鼠茅草间作对茶园土壤及茶叶品质成分的影响

陈义勇，黎健龙，周波，吴小敏，崔莹莹，冯少茂，胡海涛，唐劲驰

鼠茅草间作对茶园土壤及茶叶品质成分的影响

1广东省农业科学院茶叶研究所/广东省茶树资源创新利用重点实验室，广州 510640；2恩平市星湾茶厂，广东恩平 529471；3广东鸿雁茶业有限公司，广东清远 513000

【目的】解析茶园间作鼠茅草对土壤营养成分、土壤微生物群落结构以及茶叶品质成分的影响，为鼠茅草间作改良茶树种植生态环境，提升茶叶品质提供数据支撑。【方法】以间作鼠茅草2年的茶园土壤和茶叶鲜叶为试验材料，清耕茶园为对照，对茶园表层土壤pH、有机质、矿质营养成分等进行测定；运用、ITS高通量测序技术分别对土壤细菌和真菌种群结构进行测定分析；茶叶品质成分采用Agilent-7890B气相色谱仪进行检测。【结果】在茶园间作鼠茅草2年后，茶园土壤pH提高0.29，土壤有机质含量增加16.46 g·kg-1；另外，有效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮等在鼠茅草间作的茶园土壤中有不同程度的增加，其中有效磷是清耕茶园的5.88倍。鼠茅草间作茶园土壤全氮含量高于清耕茶园，全磷、全钾、全钠含量均低于清耕茶园。有效锌、有效铁、有效铜和阳离子交换量在鼠茅草间作茶园土壤中的含量均高于清耕茶园。鼠茅草间作茶园土壤细菌数量增加，真菌数量减少。有机质分解相关放线菌门细菌和子囊菌门真菌在鼠茅草间作茶园土壤中的相对丰度增加。鼠茅草间作茶园与清耕茶园茶叶鲜叶中共鉴定出259个茶叶代谢物组分，其中20种代谢物的含量存在显著差异，差异代谢物主要包括糖类、脂肪酸类和儿茶素类等。鼠茅草间作茶园茶树叶片中麦白糖、甲基--D-吡喃葡萄糖苷、乳糖醇、半乳糖甘油及-乳糖含量是清耕茶园的2倍以上；（9Z）-十八碳烯酸和（9Z,12Z,15Z）-十八碳三烯酸含量显著低于清耕茶园；(+)-没食子儿茶素、没食子儿茶酚、表儿茶素等4种儿茶素类代谢物在鼠茅草间作茶园茶叶中的含量也显著低于清耕茶园。【结论】茶园间作鼠茅草能有效缓解茶园土壤酸化，增加土壤有机质及矿质营养元素含量；土壤细菌和真菌数量及群落结构的变化能有效提升茶树对土壤营养成分的吸收和利用。土壤营养成分和微生物群落结构的改变对茶叶品质成分有重要影响。

