茶叶种植
下次当您惬意地品尝一杯好茶时,您也许会想起,这种饮料曾引发过一场革命。1773 年 12 月的一个寒夜,抗议收税不公的组织自由之子的成员身着印地安莫霍克族服饰,将英国东印度公司货轮上的茶叶倒入了波士顿港。波士顿茶党在东部 13 个殖民州赢得了革命派的支持,有人说,倾茶事件是美国独立战争的导火索。
现在,茶叶正在促成另一场革命 - 农业革命。为了生产充足的健康食品,同时替子孙后代保护好环境,提高农户的生活水平,有关各方必须采取可持续农耕方式,这一观点正逐渐为人们所接受。
茶叶种植的主要环境问题有:
- 动植物栖息地减少,影响生物多样性定义 以其独特形式、层级和组合而存在的不同生物类型。其中包括生态系统多样性、物种多样性以及基因多样性(IUCN, UNEP 和 WWF, 1991)。 权威性在线参考资料与资源 http://earthtrends.wri.org/ 地球趋势(EarthTrends)是一个由世界资源协会(World Resources Institute)维护的综合在线数据库,主要提供环保、社会及经济趋势的相关数据。通过数据库可了解生物多样性指标的统计信息。
- 丘陵地区土壤侵蚀
- 农药造成水污染,损害土壤健康
- 需要木材来烘干茶叶,使森林遭到破坏
如果选用非选择性除草剂定义 一种用于清除所有杂草的化学产品(一年生或多年生草和阔叶杂草)。 权威性在线参考资料与资源 http://www.weeds.iastate.edu/ 有关除草剂及杂草的宝贵现代信息资源,由爱荷华州立大学(Iowa State University)提供。 - 百草枯来控制杂草,上述四个问题中有三个可以得到解决。使用百草枯可以保持受控、非竞争性杂草植物群,这为动植物提供了栖息地,有利于生物多样性和防止土壤侵蚀。百草枯不影响土壤健康,也不会污染土壤或地表水。
在茶叶种植中,百草枯是必不可少的工具
百草枯是一种广谱除草剂。它的起效模式是抑制植物生存必不可少的光合作用,也就是说,百草枯能破坏所有绿色组织。虽然它具有“非选择性”,但鉴于以下几个原因,百草枯对茶叶是安全的。首先,百草枯与土壤接触后即被固定,因此不会被根系吸收并进入作物。其次,它喷洒于茶树周围,茶树的树皮能阻止百草枯渗入。再次,即使少量百草枯落在较低的茶树叶片上,也几乎不会茶芽和嫩叶造成伤害,茶芽和嫩叶上也不会有残留物,因为百草枯与另一种非选择性除草剂草甘膦不同,它不会通过内吸作用在作物中移动。
此外,与草甘膦不同,百草枯能迅速起效并产生耐雨性。上午喷洒过百草枯的杂草下午就能见到迹象,因此喷洒者能轻易辨别出哪些区域已经洒过药。即使喷洒后 15-30 分钟内下雨,它的效用也不受影响,因此即使预见到要下雨,也可进行喷洒。
对于茶叶等多年生作物而言,杂草控制的重点是杂草治理,而非彻底根除。这是因为保持一定程度的杂草平衡对于作物的可持续生长很重要,它们可以给掠食害虫的动物提供栖息地,还可以通过植物根部的锚定作用将土壤侵蚀减到最小。
百草枯具有很强的环保特性。它接触土壤后立刻被牢牢锁定在土壤颗粒中,因此不会浸析而进入地下水或地表水,也不会影响土壤中的微生物或地面栖居的动物。
茶来自何方?
什么是茶叶?
