間作模式下大白茶凈光合速率的影響因子分析

摘要：為分析間作模式下大白茶（Koilodepas hainanense）凈光合速率的影響因子，在生長(zhǎng)初期（5月）、生長(zhǎng)盛期（6月）和生長(zhǎng)末期（10月）分別對(duì)大白茶茶樹(shù)的凈光合速率和對(duì)其影響的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果表明，間作模式下3個(gè)時(shí)期茶樹(shù)凈光合速率變化均為單峰曲線。在影響凈光合速率的指標(biāo)中，光合有效輻射是主導(dǎo)因素，并和氣溫、胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度共同作用影響凈光合速率。

關(guān)鍵詞：大白茶（Koilodepas hainanense）；凈光合速率；間作模式；影響因子

中圖分類(lèi)號(hào)：S571.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439—8114（2012）19—4299—03

我國(guó)茶葉主要分布于亞熱帶地區(qū)，茶園建設(shè)以純茶園為主，多建于丘陵、山地地帶。由于自然環(huán)境的破壞，水土流失、氣候失常等，常易受到冷、熱、干旱及病蟲(chóng)等災(zāi)害的影響[1]。安徽是我國(guó)茶葉主產(chǎn)區(qū)之一，但安徽省現(xiàn)存茶園中，解放前遺留的衰老茶園和20世紀(jì)60～70年代發(fā)展的低產(chǎn)茶園竟達(dá)81%，致使安徽茶葉生產(chǎn)陷入窘境。改造低產(chǎn)茶園是安徽茶葉生產(chǎn)再上臺(tái)階的必由之路。

林農(nóng)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)可以利用種群之間存在著良好的生態(tài)位關(guān)系[2]，多維、高效、穩(wěn)定地循環(huán)利用環(huán)境中的物質(zhì)和能量資源，特別是在人口劇增、糧食短缺、資源危機(jī)、環(huán)境惡化的今天受到眾多發(fā)展中國(guó)家和地區(qū)的普遍關(guān)注[3—6]。研究就是利用茶樹(shù)能防止水土流失，板栗為茶樹(shù)適當(dāng)遮陰的互利關(guān)系進(jìn)行栗茶間作的經(jīng)營(yíng)模式，對(duì)不同生長(zhǎng)時(shí)期的大白茶（Koilodepas hainanense）凈光合速率進(jìn)行比較分析，找出凈光合速率的影響因子，為選擇適合安徽省大別山地區(qū)的栽培管理措施提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況 安徽省大別山區(qū)金寨縣油坊店鄉(xiāng)的栗茶間作園，海拔400～600 m，年平均氣溫11.6～13.5 ℃，極端最低氣溫—22.5 ℃，年均降雨量1 500 mm，年無(wú)霜期161～176 d，土壤為山地黃棕壤，質(zhì)地輕壤至輕沙壤，pH 6.5左右。

1.1.2 茶樹(shù)的選擇 選擇坡向、坡度近乎一致的栗茶間作林中的健壯大白茶茶樹(shù)3株。在選中的樹(shù)梢上掛牌做標(biāo)記，并在每棵樣株的外圍隨機(jī)選擇功能葉4片[1]。

1.2 凈光合速率及相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)定

1.2.1 測(cè)定時(shí)期 分別于茶樹(shù)的生長(zhǎng)初期（5月）、生長(zhǎng)盛期（6月）和生長(zhǎng)末期（10月）進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2 測(cè)定方法 自然條件下選擇晴好相似的天氣，每天8∶00到18∶00用光合作用儀對(duì)已經(jīng)選好的茶樹(shù)的4片外圍功能葉進(jìn)行光合性能跟蹤測(cè)量，每隔1 h測(cè)量一組數(shù)據(jù)，循環(huán)測(cè)量，每次測(cè)量重復(fù)5次，所需測(cè)量指標(biāo)包括凈光合速率（Pn）、光合有效輻射（Par）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、空氣溫度（Ta）、大氣CO2濃度（Ca）等。

