間作綠肥對茶園生態系統的影響研究進展

摘要：茶園作為農業生態系統的重要組成部分，茶園生態系統可持續發展是實現經濟效益和生態效益雙贏的關鍵。間作綠肥可以有效提高茶園土壤有機質含量，促進茶葉產量和品質的提升，已作為1項生態低碳茶關鍵技術在茶葉主產區廣泛應用。文章通過總結茶園間作綠肥相關研究，系統探討了間作綠肥對茶葉產量和品質、茶園土壤質量，以及對茶園病蟲草害防控的影響，旨在為茶園間作綠肥技術推廣提供一定的建議與參考。

關鍵詞：綠肥；間作；茶園生態系統；生態低碳茶

中圖分類號：S571.1 文獻標識碼：A 文章編號：1000－3150（2024）08-30-5

茶樹是一種喜溫喜濕的多年生經濟作物，主要分布在熱帶和亞熱帶地區。由于經濟效益好，茶葉生產已成為丘陵山區農民收入的重要來源[1]。然而在茶葉生產過程中，由于化學投入品過度施用、不合理耕作及采茶等農事活動的影響，會導致部分茶園出現土壤板結及功能退化等現象，嚴重影響茶葉的產量和品質。間作綠肥作為我國傳統農業生產中重要的農藝措施，可以改善茶園土壤性狀，提高茶葉產量和品質。在茶園間作中，通常在茶樹行間有選擇地栽培一些其他植物，如桂花、櫻花等行道樹，以及紫云英、黑麥草、白三葉草等綠肥作物。茶樹和間作植物的合理搭配，可以為茶樹提供適宜的小氣候環境，有利于茶樹生長發育，從而提高茶園的經濟和生態效益[2]。

茶園間作綠肥植物的選擇應滿足生產管理輕簡高效以及適種范圍廣等特點，尤其要注意不能與茶樹有共同的病蟲害，對茶樹生長發育無負面影響。此外，間作綠肥植物的物候期要與茶葉采摘期相協調，同時也要考慮間作植物的景觀生態功能[3]。

目前，茶園間作的常見綠肥植物主要有：（1）良好水土涵養作用的植物，可以改善茶園土壤肥力，保持水土，保障土壤健康；（2）棲境植物，能夠為茶園主要害蟲的天敵提供生長和繁殖環境，有利于天敵生物的繁殖及越夏或越冬等；（3）蜜源植物，具有豐富的花粉或蜜露，能夠為茶園中的有益生物類群提供重要的食物來源，從而吸引外來有益生物類群進入茶園，提高茶樹冠層周圍的益害比；（4）誘集性植物及驅避性植物，通過綠肥作物器官的物理形態和揮發性次生代謝物共同作用，使得間作植物具有比茶樹更強的引誘力，或者通過向茶樹周圍環境介質中分泌特異的芳香類化合物，影響特定生物類群（天敵或害蟲）對茶樹的定位、獵捕食物以及寄生性繁殖活動等。

1 間作綠肥對茶葉產量和品質的影響

1.1 間作綠肥對茶葉產量的影響

不同類型的間作模式會直接影響茶葉產量。謝克孝等[4]研究表明，與茶園單作模式相比，間作白三葉草、金盞菊和金花菜后，茶樹的百芽質量分別增加了8.86%、9.05%和15.55%，并且均呈現出顯著性差異，同時間作金盞菊和白三葉草還能顯著提高茶樹的發芽密度。在茶葉產量方面，3種間作模式對比單作模式雖然均未達顯著差異，但均有提高。黎健龍等[5]研究發現，在茶園中間作山毛豆和花生等豆科作物可以顯著提高茶葉產量。如果配套蘆葦或甘蔗葉覆蓋，能夠進一步提升茶葉產量。這是由于茶樹間作豆科作物后，可以迅速提高整個茶園的土壤肥力[6]，促進茶樹的根系生長。此外，連續進行綠肥間作等措施可以改善茶園環境，干旱季節保水降溫，降低了自然災害對茶樹的影響，為茶園豐產奠定基礎。

