茶園間作高桿綠肥“茶肥1號”不同刈割處理對茶樹光合日變化的影響

（湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 茶葉研究所，湖南 長沙 410125）

茶園間作綠肥是利用茶園行間的空隙種植綠肥作物，既能增加地面覆蓋，保持水土，又能培肥地力，改善茶園小氣候，保護(hù)生態(tài)環(huán)境[1]，綠肥翻埋后能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，為茶樹提供速效養(yǎng)分 ，是解決茶葉生產(chǎn)對化肥過度依賴等問題的有效途徑。目前茶園綠肥的研究大部分集中在綠肥品種篩選與選育、綠肥對茶園土壤、茶樹生長以及茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)等方面的研究，而對茶園綠肥的種植技術(shù)，特別是高桿綠肥刈割后對茶樹光合作用的影響研究相對較少。由于綠肥間種技術(shù)的不合理，容易造成與茶樹爭光，影響茶樹生長和茶葉產(chǎn)量。因此，茶園間種綠肥需科學(xué)種植，合理利用，更好地發(fā)揮綠肥的優(yōu)越性，對間作綠肥的刈割后對茶樹光合作用的影響的研究非常必要。本試驗對茶園間作“茶肥1號”進(jìn)行不同刈割方式處理下茶樹光合參數(shù)的日變化規(guī)律研究，旨在為幼齡茶園間作高桿綠肥提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，以推動綠肥在茶園中的推廣應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 試驗地概括

試驗地在湖南湘豐茶業(yè)有限公司西山基地（長沙縣金井鎮(zhèn)），地理位置 28°29′N、113°19′E，海拔98.5 m，屬于中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，無霜期300 d左右。

1.2 材料與處理

試驗茶園為3年生茶園，茶樹品種為湘波綠2號。供試土壤為世紀(jì)紅壤。間種綠肥品種為茶肥1號（湖南省茶葉研究所選育）[4]。播種時間4月19日，播種量1.5 kg/666.7 m2，播種方法為在每條茶行中間開一條種植溝，均勻撒入種子后覆蓋一層薄土；茶園田間管理基本一致。7月27日，對間作的茶肥1號離地15～20 cm處進(jìn)行刈割處理。

試驗共設(shè)6個處理：處理1（ck）：不間作處理；處理2（D1）：不刈割處理；處理3（D2）：分別隔一行刈割一行，即兩行刈割一行（刈割與不刈割為1∶1）；處理4（D3）：分別留兩行刈割1行（不刈割與刈割為2∶1）；處理5（D4）：分別留一行刈割三行（不刈割與刈割為1∶3）；處理6（D5）：將間作的茶肥1號全部刈割。

光合測定時間為8月中旬，其中未刈割的茶肥1號株高為175～180 cm，刈割的茶肥1號株高為37～40 cm。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 光合作用日變化測定

利用Li－6400便攜式光合作用測定儀（美國 Li－Cor 公司），晴朗無云的天氣進(jìn)行，采用自然光源，測定時間為8:00～18:00，每隔2 h測定1次。每片葉進(jìn)行3次重復(fù)，根據(jù)各個指標(biāo)實測數(shù)據(jù)求其平均值。測定茶樹葉片光合特征參數(shù)，主要參數(shù)包括凈光合速率（Pn，μmol.m-2·s-1）、蒸騰 速 率（Tr，mmol.m-2·s-1）、氣孔導(dǎo) 度（Gs，mol.m-2·s-1）、 胞 間 CO2濃 度 (Ci，μmol.mol-1）等；環(huán)境因子主要測定光合有效輻射（PAR，μmol.m-2·s-1）、大氣溫度（Ta，℃）、空氣CO2濃度（Ca，μmol.mol-1）和空氣相對濕度（RH，%）等指標(biāo)。

日光合量（DPC，Diurnal photosynthetic capaci-ty），以∑Pn=1/2∑（Pi+Pi+1）×ti 進(jìn)行積分計算，其中∑Pn為日累積光合量值，簡稱日光合量〔μmolCO2/（m2·d）〕，Pi和 Pi+1 分別為第i次和第i+1次實測凈光合速率值，ti為第Pi次和Pi+1次觀測間隔時間（h），n為測定次數(shù)[2]。日蒸騰量（DTC，Diurnal transpiration capacity）計算與日光合量計算方法相同。

