茶园间作芳香植物罗勒和紫苏对茶园生态系统影响的研究

张正群，田月月，高树文，许永玉，黄晓琴，张丽霞*

1.山东农业大学园艺科学与工程学院，山东 泰安，271018；2.山东农业大学植物保护学院，山东 泰安 271018

茶园间作芳香植物罗勒和紫苏对茶园生态系统影响的研究

张正群1，田月月1，高树文1，许永玉2，黄晓琴1，张丽霞1*

1.山东农业大学园艺科学与工程学院，山东 泰安，271018；2.山东农业大学植物保护学院，山东 泰安 271018

通过茶园间作芳香植物研究其对茶园害虫和天敌种群数量、土壤养分状况、茶树生长及茶叶生化成分等的影响，分析间作芳香植物对幼龄茶园的生态综合调控效果。幼龄茶园间种芳香植物能减少小贯小绿叶蝉和绿盲蝽的数量，增加茶园中瓢虫、草蛉、寄生蜂和蜘蛛等天敌的数量；芳香植物间作区土壤中铵态氮、有效磷和速效钾的含量高于绿肥间作区和对照；茶园间作芳香植物能在一定程度上促进茶树生长、培养幼龄茶园的树势和树冠、增加茶叶产量。茶园间作芳香植物能减少茶叶中茶多酚和咖啡碱含量，提高可溶性糖和儿茶素含量，改善茶叶品质。可见茶园间作芳香植物是一种具有较好生态效益的茶园栽培管理模式，能促进生态茶园的发展。

芳香植物；罗勒；紫苏；间作；茶树；生态调控

茶是世界三大饮料之一，其品质和安全性广受关注，茶叶无公害生产和有机生产已成为茶园发展的重要方向。茶园病虫害防治和土壤改良是有机茶生产的关键环节，需要严格控制各种化学合成农药和肥料的使用，这对茶园管理提出了更高、更严的要求。在农业系统中，合理间作是实现农产品有机化生产的有效措施之一，能产生诸如降低病虫害发生，增加土壤微生物种群数量；改善土壤物理性状，提高养分含量；促进农作物生长，提高农产品的产量和品质等的生态效应［1］。茶园间作同样也能达到上述生态效果，例如，大豆Glycine max（L.）Merrill、白三叶草Trifolium repens L.等在幼龄茶园中间作能显著调控茶园生态环境，减少虫害和杂草的发生，改良土壤养分状况，进而促进茶树生长，增加茶叶产量，改善茶叶品质等［1-2］。

芳香植物是一类特殊植物，其浓郁的气味中含有大量萜烯类化合物［3］。很多研究表明芳香植物通过间作能调控害虫和天敌的种群数量，例如，Song等［4-5］研究发现，梨园间作芳香植物能调控梨园中昆虫群落，有效控制梨树害虫并增加天敌数量。Basedow等［6］研究表明，蚕豆Vicia faba L.与芳香植物间作能有效降低豌豆蚜Aphis fabae（Scop.）为害。芳香植物对茶园害虫，如茶尺蠖Ectropis obliqua（Prout）、小贯小绿叶蝉Empoasca onukii Matsuda（我国茶园中的小绿叶蝉经西北农林科技大学研究已由假眼小绿叶蝉E.vitis Goëthe更正为小贯小绿叶蝉E.onukii）等有驱避或引诱作用［7-8］，但在茶园中间作芳香植物以改善茶园整体生态系统的研究尚处于初始阶段，少见报道。本试验通过茶树与两种唇形科芳香植物——罗勒Ocimum basilicum L.和 紫 苏Perilla frutescens L.进行间作，调查茶园中害虫和天敌的种群密度，测定土壤养分状况、茶叶生长情况以及茶叶的生化成分变化等，并与绿肥白三叶草进行比较，综合分析茶树与芳香植物间作的生态效应，为促进茶叶有机生产和合理利用芳香植物提供理论依据和技术支持。

