郭胡津,曾小燕,蔡烈偉,胡波,林藝珊,劉小煌(漳州科技職業(yè)學(xué)院茶學(xué)院,福建 漳州 363202)
我國茶園雜草研究進(jìn)展與展望
郭胡津,曾小燕,蔡烈偉,胡波,林藝珊,劉小煌
(漳州科技職業(yè)學(xué)院茶學(xué)院,福建 漳州 363202)
概述了我國茶園雜草的種類、長消規(guī)律、危害及其防除技術(shù)等方面的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展,并對我國茶園雜草研究進(jìn)行了展望,提出了加強(qiáng)茶園雜草基礎(chǔ)理論研究、積極推進(jìn)生態(tài)除草技術(shù)的挖掘和研發(fā)、加快除草研究成果的轉(zhuǎn)化與推廣的建議。
茶園;雜草;化學(xué)除草;生物除草劑
我國是世界上最大的產(chǎn)茶國。茶產(chǎn)業(yè)所牽涉的產(chǎn)業(yè)面廣,與其他產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)度大,從業(yè)人員多,對經(jīng)濟(jì)增長的帶動力強(qiáng),是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物,在我國園藝作物中有著舉足輕重的地位。據(jù)2015年的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知,我國茶園面積已達(dá)到287.7萬hm2[1]。茶園雜草是指在茶園生態(tài)環(huán)境中與茶樹生長發(fā)生劇烈的爭奪水肥、爭奪光照,并影響茶樹滋生病蟲和導(dǎo)致茶園減產(chǎn)和茶葉品質(zhì)降低的植物的總稱。在廣大茶區(qū)中,茶葉生產(chǎn)普遍受到雜草危害的影響。研究表明,全年不除草的茶園同采用人工或者化學(xué)除草劑的茶園相比,茶葉減產(chǎn)達(dá)14.98%~19.84%[2]。雜草的發(fā)生嚴(yán)重制約我國茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近些年,國內(nèi)外學(xué)者在茶園雜草的種類、發(fā)生規(guī)律、群落結(jié)構(gòu)及演變、防除技術(shù)等方面的研究有著較為重大的突破。為此,筆者系統(tǒng)歸納了當(dāng)前我國茶園雜草的研究進(jìn)展,并對我國茶園雜草研究的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望,以期為推動和促進(jìn)我國茶園雜草科學(xué)研究提供參考,同時也為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全的茶園生產(chǎn)提供依據(jù)。
1.1 茶園雜草種類
華南茶區(qū)是我國最南的茶區(qū),地處中熱帶和邊緣熱帶,常年高溫多雨,水熱資源豐富,同時也是我國茶園雜草發(fā)生種類最多的一個茶區(qū)。據(jù)調(diào)查,在福建安溪發(fā)現(xiàn)茶園雜草多達(dá)35科94屬140種,主要有禾本科、菊科、豆科等,其中嚴(yán)重危害性的有鬼針草、勝紅薊、杠板歸、馬唐、叢枝寥、野塘蒿、小飛蓬等[3]。
西南茶區(qū)地處我國西南地區(qū),具有海拔高緯度低的特點,該茶區(qū)地形地勢復(fù)雜,有盆地,有山地,有高原,地勢起伏大,因而區(qū)內(nèi)不同區(qū)域性氣候差異大。西南茶區(qū)大部分地區(qū)均屬于亞熱帶季風(fēng)性氣候,其南部少部分地區(qū)為熱帶季風(fēng)性氣候,水熱條件較好。茶園雜草主要以旱地雜草類型為主,有禾本科、莎草科、菊科、蓼科等。主要雜草有蟋蟀草、碎米莎草、馬唐、喜旱蓮子草、早熟禾、碎米薺、通泉草、婆婆納、鱧腸(旱蓮)、野艾蒿、野莧菜、牛膝菊等[4]。
