南京农业大学PMS速递:茶园间作豆科植物对茶叶品质及害虫种群的协同调控作用

题目：Intercropping legumes in the tea agroecosystem modulates tea quality and suppresses insect pest populations

期刊：Pest Management Science

影响因子及中科院分区：3.8/一区TOP

发表日期：2026年2月26日

DOI：10.1002/ps.70653

第一作者：Sabin Saurav Pokharel 

通讯作者：陈法军、江幸福

通讯单位：南京农业大学、中国农业科学院

背景：茶作为一种重要的工业饮料和经济作物，正面临着单作模式（MCC）带来的负面影响，包括农药残留累积、气候变化加剧的害虫再猖獗以及化学投入品的过度使用 。豆科植物作为重要的覆盖作物，能够调节茶叶品质并吸引茶园生态系统中的有益节肢动物。本研究探讨了间作大豆（S）和豇豆（C）这两种豆科覆盖作物（LCC）对茶叶品质属性及关键害虫种群动态的协同影响。类固醇激素20-羟基蜕皮酮 (20E) 是昆虫蜕皮的核心调节因子，但控制该途径的上游转录因子仍有待深入表征。

结果：研究表明，与单作相比，间作大豆和豇豆显著提高了茶叶中咖啡碱和茶氨酸等关键生物活性化合物的叶片浓度。然而，间作也降低了可溶性糖、蛋白质、游离脂肪酸、必需氨基酸以及总多酚和单体儿茶素等可溶性营养物质的浓度。值得注意的是，间作富集了表儿茶素（EGC）和必需氨基酸异亮氨酸（Ile）的浓度。此外，间作显著降低了三种关键害虫——茶小绿叶蝉（Empoasca onukii）、八点广翅蜡蝉（Ricania speculum）和温室白粉虱（Trialeurodes vaporariorum）的种群数量，助力自然害虫防治。

结论：研究结果强调，两种豆科覆盖种植模式（LCC）是单作模式（MCC）的可行替代方案，在提高茶叶品质的同时，能减少关键害虫数量，支持茶园环境友好型和经济可持续耕作实践的发展。

（一）实验设计与田间布局

研究在南京市中山陵茶厂试验站进行，选用‘南京雨花’茶品种。实验共设置三个处理：单作（MCC）、间作大豆（LCC-S）和间作豇豆（LCC-C） 。在茶行间隙播种大豆（品种：Lamar）和豇豆（品种：苏夏 1 号），并遵循随机区组设计（RCBD）进行重复。实验期间不施用任何化肥、农药或除草剂。

图 1. 茶园行间间作大豆 (S) 和豇豆 (C) 的豆科覆盖耕作 (LCC) 田间布局模型。LCC，豆科覆盖耕作；LCC-S，间作大豆的豆科覆盖耕作；LCC-C，间作豇豆的豆科覆盖耕作；CK，作为对照的单作模式 (MCC)。

（二）对茶叶品质成分的影响

可溶性营养成分：与单作（CK）相比，间作处理显著降低了茶叶中可溶性糖（SSs）和可溶性蛋白质（SPs）的浓度 。其中，间作豇豆（C）对可溶性营养物质的降低程度比大豆（S）更为显著。

生物活性化合物：间作显著提升了茶叶的品质核心指标。LCC-S 和 LCC-C 均显著提高了咖啡碱的含量 。对于茶氨酸，间作豇豆在 2022 年显著提升了其浓度，而 2023 年两种间作模式均表现出显著的增益效果。

儿茶素与氨基酸：虽然间作降低了大部分单体儿茶素（如 EGCG、ECG 等）的浓度，但显著提高了表儿茶素（EGC）的水平 。在氨基酸方面，尽管大部分必需氨基酸浓度在间作下有所下降，但异亮氨酸（Ile）在间作处理中表现出富集趋势。

图 2. 单作模式 (MCC, 作为对照 CK) 以及间作大豆 (S) 和豇豆 (C) 的豆科覆盖耕作 (LCC) 下，茶树叶片可溶性营养成分的浓度 (mg/g)（FFAs 指游离脂肪酸）。对于同一测量指标，柱形图上不同的对应小写字母表示根据 Tukey's HSD 检验在 P < 0.05 水平下各处理间差异显著。

图 3. 单作模式 (MCC, 作为对照 CK) 以及间作大豆 (S) 和豇豆 (C) 的豆科覆盖耕作 (LCC) 下，茶树叶片生物活性化合物（包括多酚、茶氨酸和咖啡碱）的浓度 (mg/g)。对于同一测量指标，柱形图上不同的对应小写字母表示根据 Tukey's HSD 检验在 P < 0.05 水平下各处理间差异显著。 

（三）害虫种群动态与自然调控

害虫抑制效应：相比单作，两种豆科间作模式均显著降低了茶小绿叶蝉（E. onukii）、八点广翅蜡蝉（R. speculum）和温室白粉虱（T. vaporariorum）的种群密度。

种群峰值：这些害虫的发生峰值通常出现在 8 月 30 日左右。相关性分析显示，害虫数量与咖啡碱及茶氨酸含量呈正相关，而与多酚及部分儿茶素呈负相关。

图 6. 单作模式 (MCC) 以及间作大豆 (S) 和豇豆 (C) 的豆科覆盖耕作 (LCC) 下，茶树上茶小绿叶蝉 (Empoasca onukii)、八点广翅蜡蝉 (Ricania speculum) 和温室白粉虱 (Trialeurodes vaporariorum) 的种群动态。不同的对应小写字母表示根据组间配对及 LSD 检验在 P < 0.05 水平下，LCC-S、LCC-C 和 MCC 各处理间存在统计学显著差异。 

（四）机理讨论

研究者认为，豆科植物通过生物固氮（BNF）增加了土壤氮素供应，促使茶树进行代谢重编程，将碳分配从可溶性糖积累转向氨基酸和次生代谢产物（如茶氨酸和咖啡碱）的合成，从而调节了茶叶品质。在害虫控制方面，间作通过增加生境异质性、改变微气候以及提供额外营养（如豇豆的额外花外蜜腺吸引天敌），破坏了害虫的寄主寻找能力并支持了自然天敌的生存，实现了生态防虫。

本研究证实，在茶园生态系统中引入大豆和豇豆作为覆盖作物，是替代传统单作模式的有效途径。这种间作实践不仅能够通过生物固氮和代谢调节显著提升咖啡碱、茶氨酸等茶叶品质核心成分的含量，还能通过生境管理有效地抑制茶小绿叶蝉等关键害虫的种群扩张。研究结果为开发环境友好、经济可持续的生态茶园栽培模式提供了科学依据，建议在未来的茶园管理中推广豆科间作技术，以减少对化学农药和肥料的依赖，提升茶产业的综合生态效益。