不同間作模式對茶樹光合生理及茶葉品質的影響

堯渝，張廳，馬偉偉，李蘭英，李春華

（四川省農業科學院茶葉研究所，四川成都610066）

不同間作模式對茶樹光合生理及茶葉品質的影響

堯渝，張廳，馬偉偉，李蘭英，李春華

（四川省農業科學院茶葉研究所，四川成都610066）

以單作茶園為對照，以四川省雅安市名山區的杉樹間作茶園、梨樹間作茶園和桂花間作茶園為研究對象，對各茶園土壤養分含量、茶樹光合生理指標和茶葉主要生化成分進行了測定。結果表明，除了杉樹間作茶園的有效磷、有效鉀含量和梨樹間作茶園的全鉀含量低于單作茶園外，其余指標均為間作茶園高于單作茶園。梨樹間作茶園的蒸騰速率和氣孔導度較高，都顯著高于單作茶園，分別比單作茶園高25%和36%；其他茶園與單作茶園差異不顯著。各間作茶園的水浸出物、游離氨基酸、咖啡堿、水溶性碳水化合物和兒茶素總量均高于單作茶園，而茶多酚含量及酚氨比均低于單作茶園。說明間作能提高茶園土壤的有機質含量、改善和保持土壤肥力、提高茶樹的光合生理指標，從而改善茶葉品質。

間作模式；茶園；光合生理指標；茶葉品質

茶樹（Camellia sinensis（L.）O.Ktze.）原產于我國西南部，屬于亞熱帶常綠植物，多伴生于亞熱帶的常綠闊葉雨林和季雨林的森林群落之中，并處于森林林冠層之下，經過長期發育，形成了喜溫、喜濕、喜散射光的生態習性[1-2]。生態因子是關系植物生存的重要條件，氣象因子、土壤因子、地形地勢因子、生物因子、人為因子等對植物的形態、結構、生理、生化特性都有重要影響，從而影響茶葉的產量和品質[3]。

四川茶區近年來大面積推廣無性系良種茶園，茶樹種植面積和茶園開采面積都呈增長趨勢。由于追求產量的提高，多數為條栽密植的茶園，形成了專業化的高產茶園，除少數在茶園內植樹遮陰外，普遍采用了單作的純茶樹種植模式。單一化的大面積茶園使有利茶樹的生活環境惡化，茶園的光照強度大，水分、溫度受外界環境的變化升降幅度大，對自然條件的調節能力弱，難以抵御自然災害的侵襲，造成茶園生產力下降、生物多樣性下降、土壤不斷退化。為了創造良好的茶園生態壞境、提高茶葉產量和品質，合理的茶園人工植物群落的建立是一種可持續的茶樹栽培模式。

我國的茶園間作技術始于唐、宋時期，一般間作經濟林、果樹和藥用植物，主要目的是增加經濟收入或改善小氣候以提升茶葉品質或為了充分利用土地，但缺乏按生態效應及其與因子間關系進行合理組合，對群落內部各因子的變化，也了解不多。研究證實，農田間作其他作物以增加環境異質性、拓展群落的空間，會增大生物多樣性。比如玉米間作高粱和蠶豆、小麥間作苜蓿、小麥間作油菜、小麥間作豌豆等[4]都增加了生物多樣性，強化了群落的自然控制潛能。但在茶園間作的系統研究上還不夠深入。

雅安市名山區是川西地區名優綠茶的重要產區，本研究以名山區3種復合種植模式間作茶園為研究對象，以單作茶園為對照，比較分析在相同的管理方式和氣候條件下，不同的茶園間作模式對土壤養分狀況、茶樹光合作用和茶葉內含成分的影響，旨在揭示間作模式的理論基礎，為發展和合理利用適應四川地區的茶園間作模式提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

截至2015年底，名山區擁有的茶園面積超過2萬hm2，干茶年總產量4.65萬t，其中，名優綠茶占33.55%。試驗于2012年4月在四川省雅安市名山區雙河鄉騎龍村進行。該地區屬亞熱帶季風性濕潤氣候區，年均降雨量1 500 mm，年均氣溫15.4℃，年均日照1 018 h，年均無霜期298 d，年均相對濕度82%。

1.2 試驗設計

選取有代表性的杉樹間作茶園、梨樹間作茶園和桂花間作茶園進行測定，選取管理水平、面積相當的純茶園作為對照。其中，杉樹間作茶園中，杉樹與茶行相間排列，每隔3行茶樹種植1行杉樹，茶樹行株距160cm×30cm，杉樹行株距450cm×500cm。梨樹間作茶園中，梨樹與茶行相間排列，每隔2行茶樹種植1行梨樹，茶樹行株距120 cm×30 cm，梨樹行株距280 cm×200 cm，梨樹品種為豐水梨。桂花間作茶園中，桂花樹與茶行相間排列，每隔2行茶樹種植1行桂花樹，茶樹行株距150 cm×30 cm，桂花樹行株距300 cm×300 cm。供試茶樹品種為福選9號。

