云南大學附屬中學2007屆18班 王玨

指導(dǎo)教師：唐永惠 王立松

一、概述

地衣是一類特殊的真菌——地衣型真菌。通過顯微鏡觀察，地衣是由藻類（共生藻）和菌類（共生菌）共生而形成的一類生物復(fù)合體；從外形上看，有的地衣體似樹枝或毛發(fā)狀，我們把這類地衣叫作枝狀地衣（Fruticoselichens）；有些地衣體似葉片狀，疏松的依附于基物上，這部分地衣叫葉狀地衣（Folioselichens）；而另外一些地衣體卻緊密的附著于基物表面，以至于無法將它們從基物上剝離，這些地衣叫殼狀地衣（Crustoselichens）。地衣是藻、菌復(fù)合、互惠的共生體，其共生菌依賴共生藻在光合作用時所產(chǎn)生的碳素營養(yǎng)生活，菌絲組織除了起到保護層作用外，通過吸水和失水作用，使菌絲體內(nèi)積累高濃度的可溶性礦物鹽來提供藻細胞的需要（Purvis，2000）。由于地衣的特殊共生關(guān)系，它能產(chǎn)生出一些非常特殊的地衣酸類化學物質(zhì)，如：去甲環(huán)蘿酸（Evernicacid）、松蘿酸（Usnicacid）、黑茶漬素（Atranorin）、茶痂衣酸（Psoromicacid）等（Nash，1996）。地衣的有性繁殖方式是在原葉體上產(chǎn)生子囊果或擔子果，成熟后產(chǎn)生子囊孢子或擔孢子；孢子成熟后離開母體，散落到適合的自然環(huán)境中，萌發(fā)菌絲，當菌絲遇上相應(yīng)的共生藻便產(chǎn)生一個地衣新個體。地衣除了靠子囊孢子、擔孢子進行繁殖外，也可以通過地衣附屬物如粉芽、裂芽、小裂片等進行營養(yǎng)繁殖（裘維蕃等，1998）。目前全世界已報道的地衣大約有17000～20000種（Hawksworth，1995）；中國報道了約1750～1800種，其中云南報道了近600種（Wei，1991；Haradaetal.，2004）。

云南南部是中國茶葉的主產(chǎn)區(qū)之一，同時也是地衣物種多樣性的重要地區(qū)。茶葉農(nóng)場中地衣的大量繁殖，加快了茶葉樹的老化程度，影響了茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)等相關(guān)問題，是茶農(nóng)急待解決的問題。筆者身居云南，利用現(xiàn)有的科研條件和地域優(yōu)勢，調(diào)查了該地區(qū)茶葉樹上的地衣種類，根據(jù)地衣的共生學原理，清除這些地衣的科學方法是本項研究重點要解決的問題。

二、材料和方法

筆者在2004年2月至2006年10月之間，對云南南部主要茶葉種植地區(qū)包括臨滄、思茅、西雙版納、保山等地區(qū)，進行了地衣生態(tài)調(diào)查，共采集茶葉樹上的地衣標本124份，標本被自然干燥。地衣的外部形態(tài)鑒定是通過解剖鏡（NikonSMZ645）觀察完成；顯微結(jié)構(gòu)的研究是通過徒手切片在顯微鏡（NikonE200）下，加入GAW（甘油:酒精:水=1:1:1）液，觀察并描述其分類特征而完成；地衣化學成分的鑒定使用顯色反應(yīng)（MCT）和薄層層析（TLC）方法，結(jié)合地衣的外部形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學成分對茶葉樹上附生地衣進行分類學鑒定。