1.2 間作綠肥對茶葉品質的影響

茶葉中的氨基酸、咖啡堿、茶多酚等功能性成分含量的差異決定了茶葉的風味和品質。合理的茶園間作模式能夠為茶樹的生長發育和品質形成提供更適宜的小氣候，有利于茶樹鮮葉中功能性化合物的生物合成，如增加茶葉中游離氨基酸等物質的含量，從而降低酚氨比。這能夠在一定程度上降低夏秋茶的苦澀味，顯著改善茶湯的滋味，提升茶葉品質。

研究表明，與單一種植茶樹相比，紫云英、黑麥草、白三葉草等作物的間作模式不僅能有效提高茶葉中游離氨基酸及水浸出物的含量，還能減少茶葉中的咖啡堿、茶多酚等物質合成，顯著降低茶葉的酚氨比，大大改善茶葉品質。在不同季節取樣發現，間作豆科作物可以增加春茶和夏茶的氨基酸、可溶性糖的含量，從而改善口感、減少苦澀感，有效提升茶葉品質[6]。另外，周成建等[7]通過連續5年的田間試驗發現，利用綠肥間作替代化肥生產模式，可以增加茶葉中游離氨基酸的含量，并且減少茶多酚的含量，降低了茶葉中酚氨比值0.34～6.72，有效提升了茶葉品質。

近年來以草抑草作為一種有效的輕簡化控草手段被廣泛推廣。研究表明，相較于單一種植的茶園，間作鼠茅草栽培模式的茶園能夠提高茶葉中游離氨基酸的含量，提升茶葉品質。彭晚霞[8]在茶園中合理間作金花菜和金盞菊等植物后對茶葉品質成分進行分析，發現茶園間作能降低茶葉酚氨比，從而在不同程度上改善茶葉品質。另有研究發現，在茶園中間作紫蘇也能有效改善茶葉品質，張正群等[10]發現利用紫蘇間作可以有效提高兒茶素這類與鮮葉持嫩性有關物質的含量，減緩茶葉衰老。此外，與單一種植茶樹的茶園相比，間作羅勒可以有效累積茶葉中可溶性糖物質，同時降低茶多酚、氨基酸和咖啡堿的含量，從而提高茶湯甜味，降低苦味，改善茶湯口感。因此，在茶園中間作芳香植物也能有效提升茶葉品質。

2 間作綠肥對茶園土壤質量的影響

2.1 間作綠肥對茶園土壤理化性質的影響

在生態茶園中合理間作豆科作物，并適時中耕翻壓還田可有效緩解茶園土壤酸化和質量下降等問題。段玉等[6]分析發現，在茶園中間作豆科植物可以有效提高土壤pH，并且在還田后還能進一步改善土壤酸化，從而提高茶葉的產量和品質。生長在酸性土壤中的大豆會進行硝化作用，硝化過程后所釋放的堿性元素可以與土壤中吸附于腐殖質膠體上的鹽基離子相互交換，使得土壤堿化。因此與單一種植茶樹相比，間作豆科植物的模式可以顯著且持續性地提高茶園中土壤pH，有效緩解土壤酸化問題，促進茶園土壤環境的健康與可持續發展。

此外，在茶樹與豆科作物長期間作的模式下，茶園土壤中的有機質含量顯著提高，包括全氮、速效氮等含氮類物質及鉀類物質等，其含量遠高于單作栽培類型的茶園[11]。主要原因是由于豆科作物能夠直接與具有養分吸收和固氮功能的微生物形成菌根共生體，從而增強茶樹對營養元素的吸收及固氮能力，提高茶樹葉片中氮素含量，有利于氨基酸等品質成分的合成。鄭生宏等[12]研究也發現，茶園行間間作白三葉草后，由于部分落葉和地上莖枯萎，使得茶園土壤表面形成了薄層覆蓋物，顯著增加了茶園表層土壤有機質，以及土壤微生物量碳、氮和速效磷，從而有效改良土壤肥力。同時，也因為白三葉草的根系中含有較強固氮能力的根瘤菌，豆科綠肥也被大家認為是不可或缺的氮素來源。

