全 文 ：书沟渠水生植物资源化利用研究
余红兵１，３，张树楠２，肖润林２，杨知建３，刘锋２，魏甲斌３
（１．湖南城市学院建筑与城市规划学院 湖南 益阳４１３０００；２．中国科学院亚热带农业生态研究所，湖南 长沙４１０１２５；
３．湖南农业大学农学院，湖南 长沙４１０１２８）
摘要：收割沟渠中的水生植物不仅每年带走大量的氮磷污染物，还可将其养分覆盖还田，循环利用，其覆盖茶园后，
得出的结论如下：１）覆盖后，改良了土壤理化性状。覆盖与对照茶园相比明显增加了土壤表层（０～２０ｃｍ）有机质、
全氮、全磷、碱解氮、有效磷的含量，也增加了土壤微生物量氮、磷含量，且其土壤各养分含量均随深度的增加而递
减；２）覆盖后，控制了杂草优势种群，减少了杂草种类，也降低了杂草的株高、密度和生物量；３）覆盖后，通过改善茶
园的生态条件，提高了茶叶品质和产量。
关键词：生态沟渠；水生植物；收割；资源化利用
中图分类号：Ｑ９４８．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１３）０６０１４３０７
犇犗犐：１０．１１６８６／ｃｙｘｂ２０１３０６１８
近年来，利用水生植物拦截沟渠中的氮磷也成为防治湖泊富营养化的有效途径之一。一方面，水生植物在沟
渠系统中发挥着重要的去污作用，可通过水生植物其自身的生长以及人工收割植物的方式对水质产生良好的净
化效果，氮、磷等元素主要通过水生植物的人工收割来去除。另一方面，因水生植物的旺盛生长，其庞大的生物量
到秋季因植物残体的分解，会释放出大量的有机质和营养盐，如不及时移除，会重新污染水体［１］。因此水生植物
的收获及处置利用问题成为沟渠湿地应用和管理中不可忽视的问题。而目前，研究主要集中在水生植物的吸收
净化效果上，而大量的植株残体处置利用问题成为沟渠湿地管理中亟待解决的难题。研究表明，植物刈割对植物
的补偿生长有重要的影响，同时，合适的收割措施既能转移出植物中的营养物质，又能提高底泥氮、磷的去除
率［１２］。
水生植物资源丰富，在制备肥料、生产饲料、食用或药用、做能源燃料等方面具有一些用途，若水生植物能通
过资源化利用而产生经济价值，将对利用沟渠湿地水生植物净化污水产生更大的促进作用。但目前，对收获后的
水生植物除了某些可以作为水生蔬菜外，如水芹菜等，大多未被充分利用，大量的长期堆放不仅会引起新的二次
污染，也是一种资源的浪费，因此选择其处置方法，实现水生植物的减量化和资源化显得非常重要［３］。且水生植
物的资源化利用及其经济效益等方面的研究报道甚少，因此，本研究对收割后的水生植物覆盖茶园的生态效益和
经济效益等方面展开了研究，以期为植物资源化利用提供科学的理论依据。本试验的研究区域为亚热带丘陵区，
茶园面积达６．６７×１０４ｈｍ２ 以上；但该地区季节性高温和干旱严重，土壤以含氮量低、有机质少的红壤为主，杂草
丛生，给茶树生产带来了极大的危害［４５］。通过生态调控措施来实现茶叶安全高效生产，是目前大家所关注的问
题。彭晚霞等［６］用稻草覆盖对改良茶园土壤、控制杂草生长和改善茶叶品质、增加产量有显著效果。水生植物是
生态沟渠中重要组成部分，通过收割水生植物可以彻底地从湿地中带走被植物所吸收的氮和磷。本试验将收割
的水生植物覆盖到茶园，研究水生植物覆盖对茶园土壤养分、茶园杂草、茶叶品质和产量的影响，以期为水生植物
的资源化利用提供新思路。
１ 材料与方法
１．１ 试验区概况与试验设计
试验地点位于长沙县金井镇湘丰飞跃茶园，该茶园为中国科学院亚热带农业生态研究所实验示范基地，属亚
第２２卷 第６期
Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
１４３－１４９
２０１３年１２月
收稿日期：２０１３０３０４；改回日期：２０１３０５０５
