王慧敏　蔡洪月　何蓉蓉　趙　飛

(1. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山東 泰安 271000；2. 山東省天澤農(nóng)園科技院士工作站，山東 泰安 271000)

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間作芳香地被植物對(duì)茶園土壤理化性狀及養(yǎng)分的影響

王慧敏1蔡洪月1何蓉蓉2趙飛1

(1. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山東 泰安 271000；2. 山東省天澤農(nóng)園科技院士工作站，山東 泰安 271000)

為研究茶樹(shù)與芳香植物間作對(duì)夏秋茶園土壤物理性狀和土壤養(yǎng)分含量的影響，選擇藿香、鼠尾草、須苞石竹、叢生福祿考、肥皂草5種芳香地被植物進(jìn)行茶園行間間作覆蓋試驗(yàn)，分別于6月和10月取樣測(cè)定茶園不同土層中土壤的物理性狀及養(yǎng)分的含量。結(jié)果表明：茶園間作芳香植物能控制茶園土壤pH降低，增加土壤相對(duì)含水量；在茶樹(shù)生長(zhǎng)的不同時(shí)期土壤養(yǎng)分的變化有明顯差異，間作茶園茶樹(shù)旺盛生長(zhǎng)的6月份土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀的含量顯著降低，10月份土壤中的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀的含量則顯著高于清耕茶園；茶園短時(shí)間間作芳香植物會(huì)與茶樹(shù)爭(zhēng)奪養(yǎng)分，但長(zhǎng)期間作芳香植物可增加土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀的含量，優(yōu)化茶樹(shù)生長(zhǎng)的土壤環(huán)境。綜合測(cè)定結(jié)果顯示，茶園間作叢生福祿考、肥皂草和須苞石竹效果較好。

茶園；間作；芳香植物；土壤；理化性狀；養(yǎng)分

茶園的土壤管理對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育及茶葉品質(zhì)具有重要影響。目前國(guó)內(nèi)大部分茶區(qū)的茶園土壤管理模式以清耕為主，管理用工多，普遍存在水土流失、土壤肥力衰退、病蟲(chóng)害多發(fā)等問(wèn)題[1]。構(gòu)建以茶樹(shù) (Camelliasinensis) 為優(yōu)勢(shì)群落，間作多種可控植物，建立土壤微生物、茶園共生植物、昆蟲(chóng)及其天敵等生物群落并存的茶園生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)代茶園的管理具有重要意義。近年來(lái)，由于芳香植物對(duì)于病蟲(chóng)害的獨(dú)特生理效應(yīng)，將芳香植物引入果園、茶園及經(jīng)濟(jì)作物栽培田的報(bào)道日漸增多。吳英紅所在課題組曾系統(tǒng)研究了在果園中間作芳香植物對(duì)于果園生物多樣性、群落結(jié)構(gòu)及土壤生態(tài)的影響[2-6]，馬洪英等[7]和王鐵臣等[8]研究了芳香植物與蔬菜間作對(duì)于害蟲(chóng)及作物生長(zhǎng)的影響，張正群等研究了茶樹(shù)與芳香植物間作對(duì)于茶園各種蟲(chóng)害的影響[9-13]。但針對(duì)茶樹(shù)特殊的環(huán)境要求，在茶園中間種芳香植物對(duì)于茶園土壤的生理生態(tài)效應(yīng)的研究較少。

本試驗(yàn)基于在有機(jī)茶園中間作芳香植物，以清耕茶園為對(duì)照，研究了茶園間作芳香植物對(duì)夏秋茶采摘期茶園土壤物理性狀和土壤養(yǎng)分含量的影響，以期為北方地區(qū)丘陵茶園優(yōu)質(zhì)、安全、高效生產(chǎn)提供科學(xué)的理論依據(jù)與生產(chǎn)指導(dǎo)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料及處理

