茶園間作芳香植物羅勒和紫蘇對茶園生態(tài)系統(tǒng)影響的研究

張正群，田月月，高樹文，許永玉，黃曉琴，張麗霞*

1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安，271018；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，山東 泰安 271018

茶園間作芳香植物羅勒和紫蘇對茶園生態(tài)系統(tǒng)影響的研究

張正群1，田月月1，高樹文1，許永玉2，黃曉琴1，張麗霞1*

1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安，271018；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，山東 泰安 271018

通過茶園間作芳香植物研究其對茶園害蟲和天敵種群數(shù)量、土壤養(yǎng)分狀況、茶樹生長及茶葉生化成分等的影響，分析間作芳香植物對幼齡茶園的生態(tài)綜合調(diào)控效果。幼齡茶園間種芳香植物能減少小貫小綠葉蟬和綠盲蝽的數(shù)量，增加茶園中瓢蟲、草蛉、寄生蜂和蜘蛛等天敵的數(shù)量；芳香植物間作區(qū)土壤中銨態(tài)氮、有效磷和速效鉀的含量高于綠肥間作區(qū)和對照；茶園間作芳香植物能在一定程度上促進茶樹生長、培養(yǎng)幼齡茶園的樹勢和樹冠、增加茶葉產(chǎn)量。茶園間作芳香植物能減少茶葉中茶多酚和咖啡堿含量，提高可溶性糖和兒茶素含量，改善茶葉品質(zhì)?？梢姴鑸@間作芳香植物是一種具有較好生態(tài)效益的茶園栽培管理模式，能促進生態(tài)茶園的發(fā)展。

芳香植物；羅勒；紫蘇；間作；茶樹；生態(tài)調(diào)控

茶是世界三大飲料之一，其品質(zhì)和安全性廣受關(guān)注，茶葉無公害生產(chǎn)和有機生產(chǎn)已成為茶園發(fā)展的重要方向。茶園病蟲害防治和土壤改良是有機茶生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要嚴(yán)格控制各種化學(xué)合成農(nóng)藥和肥料的使用，這對茶園管理提出了更高、更嚴(yán)的要求。在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，合理間作是實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品有機化生產(chǎn)的有效措施之一，能產(chǎn)生諸如降低病蟲害發(fā)生，增加土壤微生物種群數(shù)量；改善土壤物理性狀，提高養(yǎng)分含量；促進農(nóng)作物生長，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)等的生態(tài)效應(yīng)［1］。茶園間作同樣也能達(dá)到上述生態(tài)效果，例如，大豆Glycine max（L.）Merrill、白三葉草Trifolium repens L.等在幼齡茶園中間作能顯著調(diào)控茶園生態(tài)環(huán)境，減少蟲害和雜草的發(fā)生，改良土壤養(yǎng)分狀況，進而促進茶樹生長，增加茶葉產(chǎn)量，改善茶葉品質(zhì)等［1-2］。

芳香植物是一類特殊植物，其濃郁的氣味中含有大量萜烯類化合物［3］。很多研究表明芳香植物通過間作能調(diào)控害蟲和天敵的種群數(shù)量，例如，Song等［4-5］研究發(fā)現(xiàn)，梨園間作芳香植物能調(diào)控梨園中昆蟲群落，有效控制梨樹害蟲并增加天敵數(shù)量。Basedow等［6］研究表明，蠶豆Vicia faba L.與芳香植物間作能有效降低豌豆蚜Aphis fabae（Scop.）為害。芳香植物對茶園害蟲，如茶尺蠖Ectropis obliqua（Prout）、小貫小綠葉蟬Empoasca onukii Matsuda（我國茶園中的小綠葉蟬經(jīng)西北農(nóng)林科技大學(xué)研究已由假眼小綠葉蟬E.vitis Go?the更正為小貫小綠葉蟬E.onukii）等有驅(qū)避或引誘作用［7-8］，但在茶園中間作芳香植物以改善茶園整體生態(tài)系統(tǒng)的研究尚處于初始階段，少見報道。本試驗通過茶樹與兩種唇形科芳香植物——羅勒Ocimum basilicum L.和 紫 蘇Perilla frutescens L.進行間作，調(diào)查茶園中害蟲和天敵的種群密度，測定土壤養(yǎng)分狀況、茶葉生長情況以及茶葉的生化成分變化等，并與綠肥白三葉草進行比較，綜合分析茶樹與芳香植物間作的生態(tài)效應(yīng)，為促進茶葉有機生產(chǎn)和合理利用芳香植物提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1　材料與方法