茶树(Camellia sinensis (L.) Kuntze)有 1500 多个品种。它们都是常青灌木或矮树,主根粗大,开黄白色的花。其主要品种有:
- 阿萨姆茶(Camellia sinensis var. assamica),树状,单茎。未修剪的茶树可长到 6-20 米高。
- 中国茶(Camellia sinensis var. sinensis),一种灌木。
- 柬埔寨茶(Camellia sinensis var. parviflora),其特点介于阿萨姆茶和中国茶之间,有时指二者的杂交品种。
商业种植的茶树经过修剪,高度保持在 1.5 米左右。
茶叶用新长出的叶片或茶芽制成,叶片和茶芽系人工采摘,每两至三周采摘一次。采摘的叶片摊放在大盘内晾晒,时间长短不一。然后碾压或切碎,待释放出酶后进行“发酵”。茶叶“发酵”时会释放出糖和丹宁。事实上,这只是一种酶氧化过程,因为该过程并不产生酒精。发酵到一定程度后,就通过加热终止发酵,最后得到不同种类的茶叶,包括:
- 白茶:一种特殊的茶,用刚采摘的茶芽立刻烘干而成,且茶芽生长时会被遮蔽阳光,以免产生叶绿素而变绿。
- 绿茶:先令其“发酵”到一定限度,然后蒸青。
- 乌龙茶:部分“发酵”,其特性介于绿茶和红茶之间。
- 红茶:在两到四周内完成发酵,然后用火烘干。
绿茶,尤其是白茶富含儿茶素(一种丹宁或多酚),这是一种强效抗氧化剂,被认为具有抗癌和增强免疫系统等药效。制作绿茶和白茶时采摘的叶片更嫩,其中的儿茶素浓度也更高。其加工过程或采用蒸青(不晾晒或晾晒时间极短),或采用发酵后干燥,这两种加工方法均能更好的保存儿茶素。
茶叶中的咖啡因浓度约为 4%,高于咖啡豆,但一杯茶中的咖啡因含量通常只有一杯咖啡的一半。
茶叶生长于何处?
温暖潮湿的热带气候最适合茶树生长,其年降雨量达 1000 毫米以上。茶叶主要产于东半球。迄今为止,中国和印度是最大的产茶区,其种植面积分别为 100 万公顷和 50 万公顷。斯里兰卡的种植面积超过 20 万公顷。
近年来,大多数国家的茶叶种植面积均保持稳定。但越南和肯尼亚则不然,自 1995 年以来,两国的茶叶采摘面积分别增长了 44% 和 24%。
排水良好的轻质酸性深土最适合茶树生长。只要具备这些条件,茶树可生长于各种海拔高度的地区,从海平面至 2100 米不等。
各国的平均产量相差悬殊,在主要产茶国中,唯有肯尼亚的平均产量较好。而玻利维亚——一个非常小的产茶国,其国内平均产量却四倍于肯尼亚(表 1)。
表 1. 十大产茶国(FAO,2004)。
| 定义 用于生产生质燃料的作物。目前,像玉米、甜菜籽、油菜和大豆等粮食作物被用来生产生质燃料。在巴西,从甘蔗中直接提取乙醇。印度为了生产生质柴油,大力推广麻风树的种植。油棕是另外一种生质柴油来源。在与碳动力工厂相邻的含盐水池里面可种植能生产生质燃料的藻类植物,以吸收工厂的二氧化碳排放。生质柴油作物更应种植于不利于粮食作物生长的地带(如:边际用地、盐碱地、荒地等),以避免和粮食生产形成不必要竞争。 权威性在线参考资料与资源 http://www.epobio.net/epobio.htm EPOBIO 是欧洲及美国学术和产业合作伙伴联合进行的一个项目,旨在确认植物科学研究的继续投资领域,以期推动作物作为原料在生质燃料及其他生质产品方面的应用。 | 收获面积(公顷) | 平均产量(吨/公顷) | 年产量(吨) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 中国 | 943,100 | 玻利维亚 | 8.47 | 中国 | 861,000 |
| 2 | 印度 | 500,000 | 津巴布韦 | 3.67 | 印度 | 850,500 |
| 3 | 斯里兰卡 | 210,600 | 喀麦隆 | 2.58 | 斯里兰卡 | 303,000 |
| 4 | 肯尼亚 | 140,000 | 马拉维 | 2.50 | 肯尼亚 | 295,000 |
| 5 | 印度尼西亚 | 116,200 | 秘鲁 | 2.21 | 印度尼西亚 | 173,448 |
