耿彦飞 龚雨洁
摘要:为进一步了解贵州茶园杂草情况,分别于2020年7、8月在贵州省凤冈县和湄潭县选择8个茶园样地共40个样方展开茶园群落杂草调查,以样线法确定雜草种类,采用双对角线五点取样法记载样方内杂草数量、高度、盖度等数据,并用其计算出危害程度、田间密度、田间均度、田间频度、相对多度。结果表明,凤冈和湄潭茶园共有50科135种杂草,菊科和禾本科杂草最为常见。两地危害程度Ⅲ级的杂草有较大差别,湄潭茶园的Ⅲ级危害杂草分别是普通针毛蕨、杠板归、蕨、垂序商陆、芒、渐尖毛蕨、龙葵、刚莠竹、牛膝;凤冈茶园Ⅲ级危害杂草分别是酸模叶蓼、愉悦蓼、马唐、野茼蒿、尼泊尔蓼、普通针毛蕨、牛筋草、透茎冷水花、钮子瓜;两地茶园样地杂草群落的Jaccard指数为0.43。
关键词:贵州茶园;杂草;凤冈;湄潭
中图分类号:S451 文献标志码:A 文章编号:1003-935X(2021)04-0007-10
Common Weeds and Their Hazards in Tea Gardens in Fenggang and Meitan of Guizhou Province
GENG Yan-fei,GONG Yu-jie
(College of Tea Sciences,Guizhou University,Guiyang 550025,China)
Abstract:To further understand the weeds in tea gardens of Guizhou,we investigated eight tea plantations with the obtained 40 samples in Meitan and Fenggangcounty of Guizhou in July and August,2020. The line transect method was used to determine the weed species and the double diagonal five-point sampling method was used to record the number,height,coverage and other data of various weeds to calculate the damage level,field density,field uniformity,field frequency and relative abundance. A total of 135 species belonging to 50 families of weeds were found in Fenggang and Meitan tea garden,and weeds of Compositae and Gramineae were the most common. There was the bigger difference in the weeds species between Meitan and Fenggang with a damage degree of Ⅲ. Weeds with this damage category in Meitan were Macrothelypteris torresiana,Polygonum perfoliatum,Pteridium aquilinum var. latiusculum,Phytolacca americana,Miscanthus sinensis,Cyclosorus acuminatus,Solanum nigrum,Microstegium ciliate,and Achyranthes bidentata. Weeds with damage degree of Ⅲ in Fenggang were P. lapathifolium,P. jucundum,Digitaria sanguinalis,Crassocephalum crepidioide,P. nepalens,M. torresiana,Eleusine indica,Pilea pumila,and Zehneria maysorensis. The Jaccard index of weed community in Meitan and Fenggang tea gardens was 0.43.
