间作白三叶草对茶树地上部生长及氮素含量的影响

郑生宏，柴红玲，何卫中，李继光，董瑞霞，周慧娟*

(1.丽水市农林科学研究院，浙江 丽水 323000；2.丽水职业技术学院，浙江 丽水 323000；3.缙云轩黄农业开发有限公司，浙江 丽水 323000)

茶树具有喜温怕寒、喜湿怕涝、喜光怕晒等特性，其生长发育与茶园环境密切相关[1]。高山生境因具有低温、高湿、多云雾等气候特点，被认为是“高山出好茶”的重要形成因素[2]。加之近年来国家将茶叶作为山区脱贫致富的重要经济作物，使得本就多分布在山区的茶园有继续扩大的趋势。但由于山地茶园往往存在土壤肥力较低、水土流失严重的现象，尤其对于新垦茶园，不得不依靠化肥投入来保证茶树的正常生长，这势必会增加成本，影响茶叶的产量和品质，往往得不偿失。绿肥间作在培肥地力、改良土壤和保水保土等方面优势突出，是生态茶园建设的重要措施之一。白三叶草为豆科三叶草属多年生牧草，节间发达，茎匍匐生长，长30～60 cm，可大量固定空气中的氮素，是常见的绿肥间作材料[3-4]。有研究表明，茶园间作白三叶草能够改良土壤理化性质，改善和提升土壤肥力，防止水土流失，改善茶园小气候，提高茶园生态稳定性[3,5-8]。但以往研究多侧重于白三叶草间作对土壤和茶园小气候的影响及其生态效应，而对于茶树地上部生长及养分吸收的影响鲜有报道。本研究以单作茶园为对照，对间作白三叶草茶园开展大田对比试验，调查新梢生长及分析茶树氮素吸收情况，以期能够明晰间作白三叶草对茶树生长的影响，为生态茶园建设和推广提供技术支撑和评价依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验地位于浙江省缙云县三溪乡轩黄农业开发有限公司生产基地(28°45′N，120°15′E)，海拔约650 m，属亚热带气候，温暖湿润，年降雨量1 437 mm，年平均气温17 ℃，光照充足，年无霜期245 d。参试茶树品种为白叶1号，5 a树龄，间作白三叶草。2017—2021年，每年3月播种白三叶草，667 m2播种约250 g。设2种种植模式，单作茶园和间作茶园，面积均约为667 m2；试验地为处集中连片缓坡地，生态条件和管理水平一致。

1.2 调查与采样

1.2.1 发芽密度

2020和2021年春季进行观测，在新梢一芽二叶时，每处理随机取5个样点，调查面积为0.11 m2(33 cm×33 cm)内的萌动芽及以上新梢数量，并计算平均值。

1.2.2 百芽重

2020和2021年春茶期间，每处理分别取100个一芽二叶新梢即刻称重，重复3次，计算平均值。

1.2.3 新梢产量及制样

2020和2021年春季进行一芽二叶新梢采摘，每处理选取1.5 m2(1.0 m×1.5 m)进行采摘计产，重复4次，并取新梢进行蒸青样制作。蒸青样采用微波杀青，于60 ℃烘干48 h，粉碎后备用。

1.2.4 修剪物产量与制样

春茶结束后，2020年5月14日进行修剪作业，剪口离地面45～50 cm，每处理选取1.5 m2(1.0 m×1.5 m)进行修剪计产，重复4次，计算平均值；并取修剪物于60 ℃烘箱烘干48 h，足干后磨碎备用。

1.2.5 成熟叶采集与制样

分别于2020年9月至2021年4月按月采集成熟叶，取样部位为半木质化红褐色茎上第1片成熟叶，经60 ℃烘箱干燥48 h后粉碎备用。

1.3 测定方法

新梢与修剪物样品全氮含量采用vario MAX CN元素分析仪(德国Elementar公司)进行分析[9]；新梢中茶多酚含量采用酒石酸铁显色法测定；游离氨基酸总量采用茚三酮显色法[10]测定。

1.4 统计与分析

采用Excel 2016进行数据处理和绘图，采用SPSS 22 软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 间作白三叶草对茶树新梢发芽密度和百芽重的影响

分别于2020和2021年春茶期间对茶树新梢发芽密度和百芽重进行观测。图1显示，相较于单作茶园，茶园间作白三叶草后，春茶新梢发芽密度和一芽二叶百芽重均有不同程度增加。其中，间作茶园2021年的新梢发芽密度和百芽重均显著高于单作茶园，2020年两者间尽管差异不显著，但间作茶园均大于单作茶园。

同年或同日比较柱上无相同小写字母者表示组间差异显著(P<0.05)。图2～5同。

2.2 间作白三叶草对茶树鲜叶及修剪物产量和含氮量的影响

图2显示，相较于单作茶树而言，茶园间作白三叶草能不同程度增加春茶鲜叶产量。其中，2020年，间作茶园平均鲜叶产量为1.03 t·hm-2，比单作茶园的0.94 t·hm-2增产9.57%；2021年，间作茶园平均鲜叶产量为0.70 t·hm-2，显著高于单作茶园鲜叶产量，增产35.11%。2020年修剪物计产结果表明，间作茶园和单作茶园相当，分别为11.62和11.78 t·hm-2，修剪物生物量之间无显著差异。

