恩施州茶园不同控草方式影响研究初探

陈清华，崔清梅，罗鸿，胡双玲

湖北省恩施土家族苗族自治州农业科学院，445000

茶园杂草防治是茶园管理的一项重要内容，我国四大茶区分布广泛，涉及山地、平原、高原等地势，种植环境较为复杂。齐蒙等[1]统计出我国茶区已报道的杂草名录有759 条，茶区杂草种类繁多，与茶树争光、争水、争肥，严重影响茶树的生长，导致茶树叶片发黄，甚至出现落叶等现象。据报道，茶园杂草可使茶园减产14.98%～19.84%[2]，从而影响茶农收入。随着食品安全关注度的加大，茶园除草剂已被逐步禁止使用。茶学科研人员不断探索，提出了机械除草、生物除草和农业措施抑草等经济、生态、安全的控草方式。李晓锋等[3]的研究显示在恩施巴东茶园放羊，可使杂草总鲜重减少77.1%，杂草覆盖度明显降低。肖润林等[4]采用稻草覆盖和间种白三叶草的方式控制杂草，结果表明这2 种方式能改变丘陵茶园杂草群落结构，有效控制杂草生长。罗旭辉等[5]在福建建阳市茶园套种圆叶决明后，对马唐占优势的茶园起到防控效果。茶园杂草管理由除草到控草的理念也渐渐深入人心，绿色生态控草方式在国内不同茶区作了大量研究和推广。但是采用聚乙烯材料的除草布与套作绿肥对杂草影响的报道还较少见。本文以除草布覆盖、套种绿肥为研究对象，探究其在杂草防除、土壤温湿度、土壤养分、经济效益等方面的影响，为恩施山区茶园杂草管理，推广健康高效的杂草防除方式提供科学依据。

一、材料与方法

1.试验地与处理

供试茶园为恩施土家族苗族自治州农业科学院茶园基地（北纬30°19′2"，东经109°28′9"，海拔440 m），茶园土壤为黄壤土。试验茶树品种为福鼎大白茶，种植行为南北向双行定植，大行距150 cm，小行距30 cm，丛距25 cm，树龄18年。试验设有除草布覆盖、套作绿肥2 个处理，以常规管理为对照，每个处理重复3 次，小区面积60 m2（长30 m，宽1 m，2行）。除草布为黑色聚乙烯材料，厚0.15 mm，宽1 m。

2.试验地管理

试验于2018年10月开始，试验开始前统一修剪，并施用菜枯发酵肥。套作绿肥，第一季绿肥为十字花科油菜（油研50），2019年3月中旬压青，5月中旬再次播种绿肥豆科东北黄豆，8月中旬压青。2018年10月覆盖除草布，次年5月中旬揭开，中耕、修剪后再次覆盖。常规管理与其他大田管理方式一致，采用人工除草。

3.数据调查与分析

（1）杂草调查

种植2季绿肥，分别在每次绿肥压青前1个月调查2 次杂草，采用50 cm×50 cm 样方5 点调查，现场观察记载杂草种类、株高和地上部总生物量（鲜重）。

（2）土壤养分

在绿肥压青半个月后采样，每个小区采用5点取样，然后混合成一个土样，风干研磨后室内检测。pH 采用水浸提-电位法（NY/T 1121.2—2006）检测，碱解氮采用碱解- 扩散法（LY/T 1229—1999），速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法（LY/T 1228—2015）测定，速效钾采用乙酸铵交换-火焰光度计法（LY/T 1234—2015）测定，有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法（NY/T 1121.6—2006）检测。

（3）土壤温度

采用监测温度仪器为JK-XU 多路温度巡检仪观测温度，传感器分别放置在离茶树5 cm 处，于2019年7月连续24 h检测土层深5 cm、10 cm处地温，每隔1 h储存1组数据。

（4）土壤水分

连续晴天7 d后，采用手持式采集仪与土壤水分传感器检测土壤含水量，每个小区随机采集8个点。

（5）数据处理

采用SPASS 软件进行数据分析。

二、结果与分析

1.不同控草方式对杂草种类的影响

2019年3—8月，调查的供试地茶园杂草种类有13 科26 种，季节性明显。不同控草方式下，杂草发生的种类不同（表1），但无差异性。除草布处理下，春季和夏季杂草发生几乎为0；套作处理春季杂草6 科7 种，夏季杂草有4 科6 种；常规处理下，春季杂草有13 科19 种，夏季杂草有4 科7 种。除草布处理下只有零星的多年生杂草发芽，由于不能直接接受到光照，且除草布本身质地较为紧密，又缺营养而不能穿透，最后逐步死去；常规管理下，恩施茶园春季杂草相较于夏季，发生种类较多。套作绿肥与常规管理在夏季杂草发生种类差别不大，主要还是以禾本科、苋科为主。