鼠茅草；茶；间作；土壤微生物；品质成分

0 引言

【研究意义】茶树（）叶片制成的茶饮料是世界最受欢迎的三大无酒精饮料之一[1]。目前我国已成为世界上最大的茶叶种植国，有着全球最多的饮茶人口。提高茶园经济效益、提升茶叶品质和安全始终是茶产业追求的目标[2]。随着茶树种植面积的不断扩大，茶园水土流失、土壤肥力降低，茶园杂草的大面积生长对茶叶产量和品质造成严重威胁。除草剂、杀虫剂等化学农药的使用不仅使茶园生态环境遭受严重破坏，还对人体健康造成威胁。因此，推行合理科学的耕作技术提高茶园土壤肥力，构建生态茶园是保障茶叶产量和品质同步提升的重要措施。【前人研究进展】茶园间作不仅可以防止水土流失，稳定茶园生态系统，还能改良土壤肥力状况。通过间作可有效增加茶园物种群落多样性，充分利用茶园空间和资源，是现代生态农业的重要生产模式[3-4]。谢克孝等[2]研究发现茶园间作白三叶、金盏菊和金花菜均能不同程度改良土壤性状，增强土壤肥力，进而改善茶叶品质。王慧敏[5]的研究表明，茶园间作藿香、鼠尾草等能有效提高0—30 cm土层土壤微生物数量。与传统清耕茶园相比，茶园生草是茶园间作的重要组成部分，不仅能改善茶园生态环境，建立良好的茶园生态体系，同时还能提高茶园生产效益[6]。茶园生草可分为自然生草和人工生草两种模式，自然生草是通过在茶园保留适量的杂草，营造适合茶树生长的有利环境，但自然生草较难控制恶性杂草的生长，容易出现与茶树争水争肥的现象；人工生草是指根据茶园立地条件，人工种植耐阴性强、覆盖性好、干物质产量大的草种[7]。与自然生草相比，人工生草更有利于茶园的管理。鼠茅草（（L）C. C. Gmel）为一年生禾本科草本植物，在贫瘠、干旱的沙质土壤上也可生长，其根系通常分布在土壤表层，而茶树吸收根分布在20—30 cm的土层，因此不会与茶树争肥争水。另外，鼠茅草易种植、适应性强，与茶树生长期不完全重合，被认为是茶园理想的人工生草草种。目前鼠茅草已在国内外茶园、苹果园、葡萄园等开始大面积推广种植[8-11]。研究发现，鼠茅草作为优良人工生草草种的主要作用表现在以下几个方面：一是鼠茅草长势强，腐解物对杂草有较好的抑制作用，林下种植鼠茅草对杂草的抑制作用可高达90%以上[12-13]；二是鼠茅草能有效改善和稳定土壤理化性质[14-15]；三是通过间作鼠茅草对主栽作物有明显的提质增产作用[16-17]。【本研究切入点】尽管鼠茅草在茶园已逐步开始推广种植，相关经济效益和生态效益也得到了验证。但鼠茅草间作对茶园土壤理化性质以及微生物群落结构改变的相关研究较少，鼠茅草间作对茶叶品质提升的具体作用机制还有待进一步研究。【拟解决的关键问题】本研究通过在传统清耕茶园间作鼠茅草，探究鼠茅草间作对茶园土壤营养元素及土壤微生物群落结构的影响；采用代谢组学方法分析鼠茅草间作对茶叶挥发性代谢物的影响，阐明鼠茅草间作对茶叶品质的提升作用。

1 材料与方法

1.1 试验地点和材料

试验地点位于广东省江门市恩平市那吉镇星湾生态茶园基地，茶园种植茶树品种为云南大叶种，树龄42年，茶树单行条植，行距1.5 m，株距0.3 m，亩植约1 800株，茶树每年11月下旬修剪1次，茶蓬高度约90 cm。茶园土壤为山地红壤、土壤质地为壤土，成土母岩为砂页岩。茶园管理模式为传统清耕模式，每年根据杂草的生长情况人工除草1次，茶园已多年未施过任何肥料。鼠茅草种子从网上购买（德资农资园艺旗舰店，https://mall.jd.com/index-10433291.html? from=pc），试验于2020年10月开始，对照组（CK）和试验组（ZC）各设置3块试验小区，每块小区面积为3 m×5 m，各小区立地条件和茶园日常管理一致。鼠茅草连续间作2年，每年10月20日进行人工翻土和清种鼠茅草，试验组按4.5 g∙m-2的种植量将鼠茅草种子均匀撒播在小区茶行，对照组只翻土不种植鼠茅草。土壤取样于2022年4月20日在各小区采用五点取样法取样，试验组先去除土壤表面鼠茅草，用土钻取0—20 cm土层土样；对照组先去除土壤表面杂草，再用土钻取0—20 cm土样，剔除土壤中杂物和根系后用无菌塑料袋装好迅速运回实验室，用于测试土壤肥力指标和分析土壤微生物群落结构。茶叶样品选取长势一致、生长健康的茶树嫩梢（一芽二叶），样品采摘后立刻放入液氮冷冻，运回实验室-80 ℃冰箱低温保存，用于后续茶叶品质成分的检测与分析。

