高溫火焰對幼齡茶園雜草的防除效果

何秀龍 冉海燕 蘭獻敏 陳仕紅 葉照春

摘要：為研究高溫火焰除草技術在幼齡茶園中應用的可行性，豐富茶園生態控草技術措施，解決目前茶園雜草難防除等問題，設計制造一臺手推式高溫火焰除草裝置，在幼齡茶園雜草發生盛期，試驗驗證不同時間、用氣量對雜草的防除效果。結果表明，禾本科雜草與闊葉雜草對高溫火焰的敏感性存在較大差異；高溫火焰處理后15 d，對禾本科雜草的株防效為55.61%～68.82%，對闊葉雜草的株防效為72.88%～92.68%；處理后30 d，對禾本科雜草馬唐、旱稗等的防除效果嚴重下降，但對闊葉雜草反枝莧、鴨跖草、春蓼、豨薟等依舊有較高防效，株防效為82.18%～95.07%，鮮重防效為84.18%～95.64%。高溫火焰對闊葉雜草具有較好的防除效果，但由于試驗時期為雜草發生盛期，且正值高溫多雨季節，禾本科雜草恢復生長優勢較快，對禾本科雜草的防除效果較差；對禾本科雜草的防除應在其耐受力較弱、生長點較少的苗期進行。該研究為高溫火焰除草技術在茶園中的應用提供了理論支撐。

關鍵詞：茶園；雜草；高溫火焰除草；防效；生態控草

中圖分類號：S451.1文獻標志碼：A文章編號：1003-935X（2022）02-0060-06

Effect of High-Temperature Flame on Weeding in Young Tea Garden

HE Xiu-long，RAN Hai-yan，LAN Xian-min，CHEN Shi-hong，YE Zhao-chun

（Institute of Plant Protection，Guizhou Academy of Agricultural Science，Guiyang 550006，China）

Abstract：In this study，a hand push high-temperature flame weeding device was designed and manufactured to verify the control effect of different time and gas consumption on weeds in order to study the feasibility of applying，enrich the technical measures of ecological weed control and solve the problems of difficult weed control in young tea gardens.The results showed that there were significant differences in the sensitivity of broadleaf weeds and grass weeds to high-temperature flame. The control effect of grass weeds was 55.61%～68.82%，and 72.88%～92.68% of broadleaf weeds after 15 days of high-temperature flame treatment. After 30 days，the control effect on grass weeds common crabgrass and barnyard grass decreased seriously，but it still high on broadleaf weeds such as Amaranthus retroflexus，Commelina communis，Polygonum persicaria，Siegesbeckia orientalis，etc. The plant control effect of broadleaf weeds was 82.18%～95.07%，and 84.18%～95.64% of fresh weight. Because the experimental period is the peak period of weed occurrence and grass weeds recover and grow quickly in the high-temperature and rainy season，high-temperature flame has good control effect on broadleaf weeds and poor on grass weeds. Grass weeds should be controlled intheseedlingstagewithweaktoleranceandfewgrowthpoints.Thisstudy provides theoretical support for the application of high-temperature flame weeding technology in tea garden.

Key words：tea garden；weed；high-temperature flame weeding；control effect；ecological weed control

