广东主要茶区春季杂草群落调查与区域差异分析

林威鹏，郑 海，张泰劼，郜礼阳，凌彩金，周巧仪，陈鹏程，赖榕辉，刘淑媚，钟永辉，古艳霞

（1广东省农业科学院茶叶研究所/广东省茶树种质资源创新利用重点实验室，广州 510640；2广东食品药品职业学院，广州 510520；3广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室，广州 510640；4广东工业大学环境科学与工程学院，广州 510640；5梅州市农林科学院茶叶研究所，广东 梅州 514071；6梅州市梅县区农业科学研究所，广东 梅州 514700）

0 引言

茶园杂草防控是茶园生产管理的一项重要工作，不合理控草策略将间接影响茶树生长，最终影响茶叶产量与品质，降低茶产品经济价值。国内学者已对贵州、福建、四川、浙江等主要产茶省茶园[1-7]杂草进行摸底调查，初步探明茶园常见杂草种类约为120～200种。广东省属南亚热带气候带，是中国光、热和水资源最丰富的地区之一，年均温度为22.3℃，年均降水量为1777 mm，且雨热同期，极利于杂草扩繁与生长，因此，广东茶区杂草防控更具复杂性和艰巨性。前期调查走访表明，茶园杂草防治已成为严重影响茶园生产的关键问题之一。目前广东省茶区控草策略以人工除草为主(93.4%)，年均成本约为12525元/hm2，按照中国茶叶流通协会提供数据测算[8]，广东地区年均除草成本约占其茶叶产值的16%[9]。目前国内农村劳动力短缺，因此单纯依靠人工除草的模式不可持续。除草剂在杂草防控中具有快速、高效、低成本的特点，茶农对除草剂的使用率呈现增长趋势。根据田间调查，除草剂的使用减轻了茶园控草劳力投入和成本，但亦存在使用不合理和过量使用的情况，导致茶叶农残超标、茶园生物多样性锐减、地面过度裸露、加剧水土流失等诸多食品安全与生态环境问题[10]。茶园杂草防控已成为影响广东茶产业可持续、绿色和高质量发展的关键产业问题之一，开发适合广东产地环境的杂草防控技术势在必行。目前关于广东省茶园杂草种类、分布特征等基础数据缺失。笔者在全省范围主要茶区开展杂草调查，以期揭示广东茶园春季优势杂草群落组成、发生规律与危害特点，为茶园杂草综合防治技术研究和开发提供数据。

1 研究方法

1.1 研究地概况

2020年3月1日—4月30日在广东省粤东、粤西、粤北3个主要茶区的14个县（区）茶叶连片种植地点，随机选择31个茶园（面积均大于百亩）进行调查，每个茶园调查20个样方，共620个样方（表1）。

1.2 调查方法

每个样方面积为4 m2(2 m×2 m)。采用七级目测法，通过目测样方中杂草与茶树的盖度、多度和相对高度等指标，以此为依据为样方各种杂草进行生长优势度定级[11]。生长优势度分7个级别，分别为5级、4级、3级、2级、1级、T级、0级，从高到低依次赋值5、4、3、2、1、0.5、0.1。最后，根据全部样方中杂草的生长优势度计算各种杂草的生长优势度[式(1)]。随后通过随机踩踏，记录调查样方中没有而茶园实际存在杂草。对所有种类杂草及发生程度进行拍照，杂草种类鉴定参照《中国杂草志》[12]、《中国植物志》、《茶园杂草识别与防治原色图谱》[13]、《茶园杂草彩色图谱》[14]。茶园杂草命名核对参考文献[15-16]。根据目测和踩踏结果，统计杂草的出现频度[式(2)]。

表1 广东31个茶园调查样地概况

1.3 数据处理与分析

采用Excel数据处理系统对茶园杂草数据进行分析[11]。

区域优势杂草分析，采用聚类分析与绘图软件Heatmap Illustrator 1.0[15]自带数据标准化模块，采用Z-score标准化方式，进行数据标准化，并选用averagelinkage聚类法进行后续聚类分析。