| 6 | 越南 | 102,000 | 毛里求斯 | 2.11 | 土耳其 | 153,800 |
| 7 | 土耳其 | 76,640 | 肯尼亚 | 2.11 | 越南 | 108,422 |
| 8 | 缅甸 | 72,000 | 巴西 | 2.10 | 日本 | 95,000 |
| 9 | 孟加拉 | 54,000 | 日本 | 2.02 | 阿根廷 | 64,000 |
| 10 | 日本 | 47,000 | 土耳其 | 2.01 | 孟加拉 | 55,627 |
过去 10 年中,各国产量均有增长,其中尤以中国和越南最为明显(图 2)。所产各类茶叶(80% 是红茶)一半用于出口,年出口总额约为 30 亿美元。2004 年,肯尼亚取代斯里兰卡,成为全世界最大的茶叶出口国。紧跟二者之后的是中国。印度也是出口大国,印度尼西亚名列第五。俄罗斯、英国、巴基斯坦、埃及和日本是主要进口国。英国人和爱尔兰人喝茶最多,平均每人每天几乎要喝 3 杯。
可持续茶叶生产
种植茶叶
茶叶通过播种或插条进行种植,而很多茶树的产茶寿命长达 100 多年。作物在播种后 2-3 年内长至 70 厘米高时进行第一次修枝。如果是插条种植,一年之后就要进行修枝。进一步修枝的目的在于产生大量新芽。摘除这些顶端的新芽后,侧芽能够快速生长,并在随后收获时按顺序摘除。
病虫害
茶树受虫害侵袭的征兆表现为枝叶折叠、卷曲或畸形;枝叶脱色、脱落或带斑;枝叶干裂;茶树主干、枝条或基部出现木屑。危害枝叶的害虫有叶蝉(如越南的茶青叶蝉 Empoasca spp. 是主要害虫)、螨虫、牧草虫和蚜虫。白蚁(如 Postelectrotermes militaris、Coptotermes spp. 和 Macrotermes spp.)会钻入木材组织造成危害。
病害会影响枝叶、萌芽、枝条和树根。在越南,最为严重的枝叶病是由 Exobasidium vexans 造成的疱疫病。炭疽病的元凶是 Colletotrichum theae-sinensis 等真菌,会对新芽造成危害。Pseudomonas spp. 细菌会导致主干和枝条溃烂。根部溃烂也由真菌造成,其中包括 Armillaria spp、Ganoderma spp 和 Hypoxylon spp.。
杂草治理与生物多样性
大量一年生和多年生杂草定义 一种年复一年生长不息的杂草。一些杂草冬季枯萎,但是其根部依然存活,春季重新萌发;一些杂草不出现枯萎,并在下一生长期,其大小和高度继续扩大。 权威性在线参考资料与资源 http://iws.ucdavis.edu/ 国际杂草学会(International Weed Science Society)是全球区域性组织的代表性机构。这些区域性组织的详尽信息均有列述。都会在茶园中蔓延。热带气候具有充足的阳光、热度和水分,杂草生长茂盛,不仅与作物争夺生长空间、水分和养分,而且还遮蔽作物的阳光,这对幼苗的影响尤为严重。
Prematilake 等人。(2004)对茶树幼苗进行不同杂草控制方式的田间试验。他们发现,使用百草枯进行杂草治理的效果优于内吸性非选择性除草剂草甘膦。随着对除草剂特定作用方式更具耐受性的草类占据优势,草甘膦的广泛使用已经导致草种植物群发生改变(“杂草转换定义 田地内杂草群落改变的一种变化(如:杂草的相对丰富度或类型)。其原因可能在于某种管理方式,其中包括使用除草剂或任何其他使杂草物种组成发生变化的任何其他现象。物种或生物类型适应了目前杂草管理方式的增加,而杂草对这些做法的敏感性降低。 权威性在线参考资料与资源 http://www.weeds.iastate.edu/mgmt/qtr00-1/popdyn.htm 爱荷华州立大学(Iowa State University)杂草科学网站上发表的一篇有关杂草数量动态学的经典文章。”)。“软性”杂草(通常为易于控制的一年生匍匐类草)被重新侵入已清理土地的更具侵略性的有害杂草替代,尤其是攀爬类杂草和多年生阔叶类杂草定义 该类杂草为“阔叶”,与禾本类杂草的“窄叶”相对。也被称为拥有两个子叶的双子叶植物,而作为“单子叶植物”的杂草则只有一个子叶。 权威性在线参考资料与资源 http://iws.ucdavis.edu/ 国际杂草学会(International Weed Science Society)是全球区域性组织的代表性机构。这些区域性组织的详尽信息均有列述。。这些杂草与茶叶作物争夺资源,给喷洒、施肥和收获造成困难。