1.1材料和儀器

1.1.1植物材料

茶樹Camellia sinensis L.品種為福鼎大白茶，樹齡為3齡。兩種唇形科芳香植物羅勒和紫蘇及綠肥品種白三葉草種子購于山東省泰安市藝景綠化公司。

1.1.2實驗儀器

UV-2450紫外-可見分光光度計（島津（中國）有限公司）、CP224C電子天平（奧豪斯儀器（上海）有限公司）、DHG—9140A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實驗設(shè)備有限公司）、PHscan10筆型pH計（上海般特儀器有限公司）。

1.2田間試驗設(shè)計

試驗于2015年6～10月在山東泰安東興茶廠張花峪生態(tài)茶園進行。茶園中病蟲害防治以頻振式殺蟲燈誘殺、修剪采摘茶葉等物理、農(nóng)業(yè)防治措施為主，雜草防治只進行清耕和人工除草，杜絕使用除草劑。本試驗包括茶樹-羅勒間作、茶樹-紫蘇間作和茶樹-白三葉草間作3個間作處理，并以茶樹單種作為對照處理，每個處理重復(fù)3次，隨機區(qū)組設(shè)計，每個試驗小區(qū)為10 m×10 m（長×寬），茶行間的間距為80 cm，在茶樹行間種植兩行植物，與茶樹間距為30 cm，間作植物的播種密度為20 cm×10 cm（行距×株距）。整個試驗期間，所有試驗小區(qū)均采用相同的栽培管理，不施用任何肥料和農(nóng)藥。

1.3試驗觀察與測定方法

1.3.1茶樹昆蟲數(shù)量調(diào)查

小貫小綠葉蟬和綠盲蝽是北方茶園中發(fā)生比較普遍、危害程度較大的刺吸式害蟲，作為害蟲的調(diào)查對象。7～10月份，對不同種植模式的小區(qū)進行小貫小綠葉蟬、綠盲蝽及 4類天敵（包括瓢蟲、草蛉、寄生蜂和蜘蛛）種群數(shù)量進行系統(tǒng)調(diào)查。不同間作小區(qū)中昆蟲種群數(shù)量調(diào)查分兩步進行。首先目測茶樹蓬面上各類害蟲和天敵的數(shù)量，再用盤拍法調(diào)查茶叢中、下部各類昆蟲的數(shù)量。每個小區(qū)每次隨機調(diào)查5點，每點10株茶樹。調(diào)查每月進行一次，每次于下午4：00進行［8］。

1.3.2土壤養(yǎng)分指標(biāo)

土壤樣品于2015年10月份采集0～20 cm土層的土壤，風(fēng)干過篩后分析測定土壤pH值、有機質(zhì)、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷和速效鉀等指標(biāo)。土壤pH值測定方法：稱取10 g風(fēng)干土（精確至0.001 g），置于50 mL燒杯中，加入25 mL去二氧化碳水，用玻璃棒攪拌1 min，靜置30 min后用已校準(zhǔn)的pH計進行測定；土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法；硝態(tài)氮采用紫外分光光度法；銨態(tài)氮采用靛酚藍(lán)比色法；速效磷用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法；速效鉀用1 mol·L-1醋酸銨提取-火焰光度計法測定。

1.3.3茶樹生長指標(biāo)

測定方法為5點取樣測定法，在茶樹蓬面數(shù)出單位面積內(nèi)發(fā)芽個數(shù)并計算發(fā)芽密度，同時摘取一芽二葉，測定其長度、百芽重。間作植物種植一年后，用直尺測量茶樹的樹高、樹寬。

1.3.4茶葉品質(zhì)分析

2015年9月采摘一芽一葉鮮樣，進行蒸青固樣。水浸出物測定采用減量法，參照GB 8305—2002；氨基酸測定采用茚三酮比色法，參照GB 8314—2002；茶多酚測定采用酒石酸鐵比色法，參照GB/T 8313—2002；咖啡堿測定采用堿式醋酸鉛法，參照 GB/T 8312—2002；可溶性糖測定采用蒽酮比色法；兒茶素測定采用香莢蘭素比色法［9］。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

利用Microsoft Excel和SPSS 18.0軟件進行統(tǒng)計分析。用Duncan氏新復(fù)極差法進行差異顯著性分析。作圖軟件為Origin 8.5。

