防草布在幼龄茶园杂草防治中的应用初探

蒋慧光，张永志，朱向向，李叶云

(农业部茶树生物学与茶叶加工重点实验室，安徽 合肥 230036)

茶是我国亚热带丘陵山地重要的经济作物之一。随着人们对茶产品消费量的增加，我国茶树种植面积在不断增加。截至2016年底，我国茶园面积已达到4400万亩，并且每年仍以100万亩左右的速度增加(来源：农业部)。与此同时我国还有约30%的低产老茶园面临改植换种。由于这些新开垦的幼龄茶园、新改造的低产老茶园和正式投产但未封行的茶园所占有的生境空间较小，以致大面积的土壤裸露在外，容易滋生杂草，所以是茶园杂草危害的主要时期。茶园杂草种类多、生长快，与茶树争水、争肥、争空间、争阳光等资源，严重影响茶叶的产量和品质，是亚热带茶园面临的主要生态问题之一[1]。有研究显示，全年不除草的茶园同采用人工或者化学除草剂的茶园相比，茶叶减产达14.98%～19.84%[2]。很多杂草也是茶树病虫害栖息繁殖的场所，一旦草害发生，一些病虫害也会伴生，危害茶树的正常生长。因此，杂草防治是茶园早期管理的一项重点工作。

杂草防治的常规方法主要是人工除草、机械除草、覆盖除草和化学除草剂除草。人工除草劳动量大、成本高、效率低。机械除草易受地形限制，可操作性差。化学除草剂除草虽然除草效率高、成本低，但是大量使用会造成茶叶污染和生态环境污染，不符合现代绿色生态茶园建设的目标。近些年，覆盖除草在果园、茶园中得到广泛应用[3, 4]。地膜覆盖、秸秆覆盖和生草覆盖均能有效地控制杂草的发生，同时在一定程度上可以改善土壤的物理性质和水热条件。

防草布，又称为“园艺地布”、“地面编织膜”，是由抗紫外线的聚丙烯扁丝编织而成的布状材料[5]。其具有良好的透气性、透水性和耐拉伸性，目前已在国内外果园[6-9]、桑园[10]、温室大棚[11]等广泛应用，取得了良好的防草保水保肥效果，但是在茶园中还鲜有报道。基于此，本试验以防草布为研究对象，探究其对幼龄茶园杂草的防治效果，以及对茶园行间土壤温度、土壤水分等的影响。以期了解防草布在幼龄茶园中应用的可行性，探讨茶园早期高效健康的管理模式。

1 材料与方法

1.1 供试茶园与材料

本试验于安徽省宣城市十字铺茶场缓坡茶园进行。供试茶树品种为农抗早，树龄3年，行间距1.5 m，茶树长势一致。

防草布，黑色，聚丙烯材料制成，厚度为0.156 mm，宽度为1.5 m；黑色地膜，聚乙烯材料制成，厚度为0.014 mm，宽度为1.5 m。

1.2 试验设计与调查方法

1.2.1 试验设计 本试验于2017年3月21日进行，通过浅锄将茶园行间杂草除去，整平地面，并进行一次追肥。试验共设置清耕、黑色地膜覆盖和防草布覆盖3种处理模式，每个处理3个重复，共9个小区，每个小区宽3 m(两个行间)，长20 m，面积为60 m2，每个小区之间有3 m的隔离带。黑色地膜采用边缘覆土固定，防草布采用园艺地钉固定，固定距离距茶树主干5 cm处。清耕区按照常规管理方法进行。试验于2017年7月21日进行土壤温度水分测定和杂草调查统计。

1.2.2 调查方法 土壤温度测定 使用垂直型土壤地温计(河北华宇仪表厂)，每个小区选择3个测量点，测量点距茶树主干20 cm处，分别于6:00、8:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00、20:00测量10 cm和20 cm土层深度的土壤温度。

土壤水分测定 采用恒重法测定土壤绝对含水量，在连续一周晴热天气后，每个小区选择3个点，去除表层覆盖杂物，挖取0～20 cm土层，带回实验室，测定含水量。

杂草数量与生物量调查 每个小区选择4个杂草长势均匀的样方，每个样方50 cm×50 cm，调查样方内杂草数量，并剪取样方内所有杂草的地上部分，进行称重。

1.3 数据处理与分析

杂草生物量防效(%)=(对照生物量-处理生物量)/对照生物量×100%。

数据绘图采用GraphPad Prism 5软件绘制；不同处理间差异显著性分析采用DPS数据处理系统中Duncan’s新复极差检验法进行分析。

2 结果与分析

2.1 两种覆盖方式对茶园土壤温度的影响

试验测定了两种覆盖方式的10 cm和20 cm土层的土壤温度，结果如图1所示：在10 cm土层，6:00～20:00时间段内土壤最高温度表现为黑色地膜>防草布>清耕，平均温度表现出黑色地膜最高，清耕次之，防草布最低；在20 cm土层，6:00～20:00时间段内土壤的最高温度和平均温度均表现为黑色地膜>清耕>防草布。两个土层的温度变化范围均表现为，黑色地膜>防草布>清耕。通过显著性分析，清耕、黑色地膜和防草布两两之间都差异显著。由此可见，在夏季高温天气中，覆盖黑色地膜会提高土壤温度，而覆盖防草布可以降低土壤温度。

