我國茶園復合種植模式研究進展

陳清華，崔清梅，羅鴻，馬會杰，胡雙玲

恩施土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學院，國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系恩施綜合試驗站，湖北 恩施445000

我國是茶樹的原產(chǎn)地，是世界上最早發(fā)現(xiàn)、種植栽培茶樹和利用茶葉的國家。歷經(jīng)幾千年的發(fā)展歷程，茶產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在已是許多產(chǎn)茶地的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，2021 年全國18 個主要產(chǎn)茶?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的茶園總面積為326.41萬hm2，全國干毛茶總產(chǎn)量約306.32萬t[1]。

茶園生產(chǎn)管理是茶產(chǎn)業(yè)的基礎，也是源頭，經(jīng)過幾代科研人員的探索和實踐，茶園已實現(xiàn)規(guī)?；?、規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化種植。但是茶樹多為多年生常綠灌木，茶園生態(tài)系統(tǒng)復雜穩(wěn)定[2]，傳統(tǒng)的茶園大都是單一連作種植，多年來逐步產(chǎn)生了諸如土壤酸化、病蟲害加重、產(chǎn)量下降等方面的問題[3-4]。而且茶園單作也導致茶園產(chǎn)出單一，以采摘茶葉為主要經(jīng)濟輸出，無法滿足產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需求。為了實現(xiàn)土地資源效益最大化、茶樹逆境中的抗性增強以及提高茶園生物多樣性，并進一步提升茶樹的經(jīng)濟效益，眾多研究者運用生態(tài)學原理與生物資源優(yōu)勢配置，將茶樹與其他物種間作或套作，實行茶樹立體復合型種植，促使茶園環(huán)境生態(tài)得以改善[5]。

復合種植，F(xiàn)rancis[6]將其定義為在時間和空間上集約化種植，即在同一田地上種植兩種或兩種以上的作物，包括間作、套種等幾種不同的種植模式。我國復合種植模式應用較為廣泛，林藥復合種植[7]、林+苗復合種植[8]、林+菜（菌）復合種植[9]、林草復合種植[10]、糧經(jīng)復合種植[11]、玉米帶狀復合種植[12]等，且農(nóng)林復合模式研究得較為深入，而茶園復合種植也有多種，茶林復合、茶草復合、茶豆復合、茶菜復合等。諸多研究表明茶園復合種植模式可以充分利用茶園土地、光、水分、養(yǎng)分等自然資源，且這種種植模式可以實現(xiàn)生態(tài)－景觀－經(jīng)濟綜合效益的提升，還可以在經(jīng)營產(chǎn)值、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、勞動力結(jié)構(gòu)、種植空間等方面起到一舉多得的效果，從而實現(xiàn)一地多用和一年多收的目標，促進資源的高效利用，有效提高茶農(nóng)的收入，有效推進茶產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。本文在明確了茶園復合種植理論與概念的基礎上，整理了當前茶園復合種植的主要類型以及植物種類，分析了對茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)、病蟲害防控、茶園土壤性質(zhì)、茶園土壤微生物等方面影響，以期為建立生態(tài)高效優(yōu)質(zhì)的茶園提供栽培管理上的理論依據(jù)。

1 茶園復合種植的理論

生態(tài)位是生態(tài)學的重要概念和理論之一，是指在一個由一系列環(huán)境軸所定義的N維空間內(nèi)種群可以維持存活的一種能力[13]，而生態(tài)位測度包括生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊，生態(tài)位寬度是物種所能利用的各種資源的一個綜合指標，生態(tài)位重疊反映種群之間對資源利用的相似程度和競爭關(guān)系，物種間的生態(tài)位重疊越低，生態(tài)幅越窄，越有利于物種的共存[14]。