江南茶區(qū)地處亞熱帶季風(fēng)氣候,冬季溫暖干燥,夏季高溫多雨。肖潤林等[5]對湖南長沙縣茶園的研究表明,發(fā)現(xiàn)共有雜草16科31屬31種,其中有禾本科11屬11種;菊科3屬3種;茜草科、莧科和鴨趾草科各2屬2種;豆科、莎草科、千屈菜科、酢漿草科、十字花科、百合科、石竹科、玄參科、蓼科、報春花科和傘形科各1屬1種。
江北茶區(qū)地處亞熱帶季風(fēng)性氣候帶邊緣,區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜。同其他茶區(qū)相比,該茶區(qū)氣溫低,積溫少。通過對河南省信陽市300多個點的茶園進(jìn)行調(diào)查[6],發(fā)現(xiàn)該地區(qū)茶園雜草共有30科87種,主要以禾本科和菊科種類最多。其中禾本科22種,占25.3%;其次是菊科17種,占19.5%;此外還分布有蓼科、莧科、石竹科、莎草科、玄參科、豆科等。馬唐、牛筋草、千金子、水花生等的發(fā)生最普遍、危害最嚴(yán)重。
1.2 茶園雜草消長規(guī)律
測量實訓(xùn)實驗教學(xué)中有普通測量和精密測量儀器測量,一般情況下,普通測量時,能夠做到一人一件工具,但精密測量時很難做到一人一件,一般情況下精密測量儀器臺套數(shù)比較少,需要分組分時段進(jìn)行,提高實訓(xùn)效能,這需要任課教師合理組織實訓(xùn)實驗項目,做到精益化,改變單課堂單項目實訓(xùn)實驗教學(xué)的傳統(tǒng)組織形式,把精益制造的理念融入實訓(xùn)實驗教學(xué),單課堂多項目并行的實訓(xùn)實驗組織形式,做到人人學(xué)習(xí)、人人有實訓(xùn)操作。
我國茶園面積達(dá)287.7萬hm2,跨越緯度達(dá)20°。由于緯度、季節(jié)、海陸分布、地理條件等的不同,導(dǎo)致茶園雜草種群的消長規(guī)律也有所不同。
在我國長江以北的茶區(qū),茶園雜草高峰期每年有3~4月和5~6月共2個,這2個時期該地區(qū)降雨量大。隨著時間的推移,進(jìn)入7月旱季后,茶園雜草主要以馬齒莧、鐵莧菜、地錦草、反枝莧等為主。由于該段時期平均氣溫高,導(dǎo)致這類耐旱性雜草發(fā)生數(shù)量大,且發(fā)生量高于前2個高峰期。若7~8月降雨量大,則多發(fā)性的馬唐、狗尾草等雜草就會大量發(fā)生,因而在此種情況下,在7~8月、9~10月就很可能形成第3個、第4個危害高峰期[2]。
在我國長江以南的茶區(qū),每年茶園雜草高峰期有4月中旬至5月中旬的春茶季節(jié)、6月中旬至7月中旬的梅雨季節(jié)、8月中旬至9月的秋季茶季節(jié)這3個時期。在3個高峰期中以秋季雜草為害最為嚴(yán)重,且不同高峰期,雜草發(fā)生種類也不同[7]。在湖南省長沙縣,春季(4月)由于氣溫低、積溫少,雜草生長速度較慢,且生物量小,雜草的株高一般不超過30cm,夏季(7月)高溫多雨,雜草生長快、植株高,且生物量大,尤以惡性雜草發(fā)生為主,秋季(9月)隨著氣溫降低,降雨減少,惡性雜草發(fā)生減少,生物量小、株高矮的雜草逐漸增多,其中酢漿草、白花蛇舌草等發(fā)生量大[5]。
1.3 茶園雜草群落結(jié)構(gòu)
