茶園間作芳香植物羅勒和紫蘇對茶園生態系統影響的研究

張正群，田月月，高樹文，許永玉，黃曉琴，張麗霞*

1.山東農業大學園藝科學與工程學院，山東 泰安，271018；2.山東農業大學植物保護學院，山東 泰安 271018

茶園間作芳香植物羅勒和紫蘇對茶園生態系統影響的研究

張正群1，田月月1，高樹文1，許永玉2，黃曉琴1，張麗霞1*

1.山東農業大學園藝科學與工程學院，山東 泰安，271018；2.山東農業大學植物保護學院，山東 泰安 271018

通過茶園間作芳香植物研究其對茶園害蟲和天敵種群數量、土壤養分狀況、茶樹生長及茶葉生化成分等的影響，分析間作芳香植物對幼齡茶園的生態綜合調控效果。幼齡茶園間種芳香植物能減少小貫小綠葉蟬和綠盲蝽的數量，增加茶園中瓢蟲、草蛉、寄生蜂和蜘蛛等天敵的數量；芳香植物間作區土壤中銨態氮、有效磷和速效鉀的含量高于綠肥間作區和對照；茶園間作芳香植物能在一定程度上促進茶樹生長、培養幼齡茶園的樹勢和樹冠、增加茶葉產量。茶園間作芳香植物能減少茶葉中茶多酚和咖啡堿含量，提高可溶性糖和兒茶素含量，改善茶葉品質。可見茶園間作芳香植物是一種具有較好生態效益的茶園栽培管理模式，能促進生態茶園的發展。

芳香植物；羅勒；紫蘇；間作；茶樹；生態調控

茶是世界三大飲料之一，其品質和安全性廣受關注，茶葉無公害生產和有機生產已成為茶園發展的重要方向。茶園病蟲害防治和土壤改良是有機茶生產的關鍵環節，需要嚴格控制各種化學合成農藥和肥料的使用，這對茶園管理提出了更高、更嚴的要求。在農業系統中，合理間作是實現農產品有機化生產的有效措施之一，能產生諸如降低病蟲害發生，增加土壤微生物種群數量；改善土壤物理性狀，提高養分含量；促進農作物生長，提高農產品的產量和品質等的生態效應［1］。茶園間作同樣也能達到上述生態效果，例如，大豆Glycine max（L.）Merrill、白三葉草Trifolium repens L.等在幼齡茶園中間作能顯著調控茶園生態環境，減少蟲害和雜草的發生，改良土壤養分狀況，進而促進茶樹生長，增加茶葉產量，改善茶葉品質等［1-2］。

芳香植物是一類特殊植物，其濃郁的氣味中含有大量萜烯類化合物［3］。很多研究表明芳香植物通過間作能調控害蟲和天敵的種群數量，例如，Song等［4-5］研究發現，梨園間作芳香植物能調控梨園中昆蟲群落，有效控制梨樹害蟲并增加天敵數量。Basedow等［6］研究表明，蠶豆Vicia faba L.與芳香植物間作能有效降低豌豆蚜Aphis fabae（Scop.）為害。芳香植物對茶園害蟲，如茶尺蠖Ectropis obliqua（Prout）、小貫小綠葉蟬Empoasca onukii Matsuda（我國茶園中的小綠葉蟬經西北農林科技大學研究已由假眼小綠葉蟬E.vitis Go?the更正為小貫小綠葉蟬E.onukii）等有驅避或引誘作用［7-8］，但在茶園中間作芳香植物以改善茶園整體生態系統的研究尚處于初始階段，少見報道。本試驗通過茶樹與兩種唇形科芳香植物——羅勒Ocimum basilicum L.和 紫 蘇Perilla frutescens L.進行間作，調查茶園中害蟲和天敵的種群密度，測定土壤養分狀況、茶葉生長情況以及茶葉的生化成分變化等，并與綠肥白三葉草進行比較，綜合分析茶樹與芳香植物間作的生態效應，為促進茶葉有機生產和合理利用芳香植物提供理論依據和技術支持。

