不同防寒措施對幼齡茶園冬季小氣候的影響

王會等

摘要：以幼齡茶園為研究對象，設(shè)置行間鋪草+防風(fēng)障、搭建小拱棚、行間鋪草3個處理，以裸地為對照，測定各處理下的土壤溫濕度、空氣溫濕度及光照強(qiáng)度等指標(biāo)。結(jié)果表明，各處理均可降低茶園土壤溫度的變化、減少土壤表面水分的散失，維持冬季茶園較高的空氣溫度和空氣相對濕度。其中以搭建小拱棚的防護(hù)措施對幼齡茶樹的保護(hù)效果最好，試驗期間其土壤含水量較對照提高6.28%，地表最高溫較對照提高9.4℃，光照強(qiáng)度較對照降低14.63%，茶園空氣溫度和空氣濕度分別提高3.8℃和26.35%。防風(fēng)障+行間鋪草和行間鋪草的效果差異不顯著。

關(guān)鍵詞：幼齡茶園；防寒措施；小氣候

中圖分類號：S571.1：S426 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2014）03-0028-05

AbstractWith open field as the contrast， three treatments including straw mulching plus windbreak，low plastic tunnel， and straw mulching were designed to study their effects on the eco-environment indicators such as soil temperature and moisture， air temperature and humidity， and illumination intensity in infancy tea garden during winter. The results showed that all the three treatments could reduce the variation of soil temperature and the loss of soil surface water， and maintain higher air temperature and humidity in tea garden during winter. Low plastic tunnel had the best effect. Compared to the contrast， the soil temperature improved by 6.28%， the highest soil temperature improved by 9.4℃， the air temperature and humidity increased by 3.8℃ and 26.35% respectively， but the illumination intensity decreased by 14.63%. There were no significant differences between straw mulching plus windbreak and straw mulching.

Key wordsInfancy tea garden；Cold-proof measure；Microclimate

茶樹[Camellia sinensis（L.）O.Kuntze]原產(chǎn)區(qū)位于云貴高原地區(qū)，是一種喜溫暖氣候條件的葉用植物。江北茶區(qū)一般屬大陸性氣候，冬季多大風(fēng)降溫，對茶樹的安全越冬構(gòu)成很大威脅，易造成茶樹凍傷、死亡，緯度較高的地區(qū)凍害尤其嚴(yán)重。研究表明，覆蓋可以提高茶樹生長期的土壤水分含量，改變土壤地表層的性質(zhì)，緩沖土壤溫度變化[1～3]。楊書運(yùn)等[4，5]研究認(rèn)為，覆蓋可提高茶園地表最低溫度， 減小地表最低溫度日變幅， 但不同覆蓋材料作用有較大差異。黃壽波等研究表明，風(fēng)障可以降低風(fēng)速，增加空氣濕度和土壤濕度，調(diào)節(jié)空氣溫度和土壤溫度，減小水面蒸發(fā)，減少土壤風(fēng)蝕量[6～10]。江昌俊等[12]研究顯示，風(fēng)障的有效減風(fēng)作用區(qū)域大約相當(dāng)于風(fēng)障高度的7.5倍，并且在風(fēng)障有效保護(hù)區(qū)域，大風(fēng)結(jié)束后葉片含水率可以較迅速的恢復(fù)。

本試驗通過研究越冬期不同物理防護(hù)措施對幼齡茶園土壤溫度、土壤水分、空氣濕度和光照強(qiáng)度等的影響，篩選出適合北方幼齡茶樹安全越冬的經(jīng)濟(jì)、高效的保護(hù)措施，為生產(chǎn)提供參考。

1材料與方法

1.1供試茶園與處理設(shè)置

試驗于2010年11月在青島瑞草園茶業(yè)科技有限公司進(jìn)行。小區(qū)面積為1.3 m×40 m，行距33 cm，株距30 cm，處理間設(shè)0.5 m間隔帶。土壤為棕壤土，有機(jī)質(zhì)含量8.12 g/kg，速效氮62.92 mg/kg，速效磷96.45 mg/kg，速效鉀121.15 mg/kg。茶樹品種為1年生鳩坑種。試驗設(shè)行間鋪草+防風(fēng)障（T1）、搭建小拱棚（T2）、行間鋪草（T3）以及裸地對照（CK）4種處理，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。在入冬前搭建防護(hù)措施，其他管理一致。試驗調(diào)查時間為2010年11月～2011年3月。

1.2測定指標(biāo)及方法

土壤溫度：用ECA-TRO1曲管地溫計測定5、10、15 cm的土壤溫度，分8∶00、10∶00、12∶00、14∶00、16∶00、18∶00共6個時段觀測記錄。

