有机高丛蓝莓中的电除草技术：作业速度和施药次数对除草效果的影响

《Frontiers in Agronomy》：Electrical weed control in organic highbush blueberry: influence of operational speed and number of applications on weed control

蓝莓种植中电除草（EWC）通过高电压破坏杂草组织，有效控制有机蓝莓田杂草，但需平衡速度与能量沉积。研究表明，低速（0.5-1 km/h）单次处理可达到>80%控制率，而多次快速（2-4 km/h）处理能维持长期效果（>40%）。不同杂草敏感性差异显著：直立阔叶杂草（北方天芥菜、宾夕法尼亚苋菜）控制率>85%，而禾本科（高羊茅）和匍匐阔叶杂草（锐点苋菜）需更高能量（≥24 kJ/m2）或多次处理。EWC兼容有机覆盖物，但需避免直接接触塑料膜。设备成本较高（8-15万美元），但可减少除草剂依赖，需进一步评估长期成本效益和不同土壤条件下的适用性。

　　电气除草技术（EWC）作为一种非化学的除草手段，在有机蓝莓种植中展现出良好的应用前景。随着有机农业的不断发展，特别是在美国太平洋西北地区，该技术对于解决有机蓝莓种植中的除草难题具有重要意义。该地区集中了大部分美国有机蓝莓种植面积，而传统除草方法如机械耕作、人工拔除和有机覆盖物虽然被广泛使用，但存在操作成本高、效果不稳定以及对深根性杂草控制效果差等问题。因此，研究者们开始探索更为高效的非化学除草方式，EWC因其独特的工作原理和对特定杂草的有效性，逐渐成为研究热点。

EWC通过向植物叶片施加高电压电流，利用电流通过植物组织时产生的热量，破坏其维管系统，从而达到除草效果。这种方法不需要使用化学药剂，因此更加符合有机农业的标准。在本研究中，研究人员在俄勒冈州的五个有机蓝莓田中进行了五项田间试验，使用了两种商用EWC设备，评估了操作速度和除草次数对除草效果的影响。研究结果显示，较慢的操作速度（0.5–1 km/h）能够实现更高的除草率，例如在初始处理后28天，慢速处理的除草效果超过80%，而与未处理对照相比，除草量减少了高达73%。这表明，EWC在减少杂草生物量方面具有显著效果。

此外，连续施用EWC对维持长期的除草效果至关重要。研究发现，在两次处理的情况下，操作速度为2或4 km/h的处理在初始处理后42天可实现77–83%的除草率。对于某些特定的杂草种类，如北方柳叶荠（Epilobium ciliatum）和宾夕法尼亚马齿苋（Persicaria pensylvanica），EWC表现出更强的除草能力，达到了85–100%的控制效果。然而，像高羊茅（Festuca arundinacea）和尖点水芹（Kickxia elatine）这类杂草则需要更多的处理次数和更高的能量输入才能达到67–73%的控制效果。这些差异可能与植物的形态学特征有关，如叶片结构、分枝模式和根系结构等，这些因素影响了电流在植物组织中的传导效率。

土壤特性对EWC的除草效果也有重要影响。湿润的土壤提高了电流的传导性，有助于电流更有效地传递到植物组织中，从而提高除草效果。相比之下，干燥或压实的土壤则会阻碍电流的流动，降低控制效果。此外，土壤的导电性和盐度也会影响电流的分布，进而影响除草效果。为了提高EWC的效率，研究者建议在土壤条件适宜的情况下进行操作，并根据土壤类型调整处理策略。

在实际应用中，EWC的操作参数，如速度和除草次数，对除草效果具有决定性作用。较慢的速度能够提供更多的能量传递，从而更有效地破坏植物组织，但同时也会增加操作时间和成本。因此，如何在提高除草效果与保持操作效率之间找到平衡，是推广EWC技术的重要挑战之一。研究还发现，连续的除草处理能够更有效地控制新生杂草，因为每次处理后，杂草可能仍然有再生的能力，而连续处理可以防止这种再生，从而维持较高的控制水平。

在综合处理的研究中，EWC与割草技术的结合显示了更高的除草效果。例如，在2024年的试验中，割草后进行EWC处理的除草率达到了60%以上，而单独使用EWC或割草的处理效果则相对较低。这表明，合理的处理顺序可以显著提高EWC的效率，特别是在处理初期杂草较为密集的情况下。割草能够减少杂草的高度和密度，从而增加电极与植物组织的接触面积，提高能量传递效率。因此，在实际操作中，合理安排处理顺序可能成为提高EWC效果的重要策略。

研究还发现，EWC的除草效果与杂草种类密切相关。不同种类的杂草对电流的反应存在显著差异，这可能与它们的形态结构和生理特性有关。例如，某些杂草具有细长的根系和较高的木质素含量，这会降低电流的传导效率，使得它们对EWC的反应不如形态较为简单、叶片宽大的杂草。因此，在选择EWC处理方案时，需要考虑到杂草的种类和生长状态，以优化处理参数并提高整体效果。

此外，EWC技术的经济性和可持续性也是其推广的重要考量因素。虽然设备的初始投资较高，但长期来看，由于减少了除草所需的人工和化学投入，EWC可能带来显著的成本节约。同时，操作速度和处理次数等参数直接影响能源消耗和劳动成本，因此在实际应用中需要综合考虑这些因素，以实现最佳的经济效益。研究还强调了操作人员培训的重要性，熟练的操作能够提高处理效率，减少设备损坏和火灾风险，从而确保EWC技术的安全和可持续应用。

总的来说，EWC在有机蓝莓种植中的应用潜力巨大，尤其是在处理深根性杂草和减少化学药剂使用方面。然而，要实现这一技术的广泛应用，还需要进一步的研究和优化，特别是在不同土壤条件下、不同杂草种类和不同生长阶段的适应性方面。此外，设备的改进，如可调节电极、高度传感器和土壤湿度监测系统，将进一步提高EWC的适用性和安全性。随着技术的不断进步和对杂草管理需求的增加，EWC有望成为有机农业中一种重要的可持续除草手段，为蓝莓种植者提供更环保、更高效的解决方案。