茶园绿色控草技术应用现状及展望

2022-07-26左从国罗垚张显晨李叶云

中国茶叶 2022年7期

左从国，罗垚，张显晨，李叶云

安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室，安徽合肥 230036

茶树在我国已有3 000 多年的栽培历史，是我国重要的经济作物。我国茶园分布区域广泛，各茶区间的地形及气候不同，导致了我国茶园杂草种类繁多，防治难度大。茶园杂草与茶树争夺空气、水分、养分、阳光等资源，同时很多杂草还是茶树病虫害的中间宿主，严重影响茶叶品质和产量。有研究表明，不进行任何除草管理的茶园比正常除草茶园减产14.98%～19.84%。

化学除草是我国过去茶园除草的主要手段之一，具有除草效果显著、成本低等优点，但长期在茶园中使用化学除草剂严重影响了茶园生态系统的稳定，也给茶叶质量安全带来了巨大风险。随着社会公众健康和环保意识的加强，研究与推广茶园绿色控草技术势在必行。

1 我国茶园杂草防控技术的发展

1.1 传统人工除草阶段

我国茶园早期主要依赖人工除草方式清除茶园杂草，即通过人工拔除、割除和耕除等方式除草。人工除草简单、安全，但人工需求大、投入高、工效低，已经无法满足现代茶园除草管理要求。

1.2 化学除草阶段

20世纪60年代以后，化学除草方式逐渐在我国茶园兴起，当时茶园中常用的化学除草剂有西玛津、莠去津、扑草净、草甘膦、百草枯和茅草枯等。化学除草剂除草具有除草效果好、持效期长和成本低等优点，到20世纪80年代我国茶园基本推广使用化学除草剂，化学除草成为当时茶园杂草防治的主要手段。

1.3 茶园杂草绿色防控理念形成

到20世纪80—90年代，国际社会相继提出可持续发展理念，并提倡在全球范围内减少化学农药的使用，人们也逐渐认识到在茶园中使用化学除草剂的危害。为避免化学除草剂使用造成环境污染、茶叶质量安全风险等问题，综合使用农业防治、物理防治、生物防治和化学生态防治等方法，替代化学除草的茶园绿色控草理念开始形成。

2 我国茶园绿色控草技术应用现状

2.1 机械除草

机械除草是利用农业机械设备进行除草的技术措施，是一种非化学除草方法。目前茶园常用的除草机械根据原理可以划分为耕地式除草机械和刈割式除草机械。耕地式除草机模拟人工锄草，通过翻动土壤的方式破坏杂草根系，多以燃油为能源。茶园耕地式除草机多为具有除草、耕作功能的茶园微耕机，是集茶园除草和松土为一体的茶园管理机械。茶园刈割式除草机（割草机）以侧挂背负式圆盘割草机最为常见，通过高速旋转的刀片将杂草地上部分切断、打碎。茶园割草机的使用比较普及，常用于成年茶园行间除草，功效较高，但存在割草机无法破坏杂草根系，杂草容易重新复发，茶树生长期内需多次防治的缺点。此外，茶树株（丛）间、根部生长的杂草以及攀援类杂草无法割除，需要人工拔除。林威鹏等通过比较广东丘陵茶园中不同除草方式成本发现，使用小型背负式除草机除草每年花费的成本约为6 750 元/hm，人工除草的成本约为12 600元/hm，使用除草机大大降低了茶园除草成本。