1　材料與方法

1.1材料和儀器

1.1.1植物材料

茶樹Camellia sinensis L.品種為福鼎大白茶，樹齡為3齡。兩種唇形科芳香植物羅勒和紫蘇及綠肥品種白三葉草種子購于山東省泰安市藝景綠化公司。

1.1.2實驗儀器

UV-2450紫外-可見分光光度計（島津（中國）有限公司）、CP224C電子天平（奧豪斯儀器（上海）有限公司）、DHG—9140A電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）、PHscan10筆型pH計（上海般特儀器有限公司）。

1.2田間試驗設計

試驗于2015年6～10月在山東泰安東興茶廠張花峪生態茶園進行。茶園中病蟲害防治以頻振式殺蟲燈誘殺、修剪采摘茶葉等物理、農業防治措施為主，雜草防治只進行清耕和人工除草，杜絕使用除草劑。本試驗包括茶樹-羅勒間作、茶樹-紫蘇間作和茶樹-白三葉草間作3個間作處理，并以茶樹單種作為對照處理，每個處理重復3次，隨機區組設計，每個試驗小區為10 m×10 m（長×寬），茶行間的間距為80 cm，在茶樹行間種植兩行植物，與茶樹間距為30 cm，間作植物的播種密度為20 cm×10 cm（行距×株距）。整個試驗期間，所有試驗小區均采用相同的栽培管理，不施用任何肥料和農藥。

1.3試驗觀察與測定方法

1.3.1茶樹昆蟲數量調查

小貫小綠葉蟬和綠盲蝽是北方茶園中發生比較普遍、危害程度較大的刺吸式害蟲，作為害蟲的調查對象。7～10月份，對不同種植模式的小區進行小貫小綠葉蟬、綠盲蝽及 4類天敵（包括瓢蟲、草蛉、寄生蜂和蜘蛛）種群數量進行系統調查。不同間作小區中昆蟲種群數量調查分兩步進行。首先目測茶樹蓬面上各類害蟲和天敵的數量，再用盤拍法調查茶叢中、下部各類昆蟲的數量。每個小區每次隨機調查5點，每點10株茶樹。調查每月進行一次，每次于下午4：00進行［8］。

1.3.2土壤養分指標

土壤樣品于2015年10月份采集0～20 cm土層的土壤，風干過篩后分析測定土壤pH值、有機質、硝態氮、銨態氮、速效磷和速效鉀等指標。土壤pH值測定方法：稱取10 g風干土（精確至0.001 g），置于50 mL燒杯中，加入25 mL去二氧化碳水，用玻璃棒攪拌1 min，靜置30 min后用已校準的pH計進行測定；土壤有機質采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法；硝態氮采用紫外分光光度法；銨態氮采用靛酚藍比色法；速效磷用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法；速效鉀用1 mol·L-1醋酸銨提取-火焰光度計法測定。

1.3.3茶樹生長指標

測定方法為5點取樣測定法，在茶樹蓬面數出單位面積內發芽個數并計算發芽密度，同時摘取一芽二葉，測定其長度、百芽重。間作植物種植一年后，用直尺測量茶樹的樹高、樹寬。

1.3.4茶葉品質分析

2015年9月采摘一芽一葉鮮樣，進行蒸青固樣。水浸出物測定采用減量法，參照GB 8305—2002；氨基酸測定采用茚三酮比色法，參照GB 8314—2002；茶多酚測定采用酒石酸鐵比色法，參照GB/T 8313—2002；咖啡堿測定采用堿式醋酸鉛法，參照 GB/T 8312—2002；可溶性糖測定采用蒽酮比色法；兒茶素測定采用香莢蘭素比色法［9］。

1.4數據統計分析

利用Microsoft Excel和SPSS 18.0軟件進行統計分析。用Duncan氏新復極差法進行差異顯著性分析。作圖軟件為Origin 8.5。

2　結果與分析

2.1茶樹芳香植物間作對茶園害蟲和天敵的影響

芳香植物與茶樹間作降低了北方茶園兩種主要的刺吸式害蟲小貫小綠葉蟬和綠盲蝽的發生。4種不同的種植模式中（圖1），茶樹-羅勒間作區小貫小綠葉蟬的密度最低，比對照茶樹單作減少66.3%，差異顯著，但與茶樹-白三葉草間作相比差異不顯著。茶樹-紫蘇間作區小貫小綠葉蟬的數量（每10株茶樹4.68頭）與茶樹-白三葉草間作（每10株茶樹4.75頭）相近，與對照相比減少了44.3%，差異不顯著。兩種芳香植物間作區綠盲蝽的數量與另外兩個處理之間沒有差異，其中，茶樹-紫蘇間作區綠盲蝽數量最少。