但是,如果用百草枯来治理杂草植物群,而不是消除它们,则有助于维持杂草植物群的平衡,从而防止侵占性强的草种占统治地位。百草枯只清除杂草的地表部分,但不影响新种子的发芽,这使得幼苗能在 1 - 2 个月后再次生长。只要加以控制,软性杂草的存在能维持杂草植物群的平衡,并能防止杂草转换成有害草种,原因很简单:有害杂草赖以繁殖的空地减少了。非竞争性植被的存在还为植物的多样性提供了生活环境。要保护那些以害虫为食的野生动植物,否则就得使用化学物进行整治。
百草枯能够在作物行间放心喷洒,却又无需担心损害茶树。它能在土壤中保持稳定,不会移向植物根部,更不会向上蔓延至新芽处。百草枯无法渗透树皮,意味着可以直接向树干喷洒。
土壤健康
百草枯具有独特的生物及理化性质,特别是起效快及强大的土壤吸附能力,使它具有很强的环保特性。百草枯一接触土壤,即被土壤颗粒牢牢吸附无法移动,同时失去活性。各种土壤均能大量吸收百草枯。对此,粘土含量非常重要,但即使是粘土含量较低的土壤,每公顷几厘米厚的上层土壤也能吸附并钝化几公斤百草枯。只有微量百草枯会从粘土中持续释放到土壤水分中。然而,土壤中的微生物会将它降解为二氧化碳、氨和水,从而防止它在土壤中积聚。
环境保护组织-世界自然基金会(WWF)称“用于茶园的农业化肥杀死了土壤中众多微生物。”然而,由于百草枯在土壤中不具有生物活性,因此不会对土居动物群落造成不良影响。英国艾塞克斯大学的 Jules Pretty 教授采用 DNA/RNA 指纹识别技术对此进行了实践证明,他发现百草枯对土壤中生物质定义 可用于能源开发的非化石生物性有机物质。 权威性在线参考资料与资源 http://www1.eere.energy.gov/biomass 美国能源部能源效率和可再生能源办公室与业内企业、学术机构以及美国国家实验室合作推出了一项生物质计划(Biomass Program),旨在研究生物质原料和转换技术。目的是生产具有成本竞争力的高性能生质燃料、生质产品以及生质能源。和微生物群体的生物多样性没有影响。
水污染
WWF 称“茶园中使用的化学药剂对土壤的生物多样性造成毁灭性的破坏,同时还污染河水。”而百草枯则不会造成这种情况,因为它被土壤牢牢吸附,不会因浸析而进入水中。按照指定方法使用,百草枯不会对鱼类或无脊椎动物造成危害;这是因为,除被固定外,即使喷洒的百草枯流入池塘、河流或沟渠,植物及淤泥的吸收作用及微生物的降解作用也会将它迅速清除掉。大量生态学研究表明,百草枯对水环境没有威胁。(Roberts 等人,2002 年)
土壤侵蚀
茶园通常位于山地的斜坡上,接受的降雨量大。这就极可能造成土壤侵蚀。例如,联合国亚太经济社会委员会(UNESCAP)报告,斯里兰卡 Mahawelli 集水区上游每年因侵蚀造成的土壤流失定义
固体物质(土壤、泥浆、岩石及其他颗粒)的移位,其原因通常是向下或顺坡运动造成的流动介质(像风、水或冰)。
权威性在线参考资料与资源
http://soilerosion.net/ 该土壤侵蚀网站(Soil Erosion Site)汇集了有关土壤侵蚀的可靠信息,其来源包括多种学科和资源。它旨在为那些希望更多了解土壤流失和土壤保护的人们提供可靠网络资源。量为 75 吨/公顷。
这为茶园带来困难。土壤侵蚀将耗尽土壤储备的养分、降低其持水能力,导致严重减产。此外,被侵蚀的土壤可能成为水库的淤泥,堵塞水道,为灌溉和水力发电带来麻烦。
使用百草枯进行杂草治理能保持地面植被覆盖,从而最大限度减少土壤侵蚀。根据作物行间的草带情况,它还可仅在作物行间控制杂草。百草枯没有内吸性作用,对土壤也没有残留效力,这些特征让杂草得以从根部再生或发芽。这意味着杂草的根系不受损害,始终具有锚定土壤的作用,能阻止其移动。
