間作白三葉草對茶樹地上部生長及氮素含量的影響

鄭生宏，柴紅玲，何衛中，李繼光，董瑞霞，周慧娟*

(1.麗水市農林科學研究院，浙江 麗水 323000；2.麗水職業技術學院，浙江 麗水 323000；3.縉云軒黃農業開發有限公司，浙江 麗水 323000)

茶樹具有喜溫怕寒、喜濕怕澇、喜光怕曬等特性，其生長發育與茶園環境密切相關[1]。高山生境因具有低溫、高濕、多云霧等氣候特點，被認為是“高山出好茶”的重要形成因素[2]。加之近年來國家將茶葉作為山區脫貧致富的重要經濟作物，使得本就多分布在山區的茶園有繼續擴大的趨勢。但由于山地茶園往往存在土壤肥力較低、水土流失嚴重的現象，尤其對于新墾茶園，不得不依靠化肥投入來保證茶樹的正常生長，這勢必會增加成本，影響茶葉的產量和品質，往往得不償失。綠肥間作在培肥地力、改良土壤和保水保土等方面優勢突出，是生態茶園建設的重要措施之一。白三葉草為豆科三葉草屬多年生牧草，節間發達，莖匍匐生長，長30～60 cm，可大量固定空氣中的氮素，是常見的綠肥間作材料[3-4]。有研究表明，茶園間作白三葉草能夠改良土壤理化性質，改善和提升土壤肥力，防止水土流失，改善茶園小氣候，提高茶園生態穩定性[3,5-8]。但以往研究多側重于白三葉草間作對土壤和茶園小氣候的影響及其生態效應，而對于茶樹地上部生長及養分吸收的影響鮮有報道。本研究以單作茶園為對照，對間作白三葉草茶園開展大田對比試驗，調查新梢生長及分析茶樹氮素吸收情況，以期能夠明晰間作白三葉草對茶樹生長的影響，為生態茶園建設和推廣提供技術支撐和評價依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗地位于浙江省縉云縣三溪鄉軒黃農業開發有限公司生產基地(28°45′N，120°15′E)，海拔約650 m，屬亞熱帶氣候，溫暖濕潤，年降雨量1 437 mm，年平均氣溫17 ℃，光照充足，年無霜期245 d。參試茶樹品種為白葉1號，5 a樹齡，間作白三葉草。2017—2021年，每年3月播種白三葉草，667 m2播種約250 g。設2種種植模式，單作茶園和間作茶園，面積均約為667 m2；試驗地為處集中連片緩坡地，生態條件和管理水平一致。

1.2 調查與采樣

1.2.1 發芽密度

2020和2021年春季進行觀測，在新梢一芽二葉時，每處理隨機取5個樣點，調查面積為0.11 m2(33 cm×33 cm)內的萌動芽及以上新梢數量，并計算平均值。

1.2.2 百芽重

2020和2021年春茶期間，每處理分別取100個一芽二葉新梢即刻稱重，重復3次，計算平均值。

1.2.3 新梢產量及制樣

2020和2021年春季進行一芽二葉新梢采摘，每處理選取1.5 m2(1.0 m×1.5 m)進行采摘計產，重復4次，并取新梢進行蒸青樣制作。蒸青樣采用微波殺青，于60 ℃烘干48 h，粉碎后備用。

1.2.4 修剪物產量與制樣

春茶結束后，2020年5月14日進行修剪作業，剪口離地面45～50 cm，每處理選取1.5 m2(1.0 m×1.5 m)進行修剪計產，重復4次，計算平均值；并取修剪物于60 ℃烘箱烘干48 h，足干后磨碎備用。

1.2.5 成熟葉采集與制樣

分別于2020年9月至2021年4月按月采集成熟葉，取樣部位為半木質化紅褐色莖上第1片成熟葉，經60 ℃烘箱干燥48 h后粉碎備用。

1.3 測定方法

新梢與修剪物樣品全氮含量采用vario MAX CN元素分析儀(德國Elementar公司)進行分析[9]；新梢中茶多酚含量采用酒石酸鐵顯色法測定；游離氨基酸總量采用茚三酮顯色法[10]測定。

1.4 統計與分析

采用Excel 2016進行數據處理和繪圖，采用SPSS 22 軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 間作白三葉草對茶樹新梢發芽密度和百芽重的影響

分別于2020和2021年春茶期間對茶樹新梢發芽密度和百芽重進行觀測。圖1顯示，相較于單作茶園，茶園間作白三葉草后，春茶新梢發芽密度和一芽二葉百芽重均有不同程度增加。其中，間作茶園2021年的新梢發芽密度和百芽重均顯著高于單作茶園，2020年兩者間盡管差異不顯著，但間作茶園均大于單作茶園。

同年或同日比較柱上無相同小寫字母者表示組間差異顯著(P<0.05)。圖2～5同。

2.2 間作白三葉草對茶樹鮮葉及修剪物產量和含氮量的影響

圖2顯示，相較于單作茶樹而言，茶園間作白三葉草能不同程度增加春茶鮮葉產量。其中，2020年，間作茶園平均鮮葉產量為1.03 t·hm-2，比單作茶園的0.94 t·hm-2增產9.57%；2021年，間作茶園平均鮮葉產量為0.70 t·hm-2，顯著高于單作茶園鮮葉產量，增產35.11%。2020年修剪物計產結果表明，間作茶園和單作茶園相當，分別為11.62和11.78 t·hm-2，修剪物生物量之間無顯著差異。