基金项目：中国科学院重点部署项目（ＫＺＺＤＥＷ１００５），中国科学院重点部署项目（ＫＺＺＤＥＷ１１）和湖南省科学计划项目（２０１３ＮＫ３１１２）资助。
作者简介：余红兵（１９７６），女，湖南益阳人，副教授，博士。Ｅｍａｉｌ：ｂｉｎｇｂｉｎｇｙｕ７６＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｘｉａｏｒｌ＠ｉｓａ．ａｃ．ｃｎ
热带区季风湿润气候。试验地为平地，面积为２００ｍ２。试验茶树品种为福云早毫，２００６年南北向双行定植，株距
２５ｃｍ，列距２５ｃｍ。水生植物收割于湖南省长沙县金井镇中国科学院长沙农业环境观测站农业源头生态沟渠
中。试验设２个处理：１）覆盖水生植物处理，分别在２０１０年９月和２０１１年６，１１月初将收割后的水生美人蕉
（犆犪狀狀犪犵犾犪狌犮犪）和狐尾藻（犕狔狉犻狅狆犺狔犾犾狌犿狏犲狉狋犻犮犻犾犾犪狋狌犿）均匀地覆盖到茶树行间，覆盖时，水生美人蕉在下，狐尾
藻在上，每次的覆盖量鲜重为２．５０ｋｇ／ｍ２。２）对照处理（不覆盖）。覆盖和对照处理按顺序排列，设３次重复。
在试验期间对２个处理按常规方式进行土肥管理。
１．２ 样品采集和调查
１．２．１ 土壤样品采集 覆盖水生植物前采集茶园土样作为背景值。于２０１０年９月（覆盖前）和２０１１年１１月底
（覆盖后），在试验茶园每个处理中随机选取３个茶树行，每个茶树行分别选取３个采样点，每个样点取３层（０～
２０ｃｍ，２０～４０ｃｍ和４０～６０ｃｍ）。其中２０１１年１１月底的土壤样品保存１份于４℃下冰箱，以备测定土壤微生
物量氮和磷。其余土壤样品按常规办法处理。
１．２．２ 茶园杂草调查 于２０１１年４，７和９月分别采样，小样方法对杂草进行调查，每个小样方为２００ｃｍ×１００
ｃｍ，设３个重复，测定杂草高度和记载杂草种类、数量和密度，并用剪刀剪掉杂草根部，称杂草地上部分鲜重。
１．２．３ 茶叶样品的采集 于２０１１年５月对茶树生长状况进行观测，观测８次。于２０１１年４－６月（２个月左
右），采用５点取样法每隔２ｄ测定树冠冠幅，计算茶树覆盖度和产量。采用５点取样法采集茶叶样品，每个样方
为３３ｃｍ×３３ｃｍ，采用３３ｃｍ×３３ｃｍ木框采集春茶框内所有的１芽１叶和１芽２叶，采摘顺序为从上至下采
摘，每次采摘的鲜样，分别测定其百芽重。鲜样带回实验室蒸青固样，测定其中的氨基酸、茶多酚和水浸出物含
量。
１．３ 分析方法
１．３．１ 茶叶样品分析方法 氨基酸测定采用ＧＢ８３１４茶氨基酸含量测定法；茶多酚测定采用ＧＢ８３１３茶多酚含
量测定法；水浸出物测定采用ＧＢ８３０５８７全量测定法。
１．３．２ 土壤样品分析方法 全氮含量测定用半微量凯氏法（ＧＢ７１７３８７）；全磷用钼锑抗比色法（ＧＢ９８３７８８）测
定；土壤含水量用烘干法（ＧＢ７１７２８７）测定；土壤有机质采用重铬酸钾外加热法测定；水解氮用扩散吸收法测定；
有效磷用碳酸氢钠提取钼锑抗比色法测定。土壤微生物生物量氮和磷分别采用氯仿熏蒸培养中的Ｋ２ＳＯ４ 提取
法和ＮａＨＣＯ３ 提取法测定。
１．４ 计算公式与数据处理
物种丰富度（犛）即杂草群落中的物种数；多度（犘犻）用ＢｅｒｇｅｒＰａｒｋｅｒ公式测定：
犘犻＝犖犻／犖 （１）
式中，犘犻是第犻物种的个体数（犖犻）占群落总个体数（犖）的比例；上述公式中犻取值范围为１～犛［７］。
１．５ 统计分析
采用Ｅｘｃｅｌ进行数据处理和统计分析。
２ 结果与分析
２．１ 水生植物覆盖对茶园土壤养分的影响
由表１可看出，水生植物覆盖与对照茶园相比，土壤有机质含量均提高了，水生植物覆盖到茶园后，纤维素等
在高温干旱季节被微生物分解，较难分解的蛋白质复合体形成残体保留在土壤中，使有机质含量提高。同时，水