茶樹屬于多年生經(jīng)濟(jì)作物,其有著自身獨特的生長、發(fā)育規(guī)律,在不同的生長發(fā)育時期,茶園的生態(tài)因子變化較大。同時,我國茶園面積廣闊,不同茶園的地理生態(tài)環(huán)境差異大,茶樹生境和栽培管理技術(shù)也存在著較大差異,因而導(dǎo)致雜草群落結(jié)構(gòu)存在著極大差異。張海艷等[8]研究發(fā)現(xiàn),不同樹齡、不同管理措施、不同生境的茶園,其雜草群落的物種組成、生活型等不盡相同。幼齡茶園的茶樹樹幅窄、對地面覆蓋率小、遮光率低,雜草可生長空間大,雜草優(yōu)勢突出,以株高和較高類雜草生長為主,雜草群落優(yōu)勢指數(shù)高。成齡茶園的茶樹樹幅寬、對地面覆蓋率高、遮光率高,雜草可生長空間受限,雜草種群豐富,生物多樣性指數(shù)高,群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜穩(wěn)定,雜草群落優(yōu)勢指數(shù)低[9]。
研究表明,套種圓葉決明1~2a的茶園,茶園雜草的物種多樣性指數(shù)呈增加趨勢,但雜草生物量呈下降趨勢[10]。這與雜草發(fā)生種類及數(shù)量變化有關(guān),即陽性占優(yōu)勢雜草種類的數(shù)量減少了,如馬唐等;而耐陰雜草種類的數(shù)量增加了,如泥花草、通泉草等。就個體生物量而言,耐陰雜草種類遠(yuǎn)少于陽性占優(yōu)勢雜草種類。
茶園雜草在長期的人工控制和自然進(jìn)化下,形成了廣泛適應(yīng)性和頑強(qiáng)生命力,且抗逆境能力強(qiáng)[11]。在我國,茶園遭受雜草的危害狀況十分嚴(yán)重。肖潤林等[12]對亞熱帶丘陵茶園的研究表明,雜草危害已經(jīng)成為亞熱帶丘陵茶園生產(chǎn)面臨的主要生態(tài)問題之一。雜草具有生長速度快、營養(yǎng)吸收利用率高等優(yōu)勢。在茶園生態(tài)系統(tǒng)中,一方面雜草與茶樹會發(fā)生爭奪光照、爭奪養(yǎng)分,尤其在天氣干旱時會與茶樹劇烈地?fù)寠Z土壤水分;另一方面,雜草還會助長病蟲害的滋生。這些復(fù)雜的關(guān)系,會導(dǎo)致茶葉產(chǎn)量降低,品質(zhì)下降,管理成本增加,嚴(yán)重制約著茶園經(jīng)濟(jì)效益的提高和茶園可持續(xù)化發(fā)展。
研究表明,相同條件下,不控草茶園比控草茶園茶葉減產(chǎn)14.98%~19.84%[2]。同時,由于茶樹滋生的病蟲(如葉蟬類、螨類、蚜蟲、線蟲及病源等)對寄主的選擇性較廣,既能在生活于茶樹上,也能寄宿于雜草中。因此,在四季輪換中,雜草成為這類病蟲的良好中間寄主。冬季氣溫低,病蟲能在雜草上很好地越冬;待到茶樹生長茂盛時節(jié),病蟲又回到茶樹上對其產(chǎn)生危害[13,14]。
3.1 人工除草
3.1.1 傳統(tǒng)人工除草
傳統(tǒng)人工除草主要有拔除、割除、鋤頭耕除等方法,該方法能很好地對雜草起到防控的效果,但人工投入大、工作效率低,對于面積較大的茶園,該方法的應(yīng)用綜合效益低。
3.1.2 人工覆蓋除草
人工覆蓋能很好地改變土壤表層的光、熱、空間等,使得雜草生長的環(huán)境受限,從而達(dá)到雜草防控的效果。人工覆蓋主要有秸稈覆蓋、地膜覆蓋等。員學(xué)鋒等[15]以秸稈作為覆蓋物進(jìn)行研究,結(jié)果表明,隨著秸稈覆蓋量的增加,田間雜草發(fā)生數(shù)、干重質(zhì)量以及單株草質(zhì)量等均呈現(xiàn)下降趨勢,并且雜草的發(fā)生情況與秸稈覆蓋量呈現(xiàn)高達(dá)0.95以上的負(fù)指數(shù)相關(guān)。陳剛等[16]在何首烏田間研究覆蓋不用顏色地膜對雜草發(fā)生的影響,結(jié)果表明,覆蓋黑色地膜能很好地減少雜草種子的萌發(fā)和控制雜草的發(fā)生;其他顏色的地膜對雜草的防控也具有一定的效果。
3.2 機(jī)械除草