茶園復合種植則是充分利用了茶樹生態(tài)位原理，在水平和垂直空間上都提供了其他種群可以占有生存的位置。茶園復合種植模式是以茶樹為主要植物，間作或者套作其他高、矮桿植物[15]。茶園是一個比較獨特的體系，地上部生長周期長，一般的茶園經(jīng)濟年限可達數(shù)十年，通過修剪、臺刈等農(nóng)藝措施，使茶樹發(fā)揮更大的生產(chǎn)潛力，延長經(jīng)濟年限。而茶園采用的條帶行栽培，行與行之間有一定寬幅的工作道，用于采摘、修剪、施肥作業(yè)等，在非農(nóng)忙季節(jié)，這種寬幅的工作道就處于空閑狀態(tài)。在同一水平上，生態(tài)位分明。茶園主要是以葉芽為輸出物質(zhì)，采用的方式是手工采摘或機采，因此茶園樹體培育都通過修剪控制樹高，在茶園整體上保持一致，以利于茶園的統(tǒng)一管理。茶園垂直空間最大值都控制在1 m 左右，樹冠以上有更多的利用和發(fā)展空間，生態(tài)位垂直分明。

2 茶園復合種植的類型

2.1 復合種植的物種

復合種植利用不同植物對地上部光熱以及地下部水肥的競爭和促進作用，使各種生態(tài)資源得到最充分的利用，使其產(chǎn)量和品質(zhì)都得到提高。茶園復合種植，茶樹與不同植物能有效合理分配資源，從而直接或者間接影響種間生物和非生物的生長環(huán)境[16]，提升可利用資源有效性來選擇與茶樹復合種植的物種。

茶園復合栽培屬于多物種栽培模式[17]，茶樹本身就是亞熱帶森林植物群落中居于中層的伴生樹種[18]，上層是高大的闊葉喬木，經(jīng)過長期自然選擇，逐漸形成了喜光耐陰的生活特性。因此茶園復合種植的物種主要是木本植物、草本植物、藤本植物及微生物類（表1）。茶園與林木復合種植研究較早，林木屬于木本植物，樹型高大，以喬木為主，茶林復合是融合了農(nóng)業(yè)、園藝、林業(yè)3方面的工作，而茶樹喜陰，因此林木在一年中對茶園微域氣候環(huán)境具有調(diào)節(jié)作用，且對根際土壤微生物影響也較大。草本植物生長周期短，采用與茶樹等距間作的方式種植，宜操作宜管理，功能用途不同，種類較多，以科為單位可分為豆科、十字花科、菊科、禾本科等。也有種植少數(shù)藤本植物的，如葡萄、獼猴桃、吊瓜等，以適應當?shù)氐奶厣?。微生物主要是真菌類，包括多孔菌科、白蘑科、?cè)耳科。生產(chǎn)實際中，茶園與木本植物復合種植以果樹樹種較多，與草本植物復合種植以豆科類較多。

表1 茶園常見復合種植的植物

2.2 復合種植的模式

茶園復合種植主要是間作、套作模式，而間作又是最常見的復合種植模式，是在同一土地上分行或分帶種植兩種或兩種以上的作物[54]。目前生產(chǎn)實際中、科研研究等常見的有茶林復合、茶果復合、茶豆復合、茶菜復合、茶菌復合等。

2.2.1 茶林復合種植

茶林復合種植是農(nóng)林復合系統(tǒng)中最常見的一種復合模式，從20 世紀70 年代開始被廣泛研究。茶林復合種植的林木一般為當?shù)靥厣珮浞N，大部分選擇的是喬木，充分利用林木的冠層遮陰和茶樹喜陰、喜濕的特點，設置相應的株行距。在盛產(chǎn)橡膠的南方茶區(qū)，橡膠樹與茶樹復合種植[24]，在云南的瀾滄縣茶園種植有當?shù)剜l(xiāng)土樹種黃樟樹[25]，皖南和浙江茶區(qū)復合種植的主要有烏桕[23]，在西北茶區(qū)常見的復合林木有香椿[20]等。