生植物覆盖对０～２０ｃｍ土层的影响较大（表１），使表层土有机质含量增加了８．０１％。另外，２种处理随着土层
的加深，有机质含量均呈下降趋势，但０～２０ｃｍ土层的有机质含量远高于２０～４０ｃｍ和４０～６０ｃｍ土层。
由于覆盖的水生植物本身含有氮、磷等营养元素，其中水生美人蕉含氮（１５．２６±２．０７）ｇ／ｋｇ，含磷（２．１５±
０．２６）ｇ／ｋｇ，狐尾藻含氮（２０．６７±３．６３）ｇ／ｋｇ，含磷（３．４０±０．９６）ｇ／ｋｇ。经过微生物分解或残留土壤中，在雨季
经雨水进入土壤，从而增加土壤氮、磷等养分含量。由表１可看出，与对照茶园相比，０～２０ｃｍ土层全氮和水解
氮分别增加６．０９％和１１．４５％。土壤微生物量氮覆盖（３１．２３ｍｇ／ｋｇ）均比对照（２７．８３ｍｇ／ｋｇ）增加。可见水生
植物覆盖明显提高了全氮、水解氮和微生物量氮含量。对照和覆盖处理剖面中土壤全氮、水解氮和微生物量氮随
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深度的增加而减少，且０～２０ｃｍ土层的全氮、水解氮和微生物量氮含量远高于２０～４０ｃｍ和４０～６０ｃｍ土层。
而在２０～４０ｃｍ 土层，水生植物覆盖的影响高于对照。本研究中不同土层的微生物量氮／全氮在１．４７％～
２．５６％之间，有研究表明其比值在０．２０％～５．６５％之间［８］。
表１ 覆盖茶园土壤氮素变化
犜犪犫犾犲１ 犈犳犳犲犮狋狅犳犿狌犾犮犺犻狀犵狅狀狊狅犻犾犖狅犳狋犲犪狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀
土层
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒ（ｃｍ）
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
有机质
Ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅ（ｇ／ｋｇ）
全氮
ＴｏｔａｌＮ（ｇ／ｋｇ）
水解氮
ＡｌｋａｌｉｈｙｄｒｏＮ（ｍｇ／ｋｇ）
微生物量氮
ＳＭＢＮ（ｍｇ／ｋｇ）
微生物量氮／全氮
ＳＭＢＮ／ＴＮ（％）
０～２０ 覆盖Ｃｏｖｅｒｉｎｇ １４．４９±２．３０ １．２２±０．０９ １０１．０３±１０．３３ ３１．２３ ２．５６
对照ＣＫ １３．３３±１．４８ １．１５±０．１６ ９０．６５±９．２６ ２７．８３ ２．４２
２０～４０ 覆盖Ｃｏｖｅｒｉｎｇ ５．３２±０．６５ ０．４５±０．０８ ４７．０２±１．５９ １０．８０ ２．４０
对照ＣＫ ５．０１±０．６４ ０．４１±０．０５ ４７．７２±３．６７ ６．０３ １．４７
４０～６０ 覆盖Ｃｏｖｅｒｉｎｇ ３．６６±０．３９ ０．３１±０．００ ２７．８８±０．２０ ６．５１ ２．１０
对照ＣＫ ３．５６±０．５７ ０．３１±０．０３ ４３．２８±４．１４ ５．１２ １．６５
由表２可看出，与对照茶园相比，覆盖处理０～２０ｃｍ土层全磷和有效磷分别增加１４．２９％和５６．０２％。同
时，水生植物覆盖的茶园微生物量磷较对照茶园有明显改善，特别是０～２０ｃｍ是对照的２．６０倍。３层微生物量
磷通常占全磷的２．２５％～１０．９０％，据研究报道，微生物量磷／全磷为２．４％～２３．３％［９］，而本研究结果较之偏低。
另外，对照和覆盖处理随着土层的加深，全磷、有效磷和微生物量磷等指标均呈下降趋势，０～２０ｃｍ土层的全磷、
有效磷和微生物量磷含量远高于２０～４０ｃｍ和４０～６０ｃｍ土层。
表２ 覆盖茶园土壤磷变化
犜犪犫犾犲２ 犈犳犳犲犮狋狅犳犿狌犾犮犺犻狀犵狅狀狊狅犻犾犘狅犳狋犲犪狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀
