近年来,茶园长期单一化种植模式下化肥的过度施用导致土壤酸化加剧和生物多样性衰退,成为制约茶产业可持续发展的关键问题。间作作为一种生态农业策略,通过植物间的化感作用调控土壤环境,已被证实能改善土壤肥力并提升作物品质。然而,现有研究多聚焦于豆科植物与茶树的间作效应,关于芳香植物如何通过根系分泌物和凋落物分解影响土壤微生物群落结构及茶叶香气品质的机制尚不明确。此研究以桂花(Osmanthus fragrans)这一具有经济价值的芳香木本植物为对象,首次通过温室模拟与田间试验相结合的方式,系统探究其化感作用对茶园土壤环境、微生物群落动态以及茶叶关键香气成分的调控效应,旨在为茶园生态系统的功能优化和茶叶品质提升提供新思路。

该研究探讨了不同浓度桂花凋落叶和间作桂花处理对土壤性质、土壤细菌群落和茶叶香气品质的影响。结果表明,添加凋落叶和间作桂花处理可以缓解土壤酸化,提高土壤肥力,同时可增加土壤细菌群落丰富度,改变土壤细菌群落结构。处理后,植物生长促进菌(Bacillus)的相对丰度明显增加,并且证明桂花凋落叶的浸提液对芽孢杆菌的生长有促进作用。此外,该研究在温室和田间试验的茶叶样本中分别鉴定到10种和9种关键差异化合物。其中,芳樟醇Ⅱ、芳樟醇、壬醛、水杨酸甲酯和香叶醇等5种关键化合物在两类试验中均显著增加,有助于产生花香和果香。网络分析证实了土壤微生物与香气质量之间存在强相关性。

研究构建了“桂花化感物质—土壤微生物—茶树代谢”的级联调控模型。未来的研究可探究化感物质、微生物群落动力学和挥发性化合物生物合成途径之间的因果关系,这将为改善土壤健康和茶叶香气质量提供有针对性的见解,为改善茶叶香气品质、促进茶园可持续生产提供理论参考。

英 文 摘 要Intercropping is a sustainable agricultural practice that promotes the growth of tea plants. However, research on the effects of intercropping with aromatic plants on the soil environment and tea aroma quality remains limited. In this study, we conducted both greenhouse and field experiments to investigate the allelopathic effect of Osmanthus fragrans on soil properties, the soil microbial community, and tea aroma quality. The treatment with O. fragrans leaf litter or intercropping significantly increased soil pH and ammonium nitrogen content and changed soil enzyme activities. Both treatments enhanced the bacterial richness in rhizosphere soil and altered microbial communities, particularly increasing the relative and absolute abundance of beneficial Bacillus. The allelopathic effect of O. fragrans improved tea aroma quality, with five key volatile compounds (linalool oxide II, linalool, nonanal, methyl salicylate, and geraniol) consistently identified in both greenhouse and field treatments. Network analysis demonstrated that our treatments enhanced the correlation between soil bacterial communities and five volatile compounds in tea leaves. These findings provide a theoretical foundation for improving soil health and tea aroma in tea plantations.

代 表 性 图 片
图形摘要: 桂花凋落叶和间作桂花处理对土壤微生物群落和茶叶香气品质的影响

南京农业大学园艺学院茶学在读博士研究生赵宇欣为该文第一作者,黎星辉教授为该文通讯作者。该研究得到了南京市农业重大技术协同推进计划项目和苍南现代农业产业研究院产业提升项目等项目支持。

作者:南京农业大学园艺学院 赵宇欣

审稿:中国农业科学院茶叶研究所 许勇泉研究员

来源: 中国茶叶学会

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