不同覆蓋方式對(duì)茶園土壤水分及茶葉產(chǎn)量的影響研究

胡承興，舒英格，何　秀

(貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)560025)

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不同覆蓋方式對(duì)茶園土壤水分及茶葉產(chǎn)量的影響研究

胡承興，舒英格*，何秀

(貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)560025)

針對(duì)貴州開(kāi)陽(yáng)縣茶葉生長(zhǎng)的環(huán)境特點(diǎn)，以5年生龍井43號(hào)綠茶為實(shí)驗(yàn)材料，研究不同覆蓋方式對(duì)茶園土壤水分及茶葉產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：采用稻草+薄膜覆蓋方式對(duì)貴州開(kāi)陽(yáng)縣春茶的生長(zhǎng)環(huán)境是最好方式，使得茶園土壤水分達(dá)到最高為22.87%，茶葉鮮重產(chǎn)量達(dá)到最高為179.88 kg/667m2。其它4種方式與清耕(CK)相比，茶葉的葉面積、茶葉的干物質(zhì)量有顯著提高，稻草+薄膜處理增產(chǎn)最高，同比增長(zhǎng)26.92%，薄膜處理增長(zhǎng)最低。采用稻草+薄膜覆蓋是貴州喀斯特地區(qū)春季茶園提高土壤水分、增加茶葉產(chǎn)量的有效方式。

稻草；薄膜；覆蓋；土壤水分

貴州處在云貴高原上，擁有典型的氣候特點(diǎn)，使得貴州成為全國(guó)茶葉種植大省，貴州在茶葉生產(chǎn)要素方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[1]。覆蓋是改善茶園生態(tài)環(huán)境的重要措施之一。近年來(lái)，有關(guān)各方面的專(zhuān)家學(xué)者針對(duì)秸稈和地膜覆蓋對(duì)土壤水分及作物的影響進(jìn)行了大量的研究。已有研究表明:地表覆蓋能夠改善土壤水分狀況，改善土壤養(yǎng)分，調(diào)節(jié)土壤溫度，改善農(nóng)田小氣候等，覆蓋可以提高茶樹(shù)生長(zhǎng)期的土壤水分含量，改善茶園土壤的水分供應(yīng)狀況，有效地提高了茶園生態(tài)系統(tǒng)的水分自我調(diào)控能力[2-9]。最終促進(jìn)了茶樹(shù)的生長(zhǎng)，增加了茶葉的生物產(chǎn)量，提高了茶葉的經(jīng)濟(jì)效益。為此，筆者以5年生龍井43綠茶為試驗(yàn)材料，分析了處理方式、對(duì)茶園土壤水分含量、茶樹(shù)新芽株高、葉面積、茶葉鮮重、鮮干重和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的影響，旨在為貴州喀斯特地區(qū)春季茶園提高土壤水分、增加茶葉產(chǎn)量提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)基地概況與供試材料

試驗(yàn)于2014 年12月在貴州省開(kāi)陽(yáng)縣南江鄉(xiāng)貴井茶葉有限公司茶場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行，該試驗(yàn)地1-3月份的降雨量為(1月43.7 mm，2月16.3 mm，3月51.7 mm)。海拔為1256 m，屬北亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，四季分明，春暖風(fēng)和，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，水熱同季，無(wú)霜期長(zhǎng)，多云霧，濕度大。年平均氣溫介于10.6～15.30℃之間。最熱為7月，平均氣溫22.3℃，極端最高氣溫35.4℃，最低氣溫為1月，平均氣溫2℃，極端最低氣溫-10.1℃。茶園小區(qū)面積約為10 m×7 m，行距1.3 m，間距15-20 cm，茶行帶寬1.1 m，茶樹(shù)每一行種植密度1200株/667 m2，茶樹(shù)株高為76-90 cm，每一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)四周設(shè) 30 cm 保護(hù)區(qū)。茶樹(shù)品種為5年生龍井43號(hào)綠茶。土壤類(lèi)型為黃壤，質(zhì)地多粘性，結(jié)構(gòu)差，養(yǎng)分含量低，土壤呈酸性，土壤肥力狀況為:有機(jī)質(zhì)含量 14.35 g/kg，堿解氮89.97 mg/kg，有效磷 86.42 mg/kg，速效鉀125.18 mg/kg。田間最大持水量為42%。萎蔫系數(shù)為9.18%，土壤容重1.4 g/cm3，茶園除草，滅蟲(chóng)等管理措施按照茶園歷年的管理和防治害蟲(chóng)病等技術(shù)進(jìn)行。