Key words:Guizhou tea garden;weed;Fenggang;Metitan
收稿日期:2021-06-15
基金项目:国家自然科学基金青年科学基金(编号:31900275);贵州省科学技术基金(编号:黔科合基础-ZK[2021]一般091);贵州大学人才引进项目[编号:贵大人基合字(2018)06]。
作者简介:耿彦飞(1989—),女,山东单县人,博士,副教授,主要从事茶及类茶资源的民族植物学研究。E-mail:yfgeng@gzu.edu.cn。
贵州省位于云贵高原,寡日照、多云雾、高海拔,属亚热带季风气候,具有得天独厚的地理优势,其特殊的地理位置和复杂的生态气候造就出无数的贵州好茶,但同时也给茶园杂草的滋生提供了良好的生长环境,导致杂草的种类十分丰富,难以控制和防除。因此,杂草的防控也成为了一大难题。有研究表明,相同条件下,不控草茶园的产量比控草茶园的产量低14.98%~19.84%[1],1年不除草甚至可以导致茶叶直接减产20%左右。多种恶性杂草时常会与茶树争夺阳光、水分、肥料等,其长时间覆盖茶树蓬面,影响茶树生长。不仅如此,茶园杂草还是很多病虫害的中间宿主,为病虫害的滋生提供庇护环境,成为茶树病虫害的主要侵染来源之一[2-3]。如防控、治理不及时,会使得茶园荒芜,对土壤结构产生不良的影响,也会危害到茶苗的成活和生长发育,导致产量及品质的下降[4-7]。而长期性治理不当,不但耗费时间、财力,还严重影响到整个茶园内的生态环境,造成茶园水土资源流失,茶树病虫害随时可能暴发。
湄潭县位于贵州省北部,在名城遵义东南侧,湄潭是贵州茶叶第1县,是西部地区唯一获得“中国名茶之乡”称号的行政区域,目前全县有茶园面积约60万667 m2;凤岡县是遵义的东大门,茶园总面积已达30.6万667 m2。
近几年来,贵州省提出做“干净茶”及绿色防控的措施,以此来提高茶叶的品质安全,禁用多种化学除草剂,提倡茶叶种植户人工除草。人工除草也存在很多问题:(1)难以斩草除根,导致杂草产生出更多的分枝和分蘖,加速了杂草的生长;(2)松动土层,使许多还未萌发的种子被翻动到浅土层或阳光透进土层,加快了种子的萌发;(3)损伤茶树,反反复复地除草很容易伤到茶树苗,直接影响到茶树的生长;(4)防控成本被提高,从而提高了茶叶的生产成本[8-9]。
为了给茶园杂草的绿色防控提出合理建议,对遵义市凤冈县和湄潭县两地的茶园展开田间杂草调查,明确两地常见杂草的种类及危害程度,以期为贵州茶园杂草的绿色科学防控提供参考数据。
1 材料与方法
1.1 样地概括
2020年7月中旬至8月初在贵州省遵义市凤冈和湄潭2个茶叶主产县茶叶连片种植地区,随机选择不同海拔、不同农事管理的8个茶园(表1),共调查40个样方。所选茶园树龄均在5年以上,最高达到15年,长势均较好,每个茶园调查约1.25 m2的样地。
1.2 取样要求
每个茶园采用样线法确定杂草种类,双对角线五点取样法进行取样,每个样方0.5 m×0.5 m,分别记载杂草种类、数量、高度,并详细记载调查地点、调查时间、种植时间、土质、土壤类型、坡度、坡向、农事管理措施等。杂草的种类鉴定参考《中国植物志》《杂草识别与防治》[10]、《茶园杂草彩色图谱》[11]。
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[12],计算公式如下。