目前在我國茶園除草機(jī)械類型主要有2類,一類是集合耕、翻、耙、中耕松土等措施將雜草或草籽深埋的耕作——除草多功能集合的機(jī)械,另一類是茶園割草機(jī),其通過高速旋轉(zhuǎn)的特制打草繩把地面上的雜草切斷。二者均能良好地控制茶園雜草的生長,且大大提高工效。然而我國茶園地形復(fù)雜,使得機(jī)械除草在很多茶園的應(yīng)用受到一定程度的限制。
3.3 化學(xué)除草
茶園化學(xué)除草技術(shù)具有田間使用簡便、防除效果佳、人工投入量少、管理成本低、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點。然而,自1999年歐盟擴(kuò)大農(nóng)藥殘留檢測的幅度以來,我國茶葉產(chǎn)品農(nóng)殘問題成為茶葉質(zhì)量安全問題上的核心問題。茶葉以安全、健康、無污染的天然飲料展現(xiàn)在人們面前。因此,茶園化學(xué)防除雜草技術(shù)的研究在2000年后較為鮮見。在實際茶園生產(chǎn)中,雖然優(yōu)先考慮以農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生物防治等措施來防控雜草,但仍然有部分茶園使用化學(xué)除草劑。因此,應(yīng)嚴(yán)格按照農(nóng)藥的防治對象、使用方法、施用適期等合理使用除草劑,并且不能使用除草醚等禁用除草劑。
3.4 生物除草
研究表明,人工除草、機(jī)械除草、化學(xué)除草等傳統(tǒng)措施容易造成茶園水土流失、生態(tài)環(huán)境受到污染、生物群落多樣性遭到破壞[17,18]。因此,研究生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的控草方法,對茶園的優(yōu)質(zhì)、安全、高效生產(chǎn)具有重要意義[19]。
3.4.1 植物源除草
在生態(tài)系統(tǒng)中,有些植物會利用相生相克原理,通過向外界環(huán)境釋放某種次生代謝產(chǎn)物使鄰近的其他植物生長發(fā)育產(chǎn)生有益或者有害的影響。植物源除草主要有2種形式,一種是通過人工間作某種植物來抑制或者防除其他雜草,另一種是以某種植物為原料通過簡單人工提取有效成分并制成藥劑,經(jīng)使用該藥劑以達(dá)到雜草防控。通過采取茶園間作的方式,或者尋找、培育抗草除草的作物,充分利用作物本身的抗草除草特性進(jìn)行草害防治[20]。有研究表明白三葉草的花、葉能揮發(fā)物某些物質(zhì),這類物質(zhì)能影響稗草、苘麻種子萌發(fā)及幼苗生長[21]。肖潤林等[5]將白三葉草引入茶園,研究發(fā)現(xiàn),間種白三葉草可以降低雜草優(yōu)勢集中性指數(shù),使雜草群落趨于穩(wěn)定,且雜草群落優(yōu)勢種不明顯,有效控制了茶園中生長快、植株高和生物量大的惡性雜草的發(fā)生。羅旭輝等[10]在茶園中套種園葉決明,結(jié)果表明茶園套種園葉決明可以很好地控制雜草的生物量,特別是對馬唐等雜草的控制。
3.4.2 動物源除草
動物源除草主要是利用動物食性的差異達(dá)到除草的目的。有人通過對空心蓮子草葉甲的食性進(jìn)行研究測試,表明空心蓮子草葉甲只以空心蓮子草為食。因此,該種方法能有效地控制多年生惡性雜草空心蓮子草,且安全性較高[22]。近年來,我國有些茶園通過放養(yǎng)雞[23]、鵝[24]等方法來達(dá)到茶園除草的目的。
3.4.3 微生物源除草