1.2試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理：(1)茶園行間薄膜覆蓋；(2)行間進(jìn)行稻草+薄膜覆蓋(行間先進(jìn)行稻草覆蓋，薄膜再覆蓋在稻草上)；(3)行間稻草覆蓋；(4)行間進(jìn)行薄膜+稻草覆蓋(行間先進(jìn)行薄膜覆蓋，稻草再覆蓋在薄膜上)；(5)清耕對(duì)照(CK)。以茶行10 m為一個(gè)處理，試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)三次重復(fù)，三次試驗(yàn)在同一個(gè)小區(qū)重復(fù)排列，試驗(yàn)于2014年12月25日進(jìn)行松土，除草和施肥處理，以后按統(tǒng)一進(jìn)行管理，從2015年1月1日進(jìn)行觀測(cè)，遇到中至大雨需進(jìn)行土壤測(cè)定分析，行間有稻草覆蓋的處理，稻草覆蓋的處理為15 cm，用量每一處理為75 kg，處理行間如果雜草生長(zhǎng)超過(guò)40 cm以上，用鐮刀割到后平鋪在茶葉根部。

1.3測(cè)定方法

1.3.1土壤含水量測(cè)定每7天分別用TDR300水分測(cè)試儀進(jìn)行0-10 cm和10-20 cm土層進(jìn)行測(cè)量，記錄土壤含水量數(shù)據(jù)。1.3.2茶葉新芽鮮重、干重、新芽株高、葉面積測(cè)定

新芽株高用游標(biāo)卡尺測(cè)定；新芽葉面積選取每一處理下測(cè)定3株，每一株測(cè)定3棵新芽，葉片選取新芽從上往下數(shù)第3葉進(jìn)行測(cè)定，每一處理測(cè)定9張葉片，葉面積用AM300便攜式葉面積儀進(jìn)行測(cè)定；采集每一小區(qū)1 m2茶葉產(chǎn)量帶回實(shí)驗(yàn)室在105℃烘箱中殺青烘干，用百分之一天平進(jìn)行稱(chēng)量。

1.3.3數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS 7.05統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，并用LSD法進(jìn)行多重比較。

2　結(jié)果與分析

2.1不同覆蓋方式對(duì)土層含水量的影響

從表1、表2中可以看出，在各處理10-20 cm土層含水量較大，0-10 cm土層土壤含水量相對(duì)較小。在0-10 cm土壤表層，水分主要受茶園春季氣溫的影響，造成土壤水分的蒸發(fā)導(dǎo)致土壤表層含水量下降，土壤水分的下滲也是造成土壤表層含水量下降的因素，在不同管理措施下，以稻草+薄膜處理的土壤含水量最高，0-20 cm土層土壤平均含水量為16.65%，其變化幅度：0-10 cm土層為13.62%-20.98%，平均為16.42%，11-20 cm土層為20.03%-28.72%，平均為22.87%，稻草覆蓋次之，0-20 cm土層土壤平均含水量為19.34%，其變化幅度：0-10 cm土層為13.56%-20.12%，平均為16.06%；11-20 cm土層為19.82%-26.64%，平均為22.62%。薄膜覆蓋再次之，0-20 cm土層土壤含水量為18.07%，其變化幅度為0-10 cm土層為12.88%-18.20%，平均值為14.91%，11-20 cm土層為18.04%-23.52%，平均為21.23%。薄膜+稻草土壤含水量為第4位，0-20 cm土層土壤平均含水量為18.71%，其變化幅度：0-10 cm土層為13.01%-19.63%，平均為15.56%，11-20 cm土層為19.03%-24.70%，平均為21.86%。清耕對(duì)照處理?xiàng)l件下土壤含水量最低，平均為16.43%，其變化幅度：0-10 cm土層為12.64%-15.68%，平均為14.09%，11-20 cm土層為18.02%-20.14%，平均為18.76%。

表1　不同覆蓋方式對(duì)0-10 cm和10-20 cm土層含水量的影響

注：表1中#表示后降雨監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，水分?jǐn)?shù)據(jù)均用%號(hào)記錄，下同。