注：圖中不同字母表示經Duncan氏新復極差檢驗在P<0.05水平差異顯著。下同。Note：The different lowercase letters in the same column indicate significantly different at the P<0.05 level by Duncan's new multiple range test.The same as the follow.圖1 不同間作模式中小貫小綠葉蟬和綠盲蝽的種群數量Fig.1 The numbers of E.onukii and A.lucorum in various intercropping patterns

茶園間作羅勒、紫蘇增加了天敵數量，但是與綠肥白三葉草間作和茶樹單作兩種處理之間沒有顯著差異（除瓢蟲外）。4種試驗處理中，茶樹-羅勒間作區瓢蟲、草蛉、寄生蜂和蜘蛛的數量最多，分別是茶樹單作區的1.6、9.0、1.4和3.3倍（圖2）。

圖2　不同間作模式天敵的種群數量Fig.2 The numbers of four natural enemies in various intercropping patterns

2.2茶樹芳香植物間作對土壤養分狀況的影響

從表1可知，茶樹-紫蘇間作區土壤的pH值顯著低于茶樹-白三葉草間作和茶樹單作兩個處理，而土壤中銨態氮、有效磷和速效鉀的含量顯著高于這兩個處理；土壤有機質和硝態氮的含量沒有明顯差異。茶樹-羅勒間作區土壤中硝態氮、銨態氮和有效磷的含量顯著高于茶樹單作區，但有機質和速效鉀的含量顯著低于單作區；與茶樹-白三葉草間作區相比，茶樹-羅勒間作區土壤中銨態氮和有效磷含量明顯較高，速效鉀的含量較低。

2.3茶樹芳香植物間作對茶樹生長狀況的影響

表1　不同間作模式對茶園土壤養分狀況的影響Table 1 Effects of different intercropping patterns on soil nutrient status

茶園間作芳香植物促進茶樹生長。紫蘇、羅勒和三葉草間作區茶樹樹高分別為28.60、34.95、33.25 cm，都顯著高于單作區茶樹樹高26.55 cm。羅勒和紫蘇間作區茶樹樹幅為29.10 cm和30.00 cm，與單作區茶樹樹幅沒有顯著差異，但低于三葉草間作區茶樹樹幅。紫蘇間作區茶樹的發芽密度每平方米134.00個，高于茶樹單作區的每平方米116.67個和羅勒間作區的每平方米 97.33個，低于三葉草間作區的每平方米156.67個，除與羅勒差異顯著外，與其他兩種差異不顯著。茶樹-羅勒間作區茶樹的芽長度為3.67 cm，百芽重為22.83 g，都顯著低于茶樹-白三葉草間作區和茶樹單作區；茶樹-紫蘇間作區茶樹的芽長度為3.91 cm，百芽重為 25.19 g，同樣顯著低于單作區，但紫蘇間作區中茶芽長度和百芽重與三葉草間作區差異不大（表2）。

2.4茶樹芳香植物間作對茶葉生化指標的影響

圖3顯示，與茶樹單作相比，茶樹-羅勒間作區茶葉中可溶性糖含量提高了 0.93%，而氨基酸、茶多酚、咖啡堿和兒茶素的含量分別減少了0.53%，1.30%，0.56%和1.34%，水浸出物的含量沒有差異。茶樹-羅勒間作區中茶樹葉片中可溶性糖含量比茶樹-白三葉草間作區的明顯增加了0.4%，氨基酸和咖啡堿含量顯著減少0.49%和0.37%。茶樹-紫蘇間作區茶樹葉片中氨基酸、咖啡堿含量比茶樹單作顯著降低了

0.47%和0.37%，可溶性糖、兒茶素含量顯著增加了0.43%和0.72%。與茶樹-白三葉草間作相比，茶樹-紫蘇間作顯著減少了茶樹葉片中氨基酸的含量，增加了茶多酚和兒茶素的含量，水浸出物、咖啡堿和可溶性糖含量沒有差異。