土层
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒ（ｃｍ）
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
全磷
ＴｏｔａｌＰ（ｇ／ｋｇ）
有效磷
ＡｖａｉｌａｂｌｅＰ（ｍｇ／ｋｇ）
微生物量磷
ＳＭＢＰ（ｍｇ／ｋｇ）
微生物量磷／全磷
ＳＭＢＰ／ＴＰ（％）
０～２０ 覆盖Ｃｏｖｅｒｉｎｇ ０．４０±０．０７ ２７．６０±４．２３ ２０．４８ ５．１２
对照ＣＫ ０．３５±０．０７ １７．６９±２．２０ ７．８８ ２．２５
２０～４０ 覆盖Ｃｏｖｅｒｉｎｇ ０．２９±０．０４ １６．００±１．５８ ２０．１６ ６．９５
对照ＣＫ ０．２４±０．０２ ４．２８±０．４４ １６．０３ ６．６８
４０～６０ 覆盖Ｃｏｖｅｒｉｎｇ ０．１８±０．００ ０．６８±０．０３ １７．６８ ９．８２
对照ＣＫ ０．１１±０．０１ ０．００±０．００ １７．４４ １０．９０
２．２ 水生植物覆盖对茶园杂草的影响
杂草危害严重影响到丘陵茶园的茶叶品质及产量［１０］。由于茶园杂草种类复杂，杂草发生的优势种群、危害
高峰及空间分布也随季节变化而不同。
表３、表４调查结果表明，春季（４月）、夏季（７月）和秋季（９月）杂草种类、杂草密度、地上部分生物量和株高
都发生季节变化。其中，春季（４月）对照茶园杂草密度和生物量均高于水生植物覆盖茶园，杂草株高也以３０ｃｍ
以下的为主。与春季相比，在夏季，对照茶园以恶性杂草为优势种群，且生物量大、植株高。而覆盖茶园恶性杂草
明显减少，且杂草高度、密度和生物量均降低。秋季（９月）水生植物覆盖处理茶园的恶性杂草明显低于对照处理
茶园。在秋季虽然对照茶园恶性杂草进入枯萎期甚至死亡，但作为地被植物的酢浆草占据空间，成为优势种。相
比夏季，其株高下降，生物量减少，但数量相当。
表４为水生植物覆盖对茶园恶性杂草多度的影响。对照与覆盖茶园在春季（４月）主要以多度高的非恶性杂
５４１第２２卷第６期 草业学报２０１３年
草看麦娘、酢浆草２种为主，还包括多度相对低的猪殃殃、过路黄和白花蛇舌草等。其中非恶性杂草看麦娘在覆
盖处理中的多度为０．４９５，在对照处理中的多度为０．６２４（表４）。这些杂草株高矮，在３０ｃｍ以下，生物量小，生
长也慢。
与春季相比，夏季（７月）覆盖处理茶园以香附子、马唐、狗尾草和牛筋草等４种优势恶性杂草为主，总多度值
为０．５２１。对照处理茶园以恶性杂草为优势种群，恶性杂草总多度高达０．８９１，以马唐、辣蓼和狗尾草等３种优势
杂草为主，其多度值分别为：０．４５１，０．１５５和０．１８２（表４）。
秋季（９月）对照处理茶园以牛筋草（多度０．１００）、马唐（多度０．４８９）和辣蓼（多度０．１７）等３种优势恶性杂草
为主。覆盖处理茶园以牛筋草、香附子和马唐等３种恶性杂草为主，其多度分别为：０．１３３，０．１１０和０．１７７（表
４）。与对照处理茶园相比，覆盖处理茶园的恶性杂草总多度明显降低。覆盖和对照处理茶园酢浆草多度值分别
为：０．３２０和０．１４０。
表３ 不同处理的杂草密度、生物量和株高的季节变化
犜犪犫犾犲３ 犛犲犪狊狅狀犪犾狏犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳犱犲狀狊犻狋狔，犫犻狅犿犪狊狊犪狀犱狆犾犪狀狋犺犲犻犵犺狋犳狅狉狑犲犲犱狊犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
测定指标Ｉｔｅｍｓ
春季（４月）Ｓｐｒｉｎｇ（Ａｐｒｉｌ）
覆Ｃｏｖｅｒｉｎｇ 对照ＣＫ
夏季（７月）Ｓｕｍｍｅｒ（Ｊｕｌｙ）
覆Ｃｏｖｅｒｉｎｇ 对照ＣＫ