1.3 土壤樣品采集

采用多點采集混合樣品，按“S”型取樣，每個采樣單元隨機選取10～15個取樣點得到混合樣，純茶園分別于茶行中間、茶行邊緣取樣，間作模式在每種處理小區間作樹種樹冠下取樣，在各點上取0～20 cm的表層土壤樣品，去除植物根系、石塊等雜物，均勻混合后采用四分法棄去多余土壤，保留1 kg土壤裝于塑料袋中，即為土壤樣品。將取回的土樣自然風干，磨碎過篩，分別測定有機質、全氮、全磷、全鉀、水解氮、有效磷、有效鉀含量。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 茶園土壤養分含量測定有機質含量采用硫酸、重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定；全氮含量采用濃硫酸消解，開氏定氮法測定；全磷含量采用氫氧化鈉堿熔-鉬銻抗比色法測定；全鉀含量采用氫氧化鈉堿熔-火焰光度計法測定；水解氮含量采用堿解擴散法測定；有效磷含量采用鹽酸氟化銨鉬銻抗比色法測定；有效鉀含量采用醋酸銨火焰光度計法測定。

1.4.2 茶樹光合生理指標測定在晴天少云的天氣條件下，于9：30—11：30使用ECA-PB0402光合測定儀，每種茶園選取3片長勢較一致的新梢頂芽下第4片成熟功能葉片進行測定，每片葉重復測定3次。間作茶園選取間作植株樹冠下面的茶樹葉片。測定指標包括凈光合速率（Photosynthetic rate，Pn）、蒸騰速率（Transpiration rate，Tr）、氣孔導度（Stomatal conductance，Gs）。水分利用效率（WUE）是單位水量通過葉片蒸騰散失時所形成的有機物的量，它取決于葉片凈光合速率與蒸騰速率的比值，反映了茶樹利用水分的能力[5]。

1.4.3 茶葉主要生化成分測定采摘各茶園1芽2葉新梢，蒸汽殺青后，烘干，制成蒸青樣，供生化成分分析。其中，水浸出物按GB/T8305—2002《茶水浸出物測定》中的方法測定；兒茶素總量及組分采用ISO 14502-2：2005中的《高效液相色譜法》測定；茶多酚采用GB/T8313—2008《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》中的福林酚法測定；游離氨基酸總量采用GB/T8314—2002《茶游離氨基酸總量測定》中的茚三酮比色法測定；咖啡堿采用GB/T 8312—2002《茶咖啡堿測定》中的方法測定；可溶性糖含量采用黃酮比色法測定[6]。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2003軟件對數據進行處理，用DPS7.05統計分析軟件進行差異顯著性檢驗（LSD法）。

2 結果與分析

2.1 不同模式間作茶園土壤養分含量分析

從表1可以看出，間作茶園大大提高了土壤的有機質含量；除了杉樹間作茶園的有效磷、有效鉀含量和梨樹間作茶園的全鉀含量低于單作茶園外，其余指標均為間作茶園高于單作茶園；其中，有效磷含量為梨樹間作茶園最高，其他指標均為桂花間作茶園最高。說明3種不同間作均能有效提高茶園土壤的有機質含量，但應注意肥料的合理配比施用；桂花間作對土壤養分各指標的改良是全方位的，在土壤養分的充分利用上是一種較為理想的間作模式。總體來說，3種間作模式有利于增加土壤有機質及可利用氮磷鉀養分含量。

表1 不同模式間作茶園土壤養分測定結果

2.2 不同模式間作茶園茶樹光合生理指標分析

由表2可知，梨樹間作茶園的蒸騰速率和氣孔導度最高，均顯著高于單作茶園，分別比單作茶園高25%和36%；其他茶園的蒸騰速率和氣孔導度與單作茶園之間差異不顯著。杉樹間作茶園的凈光合速率最高，但各間作茶園與單作茶園之間差異不顯著。杉樹間作茶園的水分效率顯著高于單作茶園，其他間作茶園的水分效率與單作茶園之間差異不顯著。說明間作茶園可以一定程度上提高茶樹的光合生理指標，有利于茶樹進行光合作用及干物質積累。

表2 不同模式間作茶園茶樹光合生理指標測定結果

2.3 不同模式間作茶園茶樣主要生化成分分析

從表3可以看出，各間作茶園的水浸出物、游離氨基酸、咖啡堿、水溶性碳水化合物和兒茶素總量均高于單作茶園；而茶多酚含量和酚氨比均低于單作茶園。說明3種間作模式下的茶園茶葉各生化成分含量相對得到了一定的提高，這對茶葉品質的提升非常有利。

表3 不同模式間作茶園茶樣主要生化成分測定結果

3 討論與結論

綠茶中的獨芽茶是四川省主要生產茶類，尤其是“竹葉青”及“雀舌”在全國享有一定知名度，且經濟效益高。因此，如何提高春茶品質顯得尤為重要。另外，研究大田作物間作提高產量及綜合經濟效益取得了較顯著的效果。而茶葉作為四川三大農業支柱產業之一，茶園間作模式的研究顯得刻不容緩。