圖2 單作和間作白三葉草茶樹鮮葉和修剪物生物量比較

由圖3可知，盡管差異并不顯著，但間作茶園的鮮葉和修剪物全氮含量較單作茶園均有不同程度的增加。2020年間作茶園和單作茶園的鮮葉全氮含量分別為11.37和11.18 kg·hm-2，間作較單作增加鮮葉全氮量約1.7%；2021年間作茶園鮮葉全氮含量為11.40 kg·hm-2，較單作茶園8.58 kg·hm-2增加32.87%。修剪物方面，2020年間作茶園修剪物全氮含量為90.03 kg·hm-2，較單作茶園80.74 kg·hm-2，增加11.51%。

圖3 單作和間作白三葉草茶樹鮮葉和修剪物含氮量比較

2.3 間作白三葉草對成熟葉氮素含量的影響

2020年9月至2021年4月期間連續多次采取茶樹植株成熟葉，分析其中的全氮含量。由圖4可知，相較于單作茶園，白三葉草間作均能不同程度增加成熟葉全氮含量，其中2020年9月1日間作茶園成熟葉全氮含量為2.81%，顯著高于單作茶園的2.74%；其余各月份間作茶樹成熟葉平均全氮含量介于3.08%～3.43%，單作茶樹成熟葉平均全氮含量介于3.05%～3.35%，間作和單作之間差異不顯著。間作和單作茶樹各月平均全氮含量分別為3.17%和3.12%，二者之間無顯著性差異。

圖4 單作和間作白三葉草茶樹成熟葉全氮含量比較

2.4 間作白三葉草對茶樹新梢品質成分的影響

由圖5可知，茶園間作白三葉草能顯著增加春茶新梢游離氨基酸含量，間作茶園2020和2021年春茶新梢游離氨基酸含量分別為2.27%和4.24%，均顯著高于單作茶園春茶新梢游離氨基酸含量(1.75%和3.01%)。對于茶多酚而言，間作茶園2020年春茶新梢茶多酚含量為17.43%，高于單作茶園的14.83%，二者之間無顯著差異；2021年間作茶園和單作茶園茶多酚含量相當，分別為10.20%和10.16%，二者之間差異不顯著。酚氨比計算結果表明，2020和2021年的春茶新梢均表現為間作茶園低于單作茶園，其中，2020年間作茶園春茶新梢酚氨比為7.69，低于單作茶8.44，二者間無顯著差異；2021年間作茶園春茶新梢酚氨比為2.43，顯著低于單作茶園新梢酚氨比3.39。

圖5 單作和間作白三葉草新梢游離氨基酸、茶多酚含量及酚氨比

3 小結與討論

氮素作為茶樹營養生長的核心元素，對茶葉產量和品質具有重要影響。馬立鋒等[11]研究表明，在一定范圍內，茶葉產量和施氮水平呈線性遞增關系。換言之，在一定程度上，茶葉產量隨著施氮量的增加而增加。本研究中，與單作茶園相比，間作茶園具有較高的新梢發芽密度、一芽二葉百芽重及鮮葉和修剪物生物量，其主要原因之一在于白三葉草具有很強的固氮作用。據報道，白三葉草每年可固定氮素150～195 kg·hm-2，相當于增施碳銨900～1 125 kg或尿素330～435 kg[6,12]；茶園間作白三葉草后，猶如增加了茶園土壤氮素施用量和含量，能有效提高土壤氮素供應，促進茶樹根系對氮素的吸收和茶樹的生長，提高茶葉產量。這與前人研究結果一致。吳洵[13]研究表明，幼齡茶園間作白三葉草1 a后，較單作茶園提高土壤全氮13.5%，堿解氮88.2%；宋同清等[1,13]研究也表明，幼齡茶園套種白三葉4 a后，茶園土壤全氮和水解氮含量分別增加33.33%和30.03%。向佐湘等[14]也有類似研究報道。此外，本研究中的鮮葉、修剪物全氮含量均為間作大于單作，表明間作白三葉草能夠增加土壤氮素含量，提高茶樹氮素吸收利用。

本研究表明，茶園間作白三葉草后能夠顯著增加新梢游離氨基酸含量，穩定茶多酚含量，降低酚氨比。其原因在于間作白三葉草后的茶園土壤氮素含量增加，進而使得茶樹氮素吸收庫源增加，有效促進氨基酸合成。有研究表明，在一定范圍內，施氮量的增加能提高茶葉新梢氨基酸含量，降低酚氨比，有利于綠茶品質形成[15]。另一方面，間作白三葉草能有效降低土壤溫度，進而提高茶樹對氨基酸的吸收和合成，抑制茶多酚的合成，形成間作白三葉草后新梢氨基酸含量增加和酚氨比降低的結果[8]。

茶園間作白三葉草后，應用其較強的氮素固定作用，增加土壤氮素含量和供應水平，同時輔以白三葉草間作改良土壤物理特性，促進茶樹根系生長和養分輸送，為地上部枝繁葉茂提供營養保障。本研究結果可為白三葉草應用于茶園減氮施肥和生態茶園建設提供評價依據和實踐參考，今后將在茶園小氣候和地下部改良效果的基礎之上，結合茶樹地上部生長和茶葉品質提升方面開展相關研究，進一步研究間作白三葉草對生境、土壤、茶樹等綜合改良的效果，全方位、多角度加以示范和引導。