收稿日期：2021-12-31

基金項目：貴州省農業科學院青年基金（編號：黔農科院青年科技基金2021-01）。

作者簡介：何秀龍（1993—），男，貴州平塘人，碩士，研究實習員，主要從事農田雜草研究與防控。E-mail：klhexiulong@163.com。

通信作者：葉照春，碩士，副研究員，主要從事農田雜草研究與防控。E-mail：yezhaochun1@163.com。

茶產業是貴州十二大產業之一，目前貴州省茶園總面積超過46.67萬hm²，排名全國第一；茶產業已成為貴州山區農村經濟發展的主導產業。在茶葉生產管理中，除病蟲害影響茶葉產量與品質外，茶園雜草也是一大重要的影響因子。茶園雜草發生種類多、生長迅速，與茶樹爭水、爭肥、爭空間、爭陽光，使茶樹表現出生長矮化、葉片黃化、落葉等現象，嚴重影響了茶葉的產量和品質，是茶園生產面臨的主要生態問題之一^［1-2］。特別是幼齡茶園，因植株小、行間空間大，利于雜草滋生；同時，幼齡茶園雜草優勢種突出，極易發生嚴重危害^［3］。茶園雜草群落結構復雜多樣，有較強的適應性，給雜草防除工作帶來巨大挑戰。目前茶園雜草主要防除方式有人工除草、機械除草、替代控草、覆蓋控草、化學除草等^［4-5］。人工除草包括手工拔草和使用簡單農具除草，可有效鏟除較難防治的多年生雜草，但耗力多、工效低，不能大面積及時防除，一般作為在采用其他措施除草后去除局部殘存雜草的輔助手段。機械除草通過除草機械及土壤作業等方式切斷草根、控制雜草生長；對于新建茶園，目前主要采用深松中耕除草；對于幼齡和成齡茶園，可采用不同深度的深松中耕培土除草。替代控草主要通過在茶園行間種植替代植物覆蓋、占領雜草生存空間的方式，達到間接控制雜草發生的目的，如種植白三葉草、綠肥作物以及套種低矮作物等，不僅能有效控制雜草發生，同時能增加茶園土壤肥力等^［6-7］。覆蓋控草通過采用防草布、薄膜覆蓋、麥秸覆蓋、稻草覆蓋等方式，阻礙雜草光合作用，抑制雜草種子萌發和雜草生長，降低雜草相對密度；同時可以起到保溫保濕的作用^［8］。相對于其他除草措施，化學除草是一種經濟、簡便、高效的措施。目前，國內茶園草害防治主要采用草甘膦、草銨膦、敵草快、撲草凈及其復配制劑等^［9］。化學除草具有高效、及時、省工、經濟等特點，適用于現代農業生產作業，還有利于促進免耕法和少耕法的應用。然而，長期頻繁使用、依賴化學除草劑，導致雜草抗性增加、茶園草相變化，草害防治難度加大；同時，大量使用化學物質對生態環境及人類健康產生長遠的不利影響。目前，貴州省已在《貴州省茶產業發展條例》中明確規定，茶樹種植基地禁止使用劇毒、高毒、禁用的農藥，禁止使用化學除草劑。研究表明，利用高溫火焰防除雜草具有一定的應用潛力，有利于減少對化學除草劑的依賴，延緩抗藥性的發生，與其他生態控草模式相比，高溫火焰除草具有殺草譜廣、見效快等特點。國內近年來在果園、中藥材、玉米、小麥等田塊內均有利用高溫火焰進行除草的相關研究^［10-12］。該技術自20世紀80年代末在國外已有相關研究，目前國外已開發的火焰除草機可分為結構簡單、易于制造的背包式和大型鋤草設備，使用方便、除草效果好、對人體無毒、對植物危害小，并已在有機玉米、有機大蒜、有機大豆、洋蔥、葡萄等生產實踐中應用于防除雜草，具有廣泛的應用價值^［13-16］。目前，貴州地區茶農及茶企對茶園雜草的防除主要還是以人工除草為主。隨著農村勞動力轉移，勞動人口老齡化，勞動力成本增加，草害問題已成為制約貴州茶產業發展的主要因素，貴州提出生產“干凈茶”，這就要求在雜草防控上必須采用安全、友好的防控措施，而高溫火焰除草是一種可以兼顧除草、滅蟲卵、殺病原菌的新技術。高溫火焰除草技術的應用可以提高茶園除草效率，降低除草人工成本，在實現病蟲草兼防的同時，降低了農藥的使用率，保證了茶葉生長安全，這對提升貴州省茶葉品質和市場競爭力具有重要意義。本研究利用自制的1臺手推式小型火焰除草設備，通過在茶園雜草盛期開展除草試驗比較不同劑量處理對幼齡茶園常見雜草的防除效果，以期為火焰除草技術的應用提供理論依據，豐富茶園生態控草技術措施，為解決茶園雜草難防除的問題及“生態茶”“干凈茶”生產提供技術保障。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在貴州省貴陽市開陽縣南龍鄉中橋村茶園（茶樹齡為1年）開展，位置為27.331 6°N、107.521 8°E，海拔1 030 m；試驗茶園地勢相對平坦，土壤類型為黃壤土，pH值為6.2，有機質含量為1.8%。茶園內有馬唐、旱稗等禾本科雜草和反枝莧、鴨跖草、春蓼、豨薟等闊葉雜草。

1.2 高溫火焰除草裝置

茶園高溫火焰滅草裝置如圖1所示，包括推車、火焰除草機構和滅火機構。推車的車架前端設置有火焰除草裝置的噴火機構，由6個噴頭組成，外部設防火罩，保障對茶樹的安全；推車的車架中部設置有滅火機構，后段為人員操作區域。目前該裝置已申請1項實用新型專利。液化氣流量計是LLQ-25機械式，計量單位為m³，生產廠家為江蘇遠睿自動化設備有限公司。

1.3 試驗設計

試驗時間為2021年6月8日，天氣晴，溫度為25～33? ℃，相對濕度為55%～70%。試驗時不同生長時期雜草均有分布，大多處于生長旺盛期，禾本科雜草馬唐及大多數闊葉雜草的株高在10 cm左右，稗的株高在15 cm左右。