試驗(yàn)地位于山東省肥城市東興茶園，土壤為沙壤土，茶樹(shù)品種為3年生 ‘黃金芽’，生長(zhǎng)狀況良好，長(zhǎng)勢(shì)均勻，產(chǎn)量適度。本試驗(yàn)選擇Ⅰ-藿香 (Agastacherugose)、Ⅱ-鼠尾草 (Salviajaponica)、Ⅲ-須苞石竹 (Dianthusbarbatus)、Ⅳ-叢生福祿考 (Phloxdrummondii)、Ⅴ-肥皂草 (Saponariaofficinalis) 5種芳香地被植物為間作物，間作處理與對(duì)照 (CK) 清耕采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。1月份在設(shè)施內(nèi)進(jìn)行定植間作，各間作區(qū)面積均為6 m × 50 m。茶行覆蓋度不低于80%。生長(zhǎng)期進(jìn)行中耕除草，保持間作區(qū)無(wú)其他雜草干擾。

1.2采樣及測(cè)定方法

分別于6月和10月中旬夏秋茶采摘期，采用對(duì)角線取樣法，在間作芳香植物區(qū)域和對(duì)照區(qū)域內(nèi)采集茶園0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土層的土樣，每試驗(yàn)小區(qū)取5個(gè)點(diǎn)，混合于無(wú)菌袋中，4 ℃冰箱保存。土壤經(jīng)自然風(fēng)干、研磨、過(guò)篩，用于測(cè)定土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全N、堿解N、速效P、速效K含量。土壤pH采用電位法測(cè)定，土壤含水量及容重采用環(huán)刀法，土壤有機(jī)質(zhì)含量采用低溫外熱重鉻酸鉀氧化-比色法，土壤全N含量用硫酸-雙氧水消煮蒸餾定氮法測(cè)定，土壤堿解N含量用擴(kuò)散法測(cè)定，土壤速效P含量用速效磷用酸溶-鉬銻抗比色法測(cè)定，土壤速效K含量用火焰光度計(jì)法測(cè)定。

2　結(jié)果與分析

2.1間作不同芳香植物對(duì)土壤pH的影響

茶園土壤酸堿度的穩(wěn)定性對(duì)茶樹(shù)的生長(zhǎng)影響較大。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，從6—10月，茶園不同處理表層0～30 cm土層的土壤pH均隨著時(shí)間變化而變化 (圖1)。5個(gè)間作處理土壤pH除了在8月份略有下降外，總體呈現(xiàn)穩(wěn)定略有增加趨勢(shì)。而CK的土壤pH，6月與7月基本持平，7月后則呈現(xiàn)較大幅度降低。說(shuō)明茶園間作芳香植物從不同程度上提高了茶園土壤pH。

圖1不同處理?xiàng)l件下茶園pH的變化

Fig.1The changes of the soil pH under different treatments

2.2間作芳香植物對(duì)不同深度土壤含水量和容重的影響

間作不同植物的茶園土壤含水量和土壤容重測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

結(jié)果表明，植物間作后不同土層土壤相對(duì)含水量均明顯高于清耕區(qū)，土壤容重與清耕區(qū)差異較小。不同土層土壤相對(duì)含水量變化有顯著差異，在0～10 cm土層的茶園土壤中，5種間作處理土壤相對(duì)含水量叢生福祿考間作 > 肥皂草間作 > 鼠尾草間作 > 須苞石竹間作 > 藿香間作，土壤含水量分別比CK高了30.47%、23.83%、23.01%，14.66%、10.57%。在10～20 cm土層的茶園土壤中，間作處理之間無(wú)顯著差異。在20～30 cm土層的茶園土壤中，肥皂草間作土壤含水量最高，高于對(duì)照23.63%，其次為叢生福祿考間作。茶園間種植物后一方面通過(guò)在表土層截留部分降水，另一方面由于植物密集的覆蓋，降低了表層土壤的蒸散作用，增加了茶園土壤水分含量。

表1　不同處理?xiàng)l件下土壤中含水量和容重變化

注：小寫(xiě)字母為鄧肯氏新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)P< 0.05顯著水平。