1.3.2 葉綠素含量的測定

用丙酮-乙醇混合法提取葉片的葉綠素[5-6]，并通過紫外可見分光光度計（上海元析儀器有限公司，中國）測定葉片在663 nm、645 nm波段下的光密度值，再由公式求出葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素的含量。

式中，Ca、Cb分別為葉綠素a與葉綠素b的含量，單位為mg/g，OD645、OD663分別為在645 nm和663 nm波段下測得的光密度值，V是浸提液的體積，W為葉片鮮重。

1.3.3 比葉重（SLW）

取新鮮葉片，用直徑為5.0 mm的打孔器打孔10～15個，放入烘箱內(nèi)105℃殺青0.5 h，然后轉(zhuǎn)入80℃烘干，稱其干質(zhì)量，計算單位面積葉質(zhì)量（g.m-2）。

1.3.4 葉片相對含水量（RWC）

取新鮮葉片于天平上稱其鮮質(zhì)量W1，放入烘箱內(nèi)105℃殺青0.5 h，然后轉(zhuǎn)入80℃烘干，稱 其 干 質(zhì) 量 W2，RWC（%）=[（W1–W2）/W1]×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003和SPSS20.0軟件分別進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計分析與作圖。顯著性檢驗采用LSD法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 刈割處理對茶樹葉片色素含量的影響

由表1可知，D1、D2處理的茶樹葉片色素含量最高，其中D2和 D3中的葉綠素a含量和葉綠素總量與其它處理間的差異達(dá)顯著性，類胡蘿卜素含量與D1、D4間差異達(dá)顯著；不同處理間葉綠素b含量差異不顯著。

表1 間作綠肥的刈割處理對茶樹葉片色素含量的影響Table 1 Effects of intercropping green manure on pigment content in leaves of tea plants

2.2 刈割處理對茶樹葉片相對含水量和比葉重的影響

不同處理下茶樹葉片相對含水量D1和CK最高，但處理間差異不顯著。茶樹葉片比葉重D4和D3最高，其中D1與D4間差異達(dá)顯著，其它處理間差異不顯著。

表2 間種綠肥的刈割處理對茶樹葉片相對含水量和比葉重的影響Table 2 Effects of intercropping green manure on relative water content and specif i c leaf weight in leaves of tea plants

2.3 刈割處理下環(huán)境因子的日變化

由圖1、圖2可知，光合有效輻射（PAR）和Tleaf的日變化呈現(xiàn)先上升后下降的單峰變化趨勢。隨著時間推移，逐漸上升，均在12:00升至最高，隨后開始降低。D1、D2、D3、D4、D5 和 CK 最大 PAR 分別為 804.41 μmol.m-2·s-1、908.32 μmol.m-2·s-1、1323.94 μmol.m-2·s-1、1562.54 μmol.m-2·s-1、1852.56 μmol.m-2·s-1和 1514.39 μmol.m-2·s-1。同一時間段 CK、D3、D4 和 D5 的光合有效輻射均高于D1和D2。葉片溫度（Tleaf）的日變化趨勢和PAR一致，均在12:00時達(dá)到最大值（圖2）。空氣相對濕度（RH）的日變化與PAR和Tleaf呈相反的趨勢，先下降然后上升，在14:00降至最低，隨光照強(qiáng)度的降低，空氣濕度又逐漸升高。D1、D2、D3、D4空氣相對濕度大于CK和D5，說明綠肥的遮蔭可以增加空氣相對濕度（圖3）。

2.4 刈割處理對茶樹凈光合速率的影響

由表3可知，D1、D2、D3、D4處理下茶樹凈光合速率（Pn）日變化呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，峰值均出現(xiàn)在10:00，其Pn分別為7.63 μmol.m-2·s-1、7.49 μmol.m-2·s-1、8.49 μmol.m-2·s-1、9.36 μmol.m-2·s-1和 8.38 μmol.m-2·s-1，CK 和 D5處理茶樹凈光合速率日變化呈雙峰曲線，峰值分別出現(xiàn)在10:00和16:00，第一峰值高于第二峰值，其中CK處理茶樹峰值分別為8.12 μmol.m ·s 和3.04 μmol.m ·s。綠肥不同刈割處理下茶樹葉片Pn大小有差異，在8:00～10:00，D1、D2和D3處理茶樹凈光合速率均低于CK和D5。

