供理论依据，丰富茶园生态控草技术措施，为解决茶园杂草难防除的问题及“生态茶”“干净茶”生产提供技术保障。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在贵州省贵阳市开阳县南龙乡中桥村茶园（茶树龄为1年）开展，位置为27.331 6°N、107.521 8°E，海拔1 030 m；试验茶园地势相对平坦，土壤类型为黄壤土，pH值为6.2，有机质含量为1.8%。茶园内有马唐、旱稗等禾本科杂草和反枝苋、鸭跖草、春蓼、豨莶等阔叶杂草。

1.2 高温火焰除草装置

茶园高温火焰灭草装置如图1所示，包括推车、火焰除草机构和灭火机构。推车的车架前端设置有火焰除草装置的喷火机构，由6个喷头组成，外部设防火罩，保障对茶树的安全；推车的车架中部设置有灭火机构，后段为人员操作区域。目前该装置已申请1项实用新型专利。液化气流量计是LLQ-25机械式，计量单位为m³，生产厂家为江苏远睿自动化设备有限公司。

1.3 试验设计

试验时间为2021年6月8日，天气晴，温度为25～33  ℃，相对湿度为55%～70%。试验时不同生长时期杂草均有分布，大多处于生长旺盛期，禾本科杂草马唐及大多数阔叶杂草的株高在10 cm左右，稗的株高在15 cm左右。

本试验中，每个小区面积为30 m²，试验共设3个时间处理，每个处理4次重复，随机区组排列。3个时间处理分别为高温火焰处理平均用时 3.37 min，推进速度为8.90 m/min，折合用气剂量为53.33 m³/hm²；高温火焰处理平均用时 6.05 min，推进速度为4.96 m/min，折合用气剂量为91.00 m³/hm²；高温火焰处理平均用时 9.13 min，推进速度为3.29 m/min，折合用气剂量为118.33 m³/hm²。空白对照不进行任何处理。

1.4 调查方法

试验共调查2次，分别在处理后15、30 d进行。采用绝对数调查法，每个试验小区随机选取5个样点，每个样点面积为0.25 m²，调查各处理区不同杂草存活株数，处理后30 d在调查杂草株数的同时调查鲜重，并计算防效。

株（鲜重）防效=［1-处理区杂草株数（鲜重）/空白对照区杂草株数（鲜重）］×100%。

1.5 数据处理

试验数据利用Excel进行统计，采用杭州睿丰信息技术有限公司的DPS数据处理系统（17.10高级版）中Duncans新复极差法对数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 试验茶园杂草种类

调查结果（表1）表明，试验时田块发生有13科23属23种杂草，其中禾本科杂草有4种，阔叶杂草有19种。优势种杂草主要为马唐［Digitaria sanguinalis （L.） Scop.］、旱稗［Echinochloa hispidula （Retz.） Nees.］、反枝苋（Amaranthus retroflexus）、鸭跖草（Commelina communis）、春蓼（Polygonum persicaria L.）、豨莶（Siegesbeckia orientalis L.）等；该试验幼龄茶园杂草以一年生杂草为主，占总数的87%，多年生杂草有野艾蒿、马兰、长萼堇菜等3种，占总数的13%。

2.2 处理后15 d杂草株防效

处理后15 d调查处理区杂草发生情况，高温火焰处理区阔叶杂草多数已干枯死亡，但禾本科杂草未彻底死亡，在茎基部重新分蘖长出新株。由表2可知，处理后15 d禾本科杂草的株防效为55.61%～68.82%，而阔叶杂草的为72.88%～92.68%，表明禾本科杂草与阔叶杂草对高温火焰的敏感性存在较大差异，阔叶杂草对高温火焰较为敏感，禾本科杂草对火焰耐受性较强。高温火焰对鸭跖草、春蓼、豨莶等杂草的株防效随处理时间的延长无显著性变化；处理时间为3.37、9.13 min 时对反枝苋的防效分别为90.39%、100.00%，防效差异显著；同时，6.05 min与 9.13 min 处理对阔叶杂草的仿效显著高于 3.37 min 处理。

2.3 处理后30 d杂草株防效及鲜重防效

由表3、表4可知，高温火焰处理后30 d对禾本科杂草马唐、旱稗的防除效果严重下降，对禾本科杂草的株防效为19.24%～29.97%，鲜重防效为25.48%～35.97%；但对阔叶杂草反枝苋、鸭跖草、春蓼、豨莶等依旧有较高的防效，对阔叶杂草的株防效为82.18%～95.07%，鲜重防效为84.18%～95.64%；6.05 min与9.13 min处理对阔叶杂草的株防效及鲜重防效均在90%以上。同时，不同时间处理间各杂草的株防效、鲜重防效以及杂草的总株防效、总鲜重防效差异均不显著。

3 结论与讨论

在高温火焰除草方面，国外应用技术较为成熟，在杂草生育期早期使用可以达到较好的防除效果，但该技术的应用在国内尚处于探索阶段。研究表明，随着处理时间的延长，高温火焰对同时期的杂草防除效果增强^［17］；当杂草植株较大时，喷火量也应相应加大^［18］。Ascard的研究表明，杂草在 0～4叶期时，丙烷剂量在10～40 kg/hm²时防效即可达到95%，而在4～12叶期时则需要40～150 kg/hm^2［19］。不同的杂草对高温火焰的敏感性存在一定差异，Sivesind等研究发现，藜比反枝苋对高温火焰更为敏感；同时高温火焰对阔叶杂草藜、反枝苋、荠菜的防效优于对禾本科杂草稗和金狗尾的防效；藜、荠菜等随着龄期的增大所需的防控剂量也增大；随着丙烷用量和火焰处理次数的增加，阔叶杂草密度和地上部质量降低；与未经处理的对照相比，所有火焰处理组的杂草密度降低了50%，但试验未观察到火焰处理组之间的差异^{［15，20］}。前人研究发现，随着杂草龄期的增大，其对高温火焰的耐受性增强^［18］。因此，本研究直接选择在杂草耐受性较强的盛期进行高温火焰除草试验，更能有效验证该技术应用于防除茶园杂草的可行性。

在本研究结果中，处理后15 d，随着处理时间的延长，对反枝苋、阔叶杂草的防效增大并具有显著性差异；但对其他杂草的防效及杂草总株防效未发现有显著差异。同时，高温火焰对阔叶杂草具有较好的防治效果，但对禾本科杂草的防效较差，在处理后30 d，禾本科杂草马唐、旱稗已恢复生长，表明禾本科杂草比阔叶杂草具有更强的耐受性，这与前人的研究结果^［20］相似。经过高温火焰处理后30 d，阔叶雜草枯死，马唐、旱稗等禾本科杂草反而长势更旺，进而发展为新的优势种杂草。这可能是由于禾本科杂草植株分蘖能力强，生长点较多且相对隐蔽，而阔叶杂草直立生长，生长点较为暴露，进而造成它们对高温火焰的敏感性存在差异。

综上所述，利用高温火焰防除茶园杂草具有一定的应用潜力，但在利用高温火焰除草时，禾本科杂草较多的地块应在其幼龄期生长点较少的时候进行，便于有效防除禾本科杂草，增加防治持效期；当杂草植株较大时，应采用高剂量处理，但杂草过大时不利于该装置在田间使用，同时增加防治成本；因此，为达到较好的防除效果，建议在杂草生育期早期使用。同时，试验发现高温火焰对马兰的防除效果较差，易造成区域性严重危害，因此对于多年生宿根杂草及少数对高温火焰耐受性较强的杂草，应结合其他生态控草措施（如人工拔除等），综合治理茶园杂草。

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