研究表明，與單作茶園相比，間作茶園土壤的物理性狀也有明顯改善[13-14]。宋莉等[15]研究發現，種植綠肥能提高茶園土壤的孔隙度，緩解土壤板結。其原因可能是綠肥植物具有發達的幼嫩根系，持續緩慢生長，使得茶樹植株周圍的土壤結構更疏松穩定，土壤孔隙度增加。同時，間作綠肥植物的根系在腐爛后能被多種微生物迅速分解富集吸收與再次利用，為茶樹根系的生長發育提供最適宜的養分。同時，間作綠肥還相應改善了茶樹微生物群落結構，又進一步增加了土壤的孔隙度[13]。

2.2 間作綠肥對茶園土壤微生物的影響

土壤微生物的種類和數量直接影響茶園土壤質量，包括生物化學特性、土壤養分組成，以及物質代謝和轉化，是綜合衡量土壤肥力優劣狀況的一個重要指標。土壤微生物能夠驅動整個土壤系統中的物質循環體系，包括各種有效營養元素的吸收及轉化，土壤養分的高效循環與利用等。研究表明，茶園間作土壤綠肥后，土壤微生物的數量明顯增加，其中以間作黑麥草最為顯著，其土壤中的光合細菌、真菌類芽孢和放線球菌數量均屬同期最高。

間作綠肥的生產模式對于茶園土壤生物的調節作用是多方面的[16]。首先，綠肥根系對茶園土壤產生機械作用，使土壤質地更均勻疏松，保證茶園土壤生物生長和繁殖的適宜條件。其次，綠肥作物生長、發育及代謝過程所產生或分泌的初生和次生代謝物質，為茶樹根際微生物提供了多種有效營養物質和能量，明顯提高了土壤光合細菌等微生物的有效生長效率和增殖活力[17]。

韋錦堅等[18]發現，茶樹與大豆間作可顯著提高土壤根際微生物的多樣性和生物學活性。間作模式通過調節土壤中放線菌和光合真菌種群的種類、誘導對茶樹有益的微生物在酸性土壤沉積物中定殖、適當調控各種微生物種群的比例等方式，有效豐富了土壤微生物的結構。另外，間作圓葉決明還能提高固氮菌種類和放線菌的數量。這也符合段玉等[6]的研究結論，茶樹與大豆間作能夠增加土壤微生物菌群組成的多樣性。這是由于在間作模式下，不同作物根系的合理搭配可以分泌更多種類的有效物質，在提高分泌物多樣性的同時也產生了更多的能源物質以供微生物群落的協同繁殖，從而豐富了土壤微生物的群落結構。

向佐湘等[19]研究表明，間作白三葉草還可以顯著增加蚯蚓的種群數量和生物量。蚯蚓有“土壤生物反應器”之譽稱，通過食用植物枯枝落葉，釋放礦物質等營養元素改善土壤質量結構，提高土壤的通透性和深層排水能力，有效提高土壤中營養元素如鈣磷鉀的累積。此外，間作綠肥還能直接增強深層土壤中有助于有機質分解的細菌酶的活性[20]。

3 間作綠肥對茶園病蟲草害防控的影響

3.1 間作綠肥對茶園草害防控的影響

在茶園生態系統中，植物群落個體間普遍存在著相克與共生的現象，利用這種生態關系預防和控制茶園草害，也是一種重要的生物防控農藝措施。茶園生態系統中存在的雜草種類繁多，種群結構復雜，不僅與茶樹爭奪必要的生長資源，影響茶樹的生長，還為害蟲提供了棲息環境，從而對茶園生產造成間接危害[21]。目前，傳統的除草方式會耗費大量的人力物力，成本較高，而新型的化學防治雖然效果好，但會產生一定的毒害作用，嚴重影響茶葉品質的同時也構成環境安全隱患。茶園行間的雜草種群往往會迅速占據整個茶園的空白生境，以獲得相對充足的光照、水分，以及溫、濕度等有利條件，并成為茶園優勢物種，從而影響茶樹生長。此外，一些多年生禾本科植物的根系在生長發育過程中，會自行釋放特異的根際分泌物，對周圍的雙子葉植物產生相克作用，從而抑制雙子葉植物生長。合理間作綠肥，可有效控制茶園中雜草的大量滋生。茶園間種禾本科植物可以有效控制小雜草的頻繁生長，合理改善茶園小氣候，豐富茶園結構，節省施肥除草等勞力投入，還能有效避免除草劑的過量施用，為茶園綠色可持續生產奠定良好基礎。