2.2.2 茶果復合種植

茶果復合種植是增加茶園產(chǎn)值，延伸茶產(chǎn)業(yè)鏈的一種復合種植模式[55]。江南茶區(qū)茶果間作較為普遍，其中最為著名的茶果間作區(qū)便是洞庭湖碧螺春茶區(qū)[56]，間作的果樹種類多，如柑橘、石榴、枇杷、板栗、桃、楊梅、臘梅、銀杏、棗、梨等，其他地方還有間作獼猴桃；江北茶區(qū)還有柿、山楂、蘋果等，在西南、華南茶區(qū)有香蕉、芒果[21]等。

2.2.3 其他復合種植

其他復合種植模式還有茶草復合、茶菜復合、茶菌復合，其中前兩種是較為普遍的間作方式。大部分間作植物主要用于充當綠肥，還田于土壤，也有收獲其產(chǎn)物如馬鈴薯[49]、花生[30]、大豆[57]等以獲得經(jīng)濟效益的，而這種間作基本都是在幼齡茶園。茶菌復合模式一方面可以獲得鮮菌產(chǎn)量，一方面還達到調(diào)節(jié)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的目的。

3 茶園復合種植的作用

茶園復合種植是利用茶樹的喜濕耐陰、植株為灌木或小喬木、根系較淺等特點，合理選擇不同樹冠高度和根系深淺的植物，組成二層林冠及地被層的茶園生態(tài)系統(tǒng)。還可以增加茶園植物的種類，擴大茶園的生態(tài)空間。復合種植模式強調(diào)的是物種間協(xié)調(diào)發(fā)展，互相促進，充分利用地力、光照等資源，改善生長環(huán)境、調(diào)節(jié)小氣候、增加物種生物多樣性等，以取得最大的綜合效益。

3.1 對茶葉產(chǎn)量的影響

茶園復合種植，其物種組合及種植密度對茶葉產(chǎn)量會產(chǎn)生一定影響。蘇紅飛等[58]研究發(fā)現(xiàn)板栗+茶模式的全年茶葉產(chǎn)量中，春茶產(chǎn)量與純茶園相當，夏茶、秋茶不足純茶園的三分之一，原因是板栗樹屬于落葉喬木，在春茶時板栗樹葉剛開始萌發(fā)，只遮擋了少部分太陽光，透過的太陽光能滿足茶樹生長所需。而夏、秋季，板栗樹葉成熟，絕大部分的太陽光被遮擋，導致茶樹生長受限。但是楊清平等[28]研究發(fā)現(xiàn)，獼猴桃與茶復合模式下的茶鮮葉全年產(chǎn)量要比裸地茶園產(chǎn)量提高8.1%，特別是夏、秋季茶葉產(chǎn)量都有增加，主要原因是獼猴桃的適當遮陰改善了茶樹的環(huán)境條件，提高了茶樹在夏秋季的光合效率。趙甜甜等[59]研究了云南蘋果與茶樹間作后，春、夏、秋三季茶鮮葉產(chǎn)量均極顯著高于對照。劉建軍等[60]在北方茶區(qū)茶園復合間作不同密度的栗樹時，春夏秋三季茶鮮葉產(chǎn)量不一樣，每公頃間作450株，春夏秋三季茶鮮葉產(chǎn)量都較對照低；間作300株時春茶鮮葉產(chǎn)量較對照高，夏秋茶鮮葉產(chǎn)量較對照低；當間作150株時，春秋茶鮮葉產(chǎn)較對照高，但夏茶鮮葉產(chǎn)量較對照低。有學者研究對夏季烏龍茶進行45%和30%的遮陰，其產(chǎn)量較對照高，但是60%遮陰的產(chǎn)量與對照相近[61]。

茶樹與食用菌間作也可以不同程度提高大葉茶的產(chǎn)量，研究結(jié)果顯示連續(xù)間作兩年菌包的茶園產(chǎn)量要比間作一年的茶園產(chǎn)量增加5.7%[62]。