本研究結果表明，杉樹、梨樹、桂花3種茶園間作模式均能提高茶園土壤的有機質含量，改善和保持土壤肥力，提高茶樹的光合生理指標，有利于茶葉品質的提高。而桂花間作對土壤養分各指標的改良是全方位的，在土壤養分的充分利用上是一種較為理想的間作模式；3種間作茶園可以一定程度上提高茶樹的光合生理指標，有利于茶樹進行光合作用及干物質的積累，尤其是杉樹間作茶園。近年來的研究表明[7-11]，復合生態茶園的生態因子較純茶園復雜，生物種群布局更加合理，可以更好地改變光合作用因子；另外，茶園生物多樣性的增加，有利于增加土壤有機質含量和有效營養組分，從而增加土壤微生物種類及培肥土壤，對茶樹生長發育及病蟲害的抑制都有一定的作用。

間作茶園茶樹的多項光合生理指標得到了提高，說明間作更有利于茶樹進行光合作用。茶樹在長期系統發育過程中形成了喜光耐陰、忌強烈直射光、喜散射光的特點，其光合作用補償點較高、光飽和點較低。光照條件直接影響茶樹的產量和品質，在一定條件下，光合速率隨著光照強度的增加而上升，但當達到光飽和點時，光照強度增加，光合速率不再上升；超過光飽和點時，茶樹呼吸作用加強，凈光合速率下降。在茶園內種植遮陰樹以調節光照強度，改善茶園光質，增加散射光比例，有利于提高茶樹葉片的凈光合效率以及有利于茶樹光合產物的形成和干物質的積累，從而提高鮮葉產量[12-14]。

很多學者還對間作茶園模式與茶葉產量及品質的關系進行了研究[15-19]，結果表明，間作條件下，茶樹鮮葉中氨基酸含量顯著增加，氨基酸、咖啡堿、水浸出物等含量均不同程度地高于對照茶園，而茶多酚含量減少，這與本研究的結果較為類似，證明合理的茶園間作模式確實可在一定條件下提高茶葉品質。一般情況下，光強度和日照量大，有利于茶樹碳素代謝，且可不同程度地抑制含氮化合物的代謝。茶園間作改善了茶園的光照條件，減少了陽光直射，增加了漫射光所占比例，使氮代謝加強，含氮化合物氨基酸、咖啡堿等大量積累，且酶促作用加速茶氨酸的合成；同時，有利于兒茶素合成的酶活性減弱，茶多酚合成途徑受阻，茶多酚含量下降[20-23]。

研究四川茶區不同栽培模式對土壤養分含量及茶樹光合作用及茶葉品質的影響，可以為選擇適合當地發展的茶園發展模式提供指導。本研究在大田試驗條件下，比較全面系統地研究了川西地區3種茶園間作模式對土壤養分狀況、茶樹光合作用和茶葉內含成分的影響，形成了一定的理論及實踐基礎，為今后研究不同間作模式對茶園土壤養分、茶樹葉片光合作用及茶葉品質影響的機制，包括各種生態因子是如何協同參與發揮影響作用的，以及深入到微量元素、微生物、細胞及分子等更微觀層面的研究奠定了一定的基礎。

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Effects of Different Intercropping Patterns on Photosynthetic Physiology Characteristics of Tea Plants and Tea Quality

YAOYu，ZHANGTing，MAWei-wei，LI Lan-ying，LI Chun-hua
（Institute ofTea，Sichuan AcademyofAgricultural Sciences，Chengdu 610066，China）

Experiments were carried out with mono-cropping tea garden and tea garden intercropping with Cunninghamia lanceolata,pear trees and Osmanthus fragrans Lour in Mingshan District ofYa'an cityin Sichuan province.Soil nutrient content,photosynthetic physiological indexes of tea tree and main biochemical components of tea leaves were determined.The results showed that besides the available phosphorus and available potassium content of tea garden intercropping with Cunninghamia lanceolata and total potassium content of tea garden intercropping with pear trees,the rest indexes were higher than the mono-cropping tea garden.The transpiration rate（Tr）and stomatal conductance（Gs）of tea garden intercropping with pear trees were the highest,both were significantly higher than the mono-cropping tea garden,and 25%and 36%higher than the mono-cropping tea garden.Other tea gardens were not significantly different from the mono-cropping tea garden.The water extracts,free amino acids,caffeine,water soluble carbohydrates and the total content ofcatechin ofeach intercroppingtea garden were higher than the mono-croppingtea garden.While the content ofpolyphenol and P/A of each intercropping tea garden were lower than the mono-cropping tea garden.The results explained intercropping could increase soil organic matter,improve soil fertilityand photosynthetic physiological indexes oftea tree and tea quality.

intercroppingpatterns;tea gardens;photosynthetic physiological indexes;tea quality

S571.1

A

1002-2481（2016）04-0470-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.04.12

2015-12-25

四川省茶葉技術創新團隊項目；四川省農業科學院青年基金項目（2012QNJJ-015）

堯渝（1984-），女，四川成都人，助理研究員，碩士，主要從事茶葉加工和質量控制研究工作。