2 結(jié)果與分析

2.1 間作模式下茶樹(shù)凈光合速率的日變化

從圖1可以看出，5月間作模式下茶樹(shù)凈光合速率日變化為單峰曲線。最高峰出現(xiàn)在13∶00，為5.48 μmol/（m2·s）。6月間作模式下茶樹(shù)凈光合速率日變化為單峰曲線（圖2），最高峰出現(xiàn)在14∶00，為21.75 μmol/（m2·s）。8∶00～10∶00上升明顯，但在10∶00～13∶00上升變得緩慢；而14∶00～15∶00急劇下降，15∶00后雖然也在下降但幅度趨緩。10月間作模式下茶樹(shù)凈光合速率日變化為單峰曲線（圖3），最高峰出現(xiàn)在12∶00，為11.70 μmol/（m2·s）。

2.2 間作模式下光合有效輻射的日變化

間作模式下茶樹(shù)凈光合速率日變化都呈單峰曲線，具體見(jiàn)圖1至圖3，間作茶樹(shù)除了生長(zhǎng)盛期，其他時(shí)期光合有效輻射的日變化與凈光合速率日變化幾乎一致，5月的10∶00～11∶00光合有效輻射的日變化與凈光合速率日變化相反，變化幅度不大，這可能與當(dāng)時(shí)山區(qū)氣候多變，給測(cè)量帶來(lái)誤差的原因。而6月的11∶00～13∶00、15∶00～16∶00光合有效輻射的日變化與凈光合速率日變化相反，變化幅度較大，總體上6月光合有效輻射比5月小，說(shuō)明間作茶樹(shù)通過(guò)板栗對(duì)茶樹(shù)的遮陰改變茶園環(huán)境，有利于茶樹(shù)光合能力的提高。10月光合有效輻射日變化與凈光合速率日變化一致，說(shuō)明光合有效輻射對(duì)光合作用有影響。

5月茶園光合有效輻射變化是不太明顯的雙峰，6月的光合有效輻射變化是三峰曲線，10月光合有效輻射變化為明顯的單峰曲線，總體上，光和有效輻射從大至小為5月、10月、6月，具體見(jiàn)圖1至圖3。間作茶園在不同季節(jié)表現(xiàn)出的光合有效輻射呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)，可能與季節(jié)太陽(yáng)輻射變化有關(guān)，也有可能與板栗遮陰對(duì)間作茶園的光合有效輻射產(chǎn)生影響有關(guān)。間作茶園光合有效輻射普遍低于單作茶園[7]，說(shuō)明間作茶園因?yàn)榱己玫恼陉幱行У胤乐沽藦?qiáng)光導(dǎo)致光合能力的下降。

2.3 其他環(huán)境因子對(duì)凈光合速率的影響

從圖4可以看出，胞間CO2濃度的日變化比較穩(wěn)定，變化趨勢(shì)為早晚高午間低?？傮w上，胞間CO2濃度從大到小為5月、10月、6月，與凈光合速率季節(jié)變化幾乎相反，說(shuō)明胞間CO2濃度對(duì)凈光合速率是有影響的。

同時(shí)又對(duì)氣溫（圖5）、氣孔導(dǎo)度（圖6）、大氣CO2濃度（圖7）的日變化進(jìn)行分析，結(jié)果表明，茶園氣溫5、6月差別不大，都高于10月。6月凈光合速率大于10月，10月凈光合速率又大于5月。5月氣溫最大值出現(xiàn)在15∶00，而凈光合速率最大值出現(xiàn)在13∶00。從對(duì)光合有效輻射的分析可以看出，遮陰使茶園氣溫最大值出現(xiàn)較晚，避開(kāi)中午強(qiáng)光高溫，通過(guò)氣孔的調(diào)節(jié)，胞間CO2濃度先升后降然后一直上升。光合作用下降的原因是氣孔和非氣孔因素共同限制的結(jié)果。

6月氣溫最大值出現(xiàn)在14∶00，凈光合速率最大值也出現(xiàn)在14∶00。氣溫與凈光合速率同步達(dá)到最大值，14∶00后氣孔導(dǎo)度逐漸增大、胞間CO2濃度升高，而大氣CO2濃度先降后升，光合作用下降的原因是氣孔和非氣孔共同限制的結(jié)果。但高溫并未引起光合作用下降，是因?yàn)殚g作茶園良好的氣候環(huán)境有利于氣孔調(diào)節(jié)進(jìn)行光合作用。10月氣溫最大值出現(xiàn)在13∶00，而凈光合速率最大值出現(xiàn)在12∶00。