6種不同處理的土壤容重測(cè)定結(jié)果顯示，與清耕區(qū)相比，不同間作處理對(duì)不同土層土壤容重呈現(xiàn)多樣性差異。在0～10 cm土層的茶園土壤中，須苞石竹間作、叢生福祿考間作和肥皂草間作土壤容重低于CK；而在10～20 cm土層的茶園土壤中，各處理之間土壤容重?zé)o顯著性差異；在20～30 cm土層中，除間作肥皂草土層容重高于對(duì)照外，其他間作均略低于對(duì)照。

2.3間作芳香植物對(duì)不同深度土壤養(yǎng)分含量的影響

2.3.1對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力高低的主要指標(biāo)之一，對(duì)作物的產(chǎn)量有重要影響[14-15]。不同間作對(duì)茶園土壤的有機(jī)質(zhì)含量的影響結(jié)果表明 (圖2～3)，間作情況下，不同時(shí)期茶園土壤有機(jī)質(zhì)有明顯變化，對(duì)不同土層有機(jī)質(zhì)的影響也有較大差異?？傮w看，茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量均隨土層深度的增加而遞減。各間作物中，叢生福祿考對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響最大。

圖2不同處理?xiàng)l件下茶園6月份土壤有機(jī)質(zhì)含量變化

Fig.2The changes of the content of the soil organic matter under different treatments in June

圖3不同處理?xiàng)l件下茶園10月份土壤有機(jī)質(zhì)含量變化

Fig.3The changes of the content of the soil organic matter under different treatments in October

6月份測(cè)定數(shù)據(jù)顯示，不同間作物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響不一。除叢生福祿考外，其他間作對(duì)不同土層土壤有機(jī)質(zhì)含量的貢獻(xiàn)均低于清耕對(duì)照。尤其在表層土層表現(xiàn)明顯。這可能是由于間作物初期生長(zhǎng)迅速與茶樹(shù)形成了營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

10月份測(cè)定結(jié)果與6月份有明顯差別。各間作處理土壤的有機(jī)質(zhì)含量均有明顯提升，且不同土層有機(jī)質(zhì)含量均高于對(duì)照。在0～10 cm土層的茶園土壤中，叢生福祿考間作有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到2.66%，肥皂草有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到2.46%，分別超出對(duì)照77.3%和64.0%，有機(jī)含量相對(duì)最低的藿香間作類(lèi)型，0～10 cm土層有機(jī)含量也高于對(duì)照16.8%。10～20 cm土層有機(jī)質(zhì)含量差異變化與0～10 cm土層相同，叢生福祿考間作有機(jī)質(zhì)含量為2.01%，高于對(duì)照40.6%，各間作總體提升幅度與表層相比稍低。20～30 cm土層則差異不顯著。

2.3.2對(duì)土壤全氮含量的影響

土壤全氮水平是植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要指標(biāo)。從測(cè)定結(jié)果 (圖4～5) 看，土壤全氮含量均隨土層深度增加呈遞減趨勢(shì)。不同間作類(lèi)型6月和10月測(cè)定結(jié)果有明顯差異。

圖4不同處理?xiàng)l件下茶園6月份土壤全氮含量變化

Fig.4The changes of the content of the total soil nitrogen under different treatments in June

圖5不同處理?xiàng)l件下茶園10月份土壤全氮含量變化

Fig.5The changes of the content of the total soil nitrogen under different treatments in October

6月份測(cè)定數(shù)據(jù)顯示，不同間作處理下，土壤全氮含量均低于對(duì)照。各間作植物間相比較，叢生福祿考間作0～10 cm土層全氮含量與對(duì)照相近，但10～30 cm土層較低。與6月份相反，10月份各間作處理的全氮含量有明顯提升，尤其在0～10 cm和10～20cm土層均顯著高于對(duì)照。從全氮含量增幅看，10月份肥皂草間作0～10 cm土壤表層全氮含量達(dá)到1.745 g/kg，與6月份相比提升了39.59%；10～20 cm土層全氮含量1.554 g/kg，提升了31.21%。須苞石竹間作0～10 cm土壤全氮量增幅達(dá)25.48%，10～20 cm土層全氮含量超過(guò)6月份高達(dá)41.13%。而對(duì)比清耕模式同期的土壤全氮含量，0～10 cm土層10月全氮含量?jī)H為1.323 g/kg，10～20 cm為1.209 g/kg，分別較6月份降低了26.01%和13.60%。

