不同间作模式对茶树光合生理及茶叶品质的影响

尧渝，张厅，马伟伟，李兰英，李春华

（四川省农业科学院茶叶研究所，四川成都610066）

不同间作模式对茶树光合生理及茶叶品质的影响

尧渝，张厅，马伟伟，李兰英，李春华

（四川省农业科学院茶叶研究所，四川成都610066）

以单作茶园为对照，以四川省雅安市名山区的杉树间作茶园、梨树间作茶园和桂花间作茶园为研究对象，对各茶园土壤养分含量、茶树光合生理指标和茶叶主要生化成分进行了测定。结果表明，除了杉树间作茶园的有效磷、有效钾含量和梨树间作茶园的全钾含量低于单作茶园外，其余指标均为间作茶园高于单作茶园。梨树间作茶园的蒸腾速率和气孔导度较高，都显著高于单作茶园，分别比单作茶园高25%和36%；其他茶园与单作茶园差异不显著。各间作茶园的水浸出物、游离氨基酸、咖啡碱、水溶性碳水化合物和儿茶素总量均高于单作茶园，而茶多酚含量及酚氨比均低于单作茶园。说明间作能提高茶园土壤的有机质含量、改善和保持土壤肥力、提高茶树的光合生理指标，从而改善茶叶品质。

间作模式；茶园；光合生理指标；茶叶品质

茶树（Camellia sinensis（L.）O.Ktze.）原产于我国西南部，属于亚热带常绿植物，多伴生于亚热带的常绿阔叶雨林和季雨林的森林群落之中，并处于森林林冠层之下，经过长期发育，形成了喜温、喜湿、喜散射光的生态习性[1-2]。生态因子是关系植物生存的重要条件，气象因子、土壤因子、地形地势因子、生物因子、人为因子等对植物的形态、结构、生理、生化特性都有重要影响，从而影响茶叶的产量和品质[3]。

四川茶区近年来大面积推广无性系良种茶园，茶树种植面积和茶园开采面积都呈增长趋势。由于追求产量的提高，多数为条栽密植的茶园，形成了专业化的高产茶园，除少数在茶园内植树遮阴外，普遍采用了单作的纯茶树种植模式。单一化的大面积茶园使有利茶树的生活环境恶化，茶园的光照强度大，水分、温度受外界环境的变化升降幅度大，对自然条件的调节能力弱，难以抵御自然灾害的侵袭，造成茶园生产力下降、生物多样性下降、土壤不断退化。为了创造良好的茶园生态坏境、提高茶叶产量和品质，合理的茶园人工植物群落的建立是一种可持续的茶树栽培模式。

我国的茶园间作技术始于唐、宋时期，一般间作经济林、果树和药用植物，主要目的是增加经济收入或改善小气候以提升茶叶品质或为了充分利用土地，但缺乏按生态效应及其与因子间关系进行合理组合，对群落内部各因子的变化，也了解不多。研究证实，农田间作其他作物以增加环境异质性、拓展群落的空间，会增大生物多样性。比如玉米间作高粱和蚕豆、小麦间作苜蓿、小麦间作油菜、小麦间作豌豆等[4]都增加了生物多样性，强化了群落的自然控制潜能。但在茶园间作的系统研究上还不够深入。

雅安市名山区是川西地区名优绿茶的重要产区，本研究以名山区3种复合种植模式间作茶园为研究对象，以单作茶园为对照，比较分析在相同的管理方式和气候条件下，不同的茶园间作模式对土壤养分状况、茶树光合作用和茶叶内含成分的影响，旨在揭示间作模式的理论基础，为发展和合理利用适应四川地区的茶园间作模式提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

截至2015年底，名山区拥有的茶园面积超过2万hm2，干茶年总产量4.65万t，其中，名优绿茶占33.55%。试验于2012年4月在四川省雅安市名山区双河乡骑龙村进行。该地区属亚热带季风性湿润气候区，年均降雨量1 500 mm，年均气温15.4℃，年均日照1 018 h，年均无霜期298 d，年均相对湿度82%。