1.2 茶园土壤pH、有机质、矿质营养含量的测定

茶园土壤样品用蒸馏水浸提，水土比为2.5﹕1，充分搅拌，使土壤完全分散，静置30 min，用pH计测定土壤的pH。采用重铬酸钾容量法滴定，并计算茶园土壤有机质含量[18]。土壤样品用还原剂还原后平铺于扩散皿中，用1.8 mol∙L-1NaOH溶液水解土壤样品，水解产生的铵态氮用硼酸溶液吸收，用标准酸进行滴定，计算土壤碱解氮的含量。采用原子吸收分光光度计测定铁、锰、铜、锌等元素的含量，有效磷和速效钾分别采用钼锑抗比色法和火焰分光光度计进行测定[19]。

1.3 细菌16S rRNA测序和真菌ITS序列测序分析茶园土壤微生物群落多样性

土壤样品用采样管收集后立即采用液氮冷冻运送回实验室。采用CTAB/SDS法提取土壤样品微生物基因组DNA。DNA质量和浓度用微量分光光度计NanoDrop 2000检测，并用1%琼脂糖凝胶电泳验证。检测合格后，DNA样品委托南昌佰恩思生物科技有限公司进行测序和数据分析。细菌rDNA的PCR扩增引物为338F（5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3′）和806R（5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′）。真菌ITS_V1区扩增使用的引物为ITS5F（5′-GGAAGTA AAAGTCGTAACAAGG-3′）和ITS2R（5′-GCTGCGTT CTTCATCGATGC-3′）。PCR产物纯化后采用Illumina HiSeq 2500平台进行测序。测序获得的原始数据经过拆分和拼接后形成原始的Tags数据。对有效的Tags进行聚类形成OTU（operational taxonomic unit）。选取OTU代表性序列进行silver数据库比对，去除不能注释和测序错误的序列。根据OUT注释信息和绝对丰度，统计各样品在各分类水平的注释比例。采用Qiime软件对数据进行质控，并对各样品细菌和真菌的多样性及组间多样性进行比较。土壤微生物群落组成、物种差异分析、标志物种的筛选等均在派森诺基因云平台进行（https://www.genescloud.cn）。

1.4 茶叶鲜叶品质成分含量测定及代谢组学分析

茶叶中咖啡碱和茶多酚含量采用高效液相色谱分析仪进行测定，0.2 g液氮研磨的茶叶样品加入10 mL 70%甲醇，冰浴超声提取10 min。3 500 r/min、4℃离心10 min取上清液，上清液过0.45 μm滤膜后采用Agilent 1200高效液相色谱分析仪进行检测。流动相A为0.05%（v/v）甲酸，流动相B为乙腈，儿茶素和咖啡碱的分析程序为：0—5 min，72.5% A；30 min，20% A；35 min，72.5% A，72.5% A维持至40 min。样品进样量为10 μL，检测器波长设置为280 nm。根据标准品出峰时间和出峰面积绘制标准曲线，各品质成分含量根据标准曲线进行计算。总茶多酚含量采用福林酚比色法进行分析，总氨基酸含量采用茚三酮比色法进行测定。

准确称取液氮研磨的茶叶样品50 mg，加入-20 ℃预冷的1 mL提取液（乙腈、异丙醇、水按3﹕3﹕2体积混合），冰水浴超声提取 10 min。12 000 r/min离心5 min，取上清液500 μL，真空浓缩仪浓缩至完全干燥（8—10 h）。加入80 μL甲氧胺吡啶溶液（20 mg∙mL-1）进行复溶，涡旋混匀后放置在60 ℃恒温箱孵育60 min，加入衍生化试剂100 μL（BSTFA- TMCS），涡旋震荡30 s，70 ℃条件下孵育90 min，14 000 r/min离心3 min，取上清液90—100 μL加入到检测瓶中。气相色谱采用DB-5MS毛细管柱（30 m×250 μm，0.25 μm film thickness，Agilent J &W Scientific，Folsom，CA，USA），氦气流速为1 mL∙min-1，分流比1﹕10，样品进样量1 µL，进样口温度为280 ℃，传输线和离子源温度分别为320 ℃和230 ℃。升温程序以50 ℃为初始温度，持续0.5 min，以15 ℃∙min-1的速率上升到320 ℃，并在320 ℃停留9 min。质谱采用的是全扫描方法，扫描速率10 spec∙s-1，电子能量-70 V，溶剂延时3 min[20]。