土壤相對含水量：用ECA-SW1土壤水分快速測定儀于中午12∶00記錄土壤相對含水量。

光照強(qiáng)度、空氣溫度及濕度：用ECA-SCO1光溫濕記錄儀測定，測定高度為各處理茶樹蓬面處，分8∶00、10∶00、12∶00、14∶00、16∶00、18∶006個時段觀測記錄。

地表最高溫度：用WQG-13最高溫度計測定。在小區(qū)中部設(shè)置測點(diǎn)，各處理地表面均安放一支最高溫度表，于下午18∶00讀取最高溫度。

1.3數(shù)據(jù)處理

試驗所得數(shù)據(jù)采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行方差分析，Duncans法進(jìn)行處理間數(shù)據(jù)比較，采用Excel進(jìn)行圖表制作等統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理茶園土壤溫度的變化

2.1.1土壤溫度的日變化以2011年1月4日測定的土壤溫度為例。圖1表明，與對照相比，各處理5、10、15 cm土壤溫度變化趨勢基本一致。不同處理對土壤溫度的影響主要是在表層土壤，隨土壤深度增加，土溫變化曲線趨于平緩，土壤最高溫度出現(xiàn)時間有推遲的趨勢。各處理保溫效果比較得出：T2處理土壤保溫效果最好，測定時間段內(nèi)最低溫與最高溫均高于其他處理（P<0.05）。對照（CK）處理土壤溫度最低。T1、T3處理土壤溫度變化較平緩，其中T1處理日差值最小。這主要是由于覆蓋物減少了土壤與外界環(huán)境的溫度交換，又由于不同覆蓋材料熱傳導(dǎo)的效果不同，使得各處理對土壤保溫效應(yīng)存在差異。

2.1.2土壤溫度的階段性變化由圖2可以看出，凍害來臨時（2011.1.4），各處理均具有良好的保溫作用。T2處理表現(xiàn)最為顯著，平均高于對照 0.63℃，T1、T3處理次之，3種處理均能明顯降低凍土層深度，10 cm土壤溫度都在0℃以上。但在氣溫回升之后（2011.3.17），T1、T3處理對土壤溫度的升高有一定的負(fù)面影響。土壤溫度變化幅度方面，T2處理變化幅度最大為10.37℃，T3處理變化最小為6.07℃。這是由于覆蓋材料性質(zhì)差異造成的。由于塑料膜對長、短波輻射均具有一定的通透性，其熱量的補(bǔ)充與散失比稻草強(qiáng)烈，導(dǎo)致其溫度變化幅度大、地面能量水平低，最終影響其保溫效果。

3結(jié)論與討論

越冬防護(hù)措施對太陽輻射的吸收轉(zhuǎn)化和土壤熱量傳導(dǎo)、土壤表面水分的蒸發(fā)損失都有較大的影響[11，12]。因為防護(hù)材料在地表可以形成一層土壤與大氣熱交換的障礙層，既可以阻止太陽的直接輻射，也可以減少土壤熱量向大氣中散失，同時還可以有效地反射長波輻射[15，16]。另外，越冬期間有效的防護(hù)措施還可以降低風(fēng)速，提高空氣溫濕度，降低凍害[13，17～20]。

本試驗結(jié)果表明，3種處理都可以緩沖茶園土壤溫度的變化、減少土壤表面水分的散失，降低冬季低溫干旱對茶樹生長發(fā)育帶來的傷害。而且防護(hù)材料不同，保溫保水效果也不同。測定時間段內(nèi)各處理土壤溫度變化趨勢為搭建小拱棚>行間鋪草+防風(fēng)障>行間鋪草>裸地對照，土壤相對含水量變化趨勢為搭建小拱棚>行間鋪草>行間鋪草+防風(fēng)障>裸地對照?？梢钥闯龃罱ㄐ」芭锾幚硗寥辣乇ＫЧ詈?，但行間鋪草+防風(fēng)障和行間鋪草處理土壤溫度變化較平緩，其中行間鋪草+防風(fēng)障處理日較差值最小，有利于茶樹根系的生長發(fā)育[21]。

3種處理雖然降低了地表接收光強(qiáng)，卻能使冬季茶園維持較高的空氣溫度和較高的空氣濕度，增強(qiáng)幼齡茶樹安全越冬的能力。搭建小拱棚處理防護(hù)效果最為顯著，其光照強(qiáng)度雖較對照降低14.63%，但茶園空氣溫度和空氣濕度卻分別提高3.8℃和26.35%。這主要是因為不同的防護(hù)措施對太陽長、短波輻射的通透性以及對茶園系統(tǒng)的郁閉度不同，影響了小系統(tǒng)內(nèi)能量和水分的交換速率，所以導(dǎo)致空氣溫度和空氣濕度不同。