微生物源除草是利用能快速繁殖的雜草病原菌活體使雜草感染發(fā)病或由微生物產(chǎn)生的具有殺(抑)雜草的毒性代謝產(chǎn)物影響雜草生長的方式。近些年我國科研工作者篩選出了一批用于雜草防控的菌株。山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院篩選出的由膠孢炭疽菌制成的“魯保一號”菌劑在菟絲子的防治上得到應(yīng)用,效果顯著[25]。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)從稗草中分離篩選出尖角突臍孢和彎孢菌,此2類微生物對水稻等大部分作物安全,而對除稗效果可達(dá)80%左右[26]。目前,微生物源除草技術(shù)在茶園的應(yīng)用報道還較為鮮見。隨著生態(tài)茶園和有機(jī)茶園的建立,微生物源除草技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景。
4.1 重視茶園雜草基礎(chǔ)理論研究
茶園雜草基礎(chǔ)理論是完善茶園雜草防控體系的依據(jù)。我國茶園雜草種類繁多,群落體系復(fù)雜,因此要注重研究茶園雜草種群生態(tài)與動態(tài)、茶園生產(chǎn)與雜草間的相關(guān)性、茶園雜草調(diào)查及監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)的建立。目前,國內(nèi)外在雜草基礎(chǔ)理論的研究主要集中在水稻、小麥、玉米、油菜等糧食作物上,而針對茶園雜草的研究相對缺乏。因此,重視茶園雜草基礎(chǔ)理論研究有著極其重要的意義。
4.2 推進(jìn)生態(tài)除草技術(shù)的研究
生態(tài)除草技術(shù)具有對生態(tài)環(huán)境破壞性小、產(chǎn)品安全性高等優(yōu)點,符合可持續(xù)性生態(tài)茶園發(fā)展的要求。隨著人們對環(huán)境及食品安全的日益重視,這使得生物除草技術(shù)在茶園中的應(yīng)用有著深遠(yuǎn)的意義。生態(tài)除草技術(shù)主要有秸稈覆蓋、生草覆蓋、生物除草、生物源除草劑等。秸稈覆蓋、生草覆蓋、生物源除草劑等技術(shù)雖有一定研究,但依舊還未建立起一個較為完整的研究體系。近年來,雖然天敵與雜草的侵染和控制機(jī)理得到更為深入的挖掘,雜草天敵資源不斷開發(fā),有更多的生物源材料可供廣泛選擇與應(yīng)用,但在茶園中還沒得到很好的推廣利用。推進(jìn)生態(tài)除草技術(shù)的研究工作,建立生態(tài)除草體系,成為當(dāng)前茶園雜草管理亟待解決的問題。
[1]梅宇.2015年中國茶葉產(chǎn)銷形式分析[J].茶世界,2016,(4):21~30.
[2]周子燕,李昌春,胡本進(jìn),等.安徽省茶國親草盛要種類調(diào)查[J].中國茶葉,2012,(1):18~20.
[3]王海斌,葉江華,陳曉婷,等.福建安溪縣茶園雜草群落多樣性調(diào)查分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2016,32(7):91~96.
[4]蔣光藻,譚和平,黃蘋.茶園雜草生態(tài)控制技術(shù)研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2003,16(3):57~60.
[5]肖潤林,向佐湘,徐華勤,等.間種白三葉草和稻草覆蓋控制丘陵茶園雜草效果[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2008,24(11):183~187.
[6]趙豐華,呂立哲,任紅樓,等.茶園雜草的種類及無公害防治措施[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2011,17(15):136,236.
