保山小粒咖啡園雜草種類及危害現狀

付興飛, 胡發廣, 李貴平, 李亞男, 李亞麒, 邰 杰, 張華昌, 黃家雄, 畢曉菲, 楊 旸

(1.云南省農業科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究所,云南保山 678000; 2.云南省保山市隆陽區經濟作物技術推廣站,云南保山 678000)

小粒咖啡(Coffeaarabica)為茜草科(Rubiaceae)咖啡屬常綠小喬木或灌木,原產于埃塞俄比亞,是一種重要的熱帶經濟作物[1]。云南省作為我國最重要的小粒咖啡生產區,2021年全省咖啡種植面積139.29 萬畝(1畝=667 m2),產量10.87 萬t,農業產值26.43 億元,均占全國98%以上[2]。保山地處橫斷山脈滇西縱谷南端,屬典型的低緯度山地亞熱帶季風氣候,是世界公認的小粒咖啡優質生產區[3],截至2021年,保山市小粒咖啡種植面積為12.93 萬畝,產量2 萬t,農業產值5.38 億元,該產區生產的咖啡具有濃而不苦、香而不烈、香味醇和、含油豐富、果酸濃厚、回甘持久的風味特點,曾在1992年比利時第42屆布魯塞爾尤里卡博覽會榮獲尤里卡金獎;20世紀50年代末在英國倫敦市場上被評為一等品,獲“潞江一號”的美稱;1980年的全國咖啡會議上公認其為“全國咖啡之冠”[2,4]。

雜草作為農業生態系統的重要組成部分,也是制約咖啡生長、降低咖啡產量的關鍵因子,尤其是外來入侵雜草[5-6]。國內外關于小粒咖啡園雜草的研究主要集中于種類、危害、防治及群落多樣性等4個方面[6-12]。在怒江流域,胡發廣等采集小粒咖啡園雜草69種,以竹節菜(Commelinadiffusa)、千金子(Leptochloachinensis)及香附子(Cyperusrotundus)等10種的危害較為嚴重[7];李榮富等報道了云南咖啡種植區關鍵雜草有9科20種[8];針對咖啡園惡性雜草,胡發廣等提出了種植前撲殺、間套作物及改善耕作方式等防除建議,并篩選了控草效果顯著、持續時間長的50%敵草胺可濕性粉劑和30%芐嘧磺隆·丙草胺粉劑2種除草劑[9-10];付興飛等針對不同綠肥種植模式下咖啡園雜草群落多樣性及功能群的影響進行了研究,認為綠肥控草是一種比較理想的咖啡園控草技術[6];胡發廣等對老撾風沙里省咖啡園雜草的群落結構及多樣性開展了系統性調查[10-11]。在咖啡園入侵雜草方面,野茼蒿(Crassocephalumcrepidioides)、鬼針草(Bidenspilosa)及霍香薊(Ageratumconyzoides)等多種入侵雜草均有報道[7-8]。保山市作為云南省小粒咖啡主要種植區之一,針對雜草的種類及危害情況缺乏長期持續性的調查及監測,尤其是近年來氣候及栽培模式等不斷變化導致咖啡園有害生物的種類及主次也在發生變化[13]。因此,開展保山小粒咖啡園雜草種類及危害調查具有必要性。筆者于2019—2022 年以踏查的方式對保山小粒咖啡園雜草種類及危害情況等開展調查,以期明確現階段保山小粒咖啡園雜草的雜草種類及危害現狀,為保山小粒咖啡園雜草的監測及防控提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 調查地點概況

調查地點為保山市(98°25′～100°02′E,24°08′～25°51′N),地處云南省西南部,地形地貌復雜多樣,山區占比超過90%,屬典型的低緯度山地亞熱帶季風性氣候,具有年溫差小、日溫差大、降水量充沛、干濕季分明及降水分布不均勻的特點,年平均溫度為15.5 ℃,降水量為 700～2 100 mm[6]。該產區于1952年以后開始大量種植小粒種咖啡,主栽品種為鐵皮卡(Typica)、卡蒂姆(Catimor)及波邦(Bourban)等,種植模式多樣,包括咖啡單一種植、咖啡與其他經濟作物復合種植等[6]。

1.2 調查方法

2019—2022年,通過踏查對保山市隆陽區和龍陵縣2個小粒咖啡生產區的雜草種類、生活周期、繁殖方式、危害等級及入侵雜草等方面開展調查,每月調查1次。調查過程中使用佳能EOS60D數碼相機對雜草的根、莖、葉、花、果實及種子進行拍照記錄,同時采集雜草植物標本種類進行鑒定,明確雜草的生活周期、繁殖方式及是否為入侵雜草,主要借鑒參考《農田雜草鑒別與防除彩色圖解》[14]。雜草危害調查參考《熱帶農田雜草生態與管理》[15],并結合咖啡園雜草調查實際情況,采用目測法依據雜草的密度、高度、蓋度及對咖啡的損害等將危害等級劃分為1～5級。