3.2 對茶葉生化成分的影響

茶園復合種植通過茶樹與其他物種間作而構(gòu)建成一種植物多樣性生態(tài)茶園，并與茶樹形成互利關(guān)系，有增加氣味、固氮、提供庇護和保護、生化抑害等功效[63-64]，因此復合種植模式下的茶葉，其品質(zhì)成分含量的高低也受生長環(huán)境的影響。曹啟民等[65]研究了海南茶園采用黃槐+茶樹+野花生復合種植的模式，其茶葉的水浸出物、茶多酚、氨基酸和黃酮含量要比單一茶園分別增加14.41%、18.71%、14.21%、32.87%，差異顯著。顧俊榮等[66]指出不同茶果間作均有效地提高了洞庭碧螺春鮮葉中的沒食子酸含量，尤其是茶－楊梅、茶－柑橘間作茶園與純茶園差異達到了顯著水平。茶樹與大豆間作能顯著提高茶葉中咖啡堿及可溶性糖的含量，而且減少氮肥施入也不會減少茶葉品質(zhì)成分含量[67]。劉鑫等[68]調(diào)查了林茶間作栽培模式下的有機茶園，茶葉氨基酸含量、水浸出物含量均高于純茶園。吳滿霞[69]調(diào)查了茶－山茱英、茶－板栗間作的茶園，其茶葉的氨基酸總量、茶氨酸含量增加，兒茶素總量減少，酚氨比下降，說明人工間作茶園中，芽葉的持嫩性增強。在當前復合種植模式對茶葉生化成分影響的研究中，氨基酸含量、水浸出物含量都是呈增長趨勢，但是對茶多酚、咖啡堿等含量的影響效果不一樣，因此后期要根據(jù)不同茶區(qū)、不同復合類型對茶葉生化成分的影響，作進一步研究與探討。

3.3 對茶園土壤性狀的影響

與單作農(nóng)業(yè)系統(tǒng)相比，農(nóng)林復合系統(tǒng)能夠增加生物多樣性和多層次空間結(jié)構(gòu)，在改善土壤質(zhì)量，減少水土流失和土壤侵蝕以及調(diào)控小氣候等方面均具有顯著優(yōu)勢[70]，茶園復合種植模式也是農(nóng)林復合系統(tǒng)中的一種，且茶園屬于人工建造的一種穩(wěn)定的系統(tǒng)，而又以采摘幼嫩芽葉為主要輸出，冬季之外茶園都在進行農(nóng)事活動，對茶園土壤性狀的影響比較大。茶園通過復合種植，不同植物根系的穿插、分泌乃至植株整體都會對茶園土壤性狀有不同程度的影響。

3.3.1 對土壤養(yǎng)分的影響

洞庭碧螺春茶果間作可以顯著提高土壤的有機質(zhì)、速效磷、速效鉀和堿解氮的含量[71]。黃槐－茶樹－野花生復合種植結(jié)構(gòu)下表層土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀含量相比純茶園都有不同程度的增加[65]；柑橘與茶樹間作茶園土壤養(yǎng)分含量和pH 值都較單作茶園高，但土壤中重金屬含量較單作茶園低[55]。馬占霞等[5]調(diào)查發(fā)現(xiàn)云南省勐臘縣不同茶林間作模式影響茶園土壤pH 值外，對速效鉀、有效磷、陽離子交換量的影響最為顯著，對堿解氮和有機質(zhì)也存在顯著的影響。胡桂萍等[72]研究了茶園間作油菜、圓葉決明和櫻花后，土壤全氮、全磷、全鉀含量與對照相比有顯著差異。茶園復合模式還能提高土壤酶的活性，參與土壤各種養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，因此茶園復合種植模式可以有效增加土壤速效養(yǎng)分的含量，以供茶樹生長發(fā)育利用。