3種處理均具有保溫保水效應(yīng)，其中搭建小拱棚對幼齡茶樹的保護(hù)效果最好，行間鋪草+防風(fēng)障和行間鋪草的效果差異不顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]

彭晚霞， 宋同清， 肖潤林， 等. 亞熱帶丘陵區(qū)稻草覆蓋對茶園土壤環(huán)境、茶葉品質(zhì)改良及產(chǎn)量的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報， 2007，15（4）：60-63.

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2結(jié)果與分析

2.1不同處理茶園土壤溫度的變化

2.1.1土壤溫度的日變化以2011年1月4日測定的土壤溫度為例。圖1表明，與對照相比，各處理5、10、15 cm土壤溫度變化趨勢基本一致。不同處理對土壤溫度的影響主要是在表層土壤，隨土壤深度增加，土溫變化曲線趨于平緩，土壤最高溫度出現(xiàn)時間有推遲的趨勢。各處理保溫效果比較得出：T2處理土壤保溫效果最好，測定時間段內(nèi)最低溫與最高溫均高于其他處理（P<0.05）。對照（CK）處理土壤溫度最低。T1、T3處理土壤溫度變化較平緩，其中T1處理日差值最小。這主要是由于覆蓋物減少了土壤與外界環(huán)境的溫度交換，又由于不同覆蓋材料熱傳導(dǎo)的效果不同，使得各處理對土壤保溫效應(yīng)存在差異。

2.1.2土壤溫度的階段性變化由圖2可以看出，凍害來臨時（2011.1.4），各處理均具有良好的保溫作用。T2處理表現(xiàn)最為顯著，平均高于對照 0.63℃，T1、T3處理次之，3種處理均能明顯降低凍土層深度，10 cm土壤溫度都在0℃以上。但在氣溫回升之后（2011.3.17），T1、T3處理對土壤溫度的升高有一定的負(fù)面影響。土壤溫度變化幅度方面，T2處理變化幅度最大為10.37℃，T3處理變化最小為6.07℃。這是由于覆蓋材料性質(zhì)差異造成的。由于塑料膜對長、短波輻射均具有一定的通透性，其熱量的補(bǔ)充與散失比稻草強(qiáng)烈，導(dǎo)致其溫度變化幅度大、地面能量水平低，最終影響其保溫效果。

3結(jié)論與討論

越冬防護(hù)措施對太陽輻射的吸收轉(zhuǎn)化和土壤熱量傳導(dǎo)、土壤表面水分的蒸發(fā)損失都有較大的影響[11，12]。因為防護(hù)材料在地表可以形成一層土壤與大氣熱交換的障礙層，既可以阻止太陽的直接輻射，也可以減少土壤熱量向大氣中散失，同時還可以有效地反射長波輻射[15，16]。另外，越冬期間有效的防護(hù)措施還可以降低風(fēng)速，提高空氣溫濕度，降低凍害[13，17～20]。

本試驗結(jié)果表明，3種處理都可以緩沖茶園土壤溫度的變化、減少土壤表面水分的散失，降低冬季低溫干旱對茶樹生長發(fā)育帶來的傷害。而且防護(hù)材料不同，保溫保水效果也不同。測定時間段內(nèi)各處理土壤溫度變化趨勢為搭建小拱棚>行間鋪草+防風(fēng)障>行間鋪草>裸地對照，土壤相對含水量變化趨勢為搭建小拱棚>行間鋪草>行間鋪草+防風(fēng)障>裸地對照?？梢钥闯龃罱ㄐ」芭锾幚硗寥辣乇ＫЧ詈?，但行間鋪草+防風(fēng)障和行間鋪草處理土壤溫度變化較平緩，其中行間鋪草+防風(fēng)障處理日較差值最小，有利于茶樹根系的生長發(fā)育[21]。

3種處理雖然降低了地表接收光強(qiáng)，卻能使冬季茶園維持較高的空氣溫度和較高的空氣濕度，增強(qiáng)幼齡茶樹安全越冬的能力。搭建小拱棚處理防護(hù)效果最為顯著，其光照強(qiáng)度雖較對照降低14.63%，但茶園空氣溫度和空氣濕度卻分別提高3.8℃和26.35%。這主要是因為不同的防護(hù)措施對太陽長、短波輻射的通透性以及對茶園系統(tǒng)的郁閉度不同，影響了小系統(tǒng)內(nèi)能量和水分的交換速率，所以導(dǎo)致空氣溫度和空氣濕度不同。