秋季（９月）Ａｕｔｕｍｎ（Ｓｅｐｔ．）
覆Ｃｏｖｅｒｉｎｇ 对照ＣＫ
密度Ｄｅｎｓｉｔｙ（个Ｉｎｄ．／ｍ２） １６ １５０ ７０ ７４ １５ ２８
生物量Ｂｉｏｍａｓｓ（ｇ／ｍ２） ３６．６４ ３９６．００ ２２９．１６ ３３２．２３ ３００．００ ４１２．５０
株高 Ｈｅｉｇｈｔ（ｃｍ） ２５．００ ２５．００ ４５．１７ ５２．２０ ４８．６７ ５６．６７
表４ 不同处理下不同季节杂草群落多度分析
犜犪犫犾犲４ 犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犪犫狌狀犱犪狀犮犲狅犳狑犲犲犱狊犮狅犿犿狌狀犻狋狔狊狋狉狌犮狋狌狉犲犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊犲犪狊狅狀狊犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
植物种类
Ｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓ
春季（４月）Ｓｐｒｉｎｇ（Ａｐｒｉｌ）
覆盖Ｃｏｖｅｒｉｎｇ 对照ＣＫ
夏季（７月）Ｓｕｍｍｅｒ（Ｊｕｌｙ）
覆盖Ｃｏｖｅｒｉｎｇ 对照ＣＫ
秋季（９月）Ａｕｔｕｍｎ（Ｓｅｐｔ．）
覆盖Ｃｏｖｅｒｉｎｇ 对照ＣＫ
主要非恶性杂草Ｎｏｎｍａｌｉｇｎａｎｔｗｅｅｄ
白花蛇舌草犎犲犱狔狅狋犻狊犱犻犳犳狌狊犪 ０．０３３ ０．１２５ ０．０４９ ０ ０ ０
过路黄犔狔狊犻犿犪犮犺犻犪犮狅狀犵犲狊狋犻犳犾狅狉犪 ０．０２４ ０ ０ ０ ０ ０
看麦娘犃犾狅狆犲犮狌狉狌狊犪犲狇狌犪犾犻狊 ０．４９５ ０．６２４ ０ ０ ０ ０
酢浆草犗狓犪犾犻狊犮狅狉狀犻犮狌犾犪狋犪 ０．１５６ ０．１１２ ０．１８８ ０．０９３ ０．３２０ ０．１４０
猪殃殃犌犪犾犻狌犿犪狆犪狉犻狀犲 ０．０１４ ０．０２４ ０ ０ ０ ０
假俭草犈狉犲犿狅犮犺犾狅犪狅狆犺犻狌狉狅犻犱犲狊 ０ ０ ０．０２１ ０ ０ ０
黄鹌菜犢狅狌狀犵犻犪犼犪狆狅狀犻犮犪 ０．０５７ ０．０１３ ０ ０ ０ ０
稗犈犮犺犻狀狅犮犺犾狅犪犮狉狌狊犵犪犾犾犻 ０ ０ ０ ０．０２７ ０．０１７ ０
小糠草犃犵狉狅狊狋犻狊犪犾犫犪 ０．０６１ ０．０２１ ０ ０ ０ ０
疣草犕狌狉犱犪狀狀犻犪犽犲犻狊犪犽 ０ ０ ０．０１４ ０ ０．０２２ ０．０３３
主要恶性杂草 Ｍａｌｉｇｎａｎｔｗｅｅｄ
牛筋草犈犾犲狌狊犻狀犲犻狀犱犻犮犪 ０ ０ ０．０６３ ０．０２５ ０．１３３ ０．１００
香附子犆狔狆犲狉狌狊狉狅狋狌狀犱狌狊 ０ ０ ０．１３２ ０．０６６ ０．１１０ ０．０６７
空心莲子草犃犾狋犲狉狀犪狀狋犺犲狉犪狆犺犻犾狅狓犲狉狅犻犱犲狊 ０ ０ ０．００７ ０ ０ ０
狗尾草犛犲狋犪狉犻犪狏犻狉犻犱犻狊 ０．００９ ０．０２９ ０．０６９ ０．１８２ ０ ０
小飞蓬犆狅狀狔狕犪犮犪狀犪犱犲狀狊犻狊 ０ ０ ０．００７ ０．０１２ ０．００６ ０
马唐犇犻犵犻狋犪狉犻犪狊犪狀犵狌犻狀犪犾犻狊 ０ ０ ０．１２５ ０．４５１ ０．１７７ ０．４８９
辣蓼犘狅犾狔犵狅狀狌犿犺狔犱狉狅狆犻狆犲狉 ０ ０ ０．０９０ ０．１５５ ０．０４４ ０．１７０
土茯苓犛犿犻犾犪狓犵犾犪犫狉犪 ０ ０ ０．０２８ ０ ０．０２８ ０
６４１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６
２．３ 水生植物覆盖对茶园茶叶品质、产量的影响
由表５可见，水生植物覆盖的茶园茶叶咖啡碱、水浸出物、氨基酸和水分含量比对照茶园高，但茶多酚比对照
茶园低，说明茶园覆盖对茶叶营养成分的改善有很大作用。