2　結(jié)果與分析

2.1茶樹芳香植物間作對茶園害蟲和天敵的影響

芳香植物與茶樹間作降低了北方茶園兩種主要的刺吸式害蟲小貫小綠葉蟬和綠盲蝽的發(fā)生。4種不同的種植模式中（圖1），茶樹-羅勒間作區(qū)小貫小綠葉蟬的密度最低，比對照茶樹單作減少66.3%，差異顯著，但與茶樹-白三葉草間作相比差異不顯著。茶樹-紫蘇間作區(qū)小貫小綠葉蟬的數(shù)量（每10株茶樹4.68頭）與茶樹-白三葉草間作（每10株茶樹4.75頭）相近，與對照相比減少了44.3%，差異不顯著。兩種芳香植物間作區(qū)綠盲蝽的數(shù)量與另外兩個處理之間沒有差異，其中，茶樹-紫蘇間作區(qū)綠盲蝽數(shù)量最少。

注：圖中不同字母表示經(jīng)Duncan氏新復(fù)極差檢驗在P<0.05水平差異顯著。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.圖1 不同間作模式中小貫小綠葉蟬和綠盲蝽的種群數(shù)量Fig.1 The numbers of E.onukii and A.lucorum in various intercropping patterns

茶園間作羅勒、紫蘇增加了天敵數(shù)量，但是與綠肥白三葉草間作和茶樹單作兩種處理之間沒有顯著差異（除瓢蟲外）。4種試驗處理中，茶樹-羅勒間作區(qū)瓢蟲、草蛉、寄生蜂和蜘蛛的數(shù)量最多，分別是茶樹單作區(qū)的1.6、9.0、1.4和3.3倍（圖2）。

圖2　不同間作模式天敵的種群數(shù)量Fig.2 The numbers of four natural enemies in various intercropping patterns

2.2茶樹芳香植物間作對土壤養(yǎng)分狀況的影響

從表1可知，茶樹-紫蘇間作區(qū)土壤的pH值顯著低于茶樹-白三葉草間作和茶樹單作兩個處理，而土壤中銨態(tài)氮、有效磷和速效鉀的含量顯著高于這兩個處理；土壤有機質(zhì)和硝態(tài)氮的含量沒有明顯差異。茶樹-羅勒間作區(qū)土壤中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和有效磷的含量顯著高于茶樹單作區(qū)，但有機質(zhì)和速效鉀的含量顯著低于單作區(qū)；與茶樹-白三葉草間作區(qū)相比，茶樹-羅勒間作區(qū)土壤中銨態(tài)氮和有效磷含量明顯較高，速效鉀的含量較低。

2.3茶樹芳香植物間作對茶樹生長狀況的影響

表1　不同間作模式對茶園土壤養(yǎng)分狀況的影響Table 1 Effects of different intercropping patterns on soil nutrient status

茶園間作芳香植物促進茶樹生長。紫蘇、羅勒和三葉草間作區(qū)茶樹樹高分別為28.60、34.95、33.25 cm，都顯著高于單作區(qū)茶樹樹高26.55 cm。羅勒和紫蘇間作區(qū)茶樹樹幅為29.10 cm和30.00 cm，與單作區(qū)茶樹樹幅沒有顯著差異，但低于三葉草間作區(qū)茶樹樹幅。紫蘇間作區(qū)茶樹的發(fā)芽密度每平方米134.00個，高于茶樹單作區(qū)的每平方米116.67個和羅勒間作區(qū)的每平方米 97.33個，低于三葉草間作區(qū)的每平方米156.67個，除與羅勒差異顯著外，與其他兩種差異不顯著。茶樹-羅勒間作區(qū)茶樹的芽長度為3.67 cm，百芽重為22.83 g，都顯著低于茶樹-白三葉草間作區(qū)和茶樹單作區(qū)；茶樹-紫蘇間作區(qū)茶樹的芽長度為3.91 cm，百芽重為 25.19 g，同樣顯著低于單作區(qū)，但紫蘇間作區(qū)中茶芽長度和百芽重與三葉草間作區(qū)差異不大（表2）。

2.4茶樹芳香植物間作對茶葉生化指標(biāo)的影響

圖3顯示，與茶樹單作相比，茶樹-羅勒間作區(qū)茶葉中可溶性糖含量提高了 0.93%，而氨基酸、茶多酚、咖啡堿和兒茶素的含量分別減少了0.53%，1.30%，0.56%和1.34%，水浸出物的含量沒有差異。茶樹-羅勒間作區(qū)中茶樹葉片中可溶性糖含量比茶樹-白三葉草間作區(qū)的明顯增加了0.4%，氨基酸和咖啡堿含量顯著減少0.49%和0.37%。茶樹-紫蘇間作區(qū)茶樹葉片中氨基酸、咖啡堿含量比茶樹單作顯著降低了

0.47%和0.37%，可溶性糖、兒茶素含量顯著增加了0.43%和0.72%。與茶樹-白三葉草間作相比，茶樹-紫蘇間作顯著減少了茶樹葉片中氨基酸的含量，增加了茶多酚和兒茶素的含量，水浸出物、咖啡堿和可溶性糖含量沒有差異。

