灌溉對(duì)湖南茶場(chǎng)茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

徐幸儀，康彥凱，石 錦，龔麗玲，譚正初

（1. 湖南省水利水電科學(xué)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410007； 2. 湖南省茶葉研究所實(shí)驗(yàn)茶場(chǎng)，湖南 長(zhǎng)沙 410145；3. 長(zhǎng)沙理工大學(xué)水利工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410114）

引 言

湖南省是傳統(tǒng)的產(chǎn)茶大省，素有“江南茶鄉(xiāng)”之稱(chēng)，一直以來(lái)茶葉都是優(yōu)勢(shì)出口農(nóng)產(chǎn)品，湘茶產(chǎn)量和出口額均居全國(guó)第二[1]。湖南茶葉主要以安化黑茶、武陵山綠茶、君山黃茶等最為出名，深受?chē)?guó)內(nèi)外人士青睞，茶葉需求量大，加大茶葉增產(chǎn)成為促進(jìn)該省茶葉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要一環(huán)[2]。湖南茶葉通常以天然降雨來(lái)補(bǔ)充茶園水分，但湖南典型的季節(jié)性干旱的氣候特點(diǎn)，使茶葉品質(zhì)和產(chǎn)量在干旱季節(jié)均有所降低。在茶葉的生長(zhǎng)發(fā)育季節(jié)需水較多，休眠季節(jié)需水少，夏季需水量多，春、秋兩季次之[3]。湖南夏季氣溫高，茶園易干旱，茶樹(shù)蒸騰作用較強(qiáng)，需為茶園補(bǔ)充水分，促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育。

茶園噴灌是茶葉增產(chǎn)提質(zhì)的重要方式。近年來(lái)，噴灌在茶葉培育上應(yīng)用廣泛，其對(duì)提高茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)起到了積極作用[4]。噴灌通過(guò)改變茶園的溫度、濕度等氣候因子，改善茶園土壤條件和養(yǎng)分等因素，提高茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[5，6]，曹剛認(rèn)為噴灌可明顯提高茶葉產(chǎn)量，增產(chǎn)達(dá)到15.48%～100%[7]。不同灌溉方式對(duì)茶樹(shù)不同部位作用不同[8]。微噴灌和滴灌能使葉色加深，明顯增加茶樹(shù)新梢的芽頭密度和百芽質(zhì)量，可增加茶多酚、水浸出物等茶葉生化成分[9]。吳端普等人研究表明，微噴灌可改善茶樹(shù)的光合特性，且茶葉葉片數(shù)量、長(zhǎng)度等均顯著增加[10]。Lin 等人通過(guò)比較室內(nèi)外缺水條件下烏龍茶的生長(zhǎng)狀態(tài)，研究表明，灌溉對(duì)茶葉增加葉片鮮重有積極影響，虧缺灌溉處理與充分灌溉下差別不明顯[11]。目前研究多以灌溉對(duì)茶葉生長(zhǎng)發(fā)育的研究為主，而灌溉對(duì)茶葉生長(zhǎng)的季節(jié)性生長(zhǎng)發(fā)育研究、湖南地區(qū)灌溉對(duì)茶葉的影響研究鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，了解灌溉對(duì)茶葉季節(jié)性生長(zhǎng)發(fā)育的影響成為了當(dāng)前迫切需要研究的問(wèn)題，可填補(bǔ)湖南省在茶葉灌溉試驗(yàn)方面的空白，直接推動(dòng)《湖南省用水定額修訂》工作，為發(fā)展茶葉節(jié)水灌溉，促進(jìn)茶葉增產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地設(shè)在湖南省茶葉研究所實(shí)驗(yàn)茶場(chǎng)中南部，位于湖南省長(zhǎng)沙縣高橋鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)為28°10′N(xiāo)，112°59′E，海拔為69.5 m，地形為緩坡丘陵。選取2 片試驗(yàn)地，1 片試驗(yàn)地建有噴灌設(shè)施，選用搖臂式噴頭。選取噴頭包圍區(qū)域中心10 m×10 m 的范圍作為觀測(cè)區(qū)，另1 片以無(wú)灌溉作為對(duì)照處理，試驗(yàn)地?zé)o灌水設(shè)施，面積3 畝，為避免相鄰處理之間的干擾，2 片茶園之間相隔一個(gè)噴頭灌溉的范圍，設(shè)置為隔離區(qū)。2 片試驗(yàn)地內(nèi)均種植為國(guó)家級(jí)茶樹(shù)品種櫧葉齊，樹(shù)齡6～7 年。試驗(yàn)地為丘陵山坡地，地形開(kāi)闊，無(wú)地下水補(bǔ)給和客水補(bǔ)給，沒(méi)有高大建筑物影響。

1.2 研究方法

試驗(yàn)設(shè)2 種處理，在天然降雨有灌溉和天然降雨無(wú)灌溉兩種情況下測(cè)定同種茶葉的生長(zhǎng)情況。采用大田測(cè)法，結(jié)合茶葉生產(chǎn)進(jìn)行試驗(yàn)研究；采用土壤含水率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器（智墑）實(shí)時(shí)測(cè)量土壤含水率；在設(shè)定的灌溉制度下，當(dāng)離地面40 cm 深土壤含水率低于灌水下限時(shí)（21%），開(kāi)始噴灌，每次灌水2 h。（直至離地面40 cm 深土壤含水率達(dá)到設(shè)計(jì)灌水上限23%）根據(jù)土壤含水量數(shù)據(jù)進(jìn)行噴灌。

