水肥耦合對(duì)茶園溫、濕度和茶葉產(chǎn)量的影響

盛鶴明 蘇有健

摘 要：為探明不同水肥耦合方式對(duì)茶園溫、濕度和茶葉產(chǎn)量的影響，通過(guò)大田試驗(yàn)的方法，設(shè)置管狀施肥、地膜覆蓋、炭基改良劑和保水劑，4種不同的水肥耦合方式，結(jié)合當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理方式開(kāi)展試驗(yàn)。結(jié)果表明：不同的水肥耦合方式對(duì)茶園溫、濕度和茶葉的產(chǎn)量及品質(zhì)均有一定的影響，其中保水劑處理和管狀施肥處理相對(duì)于對(duì)照處理的優(yōu)勢(shì)最為明顯，尤其是保水劑處理對(duì)保持茶園適宜的溫濕度效果顯著。不同的水肥耦合方式對(duì)茶葉新梢的芽葉比例分布情況也有明顯的影響，T4、T3的1芽1葉和1芽2葉所占的芽葉比例均明顯高于CK，達(dá)顯著差異水平。T4、T3處理的茶園可以顯著提高高檔芽葉比例，并可以更好的保持芽葉的持嫩度，使得高質(zhì)量茶園鮮葉維持更為持久的采摘時(shí)段。T4、T1、T3處理的茶葉百芽干重和干茶產(chǎn)量均大于對(duì)照處理，百芽干重分別比對(duì)照高18.2%、10.3%和9.1%，干茶產(chǎn)量分別比對(duì)照高16.7%、13.5%和10.6%。

關(guān)鍵詞：茶園；水肥耦合；溫度；濕度；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S571.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）13-0035-05

我國(guó)的水資源總量雖然有將近3.0×1012m3，但人均水資源僅相當(dāng)于世界平均水平的1/4，且南北水資源分布差異較大[1-3]。我國(guó)肥料的平均利用率為30%，遠(yuǎn)低于世界平均水平的50%～60%，由于我國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作方式，不能根據(jù)不同作物的實(shí)際需要合理施肥，往往以增加化肥用量作為提高產(chǎn)量的主要手段，尤其是氮肥用量的盲目增加，造成水肥資源利用效率較低[4-5]。水、肥作為土壤肥力因子中最為活躍的2個(gè)因素，合理的水肥供應(yīng)是作物高產(chǎn)高效的基礎(chǔ)。近年來(lái)，人們?yōu)榱双@得更大的經(jīng)濟(jì)效益而往往采用大量施肥，而忽略了水分對(duì)肥料養(yǎng)分的調(diào)控作用。生產(chǎn)實(shí)踐證明，水分和養(yǎng)分的結(jié)合能有效提高水肥利用率，只有在合理的水肥供應(yīng)條件下，作物的生理生態(tài)過(guò)程才能得到有效調(diào)節(jié)，從而達(dá)到促進(jìn)作物生長(zhǎng)的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于2016年2月在黃山市徽州洪通茶廠試驗(yàn)茶園進(jìn)行（29°57′23.6″N，118°11′24.4″E），海拔高度260m。屬亞熱帶季風(fēng)性氣候區(qū)，年均氣溫16.4℃，無(wú)霜期276d，年降雨量1000～1200mm，該區(qū)域5—9月份降雨量占全年的75%。土壤類型為第四紀(jì)紅土母質(zhì)發(fā)育而成的黃紅壤，試驗(yàn)地為黃山毛峰核心產(chǎn)地，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。茶樹(shù)品種為黃山種，茶樹(shù)為叢栽方式。