圖1 不同刈割處理 PAR日變化Fig.1 Daily Changes of PAR of Different Cutting Process

圖2 不同處理T1eaf日變化Fig.2 Daily Changes of Tleaf of Different Cutting Process

圖3 不同處理RH日變化Fig.3 Daily Changes of RH of Different Cutting Process

表3 綠肥不同刈割處理茶樹不同時間凈光合速率均值的日變化Table 3 Diurnal variation of net photosynthetic rate of tea plant under green manure-tea plant intercropping

2.5 刈割處理對茶樹蒸騰速率的影響

由表4可知，D1、D2、D3、D4和D5處理下茶樹的蒸騰速率日變化進(jìn)程呈單峰曲線，在中午12:00出現(xiàn)最大值，其值分別為5.64 mmol.m-2·s-1、5.51 mmol.m-2·s-1、8.41 mmol.m-2·s-1、8.48

2.6 刈割處理茶樹日光合和日蒸騰的差異

表4 綠肥不同刈割處理下茶樹不同時間蒸騰速率均值的日變化Table 4 Diurnal variation of Transpiration rate of tea plant under greenmanuare-tea plant intercropping

不同處理下茶樹日光合總量存在差別，其中D3和D4處理茶樹日光合總量較高，其值分別為 55.76 μmolCO2.m-2.d-1和 62.08 μmolCO2.m-2.d-1。CK和 D1茶樹日光合總量較低，其值分別為 42.85 μmolCO2.m-2.d-1和 47.84 μmolCO2.m-2.d-1，D3和D4處理日光合總量比CK提高了42.85 %和44.87 %（表5）。

不同刈割處理下茶樹日蒸騰總量與日光合總量一致，D4處理最高，CK最低，不同處理下茶樹蒸騰總量依次為 D4 ＞ D3 ＞ D5 ＞ D2 ＞ D1＞ CK，D4日蒸騰量分別比CK和D1提高了74.99 %和51.41 %（表5）。mmol.m ·s和5.70 mmol.m ·s。對照茶樹蒸騰速率呈雙峰曲線，主峰和次峰分別出現(xiàn)在10:00（Tr值為 4.26 mmol.m-2·s-1）和 16:00（Tr值為 3.19 mmol.m-2·s-1）。

表5 不同刈割處理茶樹葉片日光合總量和日蒸騰總量Table 5 Daily photosynthesis and transpiration of tea plant leaves under different treatments

3 結(jié)論

茶樹是喜溫和、喜濕潤、喜漫射光的多年生經(jīng)濟(jì)作物，強(qiáng)光對茶樹光合的抑制起主要作用，同時高溫、低濕的脅迫加劇光合作用的光抑制[7-8]，適度遮蔭、茶林間作等能減輕或消除“午休”現(xiàn)象和提高茶樹光合速率[9-10]。本研究表明，D3和D4處理下茶樹的凈光合速率較其它處理高，沒有表現(xiàn)出“午休”現(xiàn)象，說明這兩種處理方式由于綠肥的遮蔭降低了光照強(qiáng)度，起到降溫增濕的作用，消除了茶樹葉片凈光合速率的“午休”現(xiàn)象，提高了茶樹凈光合速率。全光照條件下（CK和D5）由于強(qiáng)光、高溫、低濕，導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，呈雙峰曲線，具有“午休”現(xiàn)象。而D1和D2處理下茶樹的凈光合速率呈單峰曲線，沒有表現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，但是由于綠肥的過度遮蔭導(dǎo)致光照強(qiáng)度降低，造成光合速率低，不利于茶樹的生長，結(jié)果與趙康[12]等一致。因此，茶園間作高桿綠肥需采用適當(dāng)?shù)谋壤峙M(jìn)行刈割，有利于茶樹凈光合速率的提高，這是促進(jìn)茶樹特別是幼齡茶樹生長的重要措施。

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