1.3 測(cè)試指標(biāo)及測(cè)定方法

在2 塊試驗(yàn)地中各隨機(jī)選取5 個(gè)采樣點(diǎn)。測(cè)試指標(biāo)主要分為生物學(xué)性狀指標(biāo)和茶葉品質(zhì)指標(biāo)兩大類(lèi)，其中生物學(xué)性狀指標(biāo)為百芽重和芽頭密度，百芽重按一芽二葉的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采摘。茶葉品質(zhì)指標(biāo)有水浸出物、茶多酚、游離氨基酸以及咖啡堿，水浸出物采用重量法、茶多酚采用酒石酸亞鐵比色法、游離氨基酸采用茚三酮比色法、咖啡堿采用堿式乙酸鉛比色法。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌溉對(duì)土壤水分含量的影響

灌溉直接導(dǎo)致土壤含水量的變化，通過(guò)土壤含水率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器（智墑）所采集到的數(shù)據(jù)，詳見(jiàn)表1。

表1 不同處理間各季節(jié)土壤含水率情況表 %

2019 年試驗(yàn)區(qū)春季降雨較多，夏季7、8 月份出現(xiàn)短暫季節(jié)性干旱，故在7、8 月份進(jìn)行噴灌，從表1 可看出夏季進(jìn)行噴灌處理區(qū)域的土壤含水率高于非灌溉區(qū)域土壤含水率，特別是噴灌處理的10～40 cm 深土壤含水率明顯增加。春季、秋季試驗(yàn)區(qū)未進(jìn)行灌溉，且非灌溉試驗(yàn)區(qū)域土壤保水性略好于灌溉試驗(yàn)區(qū)域。

2.2 灌溉對(duì)茶葉生物學(xué)性狀指標(biāo)的影響

百芽重和芽頭密度是茶葉的基本生物學(xué)性狀指標(biāo)，其數(shù)值的大小直接影響茶葉的產(chǎn)量。經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)2020 年春茶的百芽重和芽頭密度（見(jiàn)表2），在噴灌條件下百芽重范圍為14.01～16.56 g，較非灌溉處理的百芽重高15.02%；而芽頭密度范圍為105～128 個(gè)/m2，較非灌溉處理的芽頭密度低6.82%?？芍獓姽鄬?duì)春茶的百芽重具有顯著的提升作用。

綜合分析春茶的百芽重和芽頭密度可知，雖在噴灌條件下，芽頭密度在降低，但其下降的比例不足百芽重上升比例的一半，進(jìn)而可得，噴灌對(duì)茶葉的產(chǎn)量提升具有促進(jìn)作用。

表2 不同處理間春茶百芽重及芽頭密度情況表

2.3 灌溉對(duì)茶葉品質(zhì)的影響

不同處理間茶葉各品質(zhì)指標(biāo)情況見(jiàn)表3。

對(duì)表3 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，不同處理間茶葉的4 種品質(zhì)指標(biāo)均存在不同程度的差異，春季、秋季未進(jìn)行灌溉，夏季進(jìn)行了噴灌，對(duì)比說(shuō)明噴灌能明顯改變茶葉的原有品質(zhì)。

就春茶、夏茶、秋茶平均值而言，水浸出物，其均值差為0.40%，即對(duì)茶葉進(jìn)行噴灌較非灌溉處理的水浸出物含量上升了0.40%，其比例上升了1.01%；咖啡堿，其均值差為0.12%，即對(duì)茶葉進(jìn)行噴灌較非灌溉處理的咖啡堿含量上升了0.12%，其比例上升了3.01%；茶多酚，其均值差為-0.97%，即對(duì)茶葉進(jìn)行噴灌較非灌溉處理的茶多酚含量降低了0.97%，其比例下降了3.90%；差異最不明顯的品質(zhì)指標(biāo)為游離氨基酸，即對(duì)茶葉進(jìn)行噴灌較非灌溉處理的游離氨基酸含量幾乎相同。

從不同的季節(jié)來(lái)看，不同處理間茶葉的品質(zhì)指標(biāo)差異更為明顯。春茶的水浸出物較非灌溉處理的水浸出物含量比例下降了2.47%，而夏茶上升了1.80%，秋茶上升了3.32%；春茶的茶多酚含量較非灌溉處理的茶多酚含量比例下降了6.21%，而夏茶上升了2.21%，秋茶又下降了6.94%；春茶游離氨基酸含量較非灌溉處理的游離氨基酸含量比例上升了3.93%，而夏茶下降了3.75%，秋茶下降了1.55%；春茶咖啡堿含量較非灌溉處理的咖啡堿含量比例上升了3.86%，夏茶上升了1.19%，秋茶上升了4.36%。

表3 不同處理間茶葉各品質(zhì)指標(biāo)情況表 %

由此看出土壤含水率跟茶葉品質(zhì)存在正相關(guān)關(guān)系，未進(jìn)行灌溉時(shí)，非灌溉區(qū)區(qū)域土壤原有保水性較好，但在夏季出現(xiàn)干旱時(shí)，灌溉能促進(jìn)夏茶品質(zhì)提升，水浸出物、茶多酚、咖啡堿含量灌溉區(qū)均高于非灌溉區(qū)。

3 結(jié) 語(yǔ)

在湖南茶園推廣應(yīng)用灌溉，具有改進(jìn)茶樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育、增加產(chǎn)量、改進(jìn)品質(zhì)等作用。

1）灌溉對(duì)大葉茶樹(shù)櫧葉齊生長(zhǎng)有明顯影響，表現(xiàn)為春茶百芽重增加。

2）灌溉能明顯增加夏茶茶葉中各種生化成份，其中較非灌溉茶葉水浸出物增加1.8%、咖啡堿增加1.19%，茶多酚增加2.21%。

3） 灌溉能明顯增加春茶產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度為15.02%。