2.2 人工覆盖除草

人工覆盖除草是指在茶园利用无生命覆盖物，如秸秆、稻谷壳、黑膜、防草布等隔绝杂草生长所需的光、热、空间等资源，从而抑制杂草生长。人工覆盖除草简单、易行、高效，是一种非常适于幼龄茶园杂草防控的措施。人工覆盖可以有效防除1年生杂草，但是对多年生杂草防治效果较差。人工覆盖物分为天然材料和合成材料，茶园常用的天然覆盖物有稻草、稻谷壳、锯末和茶树修剪物等农业废弃物，一般覆盖的厚度约为10 cm，防控杂草的同时还具有调节地温、减少土壤表层水分蒸发的作用，但天然材料用量大，人工覆草和运输成本较高，在茶园中的使用逐渐减少。人工合成材料主要为聚乙烯黑色地膜和以聚丙烯或聚乙烯为材料制成的防草布，一般选用使用年限较长的黑色防草布，黑色防草布具有遮光性强、耐撕扯、耐踩踏、耐腐蚀、透气透水、易铺设等特点。目前，在安徽、浙江、江苏、广东、贵州、陕西等新建茶园中推广使用已近1 000 hm。在茶园进行覆盖前应先施足底肥，清理干净行间杂草并平整土地；也可以在行间进行浅耕后覆盖。余舜尧等研究发现，在茶园中覆盖稻草、稻谷壳、黑膜和防草布均可以有效抑制茶园杂草的发生，但相较而言，防草布和黑膜从成本和抑草效果上来看都要优于稻草和稻谷壳。蒋慧光等试验结果表明，在茶园中覆盖防草布和地膜对茶园杂草的防效分别为100%和93.5%，而除草成本仅为人工除草的65.6%和59.7%。同时覆盖防草布还可以调节茶园土壤温度，保持土壤含水量等，是一种良好的茶园除草方式。

2.3 天然除草剂除草

天然除草剂是指以动植物、微生物等产生的具有抑草作用的次级代谢物开发的除草剂。与化学除草剂相比，天然除草剂在自然环境下更容易降解且毒性较小，是一种环境友好型除草剂。天然除草活性物质来源广泛，目前研究植物源和微生物源天然活性物质较多。

2.3.1 植物源除草剂除草

植物源除草剂是指从天然植物中提取得到的具有除草作用的生物活性物质，或将其作为先导物质进行衍生化得到的除草剂。植物源除草活性物质来源广泛，目前在全球30 多科植物中已发现超过2 000 种具有抑草活性的天然物质，这些物质根据结构划分为萜烯类、生物碱类、香豆素类等。查友贵等以小麦、黄瓜、高粱、油菜4 种作物种子为受试材料，对云南松、紫茎泽兰等30 种植物提取物进行除草活性测定，结果表明有29 种植物对至少1 种受试种子根长（或茎长）抑制率达到80%以上。姚克兵等研究植物源除草剂Pure 的除草效果时发现，用量为150 kg/hm的Pure 与用量为3 kg/hm的20%百草枯水剂除草效果相当。植物源除草剂具有低毒低残留、安全高效等优点，在杂草防治领域深受人们关注，但目前植物源除草剂在茶园中的应用还未见报道。

2.3.2 微生物源除草剂除草

微生物源除草剂是以微生物或其组织、代谢物为对象生产的一类除草剂。用于开发的微生物主要是植物病原微生物，目前研究真菌、细菌和放线菌源除草剂较多。霍达等在茶园常见杂草小飞蓬受病菌侵染的植株中筛选得到9 株病原细菌，将这些病原细菌分离纯化和培养，再验证它们对黑麦草和欧洲菊苣种子萌发的影响，发现这些病原菌都在一定程度上抑制了受试植物种子的萌发。

陆俞萍等为发掘茶园杂草生防菌，从浙江、安徽、江苏3 省共16 个茶园中收集茶园感病杂草，通过分离得到44株杂草致病菌株，对其中致病能力最强的10株菌株进行鉴定和作物安全性评价，最终发现木贼镰刀菌、再育镰刀菌、狗尾草平脐蠕孢、间型弯孢和新月弯孢5 种病原菌是开发茶园杂草生物除草剂的良好材料。

2.3.3 矿物源除草剂

艾敌达是目前有文献报道的一种茶园矿物源除草剂，主成分为57%的石蜡油。艾敌达是一种非选择性、茎叶触杀型的除草剂，对于1年生、多年生阔叶和禾本科杂草，以及地衣、苔藓、蕨类等低等植物防除效果较好。艾敌达喷施后见效时间快、施药当天大部分杂草即干枯。田间试验结果表明，57%艾敌达15 倍液喷施21 d 后对茶园杂草株防效仍达74.07%。包强等研究结果表明，在茶园中喷施6%的艾敌达药液可以有效防治看麦娘、辣蓼、酢酱草等茶园常见杂草。但目前茶园使用艾敌达除草的成本较高，因此仍难以推广使用。