表2　不同覆蓋方式對(duì)土壤水分含量的變化幅度影響

綜上分析可知，5個(gè)處理?xiàng)l件下都能保持比較高的土壤含水量，在0-10 cm的表土層，每一處理的平均含水量為14.09%-16.56%，仍高于土壤類(lèi)型為黃壤的茶園土壤要求土壤含水量達(dá)到田間最大持水量的42%的下限值10%左右，高于龍井綠茶的萎蔫系數(shù)9.18%的下限值[10]。且茶園在不同的處理方式下，土壤水分含量基本能滿(mǎn)足茶園茶樹(shù)對(duì)水分含量的需求，0-10 cm土層水分的平均值變化幅度為2.41%。在2015年春季，土壤和空氣氣溫較低，在不同處理措施下，抑制了土壤水分的蒸發(fā)作用，在1月8日，1月16日左右，由于下有春雨，土壤含水量高于其它日期測(cè)量的土壤含水量水平值，在整個(gè)監(jiān)測(cè)期間，不同處理方式下的土壤含水量都高于清耕處理，這主要是在不同覆膜，覆草措施的處理下，有效抑制土壤水分蒸發(fā)損失。在不同措施的處理下，塑料薄膜覆蓋和清耕處理?xiàng)l件下的土壤水分變化最為激烈。

從表3中可以看出，在不同的覆蓋方式處理下，對(duì)春季茶園0-10cm土層土壤含水量進(jìn)行比較，在1-3月份，稻草+薄膜覆蓋的蓄水保墑效果最為顯著，1月份土壤水分含量達(dá)18.63%，2月份土壤水分含量達(dá)14.58%，3月份土壤水分含量達(dá)15.03%，清耕處理土壤水分含量最低，1月份土壤水分含量為15.17%，2月份土壤水分含量為13.12%，3月份土壤水分含量為13.46%，不同覆蓋方式下1-3月份的土壤水分含量比較：稻草+薄膜覆蓋>稻草覆蓋>薄膜+稻草覆蓋>薄膜覆蓋>清耕處理。

表3　不同覆蓋方式1-3月份0-10 cm土層土壤水分含量方差分析

注：同列中不同小寫(xiě)字母代表差異顯著(P<0.05)，不同大寫(xiě)字母代表差異極顯著(P<0.01)同，下同。

表4　不同覆蓋方式1-3月份11-20 cm土層土壤水分含量方差分析

從表4中可以看出，不同的覆蓋方式處理下，對(duì)春季茶園11-20 cm土層土壤水分含量進(jìn)行比較，在1-3月份，稻草+薄膜覆蓋的蓄水保墑效果最為顯著，1月份土壤水分含量達(dá)25.32%，2月份土壤水分含量達(dá)20.72%，3月份土壤水分含量達(dá)21.44%，清耕處理土壤水分含量最低，1月份土壤含水量為19.22%，2月份土壤水分含量為18.18%，3月份土壤水分含量為18.62%，不同覆蓋方式下1-2月份的土壤水分含量比較：稻草+薄膜覆蓋>稻草覆蓋>薄膜+稻草覆蓋>薄膜覆蓋>清耕處理。3月份的土壤水分含量比較：薄膜覆蓋>稻草覆蓋>薄膜+稻草覆蓋>稻草+薄膜覆蓋>清耕處理。

2.2不同土壤水分管理方式對(duì)茶園茶葉產(chǎn)量的影響

據(jù)表5可知，茶葉的鮮重含量以稻草+薄膜覆蓋最高，依次為稻草覆蓋，薄膜+稻草覆蓋，薄膜覆蓋，最后清耕處理，各處理下的茶葉干重與清耕對(duì)照處理茶葉干重相比，稻草+薄膜處理增產(chǎn)最高，增長(zhǎng)26.92%，其次是稻草覆蓋處理，增長(zhǎng)23.78%，再其次是薄膜+稻草處理，增長(zhǎng)19.58%，最后為薄膜處理，增長(zhǎng)14.33%。據(jù)莊晚芳，潘根生等人[11]的研究，茶葉葉面積的變化，與茶葉干物質(zhì)量呈現(xiàn)正相關(guān)，葉面積越大，生物產(chǎn)量越高，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量也越高。本研究與上述研究結(jié)論一致。

表5　不同覆蓋方式對(duì)茶葉產(chǎn)量和茶樹(shù)性狀的影響

3　結(jié)論

3.1從上述的研究結(jié)果中可以得出，在稻草+薄膜方式處理?xiàng)l件下，茶園土壤保水保墑效果最強(qiáng)，這主要由于稻草+薄膜處理抑制了茶園土壤水分的行間蒸發(fā)，散失。其中稻草由于與土壤接觸，對(duì)土壤中的水，空氣中水分，降雨量有吸附作用，最后水分緩釋進(jìn)入土壤，增加了土壤水分含量，所以稻草+地膜覆蓋是最為理想的春季茶園蓄水保墑方式。