10月氣溫在20～30 ℃，低于5月，氣溫適宜所以凈光合速率高于5月。12∶00后胞間CO2濃度持續(xù)增加，但氣孔導(dǎo)度逐漸減小，大氣CO2濃度時(shí)高時(shí)低，所以光合作用下降的原因是氣孔和非氣孔因素共同限制的結(jié)果。另外，10月山區(qū)已經(jīng)有明顯降溫，說(shuō)明茶樹(shù)可能通過(guò)調(diào)節(jié)自身氣孔和胞間CO2濃度減少光合能力的降低。

3 小結(jié)

間作模式下的茶樹(shù)生長(zhǎng)末期的光合能力強(qiáng)于生長(zhǎng)初期，而單作茶樹(shù)生長(zhǎng)初期的光合能力強(qiáng)于生長(zhǎng)末期，通過(guò)對(duì)茶園的生態(tài)指標(biāo)平均值比較分析發(fā)現(xiàn)，氣溫、光合有效輻射與茶樹(shù)光合能力大小排序不完全一致，試驗(yàn)表明間作茶園氣溫和光合有效輻射變化緩和，茶園生態(tài)環(huán)境有明顯改善，有利于提高茶樹(shù)的光合能力。就整株樹(shù)和群體的季節(jié)變化還應(yīng)考慮內(nèi)膛葉片光合作用強(qiáng)弱、葉片的數(shù)量以及葉片的分布情況等，所以用什么指標(biāo)如何分析光合作用的季節(jié)變化還有待進(jìn)一步研究。

由于地理?xiàng)l件[8]不同和使用儀器[9]的不同，茶樹(shù)凈光合速率的觀測(cè)數(shù)值差別很大。茶樹(shù)光合作用效率的高低，是外界生態(tài)環(huán)境與茶樹(shù)內(nèi)在生理機(jī)能相互影響的結(jié)果。這些內(nèi)外因素是緊密聯(lián)系的，有時(shí)促進(jìn)，有時(shí)抑制，千變?nèi)f化，十分復(fù)雜，由于研究手段的限制，目前尚只能用對(duì)比法進(jìn)行研究和分析。

參考文獻(xiàn)：

[1] 饒 軍，袁風(fēng)輝，李 江.復(fù)合生態(tài)茶園建設(shè)及其效益評(píng)價(jià)[J]. 江西林業(yè)科技，2000（1）：35—38.

[2] 劉桂華，李宏開(kāi).桕茶間作立體經(jīng)營(yíng)模式的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，1996，24（2）：145—148.

[3] BUCK L E. Agroforestry policy issues and research directions in the US and less developed countries： insights and challenges from recent experience[J]. Agroforestry Systems，1995， 30（1—2）：57—73.

[4] HERZOG F. Streuobst： a traditional agroforestry system as a model for agroforestry development in temperature Europe[J]. Agroforestry Systems，1998，42（1）：61—68.

[5] SCHULTZ R C， COLLETTI J P， FALTONSON R R. Agroforestry opportunities for the United States of America[J]. Agroforestry Systems， 1995，31（2）：117—132.

[6] 張勁松，孟 平，尹昌君.果農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)中果樹(shù)根系空間分布特征[J].林業(yè)科學(xué)，2002，38（4）：30—33.

[7] 李庚飛，孫 磊.單作模式下大白茶光合午休現(xiàn)象的影響因子研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（10）：5843—5844，5897.

[8] 黃承才，常 杰，葛 瀅.中亞熱帶東部茶樹(shù)葉片光合及呼吸的研究[J]. 科技通報(bào)，1999，15（3）：173—177.

[9] 柯世省，金則新，李鈞敏.浙江天臺(tái)山茶樹(shù)光合日變化及光響應(yīng)[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2002，8（2）：159—164.