3種處理均具有保溫保水效應(yīng)，其中搭建小拱棚對幼齡茶樹的保護(hù)效果最好，行間鋪草+防風(fēng)障和行間鋪草的效果差異不顯著。

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2結(jié)果與分析

2.1不同處理茶園土壤溫度的變化

2.1.1土壤溫度的日變化以2011年1月4日測定的土壤溫度為例。圖1表明，與對照相比，各處理5、10、15 cm土壤溫度變化趨勢基本一致。不同處理對土壤溫度的影響主要是在表層土壤，隨土壤深度增加，土溫變化曲線趨于平緩，土壤最高溫度出現(xiàn)時間有推遲的趨勢。各處理保溫效果比較得出：T2處理土壤保溫效果最好，測定時間段內(nèi)最低溫與最高溫均高于其他處理（P<0.05）。對照（CK）處理土壤溫度最低。T1、T3處理土壤溫度變化較平緩，其中T1處理日差值最小。這主要是由于覆蓋物減少了土壤與外界環(huán)境的溫度交換，又由于不同覆蓋材料熱傳導(dǎo)的效果不同，使得各處理對土壤保溫效應(yīng)存在差異。

2.1.2土壤溫度的階段性變化由圖2可以看出，凍害來臨時（2011.1.4），各處理均具有良好的保溫作用。T2處理表現(xiàn)最為顯著，平均高于對照 0.63℃，T1、T3處理次之，3種處理均能明顯降低凍土層深度，10 cm土壤溫度都在0℃以上。但在氣溫回升之后（2011.3.17），T1、T3處理對土壤溫度的升高有一定的負(fù)面影響。土壤溫度變化幅度方面，T2處理變化幅度最大為10.37℃，T3處理變化最小為6.07℃。這是由于覆蓋材料性質(zhì)差異造成的。由于塑料膜對長、短波輻射均具有一定的通透性，其熱量的補(bǔ)充與散失比稻草強(qiáng)烈，導(dǎo)致其溫度變化幅度大、地面能量水平低，最終影響其保溫效果。

3結(jié)論與討論

越冬防護(hù)措施對太陽輻射的吸收轉(zhuǎn)化和土壤熱量傳導(dǎo)、土壤表面水分的蒸發(fā)損失都有較大的影響[11，12]。因為防護(hù)材料在地表可以形成一層土壤與大氣熱交換的障礙層，既可以阻止太陽的直接輻射，也可以減少土壤熱量向大氣中散失，同時還可以有效地反射長波輻射[15，16]。另外，越冬期間有效的防護(hù)措施還可以降低風(fēng)速，提高空氣溫濕度，降低凍害[13，17～20]。

本試驗結(jié)果表明，3種處理都可以緩沖茶園土壤溫度的變化、減少土壤表面水分的散失，降低冬季低溫干旱對茶樹生長發(fā)育帶來的傷害。而且防護(hù)材料不同，保溫保水效果也不同。測定時間段內(nèi)各處理土壤溫度變化趨勢為搭建小拱棚>行間鋪草+防風(fēng)障>行間鋪草>裸地對照，土壤相對含水量變化趨勢為搭建小拱棚>行間鋪草>行間鋪草+防風(fēng)障>裸地對照。可以看出搭建小拱棚處理土壤保溫保水效果最好，但行間鋪草+防風(fēng)障和行間鋪草處理土壤溫度變化較平緩，其中行間鋪草+防風(fēng)障處理日較差值最小，有利于茶樹根系的生長發(fā)育[21]。

3種處理雖然降低了地表接收光強(qiáng)，卻能使冬季茶園維持較高的空氣溫度和較高的空氣濕度，增強(qiáng)幼齡茶樹安全越冬的能力。搭建小拱棚處理防護(hù)效果最為顯著，其光照強(qiáng)度雖較對照降低14.63%，但茶園空氣溫度和空氣濕度卻分別提高3.8℃和26.35%。這主要是因為不同的防護(hù)措施對太陽長、短波輻射的通透性以及對茶園系統(tǒng)的郁閉度不同，影響了小系統(tǒng)內(nèi)能量和水分的交換速率，所以導(dǎo)致空氣溫度和空氣濕度不同。

3種處理均具有保溫保水效應(yīng)，其中搭建小拱棚對幼齡茶樹的保護(hù)效果最好，行間鋪草+防風(fēng)障和行間鋪草的效果差異不顯著。

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