【摘要】：茶樹(Camellia sinensis)有喜蔭、好濕、喜溫的生態(tài)習(xí)性。目前關(guān)于間種喬木對提高茶葉品質(zhì)和產(chǎn)量的生理機理研究相對較少。本研究在中國科學(xué)院長沙農(nóng)業(yè)環(huán)境觀測站湘豐茶場設(shè)置了三種間種喬木模式:桂花樹(Osmanthus fragrans)-茶樹OT、景烈白蘭樹樹(Michelia chapensis Dandy)-茶樹MT、桂花樹-景烈白蘭樹樹-茶樹OMT,及純茶園(CK),比較研究春茶、夏茶、秋茶各生長期的光合生態(tài)因子及光合生理功能、土壤微生物細菌群落、土壤酶活性、土壤養(yǎng)分、茶葉產(chǎn)量及品質(zhì),旨在篩選出理想的茶園間種模式,為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)茶葉生產(chǎn)提供理想模型和技術(shù)體系,揭示茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)形成的生理生態(tài)機理。主要結(jié)論如下:(1)不同間種喬木模式下春茶、夏茶、秋茶生長期茶樹葉片溫度、光合有效輻射通量、葉室相對濕度變化趨勢為夏茶春茶秋茶,并且季節(jié)間差異顯著。春茶、秋茶生長期茶樹葉片凈光合速率、蒸騰速率日變化均為單峰曲線,但夏茶生長期CK和MT模式的茶樹葉片凈光合速率、蒸騰速率日變化呈不對稱雙峰曲線;夏茶生長期CK和MT模式的茶樹葉片氣孔導(dǎo)度日變化曲線呈較明顯的“M”型狀態(tài),OT和OMT模式茶樹葉片氣孔導(dǎo)度則呈“倒V”型曲線;春茶、秋茶生長期各模式及夏茶生長期OT、OMT模式茶樹葉片胞間二氧化碳濃度日變化呈“U”型,但在夏茶生長期CK和MT模式變化趨勢呈“W”型,茶樹葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度日均值季節(jié)間比較則夏茶秋茶春茶,并且季節(jié)間、處理間均差異顯著(P0.05),茶樹葉片胞間二氧化碳濃度日均值季節(jié)間比較則秋茶春茶夏茶,處理間比較則OMTOTMTCK,且季節(jié)間、處理間差異均顯著(P0.05)。(2)OMT間種模式顯著提高了夏茶根際土壤細菌群落的OTUs、Chao1、Ace和Shannon多樣性指數(shù)。OMT模式的五種優(yōu)勢菌門即變形菌門(Proteobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、放線菌門(Actinobacteria)、厚壁菌門(Firmicutes)是能夠更好的利用植物根系分泌物的細菌門。OMT模式顯著降低了Xanthomonadales的豐度,而Xanthomonadales是能夠?qū)е罗r(nóng)作物病害的病原體。OMT模式顯著提高了Rhizobiales和Rhodospirillales菌目豐度,而Rhizobiales和Rhodospirillales具有固氮作用,能顯著提高土壤氮素含量。并且乳酸菌屬(Lactobacillus)、不動桿菌屬(Acinetobacter)、顆粒鏈菌屬(Granulicella)等這些有益的土壤細菌豐度顯著增加,而土壤細菌鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)、熱酸菌屬(Acidothermus)、慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)、Bryobacter等有害細菌豐度減少,甚至土壤敏感細菌鞘藻屬(Microcoleus)、Bacteriovorax、2-糞球菌屬(Coprococcus_2)等有害細菌消失。因此,OMT等間種模式顯著降低了有害細菌的豐度和多度,提高了有益細菌的豐度和多度,尤其是增加了能更好利用根系分泌物的細菌門和固氮作用的微生物多度和豐度,為提高土壤酶活性和土壤肥力構(gòu)建了良好的微生物環(huán)境和微生物群落結(jié)構(gòu)。(3)不同間種模式顯著提高土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、脫氫酶、多酚氧化酶和纖維素酶活性,總體上表現(xiàn)出隨土層深度的增加而減少,處理間總體趨勢為OMTOTMTCK,OMT模式對提高土壤酶活性效果更佳。土壤酶具有季節(jié)變化規(guī)律,春茶生長期土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶活性比較低,夏季達到全年最高,而多酚氧化酶則在春茶生長期達到最高,纖維素酶活性則在秋茶生長期最高。(4)不同間種模式能夠顯著增加土壤有機質(zhì)含量,提高土壤全氮、全磷、全鉀及水解氮、有效磷和速效鉀的含量,均隨土層的加深而顯著降低,各處理間變化趨勢為OMTOTMTCK,OMT間種模式極顯著提高了土壤養(yǎng)分含量。土壤養(yǎng)分具有季節(jié)變化規(guī)律,春茶生長期土壤養(yǎng)分各指標(biāo)均為全年最低,而全氮、有效磷、速效鉀含量則在夏茶生長期達到最高,有機質(zhì)、水解氮、全磷、全鉀含量則在秋茶生長期最高。土壤酶與土壤養(yǎng)分呈顯著或極顯著正相關(guān),脲酶僅與全磷、速效磷無顯著相關(guān)。(5)不同間種喬木模式均能提高茶葉產(chǎn)量及品質(zhì)。茶葉產(chǎn)量季節(jié)間比較則為春茶夏茶秋茶,OMT模式的茶葉產(chǎn)量顯著高于CK對照模式(P0.01);芽葉數(shù)、新梢含水率季節(jié)間比較則春茶秋茶夏茶,且季節(jié)間差異極顯著(P0.01),OMT模式芽葉數(shù)、新梢含水率極顯著高于其它三種間種模式(P0.01);OMT模式顯著提高了茶葉的氨基酸、咖啡堿和水浸出物的含量,而降低了茶多酚的含量和酚氨比。間種喬木的夏茶與秋茶葉片酚氨比為7.03%-10.88%,其中OT和OMT模式適宜加工成高檔綠茶和名優(yōu)綠茶,而對照CK茶鮮葉酚氨比為15.4%,只能制成一般綠茶,可見間種喬木茶園可明顯提高茶葉品質(zhì)。茶葉品質(zhì)及產(chǎn)量與茶樹光合生理特性之間的相關(guān)回歸分析結(jié)果表明,光合生理指標(biāo)中各因變量影響最大的為凈光合速率,其次是胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率。全磷、速效磷均與葉綠素、咖啡堿含量呈顯著正相關(guān),而與茶多酚含量呈顯著負相關(guān);全鉀、速效鉀均與咖啡堿、氨基酸、新梢含水量以及茶多酚含量正相關(guān)。因此,間種喬木顯著改變了茶樹生長的環(huán)境條件,一方面改善了光合生態(tài)環(huán)境,增加了散漫射光,延長了光合時間,“馴化”了茶樹對弱光的利用率,增加了茶樹的總光合能力;同時降低了直射光的輻射,降低了葉片溫度,增加了葉室相對濕度,避免了夏茶的“光合午休”,提高了茶葉品質(zhì)、增加了茶園茶葉產(chǎn)量。另一方面,間種喬木增加了有益細菌的多度與豐度,降低了有害細菌的多度與豐度,增強了細菌對根際分泌物的吸收利用,提升了土壤的酶活性,顯著增加了土壤肥力,優(yōu)化了茶葉品質(zhì)。
【圖文】：