3.3.2 對土壤物理性狀的影響

土壤中的各種生物和化學過程以及植物的生長和發(fā)育都依賴于土壤的物理狀態(tài)（含水量、溫度、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和孔隙度等）和土壤中的能量物質(zhì)交換過程[73]。在茶園間作不同芳香植物后，不同土層土壤相對含水量均明顯高于單作茶園，且不同間作處理對不同土層土壤容重呈現(xiàn)多樣性差異[47]，王麗娟等[74]研究了樟＋茶和山蒼子＋茶模式，可以有效降低土壤容重，改善茶園土壤結(jié)構(gòu)，這可能是與復合種植植物根系的更新代謝活動以及間作樹木枯枝落葉的降解有關(guān)[75]。茶園間作綠肥后，夏季不同土層土壤溫度日變化與常規(guī)茶園不同，間作綠肥可以起到調(diào)節(jié)土壤溫度的作用[76]。茶園復合種植模式下，次級物種助力茶園通過遮陰、滯留降雨、減少地表徑流、根系穿插等作用調(diào)節(jié)土壤物理性狀。

3.3.3 對土壤微生物的影響

茶園土壤微生物具有固氮、釋鉀、解磷、分解有機質(zhì)，以及增強土壤保濕性等作用，能有效調(diào)節(jié)茶園小氣候，促進茶芽萌發(fā)和茶樹次生代謝，減少茶樹病蟲害，明顯提高茶鮮葉產(chǎn)量和茶葉品質(zhì)[77]。因而茶園土壤微生物是茶園生態(tài)系統(tǒng)中重要的一員，且土壤生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性受到土壤微生物多樣性的影響[78]。復合種植模式常被認為可提高土壤微生物群落多樣性[79]，間作麥冬可誘導茶園土壤細菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，富集更多參與土壤營養(yǎng)循環(huán)和拮抗植物病原菌的有益細菌[80]；間作板栗樹，可以提高土壤細菌的豐富度，有利于改善土壤肥力[81]；間作靈芝改變茶園土壤細菌群落結(jié)構(gòu)并促進土壤有益微生物群落生長[50]；間作山蒼子改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和豐度，同時增加了土壤礦質(zhì)營養(yǎng)轉(zhuǎn)化吸收的功能性種群，降低了植物致病真菌和細菌數(shù)量[26]。茶與菌共生能顯著影響土壤中微生物的類群[82]，因此復合種植模式能改變茶園土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和豐度，這主要可能是茶園植物種類的增加，與植物凋落物和根系分泌物增多有關(guān)。但茶園土壤微生物種群的數(shù)量又與間作的植物種類相關(guān)，也與土壤質(zhì)地、成土母質(zhì)、有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、土壤pH 值以及種植年限、不同取樣季節(jié)等相關(guān)[83]，因此對其機理研究還有待進一步加深。

3.4 對茶園病蟲害防控的影響

復合種植的茶園，人為增加了茶園生態(tài)環(huán)境的復雜性，擴充了茶園立體生態(tài)位，增強了茶園整個生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和可持續(xù)性[84]，促進生態(tài)平衡。對昆蟲群落，特別是天敵群落有積極作用，使茶園中的各種生物處于和諧狀態(tài)，能提高天敵昆蟲的自然控制力，抑制茶樹害蟲的發(fā)生[85]。間作豌豆可以控制綠盲蝽[38]；間作圓葉決明可以有效調(diào)控茶小綠葉蟬[38]；間作杉樹可以顯著降低茶跗線螨的為害[86]；金觀音間作臺灣小葉相思可以增加捕食螨、蜂類、獵蝽、瓢蟲和食蚜蠅等天敵昆蟲[58]；間作柑桔、楊梅在一定程度上調(diào)控葉蟬種群、蜘蛛類群的數(shù)量和空間格局，還可減輕葉蟬為害[87]；間作香樟可降低茶輪斑病和茶赤星病的發(fā)生[88]。這主要是由于復合種植茶園裸露土壤面積減少，土壤水分蒸發(fā)和雨水沖刷減弱，對水土保持有積極作用，增強了茶樹的抗性；同時豐富了植物相，為天敵的繁衍增殖提供良好替代寄主和適宜躲避場所，改善了天敵生存條件，使天敵較長時間留在茶園內(nèi)。復合種植茶園還因為物種增加，在一定程度上阻礙病原菌孢子的運動、傳播和侵染，從而可以達到減輕病害發(fā)生的目的[89]。

