不同覆蓋方式對茶園土壤水分及茶葉產量的影響研究

胡承興，舒英格，何　秀

(貴州大學 農學院，貴州 貴陽560025)

?

不同覆蓋方式對茶園土壤水分及茶葉產量的影響研究

胡承興，舒英格*，何秀

(貴州大學 農學院，貴州 貴陽560025)

針對貴州開陽縣茶葉生長的環境特點，以5年生龍井43號綠茶為實驗材料，研究不同覆蓋方式對茶園土壤水分及茶葉產量的影響。結果表明：采用稻草+薄膜覆蓋方式對貴州開陽縣春茶的生長環境是最好方式，使得茶園土壤水分達到最高為22.87%，茶葉鮮重產量達到最高為179.88 kg/667m2。其它4種方式與清耕(CK)相比，茶葉的葉面積、茶葉的干物質量有顯著提高，稻草+薄膜處理增產最高，同比增長26.92%，薄膜處理增長最低。采用稻草+薄膜覆蓋是貴州喀斯特地區春季茶園提高土壤水分、增加茶葉產量的有效方式。

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，使得貴州成為全國茶葉種植大省，貴州在茶葉生產要素方面有獨特的優勢[1]。覆蓋是改善茶園生態環境的重要措施之一。近年來，有關各方面的專家學者針對秸稈和地膜覆蓋對土壤水分及作物的影響進行了大量的研究。已有研究表明:地表覆蓋能夠改善土壤水分狀況，改善土壤養分，調節土壤溫度，改善農田小氣候等，覆蓋可以提高茶樹生長期的土壤水分含量，改善茶園土壤的水分供應狀況，有效地提高了茶園生態系統的水分自我調控能力[2-9]。最終促進了茶樹的生長，增加了茶葉的生物產量，提高了茶葉的經濟效益。為此，筆者以5年生龍井43綠茶為試驗材料，分析了處理方式、對茶園土壤水分含量、茶樹新芽株高、葉面積、茶葉鮮重、鮮干重和經濟產值的影響，旨在為貴州喀斯特地區春季茶園提高土壤水分、增加茶葉產量提供理論依據和技術支持。

1　材料與方法

1.1試驗基地概況與供試材料

試驗于2014 年12月在貴州省開陽縣南江鄉貴井茶葉有限公司茶場內進行，該試驗地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，屬北亞熱帶季風濕潤氣候，四季分明，春暖風和，冬無嚴寒，夏無酷暑，水熱同季，無霜期長，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，茶樹每一行種植密度1200株/667 m2，茶樹株高為76-90 cm，每一個試驗小區四周設 30 cm 保護區。茶樹品種為5年生龍井43號綠茶。土壤類型為黃壤，質地多粘性，結構差，養分含量低，土壤呈酸性，土壤肥力狀況為:有機質含量 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%。萎蔫系數為9.18%，土壤容重1.4 g/cm3，茶園除草，滅蟲等管理措施按照茶園歷年的管理和防治害蟲病等技術進行。

1.2試驗方案設計

試驗共設5個處理：(1)茶園行間薄膜覆蓋；(2)行間進行稻草+薄膜覆蓋(行間先進行稻草覆蓋，薄膜再覆蓋在稻草上)；(3)行間稻草覆蓋；(4)行間進行薄膜+稻草覆蓋(行間先進行薄膜覆蓋，稻草再覆蓋在薄膜上)；(5)清耕對照(CK)。以茶行10 m為一個處理，試驗采用隨機區組設計，設三次重復，三次試驗在同一個小區重復排列，試驗于2014年12月25日進行松土，除草和施肥處理，以后按統一進行管理，從2015年1月1日進行觀測，遇到中至大雨需進行土壤測定分析，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超過40 cm以上，用鐮刀割到后平鋪在茶葉根部。

1.3測定方法

1.3.1土壤含水量測定每7天分別用TDR300水分測試儀進行0-10 cm和10-20 cm土層進行測量，記錄土壤含水量數據。1.3.2茶葉新芽鮮重、干重、新芽株高、葉面積測定

新芽株高用游標卡尺測定；新芽葉面積選取每一處理下測定3株，每一株測定3棵新芽，葉片選取新芽從上往下數第3葉進行測定，每一處理測定9張葉片，葉面積用AM300便攜式葉面積儀進行測定；采集每一小區1 m2茶葉產量帶回實驗室在105℃烘箱中殺青烘干，用百分之一天平進行稱量。

1.3.3數據分析試驗數據采用DPS 7.05統計軟件進行方差分析，并用LSD法進行多重比較。

2　結果與分析

2.1不同覆蓋方式對土層含水量的影響

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導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%。清耕對照處理條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#表示后降雨監測的數據，水分數據均用%號記錄，下同。

表2　不同覆蓋方式對土壤水分含量的變化幅度影響

綜上分析可知，5個處理條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%，仍高于土壤類型為黃壤的茶園土壤要求土壤含水量達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足茶園茶樹對水分含量的需求，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量的土壤含水量水平值，在整個監測期間，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損失。在不同措施的處理下，塑料薄膜覆蓋和清耕處理條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，對春季茶園0-10cm土層土壤含水量進行比較，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18.63%，2月份土壤水分含量達14.58%，3月份土壤水分含量達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：同列中不同小寫字母代表差異顯著(P<0.05)，不同大寫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，對春季茶園11-20 cm土層土壤水分含量進行比較，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25.32%，2月份土壤水分含量達20.72%，3月份土壤水分含量達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茶園茶葉產量的影響