1.3 數據分析

采用Excel 2021對收集的雜草種類及危害數據進行整理及制圖。

2 結果與分析

2.1 雜草種類

從表1可以看出,在保山小粒咖啡園共有雜草37科86屬97種。在科級水平,菊科19種(占比19.59%),禾本科11種(占比11.34%),豆科8種(占比8.25%),莧科6種(占比6.19%),茄科5種(占比5.15%),葫蘆科4種(占比4.12%),大戟科、蓼科和蕁麻科均為3種(共占比9.28%),其余28科各有1～2種(共占比36.08%)(表2);在屬級水平,各屬雜草種類相對均勻,茄屬和大戟屬均為3種(占比6.19%),酢漿草屬、豬屎豆屬、鴨跖草屬、莎草屬、牛膝屬、蒿屬及繁縷屬均為2種(共占比14.43%),其余77屬均為1種(共占比79.38%)(表3)。在生活周期上,一年生雜草有33種(占比34.0%),多年生57種(占比58.8%),其他生活周期7種(占比7.2%)。在繁殖方式上,僅以種子繁殖的有79種(占比81.44%),僅以塊莖、匍匐莖或球狀鱗莖單一類型繁殖的有4種(占比4.12%),僅以孢子繁殖的有3種(占比3.09%),以2種及其以上繁殖方式進行繁殖的有11種(占比11.34%)。外來入侵雜草共15種(占比15.5%),本地雜草82種(占比84.5%)。

2.2 危害等級

5級危害的雜草有8種(白羊草、鬼針草、藿香薊、小蓬草、紫莖澤蘭、香附子、反枝莧及飯包草),4級危害的雜草有2種(翼齒六棱菊和蛇莓),其余87 種為1～3級危害雜草,危害等級4～5級雜草可形成單一群落或與其他雜草形成混合群落,影響小粒咖啡的生長和產量,在局部區域3級危害雜草也可形成群落危害,而1～2級危害雜草則對小粒咖啡生長和產量影響較小或幾乎沒有影響(圖1)。15種外來入侵雜草中,來自美洲的有11種,西印度群島、印度、地中海沿岸、墨西哥各1種。

表1 小粒咖啡園雜草種類和危害Table 1 Weed species and damage in C. arabica plantation

表1(續)Table 1(Continued)

表1(續)Table 1(Continued)

3 結論與討論

雜草是制約咖啡生長和產量穩定的關鍵因子[6]。筆者通過為期4年的調查,在保山小粒咖啡園采集雜草37科86屬97種,其中,菊科和禾草種類較為豐富,為該產區的優勢雜草類群。劉倩等研究表明,菊科和禾本科雜草為云南保山喀斯特石漠化地區農田雜草的優勢類群,這2科雜草種類分別為10種(占比23.81%)和5種(占比10.20%)[16]。本研究與劉倩等的調查結果基本一致,表明保山地區主要以菊科和禾本科雜草種類為主。保山小粒咖啡種植區多處于怒江流域干熱河谷區,2012年胡發廣等對怒江流域小粒咖啡園雜草種類調查中共采集雜草21科69種,其中禾本科雜草14種[7],進一步證實了該流域具有豐富的禾本科雜草種類資源。

表2 小粒咖啡園科級水平雜草種類占比情況Table 2 Proportion of weed species at the family level in C. arabica plantation

農業生態系統中,禾本科及菊科雜草種類繁多,據統計菊科雜草在全世界有25 000～30 000種,禾本科雜草僅在我國就多達1 200余種[14],這也是上述兩大雜草類群在保山咖啡種植區具有豐富種類的原因之一。從雜草屬級水平來看,各屬雜草種類介于1～3種,在屬級水平上雜草種類分布具有相對較均勻的特點。保山咖啡種植區雜草具有多年生和一年生雜草類群占優、種子繁殖類雜草種類繁多的特點。鑒于雜草種子量巨大,如若防控不當或不及時,在短期內即可對咖啡的生長及產量造成巨大影響。同時,白羊草、鬼針草及藿香薊等9種雜草作為當前保山咖啡種植區危害等級為5的種類,值得被進一步關注。而導致上述9種雜草在咖啡園危害較為嚴重的原因,可能與上述雜草適應性強、種子量大、競爭性強、繁殖及傳播方式多樣化密切相關[14]。外來入侵植物作為外來入侵生物的重要組成部分,對入侵地的生物多樣性、糧食安全、健康或社會經濟發展等構成巨大的威脅[17]。筆者本次調查共發現外來入侵雜草15種,其中霍香薊和紫莖澤蘭的危害等級為5級,這與這些入侵雜草的生物學特性息息相關。以霍香薊為例,該草具有較強的化感效應、光競爭能力、種子繁殖能力和表型可塑性等特點,現已對農業生態系統生物多樣性及經濟作物的生產和產量構成了嚴重的威脅[18-19]。因此,今后應持續開展咖啡園雜草種類及危害的調查及監測,尤其是外來入侵雜草,從而避免外來入侵雜草對入侵地生物多樣性及咖啡生長和產量的影響。

鑒于雜草對咖啡生長和產量的影響,建議采用人工除草、機械除草、地布覆草、綠肥壓草及養鵝除草等多種除草措施進行除草。研究表明,除草劑除草會導致咖啡相關產品農殘超標、咖啡植株生長受損及環境污染等負面效益[8],因此,并不建議在咖啡園使用除草劑進行控草。

表3 小粒咖啡園屬級水平雜草種類占比情況Table 3 Proportion of weed species at the genus level in C. arabica plantation