1.5 数据处理与分析

茶叶品质成分检测数据的统计分析采用Microsoft Excel 2010；不同小区的土壤养分差异采用SPSS 25.0统计软件进行单因素方差分析（One-way ANOVA）和独立样本检验进行数据分析，显著性水平取＜0.05。文中数据以平均值±标准误（Mean±SD）表示。

2 结果

2.1 间作鼠茅草对茶园土壤pH及养分的影响

本研究中茶园为传统清耕茶园，种植42年茶树后，茶园土壤pH约为3.92，是典型的酸性茶园土。间作鼠茅草2年后，茶园土壤pH为4.21，比对照组提高0.29。鼠茅草间作茶园土壤有机质含量为51.53 g∙kg-1，比对照组清耕茶园显著增加（＜0.05）；另外，有效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮等在鼠茅草间作的茶园土壤中都有不同程度增加，其中有效磷（26.27 g∙kg-1）是清耕茶园的5.88倍（图1）。鼠茅草间作茶园土壤全氮含量高于清耕茶园，全磷、全钾、全钠含量均低于清耕茶园。有效锌、有效铁、有效铜和阳离子交换量（cation exchange capacity，CEC）在鼠茅草间作茶园土壤中的含量均高于清耕茶园。

2.2 茶园间作鼠茅草对土壤微生物群落结构的影响

2.2.1 对土壤微生物Alpha多样性的影响 Alpha多样性是指局部均匀生境下的物种在丰富度、多样性和均匀度等方面的指标，也被称为生境内多样性，主要包括Chao1指数、Goods_coverage指数、Observed- species指数、Shannon指数等。Chao1指数和Observed -species指数反映样品中群落的丰富度。Shannon指数反映群落的多样性，Shannon指数越大，表示这个群落不确定性大，未知因素越多，多样性也就越高。微生物覆盖率（Goods_coverage）数值越高，则样本中新物种没有被测出的概率越低；茶园间作鼠茅草后，土壤细菌Chao1指数和Observed-species指数均低于清耕茶园，群落丰富度降低，但达到显著水平。两种种植模式土壤细菌Goods_coverage指数相同，清耕茶园Shannon指数相对较低，但差异不显著（表1）。在真菌Alpha多样性方面，鼠茅草间作茶园土壤真菌Chao1指数和Observed-species指数分别为456.78和455.25，均低于清耕茶园；Shannon指数（4.05）也低于清耕茶园。鼠茅草间作茶园与清耕茶园土壤真菌Goods_coverage均为0.99，证实测序结果能较好地反映土壤微生物群落组成的真实情况。

表1 茶园间作鼠茅草对土壤细菌、真菌Alpha多样性指数的影响

不同小写字母表示差异显著（＜0.05） Different small letter means significant difference at 0.05 level (＜0.05)

CK：清耕茶园；ZC：鼠茅草间作茶园；n=3，*表示差异显著（P＜0.05）。下同

2.2.2 对土壤真菌群落结构的影响 鼠茅草间作茶园与清耕茶园共有细菌1 887个，鼠茅草间作茶园特有细菌4 301个，清耕茶园特有细菌3 865个（图2-A）。在真菌多样性方面，两种不同类型茶园共有真菌412个，鼠茅草间作茶园特有真菌790个，清耕茶园特有真菌1 331个（图2-B）。共有细菌群落中，变形菌门（Proteobacteria，35.10%— 40.99%）相对丰度最高；其次是酸杆菌门（Proteobacteria），相对丰度26.93%—38.20%；放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）也有较高的丰富度，变形菌门和放线菌门在鼠茅草间作茶园土壤中的相对丰度高于清耕茶园（图2-C）。共有真菌群落相对丰度最高是子囊菌门（Ascomycota，45.18%—90.41%），其次是担子菌门（Basidiomycota，8.43%—11.66%）和被孢霉门（Mortierellomycota，1.52%—8.14%），其中子囊菌门在鼠茅草间作茶园中的相对丰度显著高于清耕茶园，其他各门均低于清耕茶园（图2-D）。