2.3.3對(duì)土壤堿解氮含量的影響

土壤堿解氮能夠反映土壤供氮水平，與植物生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)[16]。從測(cè)定結(jié)果 (圖6～7) 看，間作芳香植物對(duì)土壤堿解氮含量產(chǎn)生了顯著影響，不同處理均隨土層深度增加呈遞減趨勢(shì)。

圖6不同處理?xiàng)l件下茶園6月份土壤堿解氮含量變化

Fig.6The changes of the content of the soil available nitrogen under different treatments in June

圖7不同處理?xiàng)l件下茶園10月份土壤堿解氮含量變化

Fig.7The changes of the content of the soil available nitrogen under different treatments in October

6月份測(cè)定數(shù)據(jù)顯示，不同間作處理下，土壤堿解氮含量均低于對(duì)照，尤其是0～10 cm土層。叢生福祿考間作0～10 cm和20～30 cm土層全氮含量雖與對(duì)照相近，但10～20 cm土層顯著低于對(duì)照。與6月份相比，10月份所有處理土壤堿解氮含量都出現(xiàn)下降。但各間作處理0～10 cm和10～20 cm土層的堿解氮含量的都顯著高于對(duì)照，20～30 cm都低于對(duì)照。0～10 cm土層堿解氮含量最高的是肥皂草間作和叢生福祿考間作，分別比對(duì)照高91.7%和80.4%。10～20 cm含量最高的是須苞石竹間作，含量達(dá)到100.80 mg/kg，比對(duì)照高53.7%。

2.3.4對(duì)土壤速效磷含量的影響

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的營(yíng)養(yǎng)元素[17]，土壤速效磷可以相對(duì)地說(shuō)明土壤的供磷水平[18-19]。不同間作對(duì)茶園土壤的速效磷含量的影響結(jié)果表明 (圖8～9)，與對(duì)照相比，間作茶園不同土層土壤速效磷有明顯變化。

圖8不同處理?xiàng)l件下茶園6月份土壤速效磷含量變化

Fig.8The changes of the content of the soil available phosphorus under different treatments in June

圖9不同處理?xiàng)l件下茶園10月份土壤速效磷含量變化

Fig.9The changes of the content of the soil available phosphorus under different treatments in October

6月份測(cè)定數(shù)據(jù)顯示，不同間作處理下，0～10 cm土壤速效磷含量均低于對(duì)照，10～20 cm各處理間含量基本相等，而20～30 cm土層，除了肥皂草間作，其他間作處理均高于對(duì)照。與6月份相比，10月份各間作處理的速效磷含量有了明顯提升，尤其是0～10 cm土層，但是對(duì)照0～10 cm土壤速效磷卻比6月份低28.9%。10月份間作處理土壤速效磷含量均高于對(duì)照。在0～10 cm土層的茶園土壤中，間作處理土壤速效磷含量均顯著高于對(duì)照，其中叢生福祿考間作和肥皂草間作速效磷含量最高，分別超出對(duì)照45.9%和46.5%。10～20 cm土層只有鼠尾草間作和須苞石竹間作速效磷含量高于對(duì)照，藿香間作含量略低于對(duì)照。20～30 cm土層速效磷含量差異變化與10～20 cm土層相同，須苞石竹間作土壤速效磷含量為91.38 mg/kg，超出對(duì)照39.1%。