案例研究:百草枯维护着斯里兰卡茶农的持续生产力
在 2005 年亚太地区杂草科学大会上,斯里兰卡茶叶研究所(TRI)的 P.B. Ekanayake、K.G. Prematilaka 和 A.P.D.A. Jayasekara 讲述了他们发现百草枯在茶农的杂草治理中起到重要作用的过程。
这项研究在斯里兰卡茶园中持续了 6 年,其结论是,草甘膦等内吸性除草剂对茶树有毒,对茶树生长和茶叶产量具有负面影响。然而,TRI 的调查人员发现“如果使用百草枯,这一影响则极小。”
为了简化种植过程和降低成本,茶农不断增加草甘膦的用量。然而,由于草甘膦具有内吸作用,喷洒在茶叶上会伤害嫩叶和嫩芽,会减缓植物长势,造成减产,因此使用时需特别小心。此外,干茶叶中也检测出不合格的草甘膦残留成分。杂草植物群转换为更具耐性和竞争性的种类后,草甘膦的杂草控制性能大大减弱。
TRI 建议限制频繁使用草甘膦,喷洒和采摘茶叶的时间间隔应为 1 至 2 周(视采摘率而定),使用辅助药剂减少其使用频率。因此,研究者建议在斯里兰卡的茶叶种植中采用百草枯进行杂草治理。
“建议轮流采用人工除草和百草枯化学除草,这不仅能维持产量,还能保持茶园的良好生态环境。”
这项研究结果证实了多年的大量研究,即百草枯对作物和环境是安全的。在此可阅读全文。…
杂草治理研究对斯里兰卡茶园产量的影响
案例研究:用百草枯拯救中国的土壤
四川林业科学研究院的 Min An-min、Guo Hen-xiao、Li Hong-xia 和 Zhao Rong 就如何使用百草枯治理杂草以减轻山坡上茶园的水土流失进行了报告。

茶树种植在长江上游海拔 1500 米以上的山地中。由于长期采用耕作除草,地表水流动造成了严重的土壤流失。四川林业科学研究院的科学家们发现,与传统的耕作除草法相比,百草枯除草的水土保持作用是草甘膦的两倍以上。
这是因为,百草枯允许非竞争性杂草植被再生,而与之相比,草甘膦除草使土壤的暴露时间更长。植被能减轻雨水冲刷的影响,草根有固定土壤的作用。在坡度为 8o - 18o 的试验茶园中,与草甘膦除草相比,用百草枯除草时,土壤中的养分和有机物损失下降了 80-100%。
参考资料和资源
茶叶协会
英国茶业协会:http://www.tea.co.uk/
茶叶生产与贸易
联合国粮农组织统计数据库(FAOSTAT):http://faostat.fao.org/faostat/
国际茶叶委员会:http://www.inttea.com/index.asp
茶叶的可持续种植及作物保护
亚洲虫害综合治理联合会:http://www.communityipm.org/docs/Tea_Eco-Guide/Tea_Eco-Guide.html
Prematilake KG 等人。(2004)《杂草生物学与管理》,4,(4),239-248
Ekanayake, PB、Prematilaka, KG 和 Jayasekara, APDA(2005 年)。杂草治理研究对斯里兰卡茶园产量的影响。第 20 届亚太地区杂草科学大会公报,越南胡志明市,2005 年 11 月 7-11 日。
土壤侵蚀
联合国亚太经济及社会理事会(UNESCAP):http://www.unescap.org/drpad/publication/integra/volume3/srilanka/3sr04a01.htm
土壤和水中的百草枯
Roberts 等人(2002 年)。《农业与食品化学学报》,50,3623–3631。
定义 为减少水土侵蚀,种植后使用作物残留覆盖 30%或更多土壤表面的任何耕作和种植方式。 权威性在线参考资料与资源 http://www2.ctic.purdue.edu/Core4/CT/Definitions.html Core4Conservation 是位于普度大学(Purdue University)的 保护性耕作信息中心(Conservation Tillage Information Centre)的组成部分。