2 结果与分析

2.1 广东主要茶区春季杂草种类

在31个茶园调查共记录313种杂草，其中出现频度大于10%有126种（表2）。这126种杂草种，菊科最多（23种，占比18.2%），第二为禾本科（12种，9.52%），其后依次为茜草科（8种，6.35%）、蔷薇科（7种，5.55%）、唇形科（6种，4.76%）、蓼科（5种，4.76%）、豆科（4种，3.97%）。以上7科共包含65个种，占据126种杂草数量的51.5%。

2.2 广东主要茶区春季优势杂草与高频度杂草

在31个茶园中，出现频度超过30%的杂草共有44种，其中出现频度超过80%的有2种，分别为小蓬草(83.87%)和菝葜(80.65%)，出现频度介于70%～80%的杂草有鸭跖草(77.42%)、积雪草(74.19%)、野茼蒿(74.19%)、酢浆草(74.19%)、地菍(70.97%)、鬼针草(70.97%)。为进一步探明高频度杂草是否为优势杂草，尝试采用以下分类标准对调查所得杂草进行分类。以出现频度30%作为区分高频中频杂草的分界线，出现频度高于30%为高频杂草，出现频度介于10%～30%为中频杂草，频度低于10%低频杂草，调查发现的313种杂草分布情况如表3所示。按照以生长优势度15%作为区分高中生长优势度杂草的分界线，出现频度高于15%为高优势度杂草，出现频度介于5%～15%为中优势度杂草，生长优势度低于5%界定为低优势度杂草，调查所发现的313种杂草分布情况如表4所示。

表2 广东春季茶园杂草名录 %

续表2

续表2

续表2

将出现频度与生长优势度进行双因素交叉分析，可将313种杂草分为9类，分别为高频高优势度、高频中优势度、高频低优势度、中频高优势度、中频中优势度、中频低优势度、低频高优势度、低频中优势度和低频低优势度杂草。实际调查中，313种杂草中有187种杂草出现低于3次（即出现频度低于10%），其生长优势度代表性不足，因此未列入后续分析。按照表3和表4区分标准，出现频度高于10%的126种杂草分类情况如图1所示。

其中高频高优势度杂草19种，高频中优势度杂草23种，高频低优势度杂草2种，中频高优势度杂草18种，中频中优势度杂草39种，中频低优势度杂草25种（表5）。

2.3 不同茶区优势杂草差异分析

为比较不同茶区优势杂草及其特征，提取不同茶区（粤东、粤西、粤北）的高优势杂草（生长优势度超过15%），剔除其中重复品种，得到杂草45种，使用Heatmap Illustrator[15]进一步分析，结果如图2所示。所提取的45种杂草可分为4类。I类（蓝色线标记）为假臭草、蕨、乌毛蕨、空心泡、车前、水蓼、火炭母、马唐、金毛耳草和喜旱莲子草。该类共10种杂草，这类杂草在粤北茶区的生长优势度高于粤东和粤西茶区，为粤北地区优势杂草类群。II类（红色线标记）为华南鳞盖蕨、小鱼眼草、鬼针草、金钮扣、苣荬菜、红花酢浆草、芒萁、藤构、拟鼠麹草、鹅肠菜、杠板归、野茼蒿，该类共12种，该类在粤东茶区生长优势度高于粤西和粤北茶，为粤东茶区的优势杂草。III类（绿色线标记）为小蓬草、芒、黄鹌菜、少花龙葵、白茅、荩草、葛、蓟、积雪草、糯米团、酢浆草、蛇莓，该类杂草共12种，该类杂草同为粤东和粤北茶区共有的优势杂草，且该类杂草在粤西地区生长优势度低。IV类（橙色线标记）为阔叶丰花草、鸭跖草、海金沙、地菍、长萼堇菜、微甘菊、一点红、皱果苋、白花灯笼、牛筋草、藿香蓟，该类杂草共11种，其在粤西茶区生长优势度高于粤东和粤北茶区，为粤西茶区的优势杂草类型。此外，可以发现皱果苋、白花灯笼、牛筋草、藿香蓟等4种杂草同为粤东茶区和粤西茶区的优势杂草。