表2　不同間作模式對茶園茶樹生長狀況的影響Table 2 Effects of different intercropping patterns on growth of tea plants

3　討論

茶園間作芳香植物抑制了茶園害蟲，特別是小貫小綠葉蟬的發生數量，抑制效果優于綠肥白三葉草。間作芳香植物能有效降低農業生態中害蟲的發生，例如，梨園中間作芳香植物能有效降低蚜蟲和梨木虱 Psylla Chinesis Yang et Li的種群數量［10-11］。從生態和進化角度分析，茶園中的刺吸式害蟲已適應了釋放少量萜烯化合物的寄主茶樹，主動回避有濃郁氣味的非寄主植物——芳香植物。間作區中高濃度的萜烯化合物干擾了茶樹害蟲的寄主定位，阻礙其取食和繁殖［12］。間作芳香植物能提高生態系統中有益節肢動物的多樣性和豐富度［13-14］。茶園間作芳香植物在一定程度上增加了天敵的種群數量。茶園間作營造的植被多樣性為大量天敵提供過渡轉換寄主和棲息庇護所。另外，羅勒、紫蘇在8、9月份大量開花，能引誘天敵并為其補充種群發展繁衍所需的花蜜等食物。這些有利因素促進了間作區中各種天敵種群發展，從而間接地調控茶園害蟲的發展和分布。

圖3　不同間作模式對茶葉生化指標的影響Fig.3 Effects of different intercropping patterns on biochemical indexes of tea

茶園中間作一些豆科植物，如白三葉草和大豆可有效改良茶園土壤養分狀況，從而能有效促進茶樹生長，增強茶園中幼齡茶苗的樹勢，培養樹冠，為成齡茶園的豐產打下基礎［1-2］。本研究表明，芳香植物間作區的土壤養分含量，特別是紫蘇間作區土壤中氮、磷和鉀的含量一定程度上高于綠肥白三葉草間作區。芳香植物在茶園中間作通過改善土壤能促進茶樹根系對養分的吸收，進一步調節了茶樹的生長。茶園間作紫蘇顯著增加了茶樹高度，調整了冠幅，提高了發芽密度等。雖然，茶園間作芳香植物稍微降低了茶樹的百芽重，但是可以通過高發芽率在茶園整體產量上進行彌補。

茶園間作芳香植物，特別是在茶園中間作羅勒能在一定程度上改善茶葉的品質。茶多酚和咖啡堿是茶湯苦味的主要呈味物質，茶園間作芳香植物減少了茶樹鮮葉中這兩種物質的含量，能降低茶湯的苦澀味。可溶性糖是茶湯中主要甜味成分和香氣成分，間作芳香植物提高了茶葉中的可溶性糖含量，能改善茶湯的滋味。茶園間作紫蘇顯著提高了茶葉中兒茶素的含量，這表明增強了芽葉持嫩性，有利于成品茶的品質［15］。

茶園間作芳香植物產生的上述諸多生態效益可以有效地減少化學農藥和肥料的使用，降低茶園種植和管理成本。另外，芳香植物本身具有濃郁的香氣，并在夏秋季大量開花，很好地美化了茶園的整體環境。其次，芳香植物可開發為香料、中藥或是食料，創造附加收益。總之，茶園間作芳香植物是一種生態和經濟效益俱佳的栽培方式，能促進生態茶園的建設和茶葉有機化生產的發展。

［1］黎健龍，涂攀峰，陳娜，等.茶樹與大豆間作效應分析［J］.中國農業科學，2008，41（7）：2040-2047.

［2］彭晚霞，宋同清，鄒冬生，等.覆蓋與間作對亞熱帶丘陵茶園生態的綜合調控效果［J］.中國農業科學，2008，41（8）：2370-2378.

［3］Pichersky E，Noel J P，Dudareva N.Biosynthesis of plant volatiles：nature's diversity and ingenuity ［J］.Science，2006，311：808-811.

［4］Song B，Zhang J，Hu J，et al.Temporal dynamics of the arthropod community in pear orchards intercropped with aromatic plants ［J］.Pest Management Science，2011，67（9）：1107-1114.