1.2 試驗(yàn)處理設(shè)置 試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)處理：（1）當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)水肥管理（CK），全年施N量為450kg/hm2；（2）采用管狀施肥模式（T1），施肥設(shè)施埋置于茶樹(shù)的滴水沿的茶行間，每個(gè)施肥管間距為1.0m，施肥管的埋置深度為土壤中分布有茶樹(shù)根系的預(yù)定深度。施肥管直徑為8cm，整體長(zhǎng)度為35cm，埋置深度為25cm；養(yǎng)分孔徑為0.4cm，養(yǎng)分孔均勻分布于在土壤中的25cm施肥管壁上。施肥種類為司爾特茶葉專用肥（25-12-9），同時(shí)配施碳基復(fù)合肥，施肥方式為溝施覆土，每年施肥兩次，3月中旬施用催芽肥，占全年氮控制量的40%，10月中旬施基肥，占全年氮控制量的60%，全年施純氮量337.5kg/hm2，N∶P∶K比例控制為3∶1∶1，每年春茶后，做一次深修剪；（3）處理T2是在CK處理方式上，對(duì)茶行進(jìn)行薄膜覆蓋，全年施純氮量337.5kg/hm2；（4）T3處理是在CK基礎(chǔ)上施用炭基改良劑；（5）T4處理是在CK基礎(chǔ)上施用保水劑，施用保水劑75kg/hm2。每個(gè)處理小區(qū)面積為300m2。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法 茶園土壤溫濕度和茶園土壤水分：在茶行滴水沿設(shè)置紐扣式溫濕度計(jì)。分別于2016年和2017年的4—11月，每隔30d檢測(cè)1次，檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)是當(dāng)天的7：00—19：00，觀測(cè)深度分別為0、5cm、10cm、20cm土壤溫濕度和茶園溫濕度（離地120cm），并用植物葉片溫度儀測(cè)定茶樹(shù)葉面溫度，共觀測(cè)了60d，480次。2016—2017年6—10月，每隔10～15d于各處理小區(qū)多點(diǎn)鉆取0～10cm、10～20cm和20～30cm土層土壤樣品，用烘干法測(cè)定含水量，共測(cè)定18次，土壤容重采用環(huán)刀法。茶葉新梢內(nèi)含成分：采摘1芽2葉標(biāo)準(zhǔn)芽葉進(jìn)行微波殺青固定樣品，測(cè)定茶葉新梢內(nèi)主要生化成分。茶多酚采用酒石酸鐵比色法（GB/T83 13-2002）測(cè)定；游離氨基酸總量的測(cè)定采用茚三酮比色法（GB/T8314-2002）測(cè)定；咖啡堿的測(cè)定采用紫外分光光度法（GB/T8312-2002）測(cè)定。茶樣和土樣的全氮、全碳含量用碳氮分析儀測(cè)定，土樣和茶樣中礦質(zhì)元素含量采用等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 水肥耦合對(duì)土壤含水率的影響 2016年與2017年3月份、5月份和8月份的土壤水分測(cè)定表明，各處理茶園土壤3月份在0～30cm土層的平均含水率差異很小，平均含水率為26.2%。在5月份和8月份含水率表現(xiàn)為T4>T3>T2>CK。保水劑處理和炭基改良劑處理比當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)對(duì)照處理分別提高了20.84%和11.58%。2種措施對(duì)茶園土壤各層次含水率的影響不同，在0～20cm茶園土層，保水劑處理和炭基改良劑處理的土壤含水率相比于對(duì)照處理，分別提高15.95%和7.14%（圖1～3）。管狀施肥處理與覆膜處理和當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)處理的茶園全年0～30cm土層的土壤平均含水率并無(wú)明顯差異。說(shuō)明茶園施用保水劑和炭基改良劑具有調(diào)控土壤供水的作用。一方面有效的增加了茶園關(guān)鍵耕作層的土壤含水率；另一方面是使得茶園土壤的深層水分通過(guò)土壤毛細(xì)管的虹吸作用，能夠及時(shí)的供應(yīng)至上層茶樹(shù)根際土壤周圍，茶園土壤墑情得到明顯的改善，消耗了較多深層土壤水分，提高了水分利用率。

2.2 水肥耦合對(duì)土壤溫度的影響 由圖4可看出，在4—7月份茶園空氣溫度呈逐漸上升趨勢(shì)，與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)對(duì)照處理相比，保水劑處理和覆膜處理可有效降低高溫季節(jié)的土壤溫度，隨著茶園空氣溫度的升高，茶園土壤的降溫幅度逐漸增加，7月份空氣溫度達(dá)到最高時(shí)，保水劑處理和覆膜處理相比于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)對(duì)照處理土壤溫度下降幅度達(dá)到最大，保持茶樹(shù)根系在適宜溫度范圍生長(zhǎng)，促進(jìn)茶葉香氣前體物質(zhì)的形成積累。秋冬季節(jié)茶園溫度逐漸下降，覆膜處理的茶園土壤地表溫度略高于常規(guī)對(duì)照，覆膜處理的茶園土壤熱量積累效有利于茶樹(shù)秋稍養(yǎng)分蓄積及根系生長(zhǎng)。由于土壤的熱量傳遞性能不高，管狀施肥處理和覆膜處理各土壤層次的溫度變化曲線較為平緩，表明茶園薄膜覆蓋和施用保水劑能降低茶園土壤溫度日較差，增強(qiáng)同一層次土壤溫度的相對(duì)穩(wěn)定性，有利于茶葉品質(zhì)的提升。

2.3 水肥耦合對(duì)茶園空氣溫濕度的影響 通過(guò)對(duì)茶園7：00—19：00時(shí)間段的溫度監(jiān)測(cè)表明，各處理的茶園空氣溫度在7：00—13：00時(shí)間段呈上升趨勢(shì)，13：00—19：00時(shí)間段茶園空氣溫度呈下降趨勢(shì)，而茶園空氣溫度上升的變化速率大于下降速率（圖5），T4、T1和T2處理的最高溫度分別比CK低4.2℃、2.7℃和1.8℃。各處理空氣相對(duì)濕度7：00—13：00時(shí)間段呈下降趨勢(shì)，13：00—19：00時(shí)間段茶園空氣溫度呈上升趨勢(shì)，下午13：00時(shí)達(dá)到最低值（圖6）。此時(shí)，T4、T1和T2處理的相對(duì)濕度分別比CK高5.7%、3.9%和1.8%，日平均相對(duì)濕度分別比對(duì)照高4.6%、3.0%和1.3%。說(shuō)明T4、T1和T2處理對(duì)茶園抵抗高溫和保持濕度有積極作用。

