茶园套种麦冬对固土护坡和茶叶品质的影响研究

朱秀端

福建省南平市水土保持中心，福建 南平 354200

南方红壤丘陵区是指长江流域以南的红壤丘陵地区[1-2]，由于人多耕地少，山大坡陡，雨量充沛，多发暴雨，这些地区很容易产生水土流失，有深厚花岗岩风化壳的红壤地区尤为严重。武夷山市作为“双世遗”产地[3-4]，2020年水土流失面积为172.59 km2，其中轻度流失面积125.47 km2，中度流失面积44.64 km2，高强度流失面积2.48 km2。

近几年武夷山、建阳、建瓯等县市茶叶种植面积不断扩大，仅武夷山市茶园面积就从2007年的7 733 hm2发展到2020年的9 867 hm2。新开垦茶园地理条件差，水土流失严重。茶园往往是远看青山在，近看水土流，导致原本清澈的溪流一到雨季就变成黄泥流。

闽北茶山所涉流域都是闽江上游源头支流，其中武夷山国家森林公园是全球生物多样性保护的关键地区之一，对该流域的保护具有重要意义。但由于茶园梯壁土壤脊薄、干旱，一般草种很难成活，造成茶园水土流失严重。针对现有护坡植物缺少以及茶山梯壁贫瘠、干旱等问题，本研究利用武夷山国家公园丰富的植物资源，经前期调研以及多年的试验研究，筛选出麦冬（Ophiopogon japonicus）套种在茶园坡壁上，分析其密度变化、分蘖趋势等生长规律，研究其对水土保持与提升茶叶质量的效果，旨在为生态茶园建设提供技术支撑。

1 材料与方法

试验区设在武夷学院生态茶园水土保持科技示范园内，茶树品种为肉桂，园区的地形地貌属于丹霞地貌，气候为中亚热带季风性湿润气候，年平均气温（17.6±0.5）℃，极端气温最高值为40.4 ℃，年均降雨量为1 910 mm，5—6月降水量占全年的37.2%[5-6]；土壤类型为红、黄壤土，pH值介于4.0～5.5范围内，适宜茶树生长[8]。

本研究数据从武夷学院生态茶园径流小区内获取，以未套种麦冬为处理1，套种麦冬为处理2，两个处理各设3个重复，各小区面积100 m2。小区内分布乌桕树种（平均胸径20 cm、平均株高10 m），茶园坡壁及沿边台面套种麦冬（品种为细叶麦冬），套种密度均为28 丛/m2，研究时间2018年7月至2021年8月，采用样方法进行调查，调查内容包括麦冬的株高、分蘖数、叶片数、覆盖度、生物量，其中生物量包括地上和地下生物量。采用径流小区观测法推算含沙量和土壤侵蚀量。

分别以未套种麦冬（处理1）和套种麦冬（处理2）的肉桂茶树鲜叶为原料，按照统一的武夷岩茶加工工艺制成茶叶样本，工艺流程为：鲜叶（采摘标准小开面三四叶）→日光萎凋（2 晒2晾）→做青（综合做青机做青，摇凉结合，6摇6凉）→杀青→揉捻→干燥→拣剔。对武夷岩茶肉桂的感官品质按照《地理标志产品 武夷岩茶》（GB/T 18745—2006）进行五因子密码审评。

采用Microsoft Excel 和IBM SPSS 20.0 统计软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 麦冬密度变化趋势分析

分别在2018年7月、2019年1月和2020年7月调查坡壁和台面上麦冬的密度。从图1 可以看出，坡壁和台面上麦冬的密度均随着生长时间的延长而增加；坡壁上的密度明显大于台面。