表2　不同間作模式對茶園茶樹生長狀況的影響Table 2 Effects of different intercropping patterns on growth of tea plants

3　討論

茶園間作芳香植物抑制了茶園害蟲，特別是小貫小綠葉蟬的發(fā)生數(shù)量，抑制效果優(yōu)于綠肥白三葉草。間作芳香植物能有效降低農(nóng)業(yè)生態(tài)中害蟲的發(fā)生，例如，梨園中間作芳香植物能有效降低蚜蟲和梨木虱 Psylla Chinesis Yang et Li的種群數(shù)量［10-11］。從生態(tài)和進化角度分析，茶園中的刺吸式害蟲已適應(yīng)了釋放少量萜烯化合物的寄主茶樹，主動回避有濃郁氣味的非寄主植物——芳香植物。間作區(qū)中高濃度的萜烯化合物干擾了茶樹害蟲的寄主定位，阻礙其取食和繁殖［12］。間作芳香植物能提高生態(tài)系統(tǒng)中有益節(jié)肢動物的多樣性和豐富度［13-14］。茶園間作芳香植物在一定程度上增加了天敵的種群數(shù)量。茶園間作營造的植被多樣性為大量天敵提供過渡轉(zhuǎn)換寄主和棲息庇護所。另外，羅勒、紫蘇在8、9月份大量開花，能引誘天敵并為其補充種群發(fā)展繁衍所需的花蜜等食物。這些有利因素促進了間作區(qū)中各種天敵種群發(fā)展，從而間接地調(diào)控茶園害蟲的發(fā)展和分布。

圖3　不同間作模式對茶葉生化指標(biāo)的影響Fig.3 Effects of different intercropping patterns on biochemical indexes of tea

茶園中間作一些豆科植物，如白三葉草和大豆可有效改良茶園土壤養(yǎng)分狀況，從而能有效促進茶樹生長，增強茶園中幼齡茶苗的樹勢，培養(yǎng)樹冠，為成齡茶園的豐產(chǎn)打下基礎(chǔ)［1-2］。本研究表明，芳香植物間作區(qū)的土壤養(yǎng)分含量，特別是紫蘇間作區(qū)土壤中氮、磷和鉀的含量一定程度上高于綠肥白三葉草間作區(qū)。芳香植物在茶園中間作通過改善土壤能促進茶樹根系對養(yǎng)分的吸收，進一步調(diào)節(jié)了茶樹的生長。茶園間作紫蘇顯著增加了茶樹高度，調(diào)整了冠幅，提高了發(fā)芽密度等。雖然，茶園間作芳香植物稍微降低了茶樹的百芽重，但是可以通過高發(fā)芽率在茶園整體產(chǎn)量上進行彌補。

茶園間作芳香植物，特別是在茶園中間作羅勒能在一定程度上改善茶葉的品質(zhì)。茶多酚和咖啡堿是茶湯苦味的主要呈味物質(zhì)，茶園間作芳香植物減少了茶樹鮮葉中這兩種物質(zhì)的含量，能降低茶湯的苦澀味?？扇苄蕴鞘遣铚兄饕鹞冻煞趾拖銡獬煞?，間作芳香植物提高了茶葉中的可溶性糖含量，能改善茶湯的滋味。茶園間作紫蘇顯著提高了茶葉中兒茶素的含量，這表明增強了芽葉持嫩性，有利于成品茶的品質(zhì)［15］。

茶園間作芳香植物產(chǎn)生的上述諸多生態(tài)效益可以有效地減少化學(xué)農(nóng)藥和肥料的使用，降低茶園種植和管理成本。另外，芳香植物本身具有濃郁的香氣，并在夏秋季大量開花，很好地美化了茶園的整體環(huán)境。其次，芳香植物可開發(fā)為香料、中藥或是食料，創(chuàng)造附加收益?？傊?，茶園間作芳香植物是一種生態(tài)和經(jīng)濟效益俱佳的栽培方式，能促進生態(tài)茶園的建設(shè)和茶葉有機化生產(chǎn)的發(fā)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

國家自然科學(xué)基金（31501651）、山東省自然科學(xué)基金（ZR2015CQ017）、山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)茶產(chǎn)業(yè)體系專項資金、泰安生態(tài)茶園關(guān)鍵技術(shù)集成研究及產(chǎn)業(yè)化示范（201340629）。

張正群，男，博士，講師，主要從事茶樹病蟲害防治方面的研究。*通訊作者：zlx_sdau@163.com