2.3.5對(duì)土壤速效鉀含量的影響

土壤速效鉀是作物生長(zhǎng)期內(nèi)可以獲取的主要養(yǎng)分資源，是衡量土壤鉀素養(yǎng)分供應(yīng)能力的現(xiàn)實(shí)指標(biāo)[20]。從速效鉀測(cè)定結(jié)果 (圖10～11) 看，不同時(shí)期間作芳香植物與對(duì)照相比土壤速效鉀含量顯著較高。

圖10不同處理?xiàng)l件下茶園6月份土壤速效鉀含量變化

Fig.10The changes of the content of the soil available K under different treatments in June

圖11不同處理?xiàng)l件下茶園10月份土壤速效鉀含量變化

Fig.11 The changes of the content of the soil available K under different treatments in October

6月份測(cè)定數(shù)據(jù)顯示，不同間作土壤速效鉀含量均低于對(duì)照，而且差異十分顯著。0～10 cm土層，間作處理速效鉀含量最高的是叢生福祿考間作，含量為200.31 mg/kg，低于對(duì)照43.8%，含量最低的是藿香間作，低于對(duì)照74.4%。10～20 cm和20～30 cm土層速效鉀含量變化與0～10 cm基本一致。與6月份相反，10月份各間作處理的速效鉀含量有了明顯提升，各土層含量均顯著高于對(duì)照，尤其是0～10 cm和10～20 cm土層。從速效鉀含量增幅看，10月份須苞石竹間作0～10 cm土壤表層速效鉀含量達(dá)到743.61 mg/kg，與6月份相比提升了571%；10～20 cm土層速效鉀含量576.61 mg/kg，提升了422%。鼠尾草間作0～10 cm土壤速效鉀量增幅達(dá)275%，10～20 cm土層速效鉀含量增幅達(dá)430%。而對(duì)比清耕模式同期的土壤速效鉀含量，3個(gè)土層10月速效鉀含量相比6月份均沒(méi)有產(chǎn)生顯著變化。

3　結(jié)論與討論

茶園間作芳香植物顯著提高了土壤pH值，增加土壤含水量，但對(duì)土壤容重影響較小。茶樹(shù)生長(zhǎng)的最適pH范圍是5.0～6.0，隨著茶樹(shù)種植年限的增加，茶園土壤有酸化的趨勢(shì)。據(jù)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)茶區(qū)土壤pH在5.0以下的占70%，嚴(yán)重的土壤酸化現(xiàn)象在很大程度上限制了我國(guó)茶葉總體產(chǎn)量和品質(zhì)的提高[21-22]。本試驗(yàn)測(cè)定在間作芳香植物后能夠在一定程度上提高土壤pH值，緩解土壤酸化現(xiàn)象的加劇，對(duì)茶園生產(chǎn)有利。此外，茶樹(shù)性喜濕潤(rùn)，茶園土壤的水分變化對(duì)茶樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量有直接影響[23]。間作芳香植物后，顯著提高了茶園表層土壤的土壤含水量，這與胡競(jìng)輝[24]、向佐湘等[25]的研究結(jié)果一致。間作芳香植物也在一定程度上降低了土壤容重，這與王嘉祥等[26]、鞏雪峰等[27]的研究結(jié)果一致。茶園間作芳香植物后，植物密集的覆蓋增加了田間濕度，降低了土壤的蒸散作用，在夏秋季高溫時(shí)提高茶園土壤水分含量，并使土壤變得疏松，增加土壤透氣性，使土壤物理性狀較清耕茶園優(yōu)良，有利于土壤微生物的活動(dòng)和空氣的流通，有利于茶葉產(chǎn)量的增加和品質(zhì)的提升,是北方丘陵區(qū)茶園干旱防御體系中的一種良好的節(jié)水措施。