2.4 生物控草

生物控草指利用不利于杂草生长的生物天敌，如其他草类、农作物、食草动物来控制杂草发生和为害的方法，采用生物措施防控杂草，能干扰或破坏杂草的生长发育、形态建成、繁殖与传播，使茶园杂草的种群数量和分布控制在对茶园管理与茶树生长影响较小的水平之下。生物防治具有不污染环境、不产生药害、经济效益高等优点，同时生物防治比农业防治、物理防治要简便，是今后草害防控重要的研究方向。

2.4.1 间作控草

在自然生态系统中，植物间存在着相生相克现象，利用植物间相互竞争关系来控制杂草是杂草防控的重要措施之一。茶园生草后，草类以一定量的生物量提前占据茶园空白生境，形成优势物种，使得杂草无法获得充足的光照、水分、空间等生长条件，从而抑制其萌发、生长。此外，一些植物在生长发育过程中会生成特定的化感物质，对相邻空间的其他植物产生直接或间接的相克作用，从而抑制其生长。

间作控草是近年来茶园控草研究的热点方向，间作草种应具有“五不”，即高度不高于树冠、不缠绕树体、不过度争水争肥、不需要多次刈割、不诱发病虫害。目前已有很多生草植物被引入茶园，常用的草种有禾本科类包括鼠茅草、黑麦草、百喜草、早熟禾等；豆科类包括白三叶、平托花生、紫花苜蓿、圆叶决明、毛苕子等；同时茶园还可以间作一些具有一定经济价值的作物，如大豆、绿豆、花生、荞麦、芋头等农作物，广金钱草、百日菊等中药材来抑制杂草的发生。

鼠茅草是1年生越冬型禾本科鼠茅属植物，地上部为丛生的线状针叶，自然生长针叶可达60～70 cm，地下部没有发达的主根但是须根繁茂，一般深达30 cm。鼠茅草具有耐寒、耐旱、抗病虫害强等特性，因此适宜生长区域广泛，在海拔160～4 200 m 区域均可正常生长。3—4月鼠茅草进入旺盛生长期，其长到一定高度后会自然倒伏，在茶树行间形成1 层密且厚的草毯，可以有效阻止其他杂草接触到足够的阳光和水分，从而使其他杂草生长瘦弱或死亡；6月中旬左右鼠茅草开花结籽后开始枯死，覆盖在行间，此时仍具有较强的抑草作用；当年10月左右，鼠茅草草籽能从土壤中重新萌发，开始新一轮生长，无需重复播种。张永志等将鼠茅草引进茶园，田间试验结果表明，在4年生茶园中间作鼠茅草可以显著降低茶园杂草的发生，同时间作鼠茅草提高了茶园土壤的养分含量；提高了茶树的发芽密度和百芽质量；也显著提高了茶叶中的咖啡碱、氨基酸、茶多酚、水浸出物含量。此外，茶园间作鼠茅草还具有调节茶园地温的作用。肖润林等研究发现，与清耕相比，茶园间作白三叶可显著降低春、夏、秋季茶园杂草总数量和生物量。

2.4.2 昆虫控草

昆虫控草是利用具有寄主专一性的昆虫取食杂草，达到防除杂草的目的。昆虫被释放后会逐渐与杂草达成平衡，一般一经释放就可长期发挥作用。利用昆虫控草是杂草生物防控中应用最早的技术之一，但主要应用于对外来入侵杂草的防控，如利用豚草卷蛾防治世界性恶性杂草豚草。茶园中应用此类技术还未见报道。

2.4.3 植食性动物控草

植食性动物控草利用的是一些以植物为食的动物，如鸡、鸭、鹅、羊等，利用它们踩踏、取食杂草来控制茶园杂草数量。动物控草不仅可以有效防治茶园杂草，动物粪便也可以增加茶园土壤有机质，同时出售动物也可以获得额外的收入，是一种安全有效，且经济效益高的茶园控草方式。