本试验结果与彭晚霞等［５６］报道的稻草覆盖茶园的研究结论一致。同时，与对照茶园相比，水生植物覆盖的
茶园提高了茶叶的主要感官品质，包括茶叶的色泽、滋味和香气等，因此，感官审评分比对照茶园明显提高。
表５ 不同处理茶叶品质及感官评审
犜犪犫犾犲５ 犙狌犪犾犻狋狔犪狀犱狊犲狀狊犲犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳狋犲犪犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
茶多酚
Ｔｅａｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ（％）
氨基酸
Ａｍｉｎｏａｃｉｄ（％）
咖啡碱
Ｃａｆｆｅｉｎｅ（％）
水浸出物
Ｗａｔｅｒｅｘｔｒａｃｔｓ（％）
水分含量
Ｍｏｉｓｔｕｒｅ（％）
感官审评分
Ｓｅｎｓｏｒｙｔｅｓｔｓｓｃｏｒｅ
覆盖Ｃｏｖｅｒｉｎｇ １４．９４±０．５５ｂ ４．７４±０．５６ａ ４．３３±０．６５ａ ３８．１３±１．６６ａ ７４．５１ａ ８９．７ａ
对照ＣＫ １７．０４±０．７９ａ ４．５８±０．５２ａ ４．２５±０．５９ａ ３６．７０±０．８６ａ ７１．０２ａ ８５．６ａ
注：同列不同小写字母表示差异显著（犘＜０．０５），下同。
Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅｓａｍｅｐｒｅｃｅｄｅｎｃｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（犘＜０．０５），ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
由表６可见，水生植物覆盖后，明显改善了茶树生长状况，其冠幅、树高和茶芽密度均比对照高。同时，与对
照茶园相比，水生植物覆盖茶园茶叶１芽１叶与１芽２叶百芽重均提高了，其中１芽１叶百芽重提高了１４．１３％。
覆盖茶园的产量可达１０６．４７ｇ／ｍ２，与清耕茶园（８２．７９ｇ／ｍ２）相比，产量提高了２２．２４％，增产效果明显。这与水
生植物覆盖改善了茶园土壤理化性状、调控了土壤温度和水分以及抑制了茶园杂草的生长等原因密切相关。
表６ 不同处理的茶树产量及生长状况
犜犪犫犾犲６ 犜犲犪狋狉犲犲狔犻犲犾犱犪狀犱犵狉狅狑狋犺犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
冠幅
Ｃｒｏｗｎｗｉｄｔｈ（ｃｍ）
树高
Ｈｅｉｇｈｔ（ｃｍ）
茶芽密度
Ｄｅｎｓｉｔｙ（个Ｉｎｄ．／ｍ２）
叶层厚度
Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ（ｃｍ）
１芽１叶
１ｓｐｏｒｔ１ｌｅａｆ（ｇ）
１芽２叶
１ｓｐｏｒｔ２ｌｅａｖｅｓ（ｇ）
产量
Ｙｉｅｌｄ（ｇ／ｍ２）
覆盖Ｃｏｖｅｒｉｎｇ ８６ａ ５４ａ ８０２ａ ３８ａ ７．５０ａ ２６．５２ａ １０６．４７±５．６１ａ
对照ＣＫ ７４ｂ ５１ａ ６９８ｂ ３６ａ ６．４４ａ ２５．６４ａ ８２．７９±４．８９ｂ
３ 讨论
３．１ 水生植物资源化利用
利用水生植物进行茶园覆盖是一种经济、环保、可行的办法，为水生植物的管理和利用提供参考。收割的水
生植物覆盖茶园，既有效防止了水生植物自身氮、磷等污染物对沟渠水体产生二次污染，又实现了沟渠水生植物
残体的资源化利用并提供了示范作用。Ｂｒｉｘ［１１］和Ｈｏｗａｒｄ［１２］指出，植物吸收的部分储存会随着植物的枯萎逐渐
释放出来。姜翠玲［１３］研究也证明湿地中的全氮一部分来自于湿地植物的生长与死亡分解。因为每年１１月以
后，沟渠湿地中的水生植物地上部分会逐渐枯萎，释放有机质于水体中，进而造成严重污染。有机形态的氮在冬