表1 不同控草方式下茶园春夏两季的杂草种类

2.不同控草方式对杂草平均株高和总生物量的影响

3 种控草方式对杂草平均株高与总生物量的影响在春夏两季都存在显著差异（表2）。由于除草布不透光，杂草无法生长，防除效果明显。套作绿肥处理下，春季杂草平均高度只有24.13 cm，相较于同一时期的常规处理矮9.61 cm，总生物量只有常规处理下的1/3。夏季套作绿肥处理，是杂草的平均株高与总生物量也均显著低于常规管理，套作绿肥的杂草平均株高只有常规管理茶园的60%、总生物量为常规管理茶园的40%。

表2 不同控草方式对杂草平均株高与总生物量的影响

3.不同控草方式对土壤养分的影响

土壤养分能为植物生长提供必需的营养元素，其含量的多少直接关系到植物的长势。在不同控草方式下，pH、速效钾、速效磷、有机质、碱解氮含量在控草前后有所差别（表3）。控草处理前，3种处理之间5项指标不存在差异，含量高低趋于一致。控草处理后，尤其是在完成两季绿肥压青后套作绿肥处理，除pH外，其余指标与除草布处理、常规管理间均存在显著差异，而且有机质指标方面，3个处理间都存在显著差异。可见茶园采用套作绿肥方式控草还可以适当增加土壤养分。

表3 不同控草方式对茶园土壤养分含量的影响

4.不同控草方式对土壤温度的影响

土壤温度是作物生长的关键因子之一。7月，恩施市气温逐步回升，于7月3—12日连续观测茶园土壤深度5 cm、10 cm 处的温度。2 个土层处，在日最低地温中，除草布处理高于常规管理与套作绿肥处理。土壤深度5 cm 处，除草布处理较常规管理最低地温高0.1℃，最高地温高0.8℃；较套作绿肥处理，最低地温高0.1℃，最高地温高0.7℃。在土壤深度10 cm处，除草布处理较其他2个处理的最低地温高0.1℃，最高地温高0.6℃，可见除草布覆盖存在保温效果，覆盖在地表有阻拦地表散热的作用。在观察期的最热天（7月3日，气温高达35.6℃），在土壤深度5 cm处除草布处理的地温低于常规管理2.3℃，低于套作绿肥2.0℃；土壤深度10 cm 处除草布处理较其他2 个处理低1℃左右。

在晴天，土壤温度随气温变化而变化，不同处理下的地温变化趋势在某时段内趋于一致（图1）。

图1 不同土层土壤温度日变化（2019年7月3日）

在土壤深度5 cm和10 cm处，从凌晨1：00到早晨8：00，土壤温度处于降温阶段，此时段内，土壤温度从高到低依次为除草布处理＞常规管理＞套作绿肥。在8：00以后，2个土层温度开始上升，但是土壤深度5 cm处土壤温度在17：00左右便开始转向下一个变化趋势，而土壤深度10 cm处在19：00 左右才转向下一个变化趋势，在此时段内，土壤温度从高到低为：常规管理＞套作绿肥＞除草布处理。之后，2个土层的土壤温度开始下降，土壤温度从高到低仍然为：常规管理＞套作绿肥＞除草布处理。常规管理与套作绿肥处理由于在升温阶段，温度较高，在该时段内，土壤温度降温呈直线下降，除草布处理相对平缓，因此在24：00 左右，除草布处理下地温略高于其他2个处理。

5.不同控草方式对土壤水分的影响

2019年8月11—17日为连续晴天，不同控草方式下茶园土壤含水量不同，各个处理间存在差异（图2）。除草布处理与常规管理、套作绿肥间均存在显著性差异，但是常规管理与套作绿肥之间差异不显著。8月日均气温高，连续晴7 d，套作绿肥和常规管理下有杂草和绿肥，白天为茶园土壤表层蒸发起到一定的阻拦作用，而夜晚则可以吸收空气中的水分，形成露珠，滋润茶园土壤。连续晴天后，除草布处理下土壤浅层泛白，与其他文献报道有出入，可能是供试地土质本身原因，也是后期重点研究关注的方向。

图2 不同处理茶园土壤含水量比较

6.不同控草方式茶园的经济效益比较

统计不同控草方式下每公顷茶园的年投入成本如表4，投入成本为：常规管理＞除草布＞套作绿肥，结果显示，套作绿肥的处理投入成本只有常规管理的18%。

表4 不同控草方式下每公顷茶园的年投入成本 元

三、讨论

除草布处理控草效果整体最佳，但是在夏季，杂草生长温湿度适宜，茶行杂草虽能被有效控制，但会有杂草零星生出。其次是套作绿肥，但撒播绿肥种子必须把握好密度，若撒播密度小，绿肥在苗期不能有效抢占空白生境，需要人工辅助除草；若撒播密度过大，苗期就能起到控草效果，但后期绿肥会与茶树争肥。对土壤养分的影响上，套作绿肥效果最佳，除草布处理与常规管理之间差异不显著。在温度较高的季节，除草布处理对茶园土壤温度的影响较为明显，而连续晴天之后，除草布处理又影响土壤水分的含量，土壤浅层明显干枯泛白，对土壤物理性状的影响也将是以后研究的重点。在控草成本上，套作绿肥总投入最低，只有常规管理的18%，其次是除草布处理。综上，从绿色安全又经济的角度而言，套作绿肥为恩施州最为适用的控草方式。