A：土壤细菌群落韦恩图；B：土壤真菌群落韦恩图；C：门水平细菌群落组成相对丰度；D：门水平真菌群落组成相对丰度

2.2.3 属水平微生物群落丰度聚类分析 在属水平将相对丰度排名前20的细菌和真菌根据相对丰度情况进行聚类后绘制热图。结果显示，细菌群落聚为两簇，、玫瑰弯菌属（）等9个属聚成一簇，其相对丰度在鼠茅草间作茶园土壤中相对丰度较高；、等11个属聚成一簇，相对丰度在清耕茶园较高（图3-A）。真菌群落也聚成两簇，等7个属聚成一簇，在鼠茅草间作茶园土壤中相对丰度较高；等13个属聚成一簇，在清耕茶园土壤中相对丰度较高（图3-B）。

图3 茶园土壤细菌（A）与真菌（B）属水平群落丰度聚类分析

2.3 茶园间作鼠茅草对茶叶品质成分的影响

茶叶品质成分的检测结果显示，鼠茅草间作茶园的茶树叶片茶多酚含量为22.97%，对照小区茶叶茶多酚含量为24.71%。采用高效液相色谱仪分析茶叶中的儿茶素和咖啡碱，结果显示，表没食子儿茶素（epigallocatechin，EGC）在鼠茅草间作茶园茶树叶片中的含量为16.63 mg∙g-1，显著低于对照组。此外，表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、没食子儿茶素没食子酸酯（gallocatechin gallate，GCG）、没食子儿茶素（gallocatechin，GC）等在鼠茅草间作茶园茶树叶片中的含量较低，但与对照相比未达到显著水平。咖啡碱在鼠茅草间作茶园茶树叶片中的含量为39.71 mg∙g-1，也低于对照。氨基酸检测的结果显示，总氨基酸在鼠茅草间作茶园茶树叶片中的含量为36.05 mg∙g-1，显著低于对照（40.92 mg∙g-1）；茶氨酸含量为20.29 mg∙g-1，与对照（21.10 mg∙g-1）相比无显著差异。

图4 茶园间作鼠茅草对茶叶品质成分的影响

2.4 茶园间作鼠茅草对茶鲜叶代谢物的影响

2.4.1 茶叶代谢物组分特征 茶叶样品采用GC-TOF-MS进行检测分析，结合质谱数据库匹配、化合物保留时间、结构谱图及峰面积等方法共鉴定出259个茶叶代谢物组分。对这些代谢物进行主成分分析，第一主成分的贡献率为35.1%，第二主成分的贡献率为22.2%，共计57.3%，包含了样本的大部分代谢物信息（图5-A）。根据KEGG和Metabolon.inc对代谢物的分类，糖类占总代谢物的22.01%、氨基酸占7.34%、外源物占5.73%、维生素占2.32%（图5-B）。

图5 鼠茅草间作茶园与清耕茶园茶叶代谢物组分主成分分析（A）及分类（B）

2.4.2 茶叶差异代谢物的筛选 茶叶差异代谢物根据Fold change≥1.5或≤0.667，且-value≤0.05的标准进行筛选，共得到20种差异代谢物，占所有鉴定出来的代谢物总数的7.72%。差异代谢物主要包括糖类、脂肪酸类和儿茶素类等，其中糖类代谢物及其衍生物共检测出11种在鼠茅草间作茶园与清耕茶园茶叶中的含量有显著差异。9种糖类代谢物含量在鼠茅草间作茶园茶叶中上调，麦白糖、甲基--D-吡喃葡萄糖苷、乳糖醇、半乳糖甘油及-乳糖的含量是清耕茶园茶叶含量的2倍以上。（9Z）-十八碳烯酸和（9Z,12Z,15Z）-十八碳三烯酸2种脂肪酸的含量在鼠茅草间作茶园显著低于清耕茶园。(+)-没食子儿茶素、没食子儿茶酚、表儿茶素等4种儿茶素类代谢物在鼠茅草间作茶园茶叶中的含量显著低于清耕茶园。另外，检测到苯乙醛和咖啡酸酯含量也在鼠茅草间作茶园茶叶中下调（表2）。