3.5 對茶園小氣候的影響

復合種植茶園尤其是茶林復合、茶果復合可以明顯調(diào)節(jié)茶園田間小氣候，可降低茶園光照強度和空氣溫度，增加空氣相對濕度[90]，提高茶葉品質(zhì)。茶－杉復合茶園高溫季節(jié)光照強度、園內(nèi)氣溫、地表與土壤溫度、茶樹葉面溫度及其高溫危害產(chǎn)生的頻率等均低于單一茶園[91]，套種山桐子，白天具有顯著的降溫作用，可降低茶園溫度9 ℃左右，夜間具有保溫作用，可提高溫度3 ℃左右[92]。間作巨菌草可較好地調(diào)節(jié)茶園小氣候，降溫增濕[42]。茶園是人工建立的以茶樹為主的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類型，茶園生態(tài)系統(tǒng)復雜穩(wěn)定，而茶園的溫度、濕度、光照、土壤活性等因素都對茶樹的生長產(chǎn)生影響[93]，復合種植模式的茶園具有調(diào)節(jié)茶園小氣候的功效，可對茶園及土壤環(huán)境進行調(diào)節(jié)，形成有利于茶樹生長的茶園微域環(huán)境[94]。

4 展望

隨著生態(tài)理念的不斷提升，茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也從追求經(jīng)濟效益到生態(tài)－經(jīng)濟效益、生態(tài)－景觀－經(jīng)濟綜合效益轉(zhuǎn)變。隨著生態(tài)茶園建設理念的不斷推廣，以復合種植模式為核心的茶園具有多層次、多成分、多功能等特點，可以實現(xiàn)種群在不同生態(tài)位上的“共生互補”“相互依存”，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、系統(tǒng)平衡，同時具有穩(wěn)定持久的經(jīng)濟、生態(tài)、社會三大效益[95]，因此復合種植模式將是生態(tài)茶園建設的主推模式。

因此在今后為了更深入探究茶園復合種植模式，需要站在生態(tài)、景觀、經(jīng)濟、社會等角度搭配合理的復合種植模式，在結(jié)合當?shù)貧夂驐l件的基礎上，建議圍繞以下幾方面開展基礎應用研究：一是根據(jù)茶樹品種特性，利用不同植物種間促進和互利共生的原理[96]，加強與茶樹復合種植物種的生態(tài)學研究，進一步明確復合種植物種的適宜密度和種植規(guī)格，因地制宜地充分調(diào)動茶園的自然資源優(yōu)勢，優(yōu)化茶園生態(tài)系統(tǒng)中不同生境類型的空間分布格局；二是開展茶園復合種植模式下各個部分的影響機理研究，更好地提升經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益；三是研究茶樹與復合種植物種樹體的管理與培養(yǎng)，研究適宜于機械操作的種植模式及規(guī)格，以及篩選和優(yōu)化適宜茶園復合種植的機械，實現(xiàn)茶園復合模式全面適應機械化管理的目標；四是建立茶園復合種植模式綜合效益評價標準；五是大力開展茶園復合種植應用技術(shù)研究，制定適宜于茶園復合種植的每種物種的種植規(guī)范標準或規(guī)程體系，形成可參考、可應用的茶園復合種植模式，為未來生態(tài)茶園建設提供科學依據(jù)。