图1 不同时间台面与坡壁麦冬的密度

2.2 麦冬分蘖趋势分析

统计2 个处理下麦冬平均分蘖数随时间的变化趋势可发现（图2），随着栽种时间的延长，麦冬的分蘖数总体呈增长趋势；且在2019年9月、2020年7月、2021年7月时分蘖数较多；而2018年10月至2019年3月、2019年9—12月、2020年7—10月时分蘖数呈下降趋势，其中2019年3月最少，主要原因是2018年10—11月、2019年9—10月、2020年7—9月期间试验茶园都出现了长达1个多月的干旱天气，导致麦冬枯萎死苗，密度明显下降。总体而言，栽种初期麦冬生长速率较慢，之后逐渐变快，1年后生长速率加快，呈现“先慢后快”的规律。在夏季，气候温润，降雨量充沛，日照时间长，光照强度大，麦冬生长茂盛，分蘖数多。到了秋冬季和初春，气候干冷，缺少雨水，日照时间短，光照强度小，特别是干旱常导致麦冬生长缓慢甚至停滞或死亡，分蘖数也随之减少。

图2 麦冬平均分蘖数随时间变化趋势

2.3 麦冬覆盖度变化趋势分析

不同时间下麦冬在茶园坡壁和台面上的平均覆盖度如图3。2019年9月至2021年7月，麦冬在坡壁和台面的平均覆盖度总体呈增长趋势，且坡壁的覆盖度总体高于台面。台面和坡壁麦冬覆盖度的最大值分别出现在2020年7月和2021年7月，分别为85.50%和83.13%。台面和坡壁麦冬覆盖度的极小值均在2019年9月，分别为43.16%和45.13%。

图3 不同时间茶园台面和坡壁麦冬的平均覆盖度

坡壁与台面的平均植被覆盖度均与时间呈周期性变化，说明麦冬的生长受环境因素、季节变化（温度高低）、自身生长情况等因素影响。在低温、光照强度较弱的冬季，麦冬生长缓慢，老叶枯死，麦冬覆盖度降低；春季，随着环境温度的升高、光照强度增强，麦冬逐渐恢复生长，覆盖度增加，并在夏秋季达到顶峰。

图4可知，2019年9月至2021年7月，径流小区平均覆盖度呈“S”型变化，从28.88%增至59.63%。最大值出现在2020年7月（为71.06%），最小值出现在2019年12月（为28.59%）。径流小区的平均覆盖度在一年中随季节的变化而呈现一定的周期性规律，说明径流小区内的麦冬受季节、气候、光照等因素影响较大。在夏季，因水热供应充足、温光条件好，麦冬生长旺盛，覆盖度高；在冬季，因水热条件降低、光照强度小，麦冬生长受阻，覆盖度低。

图4 径流小区平均覆盖度

对图3 和图4 进行分析，发现麦冬的平均覆盖度与麦冬生长的周期性吻合。在每年生长季节的早期，由于气候温和、雨量充足、光照充足，麦冬长势较好，覆盖度增大，至夏季达到最大值；在生长季节的晚期，由于气候逐渐干冷、光照减弱，麦冬覆盖度减小，尤其在冬季覆盖度的下降趋势明显，此后随着气温升高和雨水增加，覆盖度又开始上升。

2.4 麦冬株高变化规律分析

从图5 可以看出，2018年7月至2019年3月，麦冬在前8 个月的平均株高随栽培时间的延长总体呈增长趋势，即从2018年7月的12.04 cm 增长到2019年3月的21.76 cm，之后呈上下波动的生长趋势，至2021年7月，麦冬的平均株高为20 cm左右。麦冬在种植前期显示植物的“S”形生长规律，推测是与麦冬和茶树存在种间竞争关系，以及麦冬的环境适应性、生物学特性等因素有关。在茶树生长期，茶树遮阴效应明显，促进麦冬生长；之后随着茶园鲜叶采摘，遮阴效应减弱，麦冬生长有下降趋势。

图5 不同生长时间麦冬的平均株高

2.5 麦冬生物量变化

不同时间在茶园中套种麦冬，麦冬的地上生物量、地下生物量变化见图6。经P值检验，发现2018年7月初期，两个区域套种的麦冬生物量均无显著差异，但从图中可看出，台面的地上和地下生物量均大于坡壁的地上、地下生物量；至2019年1月，经6个月生长，不同区域存在显著差异，台面地上生物量明显低于坡壁地上生物量，地下生物量也存在同样趋势；2019年7月的生物量数据经显著性分析发现，台面和坡壁地上生物量间存在极显著差异，地下生物量间存在显著差异，且坡壁生物量均大于台面生物量。从时间轴上看，2018年7月至2019年1月，地上和地下生物量增加的幅度均较小；2019年1月至2019年7月，地上和地下生物量增加的幅度较大。