2.4 水肥耦合對(duì)茶葉產(chǎn)量的影響 從圖8可以看出：各處理茶園中構(gòu)成鮮葉產(chǎn)量的芽葉組成主要為1芽1葉和1芽2葉，兩者總和占所有芽葉的90%以上，T4、T3的1芽1葉和1芽2葉所占的芽葉比例組成上均明顯高于CK，達(dá)顯著差異水平。T4、T3處理的茶園可以顯著提高高檔芽葉比例，并可以更好地保持芽葉的持嫩度，使得高質(zhì)量茶園鮮葉維持更為持久的采摘時(shí)段。T4、T1、T3處理茶葉的百芽干重和干茶產(chǎn)量均大于對(duì)照處理（圖7、9）。從百芽干重的變化可以看出，T4、T1、T3處理的茶園比對(duì)照茶園高18.2%、10.3%和9.1%，干茶產(chǎn)量分別比對(duì)照高16.7%、13.5%和10.6%。

2.5 水肥耦合對(duì)茶葉品質(zhì)的影響 如表1所示，與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)對(duì)照相比，管狀施肥處理、覆膜處理、炭基改良劑處理和保水劑處理的茶樹(shù)新梢葉片氨基酸含量有明顯提高，表現(xiàn)為T1>T4>T2>T3>CK，說(shuō)明T1處理對(duì)提高茶葉的鮮爽度有顯著效果；茶多酚含量以保水劑處理含量最高，各處理間差異未達(dá)顯著水平。茶樹(shù)碳氮代謝的次生產(chǎn)物中兒茶素類與氨基酸類物質(zhì)存在這一定的相互轉(zhuǎn)化循環(huán)的關(guān)系。茶葉中兒茶素類物質(zhì)的適當(dāng)下降可以減少茶湯中的苦澀味，增加鮮爽度，對(duì)于提高茶葉口感品質(zhì)有促進(jìn)作用；各處理間咖啡堿含量變化較小，平均含量為3.38%；T1、T4的水浸出物含量相對(duì)于CK略有增加，增幅分別為5.26%、3.35%；酚氨比的大小呈現(xiàn)為T1

3 小結(jié)與討論

研究結(jié)果表明，不同的水肥耦合方式對(duì)茶溫濕度和茶葉的產(chǎn)量及品質(zhì)都有一定的影響，其中保水劑處理和管狀施肥處理相對(duì)于對(duì)照處理的優(yōu)勢(shì)最為明顯，尤其是保水劑處理對(duì)保持茶園適宜的溫濕度效果顯著。茶樹(shù)的生長(zhǎng)對(duì)茶園內(nèi)的溫濕度要求較高，因?yàn)檫m宜的溫濕度會(huì)是的光線在茶園內(nèi)形成較多的漫反射，而漫反射光有利于茶葉香氣成分的大量形成。另外不同的水肥耦合方式對(duì)茶葉的產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響表現(xiàn)不同，T4、T3的1芽1葉和1芽2葉所占的芽葉比例組成上均明顯高于CK，達(dá)差異顯著水平。T4、T3處理的茶園可以顯著提高高檔芽葉比例，并可以更好的保持芽葉的持嫩度，使得高質(zhì)量茶園鮮葉維持更為持久的采摘時(shí)段。T4、T1、T3處理茶葉百芽干重和干茶產(chǎn)量均大于對(duì)照處理。

茶樹(shù)作為一種多年生經(jīng)濟(jì)作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)受多種因素的影響。茶樹(shù)生長(zhǎng)的區(qū)域小環(huán)境與茶樹(shù)自生的養(yǎng)分和水分需求節(jié)律需要相互協(xié)調(diào)配合。不同的水肥耦合梯度能夠調(diào)節(jié)茶樹(shù)的生理代謝，根據(jù)不同茶類對(duì)氨基酸和多分類含量比例的需求不同，調(diào)節(jié)不同時(shí)期的水分供應(yīng)量和頻次，為最終的優(yōu)質(zhì)鮮葉原料的形成提供基礎(chǔ)。由于茶樹(shù)的含碳化合物的代謝較慢，糖類化合物的形成速度相對(duì)較慢，因此在養(yǎng)分供給時(shí)間上要與茶樹(shù)的生理規(guī)律相結(jié)合，因地施肥、因樹(shù)施肥。水、肥供給不平衡時(shí)，植物的光合作用受阻，嚴(yán)重干旱時(shí)葉片光合水平更加微弱[6-7]，影響產(chǎn)量構(gòu)成。在干旱季節(jié)，通過(guò)合理水肥耦合模式，利用礦質(zhì)元素和水分的協(xié)同作用，可以彌補(bǔ)因植株缺水而帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。金柯[8]、楊建昌等[9]通過(guò)研究表明，植物在土壤水分供應(yīng)受阻的情況下，通過(guò)土壤中水肥的協(xié)同效應(yīng)可以對(duì)作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生一定的激勵(lì)作用，促進(jìn)作物對(duì)缺水環(huán)境的抗逆性。

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（責(zé)編：張宏民）