［5］Song B Z，Wu H Y，Kong Y，et al.Effects of intercropping with aromatic plants on the diversity and structure of an arthropod community in a pear orchard ［J］.BioControl，2010，55（6）：741-751.

［6］Basedow T，Hua L，Aggarwal N.The infestation of Vicia faba L.（Fabaceae）by Aphis fabae（Scop.）（Homoptera：Aphididae）under the influence of Lamiaceae（Ocimum basilicum L.and Satureja hortensis L.［J］.Journal of Pest Science，2006，79（3）：149-154.

［7］張正群，孫曉玲，羅宗秀，等.芳香植物氣味及提取液對茶尺蠖行為的影響［J］.植物保護學報，2012，39（6）：541-548.

［8］Zhang Z，Luo Z，Gao Y，et al.Volatiles from non-host aromatic plants repel tea green leafhopper Empoasca vitis ［J］.Entomologia Experimentalis et Applicata，2014，153（2）：156-169.

［9］張正竹.茶葉生物化學實驗教程［M］.北京：中國農業出版社，2009：45-47.

［10］魏巍，孔云，張玉萍，等.梨園芳香植物間作區蚜蟲與天敵類群的相互關系［J］.生態學報，2010，30（11）：2899-2908.

［11］魏巍，孔云，張玉萍，等.梨園芳香植物間作區中國梨木虱與其天敵類群的相互作用［J］.生態學報，2010，30（8）：2063-2074.

［12］Agarwal M，Walia S，Dhingra S，et al.Insect growth inhibition，antifeedant and antifungal activity of compounds isolated/derived from Zingiber officinale Roscoe（ginger）rhizomes ［J］.Pest Management Science，2001，57（3）：289-300.

［13］胡競輝，王美超，孔云，等.梨園芳香植物間作區節肢動物群落時序格局［J］.生態學報，2010，30（17）：4578-4589.

［14］宋備舟，王美超，孔云，等.梨園芳香植物間作區主要害蟲及其天敵的相互關系［J］.中國農業科學，2010，43（17）：3590-3601.

［15］孫京京，朱小元，羅賢靜麗，等.不同遮蔭處理對綠茶品質的影響［J］.安徽農業大學學報，2015，42（3）：387-390.

Ecological Effects of Intercropping Tea with Aromatic Plant Basil and Perill in Young Tea Plantation

ZHANG Zhengqun1，TIAN Yueyue1，GAO Shuwen1，XU Yongyu2，HUANG Xiaoqin1，ZHANG Lixia1*
1.College of Horticulture Science and Engineering，Shandong Agricultural University，Tai'an 271018，China；2.College of Crop protection，Shandong Agricultural University，Tai'an 271018，China

To evaluate integrated ecological effects of intercropping young tea plants with aromatic plants，we investigated the populations of pests and natural enemies，soil nutrient status，growth of tea plants and tea ingredients in the intercropping plots.Aromatic plants intercropped with young tea plants reduced the numbers of Empoasca onukii Matsuda and Apolygus lucorum Meyer-Dür，and increased the numbers of natural enemies，such as coccinellids，lacewings，parasitoids and spiders in the tea plantations.The contents of ammonium nitrogen，available phosphate and available potassium in the soils in the plots intercropped with aromatic plants were relatively higher than those in the plots intercropped with white clover and the control.Intercropping facilitated tea growth，enhanced tree crown formation and increased vigor of young leaves，which are necessary for high yield of tea.Intercropping tea with aromatic plants decreased the contents of TP and caffeine，and increased the contents of soluble sugar and catechins in tea leaves，and finally improved the quality of tea.The results demonstrated that intercropping tea with aromatic plants is an effective cultivation method with great ecological economic benefits，and can promote the development of ecological tea plantation.

aromatic plants，basil，perill，intercropping，tea tree，ecological regulation

S571.1；S157.4+31

A

1000-369X（2016）04-389-07

2016-02-24

2016-03-29

國家自然科學基金（31501651）、山東省自然科學基金（ZR2015CQ017）、山東省現代農業茶產業體系專項資金、泰安生態茶園關鍵技術集成研究及產業化示范（201340629）。

張正群，男，博士，講師，主要從事茶樹病蟲害防治方面的研究。*通訊作者：zlx_sdau@163.com