表3 调查杂草出现频度分布

表4 调查杂草生长优势度分布

图1 基于出现频度和生长优势度的杂草分布图

表5 基于出现频度和生长优势度的杂草分类表

续表5

3 结论与讨论

根据国内学者对四川[2]、福建[4]、安徽[6]、湖南[5]、贵州[7]、广西[18]、河南[19]、江苏[20]和浙江[21]等 28 个省（自治区）茶区的调查，报道频率最高的茶园杂草为小蓬草、酢浆草、马唐、狗尾草、牛筋草、白茅、鹅肠菜、香附子、苍耳、杠板归[15-16]。广东省出现频度最高的茶园春季杂草为小蓬草、菝葜、鸭跖草、积雪草、野茼蒿、酢浆草、地菍、鬼针草、长萼堇菜、一点红，从高频杂草看，广东情况与全国其他省份差异较大。本次调查到的杂草种类共有313种，常见种类（出现频率大于10%）仅126种，而大部分杂草属偶见种，对茶树影响较小。粤东、粤西、粤北3个茶区出现频度和生长优势度均较高的主要杂草有小蓬草、鬼针草、鸭跖草、假臭草、白茅、野茼蒿、芒萁、喜旱莲子草、阔叶丰花草、华南鳞盖蕨10种杂草。

图2 广东不同茶区优势杂草聚类图

对照《中国入侵植物名录》[22]和《中国外来入侵生物》[23]，以上10种高频杂草中，小蓬草、鬼针草、假臭草、野茼蒿、喜旱莲子草和阔叶丰花草等6种杂草为入侵物种，除野茼蒿为严重入侵种外，其余5种杂草均属于恶性入侵种（危害等级最高）。相比湖南、广西、福建等周边产茶省，广东茶园入侵杂草种类数量多，且危害级别高，这既和广东对外社会经济交流频繁密切相关，也和广东雨热同季气候特点相关。另外一个值得关注的问题，攀援类（兼具缠绕）杂草微甘菊、鸭跖草、杠板归、菝葜、乌蔹莓、鸡矢藤、落葵、葛等在局部茶园发生严重，其能全面覆盖茶树棚面，严重抑制茶树光合作用。张觉晚等专门对湖南省茶园攀藤类和缠绕性杂草进行调查，其发现湖南茶园常见攀援类和缠绕类杂草共25种，这25类杂草均能够覆盖茶树棚面，相比其他直生型杂草对茶园更加具有危害性[24-25]。因此，该类攀援类杂草可能是后续开展重点防控研究的杂草类型。

本次调查表明，省内不同区域间茶园优势杂草种类差异大（图2），必须针对不同区域杂草的差异性，制定相应的杂草防控方案。前期调查表明，广东茶企（农）对于茶园杂草防控大多采用“一刀切”的方式，将茶园杂草无选择性地全部铲除。茶园草类是茶园生态系统的重要组成部分，具备水土保持、改良土壤肥力、稳定茶园生态系统等多重生态功能，对维持茶园生态系统生产力具有重要影响。茶企（农）采用“一刀切”的除草方式，既浪费了大量的劳动力，也严重破坏了茶园生态系统平衡，同时也违背了生态绿色发展的理念。

在茶园生态系统中，由于人工的干预与输入，茶树属于该系统中的优势种。部分恶性杂草的存在可能会与茶树争水争肥争光照，但大部分杂草属于伴生种或者偶见种，在该茶园生态系统中处于从属位置。非恶性杂草群落的存在，可能成为害虫取食的缓冲带，杂草根系分泌物能在一定程度上分解土壤矿质元素，促进土壤养分释放与土壤熟化[10]。因此，明确茶园杂草分类名单，分清恶性杂草、无害杂草和有益杂草显得尤为重要。

为更加准确、定量化进行茶园杂草分类，笔者尝试采用基于出现频度和生长优势度的茶园杂草分类方法，将杂草分为9个类型。文中所选用的出现频度和生长优势度的分类阈值并非是固定的，而是一种初步尝试。下一步将在此分类的基础上，重点关注茶园高频优势杂草和中频优势杂草，并结合对该部分杂草的生物学特性分析，最终界定适用于广东地区的茶园恶性杂草名单，为更加合理科学地管理茶园杂草提供参考。