本試驗中，每個小區面積為30 m²，試驗共設3個時間處理，每個處理4次重復，隨機區組排列。3個時間處理分別為高溫火焰處理平均用時 3.37 min，推進速度為8.90 m/min，折合用氣劑量為53.33 m³/hm²；高溫火焰處理平均用時 6.05 min，推進速度為4.96 m/min，折合用氣劑量為91.00 m³/hm²；高溫火焰處理平均用時 9.13 min，推進速度為3.29 m/min，折合用氣劑量為118.33 m³/hm²。空白對照不進行任何處理。

1.4 調查方法

試驗共調查2次，分別在處理后15、30 d進行。采用絕對數調查法，每個試驗小區隨機選取5個樣點，每個樣點面積為0.25 m²，調查各處理區不同雜草存活株數，處理后30 d在調查雜草株數的同時調查鮮重，并計算防效。

株（鮮重）防效=［1-處理區雜草株數（鮮重）/空白對照區雜草株數（鮮重）］×100%。

1.5 數據處理

試驗數據利用Excel進行統計，采用杭州睿豐信息技術有限公司的DPS數據處理系統（17.10高級版）中Duncans新復極差法對數據進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 試驗茶園雜草種類

調查結果（表1）表明，試驗時田塊發生有13科23屬23種雜草，其中禾本科雜草有4種，闊葉雜草有19種。優勢種雜草主要為馬唐［Digitaria sanguinalis （L.） Scop.］、旱稗［Echinochloa hispidula （Retz.） Nees.］、反枝莧（Amaranthus retroflexus）、鴨跖草（Commelina communis）、春蓼（Polygonum persicaria L.）、豨薟（Siegesbeckia orientalis L.）等；該試驗幼齡茶園雜草以一年生雜草為主，占總數的87%，多年生雜草有野艾蒿、馬蘭、長萼堇菜等3種，占總數的13%。

2.2 處理后15 d雜草株防效

處理后15 d調查處理區雜草發生情況，高溫火焰處理區闊葉雜草多數已干枯死亡，但禾本科雜草未徹底死亡，在莖基部重新分蘗長出新株。由表2可知，處理后15 d禾本科雜草的株防效為55.61%～68.82%，而闊葉雜草的為72.88%～92.68%，表明禾本科雜草與闊葉雜草對高溫火焰的敏感性存在較大差異，闊葉雜草對高溫火焰較為敏感，禾本科雜草對火焰耐受性較強。高溫火焰對鴨跖草、春蓼、豨薟等雜草的株防效隨處理時間的延長無顯著性變化；處理時間為3.37、9.13 min 時對反枝莧的防效分別為90.39%、100.00%，防效差異顯著；同時，6.05 min與 9.13 min 處理對闊葉雜草的仿效顯著高于 3.37 min 處理。

2.3 處理后30 d雜草株防效及鮮重防效

由表3、表4可知，高溫火焰處理后30 d對禾本科雜草馬唐、旱稗的防除效果嚴重下降，對禾本科雜草的株防效為19.24%～29.97%，鮮重防效為25.48%～35.97%；但對闊葉雜草反枝莧、鴨跖草、春蓼、豨薟等依舊有較高的防效，對闊葉雜草的株防效為82.18%～95.07%，鮮重防效為84.18%～95.64%；6.05 min與9.13 min處理對闊葉雜草的株防效及鮮重防效均在90%以上。同時，不同時間處理間各雜草的株防效、鮮重防效以及雜草的總株防效、總鮮重防效差異均不顯著。

3 結論與討論

在高溫火焰除草方面，國外應用技術較為成熟，在雜草生育期早期使用可以達到較好的防除效果，但該技術的應用在國內尚處于探索階段。研究表明，隨著處理時間的延長，高溫火焰對同時期的雜草防除效果增強^［17］；當雜草植株較大時，噴火量也應相應加大^［18］。Ascard的研究表明，雜草在 0～4葉期時，丙烷劑量在10～40 kg/hm²時防效即可達到95%，而在4～12葉期時則需要40～150 kg/hm^2［19］。不同的雜草對高溫火焰的敏感性存在一定差異，Sivesind等研究發現，藜比反枝莧對高溫火焰更為敏感；同時高溫火焰對闊葉雜草藜、反枝莧、薺菜的防效優于對禾本科雜草稗和金狗尾的防效；藜、薺菜等隨著齡期的增大所需的防控劑量也增大；隨著丙烷用量和火焰處理次數的增加，闊葉雜草密度和地上部質量降低；與未經處理的對照相比，所有火焰處理組的雜草密度降低了50%，但試驗未觀察到火焰處理組之間的差異^{［15，20］}。前人研究發現，隨著雜草齡期的增大，其對高溫火焰的耐受性增強^［18］。因此，本研究直接選擇在雜草耐受性較強的盛期進行高溫火焰除草試驗，更能有效驗證該技術應用于防除茶園雜草的可行性。