3 讨论

3.1 茶园间作鼠茅草对茶园土壤的改良作用

试验茶园目前已种植茶树42年，由于茶树体内物质的代谢循环和根际酸性分泌物的分泌，茶园土壤已经自然酸化。另外，在茶叶生产过程中，长期大量施用肥料也是茶园土壤酸化的重要原因[21]。本研究结果显示，茶园间作鼠茅草后，茶园土壤pH升高，逐渐接近茶树生长最佳pH范围（4.5—5.5）。王慧敏[5]的研究结果表明茶园间作鼠茅草能控制茶园土壤pH降低。另外，王晓艳[22]的研究也证实覆盖鼠茅草的油茶林土壤pH（4.59）比无覆草油茶林土壤的pH提高11.41%，鼠茅草在酸性土壤改良方面有较好的作用。目前，鼠茅草在果园中的种植已有广泛研究，种植鼠茅草可有效提高土壤肥力，增加土壤表层有机质、氮、磷、钾等营养元素含量。据报道，茶园短期间作鼠茅草会与茶树争夺养分，长期间作茶园土壤中的有机质、全氮、速效磷、速效钾等营养成分含量增加[5]。本研究结果显示，间作鼠茅草的茶园土壤有机质含量增加了16.46 g∙kg-1，有效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮等在鼠茅草间作的茶园土壤中都有不同程度的增加，茶园间作鼠茅草能有效增加茶园土壤营养成分。方丽等[23]研究显示，鼠茅草是一种适宜在茶园种植的生态绿肥，鼠茅草地下根系量大，根系腐烂时间长于大豆，能为土壤提供更高的有机质含量，土壤改良效果优于大豆。此外，本研究还发现有效锌、有效铁、有效铜和阳离子交换量在鼠茅草间作茶园土壤中的含量均高于清耕茶园。锌元素的高低对茶叶品质有重要的影响，茶叶中的蛋白质、生长素、淀粉等的合成和积累与锌元素密切相关[24]。铁元素是叶绿素的重要组成元素，在光合作用和呼吸作用中发挥着重要的作用，茶叶品质如氨基酸、可溶性糖等含量的高低与铁元素含量密切相关[25]。鼠茅草间作茶园有效磷、速效钾、铵态氮等营养成分，以及有效锌、有效铁、有效铜等含量的增加最终可促进茶叶品质的提升。