茶園間作能有效改善和保持土壤肥力，促進(jìn)茶樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育,提高茶葉產(chǎn)量及品質(zhì)[28-30]。研究結(jié)果表明,在茶園間作芳香植物的前期 (6月份)，茶園的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量都出現(xiàn)了不同程度的降低，其中叢生福祿考間作區(qū)，土壤養(yǎng)分的下降程度較低，除速效鉀顯著低于清耕區(qū)外，有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷含量與清耕區(qū)基本持平。間作后期 (10月份)，也即是北方茶園當(dāng)年采茶的最后時(shí)期，芳香植物間作區(qū)0～30 cm土層的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量均顯著高于清耕區(qū)，對(duì)當(dāng)年秋茶產(chǎn)量及品質(zhì)，以及翌年春茶的生長(zhǎng)提供了充足的養(yǎng)分。綜合各芳香植物間作對(duì)茶園土壤養(yǎng)分的影響，推薦的芳香植物間作排序如下：叢生福祿考 > 肥皂草 > 須苞石竹 > 鼠尾草 > 藿香。

間作芳香植物后，除了堿解氮，10月份茶園各種養(yǎng)分含量都比6月份含量高，尤其是0～10 cm和10～20 cm土層。有研究表明，茶樹(shù)側(cè)根和細(xì)根分布的集中部位多數(shù)是在10～30 cm處。因耕作過(guò)深側(cè)根往住被損傷，在土壤0～10 cm處的根系附近發(fā)生有許多細(xì)根[31]，也就是說(shuō)0～30 cm土層是茶樹(shù)吸收養(yǎng)分的主要區(qū)間，而間作芳香植物使這一區(qū)間土壤養(yǎng)分含量顯著增加，有利于茶樹(shù)對(duì)養(yǎng)分的吸收，提高茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。間作芳香植物后，雖然10月份土壤堿解氮含量低于6月份，但間作處理土壤堿解氮含量仍然顯著高于清耕區(qū)。因此，生產(chǎn)上無(wú)論是否間作芳香植物，都要注意及時(shí)增施氮肥。間作芳香植物后，增施氮肥的時(shí)期最好在6月份之前，而用量相對(duì)于清耕茶園可以適當(dāng)減少。

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(責(zé)任編輯張坤)

Effects of Intercropping of Aromatic Plants with Tea on Physicochemical Properties and Soil Nutrients in Tea Plantation

Wang Huimin1, Cai Hongyue1, He Rongrong2, Zhao Fei1

(1. College of Horticulture, Shandong Agricultural University, Tai′an Shandong 271000, China; 2. Shandong Tianze Academician Workstation, Tai′an Shandong 271000, China)

To investigate the effects of intercropping aromatic plants on soil physical properties and soil nutrients in tea plantation, intercroppingAgastacherugose,Salviajaponica,Dianthusbarbatus,PhloxdrummondiiandSaponariaofficinaliswere selected to carry out the experiment. Surface soil samples in different depth were collected in June and October to determine the soil physical properties and soil nutrients. The results indicate that intercropping aromatic plants reined in the decrease of soil pH and increased the soil moisture significantly. The changes of soil nutrients were obvious at different stages. The contents of soil organic matter, total nitrogen, available nitrogen, available phosphorus and available potassium of the tea plantation intercropped with aromatic plants decreased in June as plants grow rapidly, while the contents increased significantly in October compared with those in monocropping system. This suggests that aromatic plants compete with tea tree for soil nutrients in growth period. As time goes on, long-term intercropping aromatic plants can increase soil nutrient contents and improve the soil ecosystems of tea plantation. By the comprehensive analysis of the soil physical properties and soil nutrients, we consider that intercroppingPhloxdrummondii,SaponariaofficinalisaromaticandDianthusbarbatuswill be beneficial to the tea production.

tea plantation, intercropping, aromatic plants, soil, physicochemical properties, soil nutrients

10. 11929/j. issn. 2095-1914. 2016. 05. 012

2016-04-21

趙飛 (1969—)，男，博士，副教授。研究方向：觀賞植物生理生態(tài)學(xué)。Email: bioflower@126.com。

S714.5

A

2095-1914(2016)05-0071-07

第1作者：王慧敏 (1989—)，女，碩士生。研究方向：觀賞植物生理生態(tài)學(xué)。Email: 18263894331@163.com。