图2 单作和间作白三叶草茶树鲜叶和修剪物生物量比较

由图3可知，尽管差异并不显著，但间作茶园的鲜叶和修剪物全氮含量较单作茶园均有不同程度的增加。2020年间作茶园和单作茶园的鲜叶全氮含量分别为11.37和11.18 kg·hm-2，间作较单作增加鲜叶全氮量约1.7%；2021年间作茶园鲜叶全氮含量为11.40 kg·hm-2，较单作茶园8.58 kg·hm-2增加32.87%。修剪物方面，2020年间作茶园修剪物全氮含量为90.03 kg·hm-2，较单作茶园80.74 kg·hm-2，增加11.51%。

图3 单作和间作白三叶草茶树鲜叶和修剪物含氮量比较

2.3 间作白三叶草对成熟叶氮素含量的影响

2020年9月至2021年4月期间连续多次采取茶树植株成熟叶，分析其中的全氮含量。由图4可知，相较于单作茶园，白三叶草间作均能不同程度增加成熟叶全氮含量，其中2020年9月1日间作茶园成熟叶全氮含量为2.81%，显著高于单作茶园的2.74%；其余各月份间作茶树成熟叶平均全氮含量介于3.08%～3.43%，单作茶树成熟叶平均全氮含量介于3.05%～3.35%，间作和单作之间差异不显著。间作和单作茶树各月平均全氮含量分别为3.17%和3.12%，二者之间无显著性差异。

图4 单作和间作白三叶草茶树成熟叶全氮含量比较

2.4 间作白三叶草对茶树新梢品质成分的影响

由图5可知，茶园间作白三叶草能显著增加春茶新梢游离氨基酸含量，间作茶园2020和2021年春茶新梢游离氨基酸含量分别为2.27%和4.24%，均显著高于单作茶园春茶新梢游离氨基酸含量(1.75%和3.01%)。对于茶多酚而言，间作茶园2020年春茶新梢茶多酚含量为17.43%，高于单作茶园的14.83%，二者之间无显著差异；2021年间作茶园和单作茶园茶多酚含量相当，分别为10.20%和10.16%，二者之间差异不显著。酚氨比计算结果表明，2020和2021年的春茶新梢均表现为间作茶园低于单作茶园，其中，2020年间作茶园春茶新梢酚氨比为7.69，低于单作茶8.44，二者间无显著差异；2021年间作茶园春茶新梢酚氨比为2.43，显著低于单作茶园新梢酚氨比3.39。

图5 单作和间作白三叶草新梢游离氨基酸、茶多酚含量及酚氨比

3 小结与讨论

氮素作为茶树营养生长的核心元素，对茶叶产量和品质具有重要影响。马立锋等[11]研究表明，在一定范围内，茶叶产量和施氮水平呈线性递增关系。换言之，在一定程度上，茶叶产量随着施氮量的增加而增加。本研究中，与单作茶园相比，间作茶园具有较高的新梢发芽密度、一芽二叶百芽重及鲜叶和修剪物生物量，其主要原因之一在于白三叶草具有很强的固氮作用。据报道，白三叶草每年可固定氮素150～195 kg·hm-2，相当于增施碳铵900～1 125 kg或尿素330～435 kg[6,12]；茶园间作白三叶草后，犹如增加了茶园土壤氮素施用量和含量，能有效提高土壤氮素供应，促进茶树根系对氮素的吸收和茶树的生长，提高茶叶产量。这与前人研究结果一致。吴洵[13]研究表明，幼龄茶园间作白三叶草1 a后，较单作茶园提高土壤全氮13.5%，碱解氮88.2%；宋同清等[1,13]研究也表明，幼龄茶园套种白三叶4 a后，茶园土壤全氮和水解氮含量分别增加33.33%和30.03%。向佐湘等[14]也有类似研究报道。此外，本研究中的鲜叶、修剪物全氮含量均为间作大于单作，表明间作白三叶草能够增加土壤氮素含量，提高茶树氮素吸收利用。

本研究表明，茶园间作白三叶草后能够显著增加新梢游离氨基酸含量，稳定茶多酚含量，降低酚氨比。其原因在于间作白三叶草后的茶园土壤氮素含量增加，进而使得茶树氮素吸收库源增加，有效促进氨基酸合成。有研究表明，在一定范围内，施氮量的增加能提高茶叶新梢氨基酸含量，降低酚氨比，有利于绿茶品质形成[15]。另一方面，间作白三叶草能有效降低土壤温度，进而提高茶树对氨基酸的吸收和合成，抑制茶多酚的合成，形成间作白三叶草后新梢氨基酸含量增加和酚氨比降低的结果[8]。

茶园间作白三叶草后，应用其较强的氮素固定作用，增加土壤氮素含量和供应水平，同时辅以白三叶草间作改良土壤物理特性，促进茶树根系生长和养分输送，为地上部枝繁叶茂提供营养保障。本研究结果可为白三叶草应用于茶园减氮施肥和生态茶园建设提供评价依据和实践参考，今后将在茶园小气候和地下部改良效果的基础之上，结合茶树地上部生长和茶叶品质提升方面开展相关研究，进一步研究间作白三叶草对生境、土壤、茶树等综合改良的效果，全方位、多角度加以示范和引导。