所實驗的清除地衣方法確定為以下三個，即：徒手清除法、氣體霧化法和試劑噴灑法。實驗地點分別在景東縣阿拉鄉(xiāng)茶園和昆明植物園內(nèi)。徒手采摘清除法實驗：時間為2005年8月；地點在景東縣阿拉鄉(xiāng)茶園，實驗面積100平方米，茶樹樹齡約35～40年；采用傭工2人徒手采摘7個工作日的方法。氣體霧化法：時間為2005年3月，地點在西部資源與開發(fā)開放實驗室（昆明植物研究所內(nèi)），方法是將三種地衣的活體與基物一同移植入密封的玻璃器皿內(nèi)，制備和提純SO2和FH氣體，并將純化的SO2和FH氣體注入器皿，氣體霧化一周，觀察地衣體的變化過程。液體噴灑法：時間為2005年5月，地點在昆明植物園內(nèi)，選擇清除地衣種為茶葉樹上常見的三個葉狀地衣種——皺點黃梅衣（Flavopuncteliaflaventior）、小刺亞鈴孢（Heterodermiaspeciosa）和粉斑星點梅（Puncteliaborreri），方法是在實驗室內(nèi)配制生物制劑溶液，并直接對地衣體實施噴灑，打破地衣體中的共生藻和共生菌的共生平衡，達到清除地衣的目的，每周一次，連續(xù)噴灑3周，每周觀察2次。農(nóng)場中的實地實驗在臨滄茶農(nóng)場和景東阿拉鄉(xiāng)農(nóng)場中進行，實驗用茶葉樹種為云南大葉茶（Camelliasinensisvar.assamica）。

全部實驗過程使用數(shù)碼拍照和筆錄進行詳實記錄。本項研究所采集和使用的全部研究標本和材料存放在中國科學院昆明植物研究所標本館（KUN-L）中。

三、結(jié)果與分析

（一）茶葉樹上的地衣分類研究

對云南南部臨滄地區(qū)和思茅地區(qū)5個茶農(nóng)場，耿馬大浪壩、云縣白鶯山野生古茶林保護區(qū)進行考察，共采集茶樹上的地衣標本124份，其中枝狀地衣占18%，葉狀地衣35%，殼狀地衣47%，通過分類鑒定隸屬于23屬，41種（表1）。

表1：云南南部茶葉樹上的主要附生地衣種

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（二）地衣對茶樹的影響

對農(nóng)場中附生地衣的調(diào)查發(fā)現(xiàn)：1.農(nóng)場中種植的新茶樹5年后開始長出地衣，地衣大量的繁殖是在20～40年間，30～40年間生長的地衣往往達到60%到90%的茶樹干表面覆蓋率，40年后茶農(nóng)場中的茶樹老化程度明顯加劇。直接影響茶樹生長的地衣物種為一些殼狀地衣類群，如：雞皮衣屬（Pertusaria），文字衣屬（Graphis）等屬，雖然這些地衣不會直接從茶葉樹干上吸收營養(yǎng)物質(zhì)，但通過顯微切片觀察發(fā)現(xiàn)這些地衣體是整體緊貼生長在茶葉樹干的外皮層，在生長過程中分泌地衣酸，使茶樹干外皮層表面出現(xiàn)明顯被酸腐蝕的現(xiàn)象，不同程度的影響了茶葉樹干的輸導(dǎo)作用；葉狀地衣和枝狀地衣在茶樹種植了10年后開始生長，大量出現(xiàn)一般在30年至40年間，葉狀地衣的生長是通過地衣下表面的假根疏松附著在樹干表面，如：大梅衣屬（Parmotrema），啞鈴孢屬（Herterodermia），腎島衣屬（Nephromopsis）等屬，解剖鏡下的觀察沒有發(fā)現(xiàn)這些地衣對茶樹干表面有明顯破壞作用，但在這些葉狀地衣體下發(fā)現(xiàn)了大量昆蟲和昆蟲卵以及霉菌菌絲，這些菌絲同茶葉葉面上生長的真菌菌絲屬同種，這些昆蟲和真菌是茶葉蟲害和病原原因；枝狀地衣是以地衣體基部的柄著生于基物表面，如：樹花（Ramalina），松蘿（Usnea）等屬，這些地衣體直立或懸垂于基物，直接與接觸基物的著生點的面積不超過2毫米，所以這些地衣種類對茶葉和茶葉樹沒有明顯的影響。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)：地衣體主要生長在茶葉樹的中部和頂部樹干上，由于連年對茶葉地采摘，新枝沒有得到良好的發(fā)育，80%以上的幼芽都是通過老枝發(fā)芽，而這些多年老枝是地衣生長的良好基物，靠近茶葉芽體生長的殼狀地衣分泌的地衣酸進一步抑制了這些芽體的正常發(fā)育，同時大量葉狀地衣的生長覆蓋并影響芽體的光合作用，對茶葉的產(chǎn)量和質(zhì)量有不同程度的影響，其中導(dǎo)致不發(fā)芽的約占調(diào)查面積的10%～12%，芽體發(fā)育不良的約8%～10%，加速了農(nóng)場茶樹老化程度。