1　材料与方法

1.1材料和仪器

1.1.1植物材料

茶树Camellia sinensis L.品种为福鼎大白茶，树龄为3龄。两种唇形科芳香植物罗勒和紫苏及绿肥品种白三叶草种子购于山东省泰安市艺景绿化公司。

1.1.2实验仪器

UV-2450紫外-可见分光光度计（岛津（中国）有限公司）、CP224C电子天平（奥豪斯仪器（上海）有限公司）、DHG—9140A电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）、PHscan10笔型pH计（上海般特仪器有限公司）。

1.2田间试验设计

试验于2015年6～10月在山东泰安东兴茶厂张花峪生态茶园进行。茶园中病虫害防治以频振式杀虫灯诱杀、修剪采摘茶叶等物理、农业防治措施为主，杂草防治只进行清耕和人工除草，杜绝使用除草剂。本试验包括茶树-罗勒间作、茶树-紫苏间作和茶树-白三叶草间作3个间作处理，并以茶树单种作为对照处理，每个处理重复3次，随机区组设计，每个试验小区为10 m×10 m（长×宽），茶行间的间距为80 cm，在茶树行间种植两行植物，与茶树间距为30 cm，间作植物的播种密度为20 cm×10 cm（行距×株距）。整个试验期间，所有试验小区均采用相同的栽培管理，不施用任何肥料和农药。

1.3试验观察与测定方法

1.3.1茶树昆虫数量调查

小贯小绿叶蝉和绿盲蝽是北方茶园中发生比较普遍、危害程度较大的刺吸式害虫，作为害虫的调查对象。7～10月份，对不同种植模式的小区进行小贯小绿叶蝉、绿盲蝽及 4类天敌（包括瓢虫、草蛉、寄生蜂和蜘蛛）种群数量进行系统调查。不同间作小区中昆虫种群数量调查分两步进行。首先目测茶树蓬面上各类害虫和天敌的数量，再用盘拍法调查茶丛中、下部各类昆虫的数量。每个小区每次随机调查5点，每点10株茶树。调查每月进行一次，每次于下午4：00进行［8］。

1.3.2土壤养分指标

土壤样品于2015年10月份采集0～20 cm土层的土壤，风干过筛后分析测定土壤pH值、有机质、硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾等指标。土壤pH值测定方法：称取10 g风干土（精确至0.001 g），置于50 mL烧杯中，加入25 mL去二氧化碳水，用玻璃棒搅拌1 min，静置30 min后用已校准的pH计进行测定；土壤有机质采用重铬酸钾氧化-外加热法；硝态氮采用紫外分光光度法；铵态氮采用靛酚蓝比色法；速效磷用碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法；速效钾用1 mol·L-1醋酸铵提取-火焰光度计法测定。

1.3.3茶树生长指标

测定方法为5点取样测定法，在茶树蓬面数出单位面积内发芽个数并计算发芽密度，同时摘取一芽二叶，测定其长度、百芽重。间作植物种植一年后，用直尺测量茶树的树高、树宽。

1.3.4茶叶品质分析

2015年9月采摘一芽一叶鲜样，进行蒸青固样。水浸出物测定采用减量法，参照GB 8305—2002；氨基酸测定采用茚三酮比色法，参照GB 8314—2002；茶多酚测定采用酒石酸铁比色法，参照GB/T 8313—2002；咖啡碱测定采用碱式醋酸铅法，参照 GB/T 8312—2002；可溶性糖测定采用蒽酮比色法；儿茶素测定采用香荚兰素比色法［9］。

