高溫干旱季節(jié)不同遮陰水平對(duì)茶園生態(tài)環(huán)境的影響

吳淑平+呂立哲+金開美+趙豐華+鄭杰+黨永超+蔣雙豐

摘 ? ?要：以遮光率分別為70%，50%，30%的黑色遮陽(yáng)網(wǎng)為試驗(yàn)材料，以不遮光（0%）為對(duì)照，研究高溫干旱季節(jié)不同遮光處理對(duì)茶園生態(tài)環(huán)境的影響。結(jié)果表明，遮陰可有效改善茶園生態(tài)環(huán)境，且遮光率越高， 效果越明顯。與對(duì)照茶園相比，70%，50%，30%遮光率處理的茶園光合有效輻射明顯降低，各處理的光合有效輻射大小依次為70%遮光率<50%遮光率<30%遮光率<0%（CK）;茶樹葉面的日平均溫度均比對(duì)照茶園低3.4，2.6，1.3 ℃，茶樹葉面≥35 ℃的不適高溫出現(xiàn)頻率減少了43.6%，38.0%和13.4%，≥39 ℃的有害高溫出現(xiàn)頻率減少了62.6%，47.5%和28.8%;遮陰茶園空氣相對(duì)濕度高于對(duì)照茶園;70%和50%遮光率處理茶園不同土層土壤含水量均極顯著高于對(duì)照茶園，30%遮光率處理茶園5～10 cm、15～20 cm、25～30 cm土層土壤含水量和對(duì)照茶園差異不顯著。

關(guān)鍵詞：高溫干旱;遮陰;茶園;生態(tài)環(huán)境;光合有效輻射

中圖分類號(hào)：S571.1 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.027

Effects of Different Shading Degrees on Eco-Environment of Tea Plantations during Hot Dry Season

WU Shu-ping，LYU Li-zhe，JIN Kai-mei，ZHAO Feng-hua，ZHENG Jie，DANG Yong-chao，JIANG Shuang-feng

（Henan Tea Engineering Research Center， Xinyang Academy of Agricultural Sciences， Xinyang，Henan 464000，China）

Abstract： In order to analyze the effect of different shading treatments on the eco-environment of tea plantation during hot dry season， 70%，50%，30% and 0% （CK） black shading nets were designed. The results showed that shading improved the eco-environment of tea plantation， the effect were enhanced with increase in shading degree. In comparison with unshaded tea plantation， the photosynthetically active radiation of tea plantation under 70%， 50% and 30% shading treatments decreased significantly， and the photosynthetically active radiation of different treatments was in the order of 70%<50%<30%<0%;the daily average air temperature of tea leaves surface decreased by 3.4，2.6 and 1.3 ℃; the frequency ≥35 ℃ dangerous high temperature of tea leaves surface decreased by 43.6%，38.0% and 13.4%，the frequency ≥39 ℃ dangerous high temperature decreased by 62.6%，47.5% and28.8%;the relative air humidity of tea plantation increased;for 70% and 50%shading treatments， the soil water contents of different soil horizons were significantly higher than that of unshaded tea plantation， the soil water contents of 5～10 cm，15～20 cm and 25～30 cm soil horizons had no significant difference between 30% shading treatment and unshaded treatment.

Key words：hot dry;shading;tea plantation;eco-environment;photosynthetically active radiation

茶樹在長(zhǎng)期的生長(zhǎng)發(fā)育過程中形成了喜漫射光、喜陰喜濕的生態(tài)習(xí)性[1-4]，其整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育的過程及高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的獲得與茶園生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)，過強(qiáng)的光照和高溫干旱等氣象因子直接影響了夏秋茶及丘陵茶區(qū)的產(chǎn)量和品質(zhì)[5]，中國(guó)亞熱帶地區(qū)夏秋季出現(xiàn)連續(xù)的強(qiáng)光、高溫干旱等天氣很大程度上限制了茶樹的生長(zhǎng)發(fā)育[6]。近年來(lái)，中國(guó)茶葉科技工作者在茶園采用覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)或種植遮陰樹等設(shè)施栽培措施，對(duì)茶樹生態(tài)環(huán)境與茶葉生長(zhǎng)、茶葉品質(zhì)的關(guān)系開展了系列的探索研究[7-10]，但不同地區(qū)氣候條件差異很大，適合茶樹生長(zhǎng)的遮陰條件存在較大差別，河南省信陽(yáng)屬亞熱帶地區(qū)，茶葉已成為主要的經(jīng)濟(jì)作物之一，為了有效地改善茶區(qū)茶園的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)茶葉優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)，在信陽(yáng)特定的生態(tài)條件下，在高溫干旱季節(jié)開展了不同遮陰處理對(duì)茶樹生態(tài)環(huán)境的影響研究，對(duì)提高茶園產(chǎn)量、品質(zhì)及生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義，同時(shí)可為茶樹設(shè)施栽培應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況及供試材料