(1)田间均度(U)。某种杂草在茶园田块中出现样方数占调查茶园田块总样方数的百分比。(2)田间频度(F)。某种杂草出现的茶园田块数占总调查茶园田块数的百分比(单样的计算方法:某种杂草在茶园样地中出现样方数占该茶园样地调查总样方数的百分比)。(3)田间密度(D)。某种杂草在各茶园调查田块平均密度和与茶园田块数之比。(4)多度。某一种杂草总株数占各种杂草总株数的百分比。
多度=某种杂草总株数各种杂草总株数×100%。
(5)相对均度(RU)。某种杂草田间均度与各种杂草田间均度和之比。(6)相对密度(RD)。某种杂草田间密度与各种杂草田间密度和之比。(7)相对频度(RF)。某种杂草田间频度与各种杂草田间频度和之比。(8)优势杂草的判定用相对多度指标,相对多度(RA)=RU+RD+RF。相对多度较大的杂草将被视为适应当地生态系统的主要优势杂草,体现杂草在调查样地的丰富程度[13]。
杂草危害情况采用“三层三级目测调查法”调查主要杂草种类的危害等级(表2)。
比较不同地区茶园杂草间的相似度采用Jaccard指数进行测定,Jaccard指数(J)=c/(a+b-c),式中:c为2个县共有的杂草的物种数;a和b分别为凤冈和湄潭县杂草的物种数。Jaccard指数用于比较两地杂草种类的相似性和差异性,Jaccard系数值越大,则说明所调查的两地茶园间杂草的相似度越高。
2 结果与分析
2.1 茶园常见杂草的种类与生活型
2.1.1 茶园杂草种类
调查结果显示,在贵州省遵义市凤冈、湄潭两县8个茶园样地中调查记录了135种杂草(表3)。由表3可知,湄潭县茶园调查到98种杂草,凤冈县茶园调查到94种杂草,发现共有58种相同杂草,计算出两地间的Jaccard指数为0.43,由此说明两地茶园杂草种类的差异性较大;其中湄潭茶园涉及到38科,杂草区系较丰富,出现频率最多的是菊科和禾本科杂草,分别为22种(22.45%)、17种(17.35%),其后依次为豆形科4种(4.08%)、荨麻科3种(3.06%)、苋科3种(3.06%)、蔷薇科3种(3.06%)、唇形科3种(3.06%)、旋花科3种(3.06%)、伞形科3种(3.06%)、蓼科3种(3.06%),以上包含10科、64种,占98种杂草数量的65.31%;凤冈县茶园涉及到42科,杂草区系较丰富,出现频率最多的是菊科和禾本科,分别为17种(18.09%)、11种(11.70%),其后依次为唇形科5种(5.32%)、蔷薇科5种(5.32%)、伞形科4种(4.26%)、蓼科4种(4.26%)、大戟科3种(3.19%)、葡萄科3种(3.19%)、豆科3种(3.19%)、金星蕨科3种(3.19%),以上包含10科、58种,共占94种杂草数量的61.70%。
2.1.2 茶园杂草生活型
在湄潭县调查的98种杂草中,有一年生草本37种、二年生草本10种、多年生草本40种、藤本植物7种、木本植物4种,分别占杂草总数的37.76%、10.87%、40.82%、7.14%、4.08%。在凤冈县调查的94种杂草中,有一年生草本41种、二年生草本2种、多年生草本35种、藤本植物13种、木本植物3种,分别占杂草总数的43.62%、2.13%、37.23%、13.83%、3.19%。基于杂草生活型来看,两地一年生草本植物、多年生草本植物、藤本植物和木本植物占比相近,说明两地杂草生活型组成相似度较大。
2.2 湄潭县茶园杂草发生情况
2.2.1 主要优势种杂草
在湄潭县随机抽取的4个茶园(每个茶园按双对角线五点取样法共取出20个样方,每个样方面积为0.25 m2)中,共记录了27种杂草。把相对多度值大于10%的杂草列为优势杂草,有15种。在这之中,相对多度最大的刚莠竹(Microstegium ciliate)相对多度是28.54%,田间密度是18.50株/m2;15%<相对多度值<20%的杂草有3种,依次是牛膝、苏门白酒草、普通针毛蕨,相对多度值依次是17.44%、17.14%、16.54%,田间密度是6.00、3.00、5.00株/m2;10%<相对多度值<15%的杂草有11种,依次是雾水葛、杠板归、野茼蒿、牛筋草、鱼眼草、愉悦蓼、龙葵、柔枝莠竹、垂序商陆、蕨、酢浆草,相对多度值依次是14.64%、14.15%、13.81%、13.45%、12.48%、12.32%、12.26%、11.96%、11.43%、10.83%和10.18%,田间密度是11.00、2.25、2.00、7.00、3.25、3.00、3.00、8.00、2.00、4.00、6.00株/m2;其余的12种杂草相对多度值均低于10%。