1.4数据统计分析

利用Microsoft Excel和SPSS 18.0软件进行统计分析。用Duncan氏新复极差法进行差异显著性分析。作图软件为Origin 8.5。

2　结果与分析

2.1茶树芳香植物间作对茶园害虫和天敌的影响

芳香植物与茶树间作降低了北方茶园两种主要的刺吸式害虫小贯小绿叶蝉和绿盲蝽的发生。4种不同的种植模式中（图1），茶树-罗勒间作区小贯小绿叶蝉的密度最低，比对照茶树单作减少66.3%，差异显著，但与茶树-白三叶草间作相比差异不显著。茶树-紫苏间作区小贯小绿叶蝉的数量（每10株茶树4.68头）与茶树-白三叶草间作（每10株茶树4.75头）相近，与对照相比减少了44.3%，差异不显著。两种芳香植物间作区绿盲蝽的数量与另外两个处理之间没有差异，其中，茶树-紫苏间作区绿盲蝽数量最少。

注：图中不同字母表示经Duncan氏新复极差检验在P<0.05水平差异显著。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.图1 不同间作模式中小贯小绿叶蝉和绿盲蝽的种群数量Fig.1 The numbers of E.onukii and A.lucorum in various intercropping patterns

茶园间作罗勒、紫苏增加了天敌数量，但是与绿肥白三叶草间作和茶树单作两种处理之间没有显著差异（除瓢虫外）。4种试验处理中，茶树-罗勒间作区瓢虫、草蛉、寄生蜂和蜘蛛的数量最多，分别是茶树单作区的1.6、9.0、1.4和3.3倍（图2）。

图2　不同间作模式天敌的种群数量Fig.2 The numbers of four natural enemies in various intercropping patterns

2.2茶树芳香植物间作对土壤养分状况的影响

从表1可知，茶树-紫苏间作区土壤的pH值显著低于茶树-白三叶草间作和茶树单作两个处理，而土壤中铵态氮、有效磷和速效钾的含量显著高于这两个处理；土壤有机质和硝态氮的含量没有明显差异。茶树-罗勒间作区土壤中硝态氮、铵态氮和有效磷的含量显著高于茶树单作区，但有机质和速效钾的含量显著低于单作区；与茶树-白三叶草间作区相比，茶树-罗勒间作区土壤中铵态氮和有效磷含量明显较高，速效钾的含量较低。

2.3茶树芳香植物间作对茶树生长状况的影响

表1　不同间作模式对茶园土壤养分状况的影响Table 1 Effects of different intercropping patterns on soil nutrient status

茶园间作芳香植物促进茶树生长。紫苏、罗勒和三叶草间作区茶树树高分别为28.60、34.95、33.25 cm，都显著高于单作区茶树树高26.55 cm。罗勒和紫苏间作区茶树树幅为29.10 cm和30.00 cm，与单作区茶树树幅没有显著差异，但低于三叶草间作区茶树树幅。紫苏间作区茶树的发芽密度每平方米134.00个，高于茶树单作区的每平方米116.67个和罗勒间作区的每平方米 97.33个，低于三叶草间作区的每平方米156.67个，除与罗勒差异显著外，与其他两种差异不显著。茶树-罗勒间作区茶树的芽长度为3.67 cm，百芽重为22.83 g，都显著低于茶树-白三叶草间作区和茶树单作区；茶树-紫苏间作区茶树的芽长度为3.91 cm，百芽重为 25.19 g，同样显著低于单作区，但紫苏间作区中茶芽长度和百芽重与三叶草间作区差异不大（表2）。

2.4茶树芳香植物间作对茶叶生化指标的影响

图3显示，与茶树单作相比，茶树-罗勒间作区茶叶中可溶性糖含量提高了 0.93%，而氨基酸、茶多酚、咖啡碱和儿茶素的含量分别减少了0.53%，1.30%，0.56%和1.34%，水浸出物的含量没有差异。茶树-罗勒间作区中茶树叶片中可溶性糖含量比茶树-白三叶草间作区的明显增加了0.4%，氨基酸和咖啡碱含量显著减少0.49%和0.37%。茶树-紫苏间作区茶树叶片中氨基酸、咖啡碱含量比茶树单作显著降低了