3.2不同的土壤水分管理措施茶園土壤水分均產(chǎn)生一定影響，不同處理方式下的土壤含水量都高于清耕處理，這主要是在不同覆膜，覆草措施的處理下，有效抑制土壤水分蒸發(fā)損失。在不同措施的處理下，塑料薄膜覆蓋和清耕處理?xiàng)l件下的土壤水分變化最為激烈。覆蓋改善了茶園土壤的水、肥、氣、熱狀況，起到節(jié)水增溫、改善茶水生長(zhǎng)環(huán)境的作用。茶園稻草覆蓋可以減輕管理、采摘時(shí)土壤承受的壓力，防止人們采茶時(shí)踐踏造成土壤容重的變大，最小程度的減少土壤結(jié)構(gòu)破壞，同時(shí)覆蓋減少了陽(yáng)光的直接輻射，使土壤表面形成較低溫度環(huán)境，減少了土壤水分的散失。薄膜覆蓋保護(hù)了土表結(jié)構(gòu)，減少了土壤的蒸發(fā)量，延長(zhǎng)了土壤水分的保墑時(shí)間，增加了保水效果。本研究中，薄膜覆蓋雖可減少土壤水分的散失，但由于地膜覆蓋阻礙了灌水時(shí)水分的下滲，影響了灌溉和降水對(duì)土壤水分的補(bǔ)充。因此在夏秋季節(jié)不宜推廣單一的地膜覆蓋[13]。

3.3從試驗(yàn)結(jié)果分析可以得出，在開(kāi)陽(yáng)縣南江鄉(xiāng)貴井茶場(chǎng)行間進(jìn)行塑料薄膜覆蓋，薄膜+稻草覆蓋，稻草覆蓋，稻草+薄膜覆蓋措施處理下，沒(méi)有經(jīng)過(guò)灌水處理，茶園土壤依然能保持較高的土壤含水量，在0-10 cm的表土層下，土壤含水量變化較強(qiáng)，在0-20 cm土層下，這一土層主要為茶樹(shù)根系集中區(qū)域，這一區(qū)域由于表土水分的下滲作用，和植物根系對(duì)土壤水分的吸收作用，造成這一土層的土壤水分變化較大，從這一區(qū)域各時(shí)間段監(jiān)測(cè)的水分?jǐn)?shù)據(jù)表明，土層土壤水分含量的高低直接影響茶樹(shù)茶葉的鮮重，鮮重，葉面積，以及茶葉的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值，因此，稻草+薄膜覆蓋，稻草覆蓋是開(kāi)陽(yáng)地區(qū)較為經(jīng)濟(jì)的茶園水分管理措施。

3.4針對(duì)開(kāi)陽(yáng)縣的氣候特點(diǎn)，春季少雨，可以采用稻草+薄膜覆蓋的方式來(lái)降低水分的散失，同時(shí)定期給茶園土壤進(jìn)行松土除草，以便土壤有效的利用雨水，改善土壤結(jié)構(gòu)，從而提高土壤的養(yǎng)分，改變茶樹(shù)生長(zhǎng)環(huán)境，從而增加茶葉產(chǎn)量。

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Effects of Different Mulching Methods on Soil Moisture and Production of Tea in Tea Garden

HU Cheng-xing1，SHU Ying-ge*，HE Xiu2

(College of agriculture，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 560025,China)

According to the growth environment characteristics of tea trees in the Kaiyang county,Guizhou Province,the effect of different mulching methods on soil moisture and tea yield in the tea garden was studied.As experimental material,5-year-old Longjing 43#green tea trees were used for doing comparative experiment with different mulching methods in the spring tea garden.The results showed that the best way of the growth environment for spring tea is the mulching method with rice straw + thin film in the Kaiyang.This method enabled soil moisture reach a maximum of 22.87% and fresh weight of tea reach a maximum of 179.88 kg/667m2in the spring tea garden.In addition,compared with the clear tillage (CK) method,the leaf area and the dry matter content of tea were significantly increased under the four mulching methods.The yield from the rice straw + thin film treatment was the highest,increasing by 26.92%.The yield from thin film treatment was the lowest.The rice straw + thin film mulching method could provide a way for increasing soil moisture and tea yield in the spring tea garden in Guizhou Karst area.

rice straw；film；mulch；soil moisture

2015-12-09；

2016-6-17；

貴陽(yáng)市科技局重大專(zhuān)項(xiàng)子項(xiàng)“茶園節(jié)水技術(shù)研究與示范”[筑科合同(2011401)01號(hào)]；“貴州春季茶園水資源高效利用關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(黔科合NY字[2012]3012號(hào))。

舒英格(1973-)，男，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向：農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、土地資源管理研究；E-mail：maogeng958@163.com。

S152.7+5

A

1008-0457(2016)04-0061-05國(guó)際

10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2016.04.011