植食性动物控草模式一般应用于成年茶园，幼龄茶园的树势较低、根系较浅，动物活动容易伤害茶树根系和枝干。吴全聪等在茶园中放养山羊（放养密度约为每公顷15头羊），发现山羊并不危害茶树，对杂草的防除效果达到90%～95%，比化学除草法的防效要高5～10 个百分点，茶园收益比机械除草、化学除草分别增加7 500元/hm和5 220元/hm。黄丽蕴等研究发现，茶园养鸡（放养密度1 200 只/hm）可以有效防除高度较矮的杂草和新发杂草。动物控草技术在茶园中已经应用多年，放养时应选择不危害茶树、具有较高经济效益的品种，还需根据茶园地形地势、覆盖度等控制放养密度，以防放养密度过大导致茶园土壤板结，不利于茶树生长。

3 展望

茶园草害绿色防控是我国茶产业生态优先、绿色发展的重要内容之一，是打造绿色生态茶园，推广绿色生产加工技术，生产绿色有机产品，引导绿色消费的重要保障。目前我国茶园绿色控草技术还相对落后，推动绿色、高效控草还需从思想理念、控草技术研发与完善、技术推广等方面进行。

3.1 改除草为控草

杂草作为茶园的重要组成之一，具有维持茶园生态系统稳定等作用。茶园杂草可以有效减少茶园水土流失、提高茶园生物多样性等。要摒弃茶园中“寸草不生”的传统除草观念，改除草为控草，采用生草、留草，实施“以草抑草”。加大区域杂草种类、发生规律及杂草危害分级研究，及时控制恶性杂草，合理留养对茶园危害性小、不成为优势种的杂草。

3.2 推进茶园除草机械化

目前，国家大力发展可持续生态农业及全力推进茶叶机械化生产，机械除草是未来茶园草害防控的重要措施之一。我国茶园地形复杂，大部分茶园建园与茶树种植欠规范，市场上的农田或果园除草机械难以直接应用于茶园，而市场上的茶园机械质量参差不齐，田间除草效果仍需评估与验证。为顺利推行茶园机械除草，必须规范建园及种植，研发茶园专属除草机械，简化茶园除草机械结构、降低整体质量、方便运输，以适应复杂地形茶园。

3.3 加速天然除草剂研发

天然除草剂是环境友好型除草剂，近年来很多研究表明天然除草剂具有很好的防除茶园杂草作用，其除草效果不逊于传统化学除草剂。但目前我国天然除草剂的研究还处于理论研究和新技术研发阶段，十分缺乏商品化产品，未来应跟踪研究具有良好商品化潜力的天然除草剂产品，降低生产成本，规模化生产，使研发的产品成功商品化，再逐步在茶园中推广使用。

3.4 完善间作控草技术研究

间作控草是现在茶园常用的控草方式，筛选适合茶园的间作草种和配套的应用模式是研究的重点。现在推广使用的鼠茅草、白三叶、紫云英等仍有不足。如鼠茅草的草种偏贵、需要补氮，名优茶手采茶园春季踩踏、深修剪等会影响鼠茅草下一个周期的生长等。各茶区应根据本区域的气候特点，茶园耕作、修剪与施肥管理模式来选择合适的茶园间作植物与模式。间作控草还需要研究间作植物的抑草机理，是否影响茶树生长和茶叶品质，解决机械化高效播种及配套管理等问题，从而让广大茶农更好地接受“以草抑草”的技术。

3.5 建立绿色控草技术组合体系

我国茶园分布地区广、地形差异大，导致杂草组成复杂，使用单一的控草技术可能效果甚微，达不到茶园草害防控要求，因此未来研究茶园杂草绿色防控技术应根据不同地形环境茶园建立相应的技术组合模式。如幼龄茶园中可以应用覆盖与间作技术相结合的模式，即在茶行垄面覆盖防草布，行间种植鼠茅草、白三叶等。成年茶园可以在夏季、秋季轮作不同草种达到长效控草效果。同时各种控草技术还应与耕作、施肥等管理技术有机配套，形成一套完备的绿色栽培管理模式。