在本研究結果中，處理后15 d，隨著處理時間的延長，對反枝莧、闊葉雜草的防效增大并具有顯著性差異；但對其他雜草的防效及雜草總株防效未發現有顯著差異。同時，高溫火焰對闊葉雜草具有較好的防治效果，但對禾本科雜草的防效較差，在處理后30 d，禾本科雜草馬唐、旱稗已恢復生長，表明禾本科雜草比闊葉雜草具有更強的耐受性，這與前人的研究結果^［20］相似。經過高溫火焰處理后30 d，闊葉雜草枯死，馬唐、旱稗等禾本科雜草反而長勢更旺，進而發展為新的優勢種雜草。這可能是由于禾本科雜草植株分蘗能力強，生長點較多且相對隱蔽，而闊葉雜草直立生長，生長點較為暴露，進而造成它們對高溫火焰的敏感性存在差異。

綜上所述，利用高溫火焰防除茶園雜草具有一定的應用潛力，但在利用高溫火焰除草時，禾本科雜草較多的地塊應在其幼齡期生長點較少的時候進行，便于有效防除禾本科雜草，增加防治持效期；當雜草植株較大時，應采用高劑量處理，但雜草過大時不利于該裝置在田間使用，同時增加防治成本；因此，為達到較好的防除效果，建議在雜草生育期早期使用。同時，試驗發現高溫火焰對馬蘭的防除效果較差，易造成區域性嚴重危害，因此對于多年生宿根雜草及少數對高溫火焰耐受性較強的雜草，應結合其他生態控草措施（如人工拔除等），綜合治理茶園雜草。

參考文獻：

［1］王 勇，姚 沁，任亞峰，等. 茶園雜草危害的防控現狀及治理策略的探討［J］. 中國農學通報，2018，34（18）：138-150.

［2］陳仕紅，蘭獻敏，冉海燕，等. 貴州省茶園雜草群落組成及發生特點［J］. 雜草學報，2020，38（1）：14-22.

［3］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，2014，32（1）：19-29.

［4］林威鵬，凌彩金，郜禮陽，等. 茶園雜草防控技術研究進展［J］. 中國茶葉，2020，42（1）：20-28.

［5］陳清華，崔清梅，羅 鴻，等. 我國茶園生態控草研究進展［J］. 安徽農業科學，2019，47（8）：22-23，26.

［6］宋同清，肖潤林，彭晚霞，等. 亞熱帶丘陵茶園間作白三葉的土壤環境調控效果［J］. 生態學雜志，2006，25（3）：281-285.

［7］江新鳳，楊普香，石旭平，等. 幼齡茶園套種綠肥效應分析［J］. 蠶桑茶葉通訊，2014 （6）：20-22.

［8］葉照春，陳仕紅，冉海燕，等. 幼齡茶園不同覆蓋模式控草效果及對土壤含水量和pH的影響［J］. 中國植保導刊，2021，41（5）：60-64.

［9］孫 丹，陳文品. 茶園除草劑使用概況［J］. 蠶桑茶葉通訊，2016（2）：27-29，31.

［10］郭文磊，馮 莉，田興山. 火焰滅草技術在果園中的應用效果［J］. 雜草學報，2019，37（2）：35-39.

［11］關 鵬. 中藥材火焰除草機關鍵技術研究與實現［D］. 晉中：山西農業大學，2020.

［12］周 龍. 火焰控草對農田主要雜草群落特征的影響［D］. 楊凌：西北農林科技大學，2019.

［13］Rajkovicˇ M，Malida G，Simin M T，et al. Sustainable organic corn production with the use of flame weeding as the most sustainable economical solution［J］. Sustainability，2021，13（2）：572.

［14］Stepanovic S，Datta A，Neilson B，et al. The effectiveness of flame weeding and cultivation on weed control，yield and yield components of organic soybean as influenced by manure application［J］. Renewable Agriculture & Food Systems，2015，31（4）：288-299.

［15］Sivesind E C，Leblanc M L，Cloutier D C，et al. Impact of selective flame weeding on onion yield，pungency，flavonoid concentration，and weeds ［J］. Crop Protection，2012，39：45-51.

［16］Sagˇlam C，Kiran T . Comparison of flame weeding with other methods in vineyard weed control［J］. Ieej Transactions on Industry Applications，2010，109（5）：347-354.

［17］Cisneros J J，Zandstra B H . Flame weeding effects on several weed species［J］. Weed Technology，2008，22（2）：290-295.

［18］Ascard J. Dose-response models for flame weeding in relation to plant size and density ［J］. Weed Research，1994，34（5）：377-385.

［19］Ascard J. Effects of flame weeding on weed species at different developmental stages ［J］. Weed Research，1995，35（5）：397-411.

［20］Sivesind E C，Leblanc M L，Cloutier D C，et al. Weed response to flame weeding at different developmental stages［J］. Weed Technology，2009，23（3）：438-443.