1.2 试验设计

选取有代表性的杉树间作茶园、梨树间作茶园和桂花间作茶园进行测定，选取管理水平、面积相当的纯茶园作为对照。其中，杉树间作茶园中，杉树与茶行相间排列，每隔3行茶树种植1行杉树，茶树行株距160cm×30cm，杉树行株距450cm×500cm。梨树间作茶园中，梨树与茶行相间排列，每隔2行茶树种植1行梨树，茶树行株距120 cm×30 cm，梨树行株距280 cm×200 cm，梨树品种为丰水梨。桂花间作茶园中，桂花树与茶行相间排列，每隔2行茶树种植1行桂花树，茶树行株距150 cm×30 cm，桂花树行株距300 cm×300 cm。供试茶树品种为福选9号。

1.3 土壤样品采集

采用多点采集混合样品，按“S”型取样，每个采样单元随机选取10～15个取样点得到混合样，纯茶园分别于茶行中间、茶行边缘取样，间作模式在每种处理小区间作树种树冠下取样，在各点上取0～20 cm的表层土壤样品，去除植物根系、石块等杂物，均匀混合后采用四分法弃去多余土壤，保留1 kg土壤装于塑料袋中，即为土壤样品。将取回的土样自然风干，磨碎过筛，分别测定有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、有效磷、有效钾含量。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 茶园土壤养分含量测定有机质含量采用硫酸、重铬酸钾氧化-外加热法测定；全氮含量采用浓硫酸消解，开氏定氮法测定；全磷含量采用氢氧化钠碱熔-钼锑抗比色法测定；全钾含量采用氢氧化钠碱熔-火焰光度计法测定；水解氮含量采用碱解扩散法测定；有效磷含量采用盐酸氟化铵钼锑抗比色法测定；有效钾含量采用醋酸铵火焰光度计法测定。

1.4.2 茶树光合生理指标测定在晴天少云的天气条件下，于9：30—11：30使用ECA-PB0402光合测定仪，每种茶园选取3片长势较一致的新梢顶芽下第4片成熟功能叶片进行测定，每片叶重复测定3次。间作茶园选取间作植株树冠下面的茶树叶片。测定指标包括净光合速率（Photosynthetic rate，Pn）、蒸腾速率（Transpiration rate，Tr）、气孔导度（Stomatal conductance，Gs）。水分利用效率（WUE）是单位水量通过叶片蒸腾散失时所形成的有机物的量，它取决于叶片净光合速率与蒸腾速率的比值，反映了茶树利用水分的能力[5]。

1.4.3 茶叶主要生化成分测定采摘各茶园1芽2叶新梢，蒸汽杀青后，烘干，制成蒸青样，供生化成分分析。其中，水浸出物按GB/T8305—2002《茶水浸出物测定》中的方法测定；儿茶素总量及组分采用ISO 14502-2：2005中的《高效液相色谱法》测定；茶多酚采用GB/T8313—2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》中的福林酚法测定；游离氨基酸总量采用GB/T8314—2002《茶游离氨基酸总量测定》中的茚三酮比色法测定；咖啡碱采用GB/T 8312—2002《茶咖啡碱测定》中的方法测定；可溶性糖含量采用黄酮比色法测定[6]。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2003软件对数据进行处理，用DPS7.05统计分析软件进行差异显著性检验（LSD法）。

2 结果与分析

2.1 不同模式间作茶园土壤养分含量分析

从表1可以看出，间作茶园大大提高了土壤的有机质含量；除了杉树间作茶园的有效磷、有效钾含量和梨树间作茶园的全钾含量低于单作茶园外，其余指标均为间作茶园高于单作茶园；其中，有效磷含量为梨树间作茶园最高，其他指标均为桂花间作茶园最高。说明3种不同间作均能有效提高茶园土壤的有机质含量，但应注意肥料的合理配比施用；桂花间作对土壤养分各指标的改良是全方位的，在土壤养分的充分利用上是一种较为理想的间作模式。总体来说，3种间作模式有利于增加土壤有机质及可利用氮磷钾养分含量。

表1 不同模式间作茶园土壤养分测定结果

2.2 不同模式间作茶园茶树光合生理指标分析

由表2可知，梨树间作茶园的蒸腾速率和气孔导度最高，均显著高于单作茶园，分别比单作茶园高25%和36%；其他茶园的蒸腾速率和气孔导度与单作茶园之间差异不显著。杉树间作茶园的净光合速率最高，但各间作茶园与单作茶园之间差异不显著。杉树间作茶园的水分效率显著高于单作茶园，其他间作茶园的水分效率与单作茶园之间差异不显著。说明间作茶园可以一定程度上提高茶树的光合生理指标，有利于茶树进行光合作用及干物质积累。