图1 两种覆盖方式对茶园土壤温度的影响Fig.1 Effects of two mulching materials on soil temperature in tea plantation注：1.此图为盒状图显示数据的分散程度。盒内横线所对应横坐标表示6:00～20:00时间段温度中值，盒子的上下两边表示上下四分位数(点)，表示组内数据中有四分之一的数据大于上(小于下)四分位数，“+”对应该时段平均温度，上下两端的触须线分别代表该时段最高温和最低温。2.图形上方小写字母表示差异达到5%显著水平，下同。

2.2 两种覆盖方式对茶园土壤含水量的影响

通过测定0～20 cm土层的土壤含水量，如图2所示，在连续一周晴热天气后(2017年7月21日)，土壤含水量的顺序为黑色地膜>防草布>清耕。黑色地膜和防草布的保水性显著高于清耕(p<0.05)，分别比清耕高23.6%和7.7%；由于防草布的透水性和透气性，使防草布的保水能力低于黑色地膜，两者差异性显著。由于试验时间限制，本次未能测定降雨后的土壤含水量变化，有待后期进行补充分析。

图2 两种覆盖方式对茶园土壤含水量的影响Fig.2 Effects of two mulching materials on soil water content in tea plantation

2.3 两种覆盖方式对茶园杂草的防治效果及成本管理

通过观测，在茶树树冠面或者未覆盖到的地方有一些杂草滋生，需要进行人工清除。由图3结果显示，覆盖黑色地膜和防草布均能有效地控制茶园行间杂草数量的发生，且都与清耕差异显著(p<0.05)。黑色地膜由于受到农事踩踏、茶树修剪物及风力等外力的作用，膜体发生一定的破损，以至于一些叶片尖利的杂草钻出地膜，因此有少量杂草发生。通过对杂草地上部分生物量的统计如图4所示，防草布和黑色地膜对杂草的防治效果分别达到了100%、93.5%，防草布的防效相对好于黑色地膜。

图3 两种覆盖方式对茶园杂草数量的影响Fig.3 Effects of two mulching materials on number of weeds grown in tea plantation

图4 两种覆盖方式对茶园杂草生物量的影响Fig.4 Effects of two mulching materials on biomass of weeds grown in tea plantation

从除草成本方面考虑，按667 m2茶园计算，覆盖黑色地膜和防草布每年的揭盖(其中包括试验期间的施肥揭盖)和人工除草分别需要消耗2.5个工和2个工，清耕每年需要消耗6个工，每个工120元，黑色地膜和防草布的材料成本每667 m2为130元和696元。由表1可知，覆盖黑色地膜和防草布每年的总成本分别为清耕的59.7%、65.6%，两种覆盖方式均可以显著降低除草成本。结合防治效果，防草布的综合效果更加明显。

表1 两种覆盖方式每667m2综合成本分析

注：覆盖防草布每667 m2需696元，按3年使用期限，故每年材料成本232元。

3 讨论与结论

土壤吸收太阳能转化为热能，对植物的生长起调控作用。地表覆盖可以调节土壤温度的变化，进而影响植物的生长。夏季高温时期，覆盖黑色地膜会吸收大量热量，使土壤温度快速上升，10 cm深度土壤温度最高可达45℃，20 cm深度最高温度可达36℃，都大大高于清耕的温度。而幼龄茶园茶树根系较浅，多集中在20～25 cm处，当土壤温度高于30℃时，茶树根系的生长就会受到影响。相反，覆盖防草布可以降低土壤不同土层的平均温度，使茶树避免在较极端的温度下生长。因此在夏季高温时期，茶园覆盖防草布具有更好的效果。

覆盖黑色地膜和防草布，在连续的晴热天气中，都可以减少水分蒸发，提高土壤含水量。防草布具有一定的透气性和透水性，当降雨量较小或者露水天气时，少量的水分可以通过编织结构的缝隙进入到土壤中；当强降雨后，土壤中多余的水分可以及时散发出去。黑色地膜由于致密的结构而具有很大的局限性，降雨量小时，土壤水分得不到的补充；当强降雨量后，导致土壤中的水分不能及时散发出去，高湿的土壤环境会对茶树造成一定的湿害作用。因此防草布对茶园的水分管理具有更好的作用。

覆盖黑色地膜和防草布，都具有遮挡光线的作用，同时都可以控制杂草的生存空间，阻止种子的传播，对杂草的防治效果可达到93.5%和100%。对比清耕除草，两种除草方式的成本仅为清耕除草的59.7%和65.6%。黑色地膜抗外力作用差，容易破损，而且需要年年更换，一旦处理不当，容易造成环境污染；而防草布抗拉伸能力强，不易破损，使用期限长，可达3～5年，后期处理方便。两者相比，防草布防草效果好，实用性强。

综上所述，防草布适合在幼龄茶园和未封行茶园行间使用。夏季具有一定的降温作用，同时还可以保水保墒，利于茶树的生长。防草布对茶园杂草也具有很好的防控效果，可以减少化学除草剂的使用，降低劳动力成本。防草布耐拉伸性强，耐踩踏，使用期限长，可以在茶园中推广应用。

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