據表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照處理茶葉干重相比，稻草+薄膜處理增產最高，增長26.92%，其次是稻草覆蓋處理，增長23.78%，再其次是薄膜+稻草處理，增長19.58%，最后為薄膜處理，增長14.33%。據莊晚芳，潘根生等人[11]的研究，茶葉葉面積的變化，與茶葉干物質量呈現正相關，葉面積越大，生物產量越高，經濟產量也越高。本研究與上述研究結論一致。

表5　不同覆蓋方式對茶葉產量和茶樹性狀的影響

3　結論

3.1從上述的研究結果中可以得出，在稻草+薄膜方式處理條件下，茶園土壤保水保墑效果最強，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，散失。其中稻草由于與土壤接觸，對土壤中的水，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損失。在不同措施的處理下，塑料薄膜覆蓋和清耕處理條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，起到節水增溫、改善茶水生長環境的作用。茶園稻草覆蓋可以減輕管理、采摘時土壤承受的壓力，防止人們采茶時踐踏造成土壤容重的變大，最小程度的減少土壤結構破壞，同時覆蓋減少了陽光的直接輻射，使土壤表面形成較低溫度環境，減少了土壤水分的散失。薄膜覆蓋保護了土表結構，減少了土壤的蒸發量，延長了土壤水分的保墑時間，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水分的下滲，影響了灌溉和降水對土壤水分的補充。因此在夏秋季節不宜推廣單一的地膜覆蓋[13]。

3.3從試驗結果分析可以得出，在開陽縣南江鄉貴井茶場行間進行塑料薄膜覆蓋，薄膜+稻草覆蓋，稻草覆蓋，稻草+薄膜覆蓋措施處理下，沒有經過灌水處理，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，在0-20 cm土層下，這一土層主要為茶樹根系集中區域，這一區域由于表土水分的下滲作用，和植物根系對土壤水分的吸收作用，造成這一土層的土壤水分變化較大，從這一區域各時間段監測的水分數據表明，土層土壤水分含量的高低直接影響茶樹茶葉的鮮重，鮮重，葉面積，以及茶葉的經濟產值，因此，稻草+薄膜覆蓋，稻草覆蓋是開陽地區較為經濟的茶園水分管理措施。

3.4針對開陽縣的氣候特點，春季少雨，可以采用稻草+薄膜覆蓋的方式來降低水分的散失，同時定期給茶園土壤進行松土除草，以便土壤有效的利用雨水，改善土壤結構，從而提高土壤的養分，改變茶樹生長環境，從而增加茶葉產量。

[1]張清海,龍章波,林紹霞，等.貴州云霧茶園土壤高含量重金屬和砷在茶葉中的積累與浸出特征[J].食品科學,2013(08):212-215.

[2]張海林,陳阜,秦耀東，等.覆蓋免耕夏玉米耗水特性的研究[J].農業工程學報，2002,18(2)：36-40.

[3]Ravi V,Lourduraj A C.Comparative performance of plastic mulching on soil moisture content,soil temperature and yield of rained cotton[J].Madras Agric，1996(83)：709-711.

[4]卜玉山,苗果園,周乃健，等.秸稈與地膜覆蓋玉米農田土壤水分時空動態變化——兼評回歸等值線法的應用[J].土壤學報,2004,41(5)：795-802.

[5]彭晚霞,宋同清,肖潤林，等.覆蓋與間作對亞熱帶丘陵茶園土壤水分供應的調控效果[J]. 水土保持學報,2005,19(6)：99-101.

[6]Horton R,Aguirre-Luna O,W ierenga P J.Soil tempertuer in a row crop with incomplete surface cover[J].Soil Sci Soc Am J,1984(48)：1225-1232.

[7]Hay R K M. The temperature of the soil under a barely crop[J].Soil Sci,1976(27)：121-128.

[8]李華,王朝輝,李生秀.地表覆蓋和施氮對冬小麥干物質和氮素積累與轉移的影響[J].植物營養與肥料學報,2008,14(6)：1027-1034.

[9]彭晚霞,宋同清,肖潤林，等.亞熱帶丘陵區稻草覆蓋對茶園土壤環境、茶葉品質改良及產量的影響[J].中國生態農業學報,2007,15(4)：60-63.

[10]彭晚霞,宋同清,肖潤林，等.覆蓋與間作對亞熱帶丘陵茶園地溫時空變化的影響[J]. 應用生態學報,2006,17(5)：778-782.

[11]潘根生,駱耀平,錢利生.茶樹葉水勢、萎蔫系數與耐旱力的關系[J].茶葉，1999,25(3)：147-149.

[12]莊晚芳,潘根生.茶樹葉面積的初步研究[J].浙江農業科學,1963(03)：126-131.

[13]張義,謝永生,郝明德，等.不同地表覆蓋方式對蘋果園土壤性狀及果樹生長和產量的影響[J].應用生態學報,2010(02):279-286.

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；

貴陽市科技局重大專項子項“茶園節水技術研究與示范”[筑科合同(2011401)01號]；“貴州春季茶園水資源高效利用關鍵技術研究與示范”(黔科合NY字[2012]3012號)。

舒英格(1973-)，男，副教授，碩士生導師，主要研究方向：農業資源與環境、土地資源管理研究；E-mail：maogeng958@163.com。

S152.7+5

A

1008-0457(2016)04-0061-05國際

10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2016.04.011