（1）桂花樹（Osmanthus fragrans）-茶樹間種模式（OT）（2）景烈白蘭樹（Michelia chapensis Dandy）-茶樹間種模式（MT）（3）桂花樹-景烈白蘭樹-茶樹間種模式（OMT）（4）無間種喬木茶園模式（CK）其中 OT 模式為桂花樹與茶行相間排列，每隔六行茶樹種植一行桂花樹；MT 模式為景烈白蘭樹與茶行相間排列，每隔六行茶樹種植一行景烈白蘭樹；OMT 模式為桂花樹、景烈白蘭樹分別與茶行相間排列，每隔六行茶樹分別種植一行桂花樹，一行景烈白蘭樹；喬木株距均為 8m，，設(shè)每個樣地大小為 50×60m，重復(fù) 3 次，隨機區(qū)組排列（圖 2-1）。所選茶林均采用相同的管理措施。

較則 CK>MT>OT>OMT, 并且呈極顯著差異（P<0.01）。表 2-1 不同間種模式、生長時期的茶樹葉片光合有效輻射通量（平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤）Table2- 1 PAR of different seasons and intercropping patterns（means±S.E.）小寫字母表示 p<0.05 水平上相關(guān)性顯著，大寫字母表示 p<0.01 水平上相關(guān)性顯著。（下同）Lowercase letters indicate significant correlation between p<0.05 levels, and uppercase letters indicate that p<0.01 level ishighly correlated. (the same below)季節(jié)Seasons處理Treatments光合有效輻射通量（μmol·m-2·s-1）PARP<0.05 P<0.01夏茶生長期 CK 962.10±40.03 a A夏茶生長期 MT 863.17±43.36 b B春茶生長期 CK 703.68±17.95 c C秋茶生長期 CK 686.38±9.71 c C夏茶生長期 OT 567.37±32.09 d D秋茶生長期 MT 484.70±9.64 e E春茶生長期 MT 469.34±71.71 e EF夏茶生長期 OMT 449.93±11.19 ef EF秋茶生長期 OT 415.18±2.56 fg EFG春茶生長期 OT 396.19±10.62 gh FG秋茶生長期 OMT 351.38±7.56 hi GH春茶生長期 OMT 316.32±25.51 i H
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S571.1

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本文編號：2677490