茶豆间作:解锁茶树根际土壤肥力提升新密码

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:CATENA 5.4

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  为解决茶园连作障碍问题,研究人员开展茶与饲用大豆间作的研究。结果表明,间作提升茶树根系对 NO3–和 NH4+的吸收速率,增强土壤酶活性等。该研究为茶树栽培管理提供理论依据。

  
在当今的农业领域,茶叶作为世界三大无酒精饮品之一,备受青睐。中国作为茶叶种植的发源地和世界最大的产茶国,茶园规模宏大。然而,目前多数茶园采用大规模集约化单一种植模式,这种模式虽然在一定程度上实现了规模化生产,但也带来了诸多问题。连续的单一栽培使得土壤生态系统变得脆弱,土壤肥力下降,病虫害频发,茶叶的产量和品质也受到影响,这些问题严重阻碍了中国茶叶产业的可持续健康发展。就像是一个原本充满活力的生态花园,被单一的植物占据,逐渐失去了生机和多样性。

为了打破这一困境,来自国内的研究人员开启了一场探索之旅。他们聚焦于茶与饲用大豆间作模式,希望从中找到改善茶园土壤环境、提升茶叶品质的方法。这项研究成果发表在《CATENA》上,为茶叶种植领域带来了新的曙光。

研究人员在此次研究中,运用了多种关键技术方法。其中,非侵入性微测试技术(NMT)发挥了重要作用,它能够精准地量化茶树在单作和水培间作条件下,根系对 NO3和 NH4+的吸收通量变化。此外,通过气相色谱 - 质谱联用技术(GC - MS)测定不同茶树根际土壤中的氨基酸糖含量,分析铝(Al)的形态分布,以及检测土壤酶活性和微生物生物量等,从多个角度深入探究间作模式对茶树根际土壤的影响。

下面我们来详细看看研究的具体结果。

水培茶豆间作对茶树根系养分吸收的影响


研究人员通过水培实验,分别设置了单作铁观音茶树(MT)和与拉雷多饲用大豆(Glycine max Linn.)间作(IT)等种植模式。结果显示,与单作相比,间作模式下茶树根系对 NH4+和 NO3的吸收速率显著提高,分别增加了 132.33% 和 95.91%(P < 0.05)。这表明饲用大豆与茶树间作,能够促进茶树根系对土壤中重要氮源的吸收,为茶树生长提供更充足的养分。

不同茶根际土壤氨基酸糖的测定


利用 GC - MS 技术对不同茶树根际土壤氨基酸糖进行测定后发现,间作使得根际土壤中氨基酸糖的富集量达到单作的 6.25 倍。氨基酸糖作为稳定土壤有机质的重要组成部分,其含量的大幅增加,意味着间作能够显著提升土壤中稳定有机质的含量,对土壤肥力的长期稳定具有重要意义。

铝形态分布分析


研究人员对铝形态分布进行分析,结果令人惊喜。间作产生的根际效应促使土壤中的交换态铝向有机结合态转化,交换态铝含量降低了 28.5%,而有机态铝含量增加了 12.7%(两者 P < 0.001)。这一转化有效减少了交换态铝在土壤团聚体上的积累,增强了土壤阳离子交换容量(CEC)和碱性,提高了土壤的缓冲能力,缓解了茶树根际土壤的酸化问题,为茶树生长创造了更适宜的土壤环境。

间作对茶树根际土壤酶活性和微生物生物量的影响


间作还显著增强了茶树根际土壤的酶活性,蔗糖酶、纤维素酶、脲酶和过氧化物酶活性分别提高了 29.80%、171.40%、40.30% 和 62.40%。同时,土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)也分别比单作茶树土壤高出 12.50%、38.80% 和 17.80%。这一系列变化表明,间作能够改善土壤的生态功能,增强土壤的生物活性,进一步促进土壤肥力的提升。

综合研究结果和讨论部分,可以得出以下重要结论:茶与饲用大豆间作系统对茶树根际产生了明显的积极影响。这种间作模式不仅有助于茶树根系吸收养分,还能显著增加土壤中稳定有机质的含量,尤其是氨基酸糖的积累,促进土壤团聚体的稳定性。同时,间作改变了铝在土壤中的形态分布,减轻了土壤酸化对茶树生长的不利影响,增强了土壤的缓冲能力和生物活性。这些发现为深入理解根际效应对土壤肥力的作用机制提供了有力依据,为茶树的科学栽培和管理提供了坚实的理论支持,有望在实际生产中广泛应用,助力茶叶产业摆脱当前困境,实现可持续发展。

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