[7]洪海林,饒輝福,余安安,等.茶園雜草無害化防治技術(shù)[J].湖北植保,2014,(2),37~40.
[8]張海艷,朱葉芹,孫國俊,等.蘇南丘陵茶園春季雜草群落多樣性分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2016,29(2):430~436.
[9]季敏,孫國俊,朱葉芹,等.不同樹齡茶園雜草群落物種組成及多樣性差異[J].雜草科學(xué),2014,32(1):19~29.
[10]羅旭輝,劉明香,羅石海,等.茶園套種圓葉決明對雜草物種多樣性的影響[J].熱帶作物學(xué)報,2013,34(12):2503~2507.
[11]Shaner D L,Beckie H J.The future for weed control and technology [J].Pest Management Science,2014,70:1329~1339.
[12]肖潤林,王久榮,湯宇,等.長江流域丘陵茶園的生態(tài)問題研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2005,24(3):585~589.
[13]徐華勤,肖潤林,向佐湘,等.不同生態(tài)管理措施對丘陵茶園雜草生物多樣性的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2010,26(4):283~286.
[14]朱文偉,鄭漢智,陳凌文.福建茶園主要雜草及其無公害防治方法[J].福建茶葉,2009,31(2):26~28.
[15]員學(xué)鋒,吳普特,汪有科.秸稈覆蓋桃樹地生態(tài)效應(yīng)及桃樹的生長狀況[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2007,23(1):91~94.
[16]陳剛,趙致,王華磊,等.地膜覆蓋對何首烏生長及其田間雜草防控效果的影響[J].山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報,2013,32(1):92~94.
[17]陳欣,唐建軍,方治國,等.高溫干旱季節(jié)紅壤丘陵果園雜草保持的生態(tài)作用[J].生態(tài)學(xué)雜志,2003,22(6):38~42.
[18]Buhler D D,Liebaman M,Obrycki J J.Theoretical andpractical challenges to an IPM approach to weedmanagement[J].Weed Sciense,2000,48:274~280.
[19]許艷麗,李春杰,李兆林.玉米連作、迎茬和輪作對田間雜草群落的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志,2004,23(4):37~40.
[20]何軍,馬志卿,張興.植物源農(nóng)藥概述[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2006,34(9):79~85.
[21]張曉芳,王金信,謝娜,等.白三葉草揮發(fā)物的化感作用及其化學(xué)成分分析[J].2011,38(4):374~378.
[22]吳珍泉,蔡元呈,郭振銑,等.空心蓮子草葉甲寄主專一性測驗[J].華東昆蟲學(xué)報,1994,3(2):98~100.
[23]吳麗芬,杜一新,李永青.茶園養(yǎng)雞生態(tài)種養(yǎng)模式效益淺析[J].現(xiàn)代物業(yè)(中旬刊),2010,9(7):89,103.
[24]黃凌昌,田濤,董云富,等.生態(tài)茶園養(yǎng)鵝技術(shù)[J].林業(yè)科技,2014,31(5):127.
[25]高昭遠(yuǎn),干靜娥.菟絲子的生物防除——“魯保一號 ”的研究進(jìn)展[J].生物防治通報,1992,8(4):173~175.
[26]陳勇,倪漢文.中國稗草病原真菌對稗草及水稻的致病性[J].中國生物防治,1999,15(2):73~76.
[編輯] 余文斌
2017-01-03
福建茶產(chǎn)業(yè)農(nóng)技推廣服務(wù)試點建設(shè)項目(KNJ-151000)。
郭胡津(1990-),男,碩士生,研究方向為茶樹栽培與品質(zhì)、茶葉綜合利用,379134803@qq.com。
S451.24+4
A
1673-1409(2017)06-0008-05
[引著格式]郭胡津,曾小燕,蔡烈偉,等.我國茶園雜草研究進(jìn)展與展望[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版),2017,14(6):8~12.