2.2.2 杂草的危害程度
根据“三层三级”草害调查法可将抽取记录的27种杂草分为3个危害等级(表4)。在茶园1中未经过农事管理措施,草害程度严重,其中危害程度为Ⅰ级(轻)的杂草有2种,危害程度为Ⅱ级(中)的杂草有1种,危害程度为Ⅲ级(重)的杂草有6种;在茶园2中未经过农事管理措施,草害程度较重,其中危害程度为Ⅰ级(轻)的杂草有8种,危害程度为Ⅱ级(中)的杂草有1种,没有危害程度为Ⅲ级(重)的杂草;在茶园3中未经过农事管理措施,草害程度严重,其中危害程度为Ⅰ级(轻)的杂草有5种,没有危害程度为Ⅱ级(中)的杂草,危害程度为Ⅲ级(重)的杂草有4种;在茶园4中有生物控草管理措施,草害程度较轻,其中危害程度为Ⅰ级(轻)的杂草有6种,没有害程度为Ⅱ级(中)和危害程度为Ⅲ级(重)的杂草。在湄潭县整个连片茶区中,因未经过任何农事管理所生成危害程度为Ⅲ级(重)的茶园杂草共有9种,分别是普通针毛蕨、杠板归、蕨、垂序商陆、芒、渐尖毛蕨、龙葵、刚莠竹、牛膝。
2.3 凤冈县茶园杂草发生情况
2.3.1 主要优势种杂草
在凤冈县随机抽取的4个茶园(每个茶园按双对角线五点取样法共取出20个样方,每个样方面积为0.25 m2)中,共记录了20种杂草。把相对多度大于10%的杂草列为优势杂草,有10种。在这之中,相对多度最大的为马唐是47.09%,田间密度40.50株/m2;排第2位的为酢浆草是43.59%,田间密度22.75株/m2;排在第3位的为野茼蒿是33.21%,田间密度是8.25株/m2;排在第4位的为愉悦蓼,是25.10%,田间密度是12.00株/m2;15%<相对多度值<20%的杂草有3种,依次是普通针毛蕨、苏门白酒草、早熟禾,相对多度值依次是18.43%、16.91%、15.33%,田间密度为6.68、5.00、9.00株/m2;10%<相对多度值<15%的杂草有3种,其依次是酸模叶蓼、中华鳞盖蕨、透茎冷水花,相对多度值依次是14.04%、12.62%、12.25%,田间密度是6.75、3.00、4.25株/m2;其余10种杂草的相对多度值均低于10%。
2.3.2 杂草的危害程度
根据“三层三级”草害调查法可将抽取记录的20种杂草分为3个危害等级(表5)。茶园1未经过农事管理措施,草害程度严重,其中危害程度为Ⅰ级(轻)的杂草有1种,危害程度为Ⅱ级(中)的杂草有3种,危害程度为Ⅲ级(重)的杂草有3种;茶园2未经过农事管理措施,草害程度严重,其中危害程度为Ⅰ级(轻)的杂草有3种,危害程度为Ⅱ级(中)的杂草有1种,危害程度为Ⅲ级(重)的杂草有5种;茶园3有人工除草管理措施,草害程度较轻,其中危害程度为Ⅰ级(轻)的杂草有6种,危害程度为Ⅱ级(中)的杂草有3种,没有危害程度为Ⅲ级(重)的杂草;在茶园4中未经过农事管理措施,草害程度严重,其中危害程度为Ⅰ级(轻)的杂草有7种,危害程度为Ⅱ级(中)的杂草有1种,危害程度为Ⅲ级(重)的杂草有2种。在凤冈县整个连片茶区中,因未经过任何农事管理所生成危害程度为Ⅲ级(重)的茶园杂草共有9种,分别是酸模叶蓼、愉悦蓼、马唐、野茼蒿、尼泊尔蓼(P. nepalense)、普通针毛蕨、牛筋草、透茎冷水花、钮子瓜。
3 讨论
3.1 茶园常见杂草多样性特点及危害成因