季（１２，１月）较高，远远超过了其他月份。由此说明冬季全氮浓度的增加与水生植物腐烂有密切关系［１３１４］。
水生植物腐烂分解后，污染水体经沟渠进入河道和湖泊，是水体富营养化潜在的污染源［１３，１５］。因此，水生植
物应在枯萎前回收，以防止残株分解对水体的污染。姜翠玲等［１６］和徐红灯［１７］认为农民不会主动回收没有利用
价值的植物，并提议用经济植物取代野生植物。本研究中，虽然试验植物不能给当地农民直接带来经济效益，但
收割的植物覆盖到茶园，可间接带来经济效益和生态效益，因此也能激励农民主动回收水生植物。
３．２ 水生植物覆盖对茶园生态效应的影响
植物覆盖对补偿土壤有机质消耗、改良土壤、培肥地力有十分重要的作用。徐华勤等［１８］研究表明，稻草覆盖
能使茶园土壤保持较高的生物活性，调控和改良土壤。本研究结果表明，水生植物覆盖后可增加茶园土壤养分的
７４１第２２卷第６期 草业学报２０１３年
含量，与肖润林等［１９］的研究结论一致。土壤有机质的形成主要是由于植物中较难分解的复合体（木质素及蛋白
质）残留在土壤中，茶园土壤因水生植物复合体的存在有机质含量进而增加［２０］；而水生植物中易被微生物分解的
部分（水溶性成分、纤维素和半纤维素），使土壤团粒结构和物理结构均可形成和改善，土壤养分含量也随之增加。
杂草是茶园生态系统中植物多样性的重要成分之一，氮与茶树争水、争肥和阳光，对茶树生长和茶叶品质产
生严重的影响［２１］。传统的防除杂草的方法成本高、也容易导致物种多样性下降等问题［２２２３］。本试验中，水生植
物覆盖茶园后，在植物体的机械阻力和遮阴作用双重影响下，杂草的优势种群得以控制，杂草生物量和密度都显
著降低，也减少了杂草对茶树生长发育的危害和影响，也解决了传统防除杂草带来的问题。
４ 小结
１）水生植物覆盖后，改良了土壤理化性状。覆盖与对照茶园相比明显增加了土壤表层（０～２０ｃｍ）有机质、
全氮、全磷、碱解氮、有效磷的含量，也增加了土壤微生物量氮、磷含量，且其土壤各养分均随深度的增加而递减。
２）水生植物覆盖后，控制了杂草优势种群，减少了杂草种类，也降低了杂草的株高、密度和生物量。
３）水生植物覆盖后，通过改善茶园的生态条件，提高了茶叶品质和产量。
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犝狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀狅犳犺犪狉狏犲狊狋犲犱犪狇狌犪狋犻犮狆犾犪狀狋狊犪狊犪犿狌犾犮犺
ＹＵＨｏｎｇｂｉｎｇ１，３，ＺＨＡＮＧＳｈｕｎａｎ２，ＸＩＡＯＲｕｎｌｉｎ２，ＹＡＮＧＺｈｉｊｉａｎ３，ＬＩＵＦｅｎｇ２，ＷＥＩＪｉａｂｉｎ３
（１．ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＵｒｂａｎＰｌａｎｎｉｎｇ，ＨｕｎａｎＣｉｔｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｙａｎｇ４１３０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
ｏｆＳｕｂｔｒｏｐｉｃａｌＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＥｃｏｌｏｇｙＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２５，Ｃｈｉｎａ；