試驗(yàn)于2013年在信陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉科研基地進(jìn)行。試驗(yàn)地位于32°02′N、114°37′E，為北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫15.2 ℃，極端最高氣溫40 ℃，極端最低氣溫-20 ℃，全年大于等于10 ℃的活動(dòng)積溫為4 820～4 970 ℃，年均降雨量1 100 mm左右，土壤為砂質(zhì)黏壤土。供試材料為無(wú)性系茶樹品種烏牛早（7 a），茶樹行距為 150 cm， 叢距33 cm，每叢定苗3 株。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)70%，50%，30%遮光率和不遮光（CK）共4個(gè)處理，在春茶結(jié)束后對(duì)供試茶樹進(jìn)行輕修剪，將黑色遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋在搭建的大棚上，周邊進(jìn)行固定。遮陽(yáng)網(wǎng)面積90 m2（15 m×6 m），高230 cm，試驗(yàn)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，試驗(yàn)茶園各項(xiàng)管理保持相對(duì)一致。

1.3 試驗(yàn)觀測(cè)和測(cè)定方法

采用LI-6400便攜式光合作用測(cè)定儀測(cè)定茶樹光合作用有效輻射，在高溫干旱晴好天氣測(cè)定，每天從上午9：00至下午17：00每隔2 h測(cè)定1次，每次測(cè)定標(biāo)記的葉片5片，共觀測(cè)3次。用CB-0241紅外測(cè)溫儀測(cè)定茶樹當(dāng)季展開的第3片成熟葉的溫度，每處理隨機(jī)選取9片相同部位的葉子，將編好號(hào)的小標(biāo)牌系于葉柄處，在高溫干旱晴好天氣，每天從上午7：00至下午19：00每隔2 h觀測(cè)1次，共觀測(cè)5次。在每個(gè)處理中央離地130 cm處定位設(shè)置通風(fēng)干濕溫表觀測(cè)茶園空氣相對(duì)濕度，每天7：00 開始測(cè)定， 隔2 h 測(cè)定1 次。在高溫干旱晴好天氣每個(gè)處理取5～10 cm、15～20 cm、25～30 cm和35～40 cm 4個(gè)土層土壤樣品，每個(gè)土壤樣品由3個(gè)樣點(diǎn)的土壤組成混合樣，用烘干法測(cè)定含水量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和作圖應(yīng)用Excel 2003。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同遮光率處理對(duì)茶園光合有效輻射的影響

由圖1可以看出，不同遮光率處理茶園光合有效輻射先增強(qiáng)，且均在中午11：00時(shí)達(dá)到一天中的最高值，后又逐漸降低。同一時(shí)刻觀測(cè)的光合有效輻射隨著遮光率的升高而降低，變化趨勢(shì)為70%遮光率處理<50%遮光率處理<30%遮光率處理<CK處理。對(duì)照茶園的光合有效輻射值峰為1 734.48 μmol·m-2·s-1， 70%，50%和30%遮光率處理茶園的峰值依次為470.14，568.35和943.65 μmol·m-2·s-1，與對(duì)照茶園差異顯著。因此，茶園遮陰能大大降低茶樹樹冠的光照強(qiáng)度，遮光率越大光合有效輻射越小。

2.2 不同遮光率處理對(duì)茶樹葉面溫度的影響

由圖2可以看出，茶樹葉面溫度在早上7：00觀測(cè)時(shí)差異不大，隨著光照強(qiáng)度的不斷增強(qiáng)，葉面溫度變化是先升高后下降，均在中午13：00 時(shí)達(dá)到最高值。同一時(shí)刻點(diǎn)觀測(cè)的葉面溫度不同，由低到高排序依次為70%遮光率處理<50%遮光率處理<30%遮光率處理<CK處理。由表1可以看出，70%，50%和30%遮光率處理茶園的茶樹葉面日平均溫度均比對(duì)照處理低3.4，2.6，1.3 ℃。