通過對耿馬大浪壩和云縣白鶯山古茶林保護區(qū)的考察發(fā)現(xiàn)，自然狀態(tài)下生長的這些古茶樹樹齡長達百年以上，由于這些古茶樹樹高往往超過10米，人為采摘頻繁相對較低，發(fā)芽點豐富，地衣對這些自然狀態(tài)下的古茶樹生長沒有明顯的直接影響。

（三）茶樹上地衣的清除

徒手采摘清除法：對葉狀和枝狀地衣清除率75%～80%，但對殼狀地衣的清除率僅約為5%～10%，大量的殼狀地衣因地衣體與樹干無法手工剝離而不能達到清除目的；該方法具有實施成本低，易操作和對環(huán)境無害的特點，但難以清除殼狀地衣，大面積茶葉農(nóng)場采用此方法也很難達到理想效果。

氣體霧化法：在較小面積范圍內(nèi)的實驗證實，其對地衣的清除率可達到85%～90%，但該方法的使用成本高，特別是大面積的茶葉農(nóng)場空氣的流動性較大，因此無法在開闊的農(nóng)場實施。

液體噴灑法：由于茶葉是直接泡水飲用，除了考慮到對地衣的清除效果外，更重要的是考慮“四無”基本條件，即：無毒、無污染、無殘留和對茶葉無傷害。實驗中所篩選出的A、B溶液對地衣體的作用機理分別見表2，其中，使用A液的第一次噴灑，一周后對地衣清除效率達65%，第二周后約73%，第三周后達98%以上；使用B液的第一次噴灑，一周后對地衣清除效率達70%，第二周后約90%，第三周后地衣體脫落，對地衣的清除效果見表3（其中C液為對照溶液）。

實驗篩選的A液和B液對地衣的清除效果顯著，同時，A液對茶葉幼芽無任何不良影響，顯微鏡下可見共生藻細胞中葉綠體喪失，依靠打破地衣的藻菌共生機理來達到清除目的；而B液在導(dǎo)致地衣體整體萎縮和死亡的同時，也使茶葉幼芽被腐蝕，對茶葉幼芽的作用比較見表4。

表2：三種溶液的性質(zhì)和對地衣的作用機理

表3：三周后三種溶液對地衣體的作用結(jié)果

表4：三種溶液對茶葉幼芽的作用結(jié)果

四、討論

根據(jù)對云南南部的部分主要茶葉農(nóng)場茶樹的調(diào)查結(jié)果，農(nóng)場茶葉樹退化一般在種植后的35～40年開始，我們認為退化的原因是多方面的，除了大量附生的地衣和苔蘚會造成茶葉樹退化并對產(chǎn)量有一定影響外，化肥和農(nóng)藥的使用造成的土壤環(huán)境改變以及茶葉中的化學殘留物問題，也是影響茶葉品質(zhì)的重要原因。根據(jù)茶葉農(nóng)場面積的大小、茶樹樹齡以及附生在茶樹上地衣的生長狀態(tài)，針對性的清除茶葉樹上的這些附生地衣和苔蘚，可提高茶葉的部分產(chǎn)量和品質(zhì)，但要全面的解決目前茶葉農(nóng)場茶樹的退化問題，并促進茶產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，更有效的方法是對農(nóng)場生態(tài)系統(tǒng)實施全面的綜合治理，包括對種植土壤進行更多研究，化肥和農(nóng)藥的合理使用也將至關(guān)重要。