表2 鼠茅草间作茶园与清耕茶园茶叶差异代谢物

3.2 茶园间作鼠茅草影响茶园土壤微生物群落

茶园土壤是茶树生长的基础，土壤微生物种群、数量、活性等对茶树生长和茶叶品质形成有重要影响。越来越多的研究结果显示鼠茅草种植在改变土壤微生物群落结构中发挥着重要作用。潘介春等[26]研究发现在龙眼园间作鼠茅草，土壤中细菌、真菌和放线菌的数量明显增加。姜莉莉等[27]在苹果园种植鼠茅草，土壤中毛壳属和短梗菌属真菌相对丰度增加，细菌群落丰度和多样性降低。本研究结果显示，茶园间作鼠茅草后，土壤细菌和真菌的Chao1指数和Observed-species指数均低于清耕茶园，群落丰富度降低；鼠茅草间作茶园细菌数量增加，真菌数量减少。封海胜等[28]和郭永霞等[29]研究表明，细菌型土壤向真菌型土壤转化，是土壤肥力衰竭的标志之一。茶园间作鼠茅草在一定程度上起到缓解和阻止茶园土壤肥力衰竭的作用。变形菌门、酸杆菌门、放线菌门等为试验茶园优势细菌，其中变形菌门和放线菌门在鼠茅草种植茶园土壤中的相对丰度高于清耕茶园。丁文沙等[30]的研究结果显示大多数变形菌门细菌具有固氮作用，变形菌门与土壤全氮含量呈正相关，本研究结果也证实茶园变形菌门细菌相对丰度与土壤全氮含量呈正相关。放线菌在有机质降解过程中发挥着重要的作用，其产生的相关酶会加快有机质的降解。鼠茅草间作茶园有机质含量显著高于清耕茶园，放线菌数量与土壤有机质含量成正相关。在真菌微生物方面，子囊菌门、担子菌门、被孢霉门为茶园优势真菌门，王峰等[31]在福建武夷山茶园的结果也表明这3个门的真菌为茶园优势真菌，而且真菌的种类不会因茶园管理模式和坡位的不同而改变。子囊菌和担子菌是土壤中的主要真菌分解者[32]，子囊菌门在鼠茅草间作茶园中的相对丰度显著高于清耕茶园，鼠茅草枯萎后的降解可能与子囊菌门真菌密切相关。大多数子囊菌门真菌为腐生真菌，能作为先驱生物入侵枯枝落叶，对土壤有机质的降解具有重要作用[33]。鼠茅草间作茶园微生物群落结构的变化主要表现在有机质分解相关的细菌（放线菌门）和真菌（子囊菌门）相对丰度的增加。

3.3 茶园间作鼠茅草影响茶叶品质成分

通过间作鼠茅草后，土壤理化性质和微生物多样性的改善可以促进主栽作物的生长发育，对作物产量和品质的提升具有重要作用。李艳红等[11]研究发现，在苹果园种植鼠茅草2年后，苹果产量明显提高，品质明显改善。马立锋等[34]在“鼠茅草+有机肥+茶树专用肥”高效施用技术模式中发现，种植鼠茅草后，茶叶产量平均增加2.3%，新梢养分利用率提高5.5%，游离氨基酸含量显著增加，茶多酚含量降低。本研究结果显示，茶园连续间作鼠茅草2年后，茶叶中茶多酚含量降低，总氨基酸含量也降低，其中ECG含量降低18.16%，达到显著水平。代谢组学的研究结果显示，9种糖类代谢物含量在鼠茅草间作茶园茶叶中增加。糖类物质通常被认为是一种渗透调节大分子，在稳定细胞膜结构方面发挥着重要的作用。可溶性糖，如蔗糖、葡萄糖、半乳糖等不仅是代谢底物和细胞的结构组成物质，也作为信号分子参与植物代谢、胁迫响应和生长发育[35]。鼠茅草间作茶园茶叶糖类物质含量增加不仅能提升茶叶品质，而且在提高茶树抗性方面也有重要作用。鼠茅草间作茶园茶叶中没食子儿茶素、没食子儿茶素酚、表儿茶素等茶多酚物质含量降低，游离氨基酸含量没有显著变化。目前，间作对茶叶品质成分的影响已有相关研究，段玉等[36]的研究显示，在茶园间作不同的豆科作物均能显著增加茶树鲜叶中可溶性糖和氨基酸含量，茶多酚/氨基酸比值显著降低。另外，茶树间作板栗和其他芳香作物都对茶叶品质成分有显著的影响，其主要原因可能是间作通过改良土壤理化性质和微生物群落结构，促进根部对营养成分的吸收和运输。

4 结论

茶园间作鼠茅草能有效缓解茶园土壤酸化，增加土壤有机质含量。有效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮等营养成分在鼠茅草间作茶园土壤中增加，其中有效磷含量是清耕茶园的5.88倍。鼠茅草间作茶园土壤全氮含量高于清耕茶园，全磷、全钾、全钠含量均低于清耕茶园。有效锌、有效铁、有效铜和阳离子交换量在鼠茅草间作的茶园土壤中的含量均高于清耕茶园。鼠茅草间作茶园土壤细菌数量增加，真菌数量减少，在一定程度上缓解和阻止了茶园土壤肥力的衰竭。有机质分解相关放线菌门细菌和子囊菌门真菌在鼠茅草间作茶园土壤中相对丰度增加，对枯萎后鼠茅草的分解具有重要作用。土壤营养成分和微生物群落结构的改变对鼠茅草间作茶园茶叶品质成分有显著影响，主要表现在糖类及其衍生物含量显著增加，没食子儿茶素、表儿茶素等代谢物含量降低。