黃壽波[11]研究表明，20～30 ℃是茶樹生長(zhǎng)發(fā)育的最適宜空氣溫度，高于35 ℃時(shí)不適宜茶樹生長(zhǎng)發(fā)育，超過39 ℃茶樹無(wú)凈光合作用。由表1可以看出，70%，50%和30%遮光率處理茶樹葉面≥39 ℃的有害高溫出現(xiàn)頻率均比對(duì)照茶園減少62.6%，47.5%和28.8%，≥35 ℃的不適高溫出現(xiàn)頻率均比對(duì)照茶園減少43.6%，38.0%和13.4%。

2.3 不同遮光率處理對(duì)茶園空氣相對(duì)濕度的影響

由圖3可以看出，在高溫干旱季節(jié)不同遮陰處理茶園空氣相對(duì)濕度與茶樹葉面溫度變化趨勢(shì)相反，遮陰茶園空氣相對(duì)濕度均高于對(duì)照茶園。隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)逐漸降低，到15：00時(shí)達(dá)到最低值，此時(shí)70%，50%和30%遮光率處理茶園的空氣相對(duì)濕度均比對(duì)照茶園增加64.8%，50.5%和44.8%。

2.4 不同遮光率處理對(duì)土壤含水量的影響

由表2可以看出，同土層土壤含水量的變化趨勢(shì)是70%遮光率處理>50%遮光率處理>30%遮光率處理>CK處理;70%，50%遮光茶園5～10 cm、15～20 cm、25～30 cm和35～40 cm土層土壤含水量均極顯著高于30%遮光茶園和對(duì)照茶園，30%遮光率處理茶園35～40 cm土層土壤含水量極顯著高于對(duì)照處理，其它土層土壤含水量和對(duì)照茶園差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

光合有效輻射影響著茶樹的光合作用和蒸騰作用[12]，茶園采用不同遮陽(yáng)網(wǎng)遮陰，光照強(qiáng)度明顯得到改善，隨著遮光率增大光合有效輻射逐漸降低[13]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，70%，50%和30%遮光處理茶園光合有效輻射先增強(qiáng)，中午11：00達(dá)到最高值后又逐漸降低，同時(shí)隨著遮光率的升高光合有效輻射逐漸降低，同一時(shí)刻測(cè)定的光合有效輻射變化趨勢(shì)為70%遮光率處理<50%遮光率處理<30%遮光率處理<CK處理。因此在高溫干旱季節(jié)茶園遮陰能有效降低茶園光合有效輻射，且隨著遮光率的提高光合有效輻射逐漸降低。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，高溫干旱季節(jié)茶園采用遮陽(yáng)網(wǎng)遮陰，茶園田間小氣候得到明顯改善，尤其是茶園葉面溫度、空氣相對(duì)濕度和土壤含水狀況，在高溫干旱季節(jié)晴天7：00—9：00之間各個(gè)觀測(cè)時(shí)段茶園葉面溫度均低于對(duì)照茶園，70%，50%和30%遮陰處理茶樹葉面日平均溫度均比對(duì)照茶園低3.4，2.6，1.3 ℃，遮陰處理茶樹葉溫及高溫出現(xiàn)頻率顯著低于對(duì)照茶園，70%，50%和30%的遮陰處理茶園茶樹的葉面溫度≥39 ℃有害高溫出現(xiàn)頻率減少62.6%，47.5%和28.8%，≥35 ℃的高溫出現(xiàn)頻率均比對(duì)照茶園減少43.6%，38.0%和13.4%。采用遮陰處理的茶園空氣相對(duì)濕度和土壤水分含量均高于對(duì)照，70%和50%遮光率處理土層土壤含水量均極顯著高于對(duì)照，30%遮光率處理茶園35～40 cm土層土壤含水量極顯著高于對(duì)照處理，其它土層土壤含水量和對(duì)照茶園差異不顯著。

因此，高溫干旱季節(jié)茶園采用遮陰網(wǎng)遮陰，可有效改善茶園生態(tài)環(huán)境，降低茶園光合有效輻射，改善茶園的溫濕條件，降低茶樹葉溫，加大茶園空氣相對(duì)濕度，提高茶園土壤含水量。遮光率越高降溫效果越明顯，茶園空氣相對(duì)濕度及土壤含水量變化趨勢(shì)剛好相反，隨遮光率的增加而增加，這樣可以有效地避免連續(xù)高溫干旱天氣對(duì)茶樹造成的熱害，可以緩解或消除光合午休現(xiàn)象的發(fā)生，為茶園營(yíng)造有利于茶樹生長(zhǎng)的條件， 從而提高茶葉產(chǎn)量。

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