近年來，研究發現茶園間作鼠茅草、紫云英、黑麥草、白三葉草等均可以有效抑制各種雜草的生長[16，19，22]。另外發現，間作白三葉草一定時期以后，可有效控制茶園中雜草的生物累積量，明顯減少了其與茶樹的競爭。由于白三葉草自身向上匍匐生根的特性，與其他雜草相比有較強的爭奪資源的能力，從而搶奪其他雜草生長所必需的土壤養分和水資源等，導致其他雜草幼草的衰弱直至死亡，從而減少茶園中雜草的產生和分布[16]。茶園間作黑麥草，對茶園雜草數量、高度以及鮮重均能起到比較明顯的抑制效果。黃東風等[22]研究表明，茶園間作牧草等經濟作物既可以明顯控制茶園雜草的生物量，又可獲得一定的茶園附加產值。還有研究表明，五節芒莖稈的覆蓋對茶園雜草的種類、數量等的抑制作用很明顯[23]，具有成本低、效果佳、無化學污染等優點，在山地茶園雜草防控上有較大的潛力。

3.2 間作綠肥對茶園病蟲害防控的影響

茶園間作綠肥可以在一定程度上控制病蟲害的發生。試驗表明，茶園間作綠肥的模式，不僅對茶小綠葉蟬，甚至對其天敵纓小蜂的種群數量都有明顯的生態調控效果[24-25]。這是由于茶園中大量的綠肥作為蜜源植物為纓小蜂提供了豐富穩定的食物來源和良好的棲息環境。同時，綠肥的揮發性代謝物可能會對纓小蜂有較好的引誘作用。還有研究表明，不同于單一種植茶樹的茶園，間作綠肥模式還可以顯著提高蜘蛛類群的個體數量，另外也豐富了蜘蛛種群，明顯增加了其他生物的多樣性[26]。孫杰等[27]研究也發現，間作功能性植物對茶園害蟲和天敵都會產生一定的影響。茶樹間作綠肥植物或種植行道樹等，提供相對穩定的生境，可以在短期內顯著提高茶園中節肢動物群落的物種豐富度指數和生物群落多樣性指數，并提高茶樹冠層物種中的天敵數量比例。因此，通過間作綠肥，能夠調控茶園生態系統中各生物群落間的生態結構，可以進一步提升茶園生態系統穩定性及其服務功能，增加茶園生物多樣性，對茶園病蟲害生態調控具有積極的作用。

4 小結

間作綠肥是生態低碳茶生產中的一項關鍵技術，具有改良茶園土壤、培肥地力、防止茶園水土流失、調節茶園小氣候等作用。同時，科學合理地間作綠肥可以有效抑制茶園行間雜草的生長蔓延，降低病蟲草害的發生，增加茶園土壤微生物群落多樣性等，從而達到促進茶樹生長、提高茶葉品質的效果。然而，不合理的間作措施也會導致綠肥作物爭奪茶樹生長所必需的營養物質和氣候資源，抑制茶樹的生長發育，影響茶葉的品質與產量。間作綠肥時應適當考慮茶園土壤的肥力水平及綠肥植物的需肥特性等。綜上所述，茶園間作綠肥作為一種輕簡、高效、安全、生態的生產技術措施，應當在茶葉主產區進行示范推廣，有望一定程度上解決茶葉生產過程中勞動力不足等問題，促進茶產業提質增效和可持續發展。

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