表2 不同模式间作茶园茶树光合生理指标测定结果

2.3 不同模式间作茶园茶样主要生化成分分析

从表3可以看出，各间作茶园的水浸出物、游离氨基酸、咖啡碱、水溶性碳水化合物和儿茶素总量均高于单作茶园；而茶多酚含量和酚氨比均低于单作茶园。说明3种间作模式下的茶园茶叶各生化成分含量相对得到了一定的提高，这对茶叶品质的提升非常有利。

表3 不同模式间作茶园茶样主要生化成分测定结果

3 讨论与结论

绿茶中的独芽茶是四川省主要生产茶类，尤其是“竹叶青”及“雀舌”在全国享有一定知名度，且经济效益高。因此，如何提高春茶品质显得尤为重要。另外，研究大田作物间作提高产量及综合经济效益取得了较显著的效果。而茶叶作为四川三大农业支柱产业之一，茶园间作模式的研究显得刻不容缓。

本研究结果表明，杉树、梨树、桂花3种茶园间作模式均能提高茶园土壤的有机质含量，改善和保持土壤肥力，提高茶树的光合生理指标，有利于茶叶品质的提高。而桂花间作对土壤养分各指标的改良是全方位的，在土壤养分的充分利用上是一种较为理想的间作模式；3种间作茶园可以一定程度上提高茶树的光合生理指标，有利于茶树进行光合作用及干物质的积累，尤其是杉树间作茶园。近年来的研究表明[7-11]，复合生态茶园的生态因子较纯茶园复杂，生物种群布局更加合理，可以更好地改变光合作用因子；另外，茶园生物多样性的增加，有利于增加土壤有机质含量和有效营养组分，从而增加土壤微生物种类及培肥土壤，对茶树生长发育及病虫害的抑制都有一定的作用。

间作茶园茶树的多项光合生理指标得到了提高，说明间作更有利于茶树进行光合作用。茶树在长期系统发育过程中形成了喜光耐阴、忌强烈直射光、喜散射光的特点，其光合作用补偿点较高、光饱和点较低。光照条件直接影响茶树的产量和品质，在一定条件下，光合速率随着光照强度的增加而上升，但当达到光饱和点时，光照强度增加，光合速率不再上升；超过光饱和点时，茶树呼吸作用加强，净光合速率下降。在茶园内种植遮阴树以调节光照强度，改善茶园光质，增加散射光比例，有利于提高茶树叶片的净光合效率以及有利于茶树光合产物的形成和干物质的积累，从而提高鲜叶产量[12-14]。

很多学者还对间作茶园模式与茶叶产量及品质的关系进行了研究[15-19]，结果表明，间作条件下，茶树鲜叶中氨基酸含量显著增加，氨基酸、咖啡碱、水浸出物等含量均不同程度地高于对照茶园，而茶多酚含量减少，这与本研究的结果较为类似，证明合理的茶园间作模式确实可在一定条件下提高茶叶品质。一般情况下，光强度和日照量大，有利于茶树碳素代谢，且可不同程度地抑制含氮化合物的代谢。茶园间作改善了茶园的光照条件，减少了阳光直射，增加了漫射光所占比例，使氮代谢加强，含氮化合物氨基酸、咖啡碱等大量积累，且酶促作用加速茶氨酸的合成；同时，有利于儿茶素合成的酶活性减弱，茶多酚合成途径受阻，茶多酚含量下降[20-23]。

研究四川茶区不同栽培模式对土壤养分含量及茶树光合作用及茶叶品质的影响，可以为选择适合当地发展的茶园发展模式提供指导。本研究在大田试验条件下，比较全面系统地研究了川西地区3种茶园间作模式对土壤养分状况、茶树光合作用和茶叶内含成分的影响，形成了一定的理论及实践基础，为今后研究不同间作模式对茶园土壤养分、茶树叶片光合作用及茶叶品质影响的机制，包括各种生态因子是如何协同参与发挥影响作用的，以及深入到微量元素、微生物、细胞及分子等更微观层面的研究奠定了一定的基础。

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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

四川省茶叶技术创新团队项目；四川省农业科学院青年基金项目（2012QNJJ-015）

尧渝（1984-），女，四川成都人，助理研究员，硕士，主要从事茶叶加工和质量控制研究工作。