３．ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，ＨｕｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２８，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｑｕａｔｉｃｐｌａｎｔｓｎｏｔｏｎｌｙａｂｓｏｒｂａｌｏｔｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｐｏｌｕｔａｎｔｓ，ｂｕｔａｆｔｅｒｈａｒｖｅｓｔｔｈｅｙ
ｍａｙａｌｓｏｂｅｕｓｅｄｆｏｒｎｕｔｒｉｅｎｔｍｕｌｃｈｉｎｇ，ｒｅｃｙｃｌｉｎｇｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｇｒｏｕｎｄｃｏｖｅｒｉｎｔｅａｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ．１）Ａｃｏｖｅｒｉｎｇ
ｏｆａｑｕａｔｉｃｐｌａｎｔｓｉｎｔｅａｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓｃｏｕｌｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｓｏｉｌ．Ｉｔｉｎｃｒｅａｓｅｄ
ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ａｌｋａｌｉｈｙｄｒｏｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓ
ｐｈｏｒｕｓｉｎｔｈｅ０－２０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒ，ａｎｄ，ｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒ
ｕｓ．Ｔｈｅｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｄｅｃｌｉｎｅｄｗｉｔｈａｎｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｄｅｐｔｈ．２）Ａｃｏｖｅｒｉｎｇｏｆａｑｕａｔｉｃｐｌａｎｔｓｉｎｔｈｅｔｅａｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
ｃｏｕｌｄｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｄｏｍｉｎａｔｉｏｎｂｙｗｅｅｄｓｐｅｃｉｅｓｂｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｉｎｇｗｅｅｄｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｂｉｏｍａｓｓ，ｔｈｕｓｒｅｄｕｃ
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ｐｒｏｖｅｔｈｅｇｒｏｗｉｎｇａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｅａｇａｒｄｅｎｓａｎｄｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｅａ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｔｃｈ；ａｑｕａｔｉｃｐｌａｎｔｓ；ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ；ｒｅｓｏｕｒｃｅｒｅｃｙｃｌｉｎｇｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
９４１第２２卷第６期 草业学报２０１３年