图6 不同时间麦冬地上、地下生物量变化

2022年4月18日对试验地3年生麦冬随机抽取3个点进行测量分析，结果见表1。麦冬最长叶16.8～33.0 cm，地上部分生物量1.52～6.30 g，平均生物量3.47 g，占总生物量的32.86%。麦冬单株最长根根长10.2～36.5 cm，单株根幅4.5～21.0 cm，单株根生物量1.13～13.42 g，平均生物量7.09 g，占总生物量的67.14%。麦冬根系发达，生长盘根错节，可以起到很好的固土护土作用。

表1 3年生麦冬地上部分与地下部分生物量测定结果

2.6 茶园套种麦冬水土流失情况分析

福建茶园的水土流失主要类型是水力侵蚀，也就是土壤受雨水冲击或水流冲刷而流失，故对水土流失情况的调查都选择在雨后进行。受天气影响，调查周期不定，2021年4月至2021年9月的9次调查情况见图7和图8，处理1的径流小区含沙量和侵蚀量均明显高于处理2。其中，处理1的含沙量在0.350～1.408 kg/m3之间，平均含沙量0.71 kg/m3；侵蚀量在0.01～0.67 kg之间，平均侵蚀量0.23 kg。处理2的含沙量在0.18～0.96 kg/m3之间，平均含沙量仅为0.44 kg/m3；侵蚀量在0.01～0.29 kg 之间，平均侵蚀量仅为0.07 kg。处理2较处理1的平均含沙量减少38.0%，平均侵蚀量减少69.6%，说明茶园梯壁种植麦冬能有效防治茶园水土流失。

图8 茶园径流小区侵蚀量数据分析

2.7 武夷岩茶肉桂产量与感官品质分析

2021年4月29日按照小开面三四叶标准进行机采肉桂鲜叶并统计产量，结果见表2。处理2的茶园鲜叶产量较处理1 增产31.93%。由于茶园还套种了大量的乌桕树，茶树遮阴严重，致使肉桂茶树鲜叶的产量相对偏低。对不同处理的鲜叶所制肉桂岩茶感官审评结果（表3）发现，麦冬套种处理武夷岩茶肉桂的品质综合得分显著高于未套种处理。麦冬套种处理对岩茶外形和叶底的影响不明显，但是在汤色、香气与滋味品质上具有明显的提升效果，表现出汤色橙黄明亮、馥郁花果香及桂皮香、滋味醇厚甘爽的优异品质。

表2 套种麦冬对肉桂鲜叶产量的影响

表3 不同处理对武夷岩茶肉桂感官品质的影响

3 小结与讨论

麦冬是多年生草本植物，冬季生长缓慢甚至停滞。随着天气回暖便再次生长，夏季生长旺盛，麦冬分蘖数、叶片数增多，形成绿叶层，植被覆盖度迅速提高，减少土壤侵蚀量，在茶园中套种可有效提高茶园地表覆盖率。台面上麦冬长势与覆盖度明显弱于坡壁，主要原因为茶园的耕作活动及踩踏，对麦冬生长造成负面影响。在采制工艺基本一致的条件下，茶园内套种麦冬可改善茶叶的汤色、香气与滋味品质，显著提升武夷岩茶肉桂的综合品质。

总之，麦冬植株低矮、耐阴、抗逆性强，套种在茶园坡壁、台面等裸露地上，同茶树显弱竞争，提高植被覆盖度，不仅可以增强茶园水土保持能力，且能提高其固碳潜力，在治理茶园水土流失和提升茶叶产量与品质方面具有一定效果，可在南方红壤丘陵地带推广应用。