0.47%和0.37%，可溶性糖、儿茶素含量显著增加了0.43%和0.72%。与茶树-白三叶草间作相比，茶树-紫苏间作显著减少了茶树叶片中氨基酸的含量，增加了茶多酚和儿茶素的含量，水浸出物、咖啡碱和可溶性糖含量没有差异。

表2　不同间作模式对茶园茶树生长状况的影响Table 2 Effects of different intercropping patterns on growth of tea plants

3　讨论

茶园间作芳香植物抑制了茶园害虫，特别是小贯小绿叶蝉的发生数量，抑制效果优于绿肥白三叶草。间作芳香植物能有效降低农业生态中害虫的发生，例如，梨园中间作芳香植物能有效降低蚜虫和梨木虱 Psylla Chinesis Yang et Li的种群数量［10-11］。从生态和进化角度分析，茶园中的刺吸式害虫已适应了释放少量萜烯化合物的寄主茶树，主动回避有浓郁气味的非寄主植物——芳香植物。间作区中高浓度的萜烯化合物干扰了茶树害虫的寄主定位，阻碍其取食和繁殖［12］。间作芳香植物能提高生态系统中有益节肢动物的多样性和丰富度［13-14］。茶园间作芳香植物在一定程度上增加了天敌的种群数量。茶园间作营造的植被多样性为大量天敌提供过渡转换寄主和栖息庇护所。另外，罗勒、紫苏在8、9月份大量开花，能引诱天敌并为其补充种群发展繁衍所需的花蜜等食物。这些有利因素促进了间作区中各种天敌种群发展，从而间接地调控茶园害虫的发展和分布。

图3　不同间作模式对茶叶生化指标的影响Fig.3 Effects of different intercropping patterns on biochemical indexes of tea

茶园中间作一些豆科植物，如白三叶草和大豆可有效改良茶园土壤养分状况，从而能有效促进茶树生长，增强茶园中幼龄茶苗的树势，培养树冠，为成龄茶园的丰产打下基础［1-2］。本研究表明，芳香植物间作区的土壤养分含量，特别是紫苏间作区土壤中氮、磷和钾的含量一定程度上高于绿肥白三叶草间作区。芳香植物在茶园中间作通过改善土壤能促进茶树根系对养分的吸收，进一步调节了茶树的生长。茶园间作紫苏显著增加了茶树高度，调整了冠幅，提高了发芽密度等。虽然，茶园间作芳香植物稍微降低了茶树的百芽重，但是可以通过高发芽率在茶园整体产量上进行弥补。

茶园间作芳香植物，特别是在茶园中间作罗勒能在一定程度上改善茶叶的品质。茶多酚和咖啡碱是茶汤苦味的主要呈味物质，茶园间作芳香植物减少了茶树鲜叶中这两种物质的含量，能降低茶汤的苦涩味。可溶性糖是茶汤中主要甜味成分和香气成分，间作芳香植物提高了茶叶中的可溶性糖含量，能改善茶汤的滋味。茶园间作紫苏显著提高了茶叶中儿茶素的含量，这表明增强了芽叶持嫩性，有利于成品茶的品质［15］。

茶园间作芳香植物产生的上述诸多生态效益可以有效地减少化学农药和肥料的使用，降低茶园种植和管理成本。另外，芳香植物本身具有浓郁的香气，并在夏秋季大量开花，很好地美化了茶园的整体环境。其次，芳香植物可开发为香料、中药或是食料，创造附加收益。总之，茶园间作芳香植物是一种生态和经济效益俱佳的栽培方式，能促进生态茶园的建设和茶叶有机化生产的发展。

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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

国家自然科学基金（31501651）、山东省自然科学基金（ZR2015CQ017）、山东省现代农业茶产业体系专项资金、泰安生态茶园关键技术集成研究及产业化示范（201340629）。

张正群，男，博士，讲师，主要从事茶树病虫害防治方面的研究。*通讯作者：zlx_sdau@163.com