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Effects of Intercropping within Tea Plantation on Soil and Tea Quality Components

1Tea Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Key Laboratory of Tea Plant Resources Innovation and Utilization, Guangzhou 510640;2Enping Xingwan Tea Factory, Enping 529471, Guangdong;3Guangdong Hongyan Tea Industry Co., LTD., Qingyuan 513000, Guangdong

【Objective】 The objective of this study was to analyze the impact of intercroppingon soil nutrient composition, soil microbial community structure, and tea quality components in tea plantations, so as to provide the data support for intercroppingas a means to enhance the ecological environment and quality of tea cultivation.【Method】The experimental materials consisted of soil and fresh leaves from a tea garden that had been intercropped withfor a duration of 2 years, and the control group was a clear-ploughed tea garden. The pH, organic matter, and mineral nutrients of the topsoil in the tea garden were measured. Additionally, the population structure of soil bacteria and fungi was analyzed usingand ITS high-throughput sequencing techniques. The quality components of tea were determined through Agilent-7890B gas chromatography.【Result】After intercroppingin a tea garden for 2 years, the soil pH increased by 0.29, and the soil organic matter content increased by 16.46 g∙kg-1. Additionally, the available phosphorus, available potassium, ammonium nitrogen, and nitrate nitrogen also increased to varying degrees in the tea garden soil planted with. Notably, the available phosphorus was 5.88 times higher in the intercropped tea garden compared with the clear-cultivated tea garden. The total nitrogen content in theplantation soil was higher than that in the clear-cultivated tea plantation, while the total phosphorus, potassium, and sodium contents were lower. Moreover, the tea garden soil planted withhad higher levels of available zinc, available iron, available copper, and cation exchange capacity. The intercropping ofin the tea garden also led to an increase in the number of bacteria and fungi in the soil. Furthermore, the relative abundance of Actinobacteria and Ascomycota associated with organic matter decomposition increased in the soil of thetea plantation. A total of 259 metabolites were identified from the fresh leaves of the grass plantation and the clear cultivation garden. Among them, the content of 20 metabolites showed significant differences, and these different metabolites mainly included sugars, fatty acids, and catechins. The tea leaves of theplantation had more than 2 times the contents of leucrose, methyl-β-D-glucopyranoside, lacttol alcohol, galactoglycerol, and α-lactose compared to the tea plantation. On the other hand, the content of (9Z)-octadecatrienoic acid and (9Z,12Z,15Z)-octadecatrienoic acid were significantly lower in the cultivated tea garden. Additionally, compared with the clear-ploughed tea garden the intercultivated tea plantation had significantly lower contents of (+)-galligallocatechin, galligallocatechin, and epicatechin metabolites. 【Conclusion】Whenwas interplanted with tea gardens, the acidity of the soil might be successfully alleviated, and the amount of organic matter and mineral nutrient components in the soil increased. Then, tea plants could more easily absorb and use soil nutrients when there were changes in the amount and community structure of soil bacteria and fungi. The structure of the microbial population and variations in soil nutrients had a significant impact on the quality of tea.

;; intercropping; soil microorganisms; quality components

10.3864/j.issn.0578-1752.2023.24.010

2023-04-18；

2023-09-01

广东省自然科学基金-青年提升项目（2023A1515030269）、2020年度广东省科技专项资金（“大专项+任务清单”）项目（江科〔2020〕182号）、广东省农业科学院农业优势产业学科团队建设项目（202125TD）、广东省标准化试点项目（粤市监〔2023〕278号）、广东省驻镇帮镇扶村农村科技特派员项目（KTP20210192）、现代农业产业技术体系建设专项（CARS-19）

陈义勇，E-mail：chenyiyong@gdaas.cn。通信作者唐劲驰，E-mail：tangjinchi@126.com

（责任编辑 赵伶俐）