据调查,湄潭和凤冈两地茶园杂草区系丰富,一共有135种杂草,拥有相同杂草58种,Jaccard指数为0.43,两地杂草种类组成差异度较高。杂草共涉及到50科,菊科、禾本科、唇形科、蔷薇科、豆科、蓼科、苋科、伞形科危害程度最高,出现种类占总杂草种类的55.15%。其中,菊科和禾本科为两地茶园杂草的优势科,这与菊科和禾本科杂草生长势、抗逆性、多实性、生态适应性等方面的优势有着紧密关系[12]。在湄潭县茶园有一年生草本37种、二年生草本10种、多年生草本40种、藤本植物7种、木本植物4种,分别占杂草总数的37.76%、10.87%、40.82%、7.14%、4.08%;在凤冈县茶园有一年生草本41种、二年生草本2种、多年生草本35种、藤本植物13种、木本植物3种,分别占杂草总数的43.62%、2.13%、37.23%、13.83%、3.19%。两地一年生及多年生杂草均分布广、数量多、影响大[14];杠板归、两型豆、海金沙、缺裂千里光、圆叶牵牛、鸭跖草等攀援类(具有缠绕性)杂草在茶园存在。这些杂草能够全面覆盖茶树蓬面,相比其他的直立型、披散型雜草更加能影响茶树正常生长,对茶园的危害性更高[15-16]。
贵州茶园杂草种类组成结构、优势杂草及草害程度受到多方面因素的同时影响。立地条件、生态条件、栽培管理等都起着关键性的作用[17-20]。从海拔上来看,高海拔地区杂草优势种、多年生杂草的种类和数量多于低海拔茶园。湄潭县茶园的海拔高度低于凤冈县茶园的海拔高度,两地调查到的优势杂草分别有15、10种,相比凤冈县茶园,湄潭县茶园优势种较多,但是优势杂草发生密度相对较低。优势杂草又称恶性杂草,这些优势种对茶树正常生长有着明显的影响,对它们的预防和控制有着较大的难度。除此之外,有许多相对多度在10%以下的杂草,这些杂草的存在不容小觑,对于茶叶生产、茶叶产量和茶叶品质都有着潜在的威胁,在茶园杂草的绿色防控中值得高度关注。从相同地区各茶园草害程度可以看出,有无农事管理措施至关重要,对于那些高频和危害程度为Ⅲ级(重)的杂草,采用人工除草、生物控草、覆盖控草等一系列除草措施,可以有效抑制其生长,以建立良好的茶园生态系。
3.2 各杂草防控措施优劣比较
本次调查发现,两地的杂草防控措施主要有传统除草措施(人工除草和机械除草)、生态控草措施(覆盖除草和生物控草)以及农田管理除草措施。人工除草是通过割除、拔除、耕除等方法对杂草进行控制,其直接、简单、无污染,是一种有效的除草途径[21],但该方法效率较低、成本较高,现今在茶园不太受欢迎。机械除草较人工除草效率较高、便捷、成本低,但两地都属于成龄茶园,封行后可以工作的实际空间狭小,机械除草难以进行,故机械除草措施并不受欢迎。覆盖除草以覆盖农业有机废弃物为主,这种方法相对环保、成本低,将茶行覆盖影响到阳光、温度、空气生态因子,抑制了杂草种子的萌发和生长。生物控草在两地采用较多,通过养鸡的方式使茶鸡共生、和睦相处。鸡以茶园中的杂草和害虫为食,同时产生的粪便可以作为有机肥;在茶园中放养的鸡群,喂食量减少、活动强度增加,可以增强鸡肉的品质。该方法节约成本、提高经济效益、增强品质,不失为一举多得的控草措施。农田管理除草是通过合理的茶园管理措施,例如缩小作物行距、增大播种率等方式减少杂草对茶树的危害,缺点是效果不太明显。
由于贵州茶园杂草区系丰富且属于高海拔地区,适应性和抗逆性强的多年生杂草频发,提高了茶树生产管理的成本,也对茶园杂草的防控带来了严峻的挑战。因此需要采取有针对性的防控措施,值得科研人员集中研发出一种新型的绿色防控措施,以此来优化当地的生态系统,提高茶叶的产量和品质安全。
4 结论
本次调查在两地共发现50科135种茶园杂草,菊科和禾本科杂草最为常见。两地草害程度严重的杂草区别较大。湄潭县茶园共有9种,分别是普通针毛蕨、杠板归、蕨、垂序商陆、芒、渐尖毛蕨、龙葵、刚莠竹、牛膝;凤冈县茶园共有9种,分别是酸模叶蓼、愉悦蓼、马唐、野茼蒿、尼泊尔蓼、普通针毛蕨、牛筋草、透茎冷水花、钮子瓜。两地的杂草防控措施主要有传统除草措施、生态控草措施以及农田管理除草措施,其中生态控草中的生物控草成本低、效率高,被广泛使用。
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