不同基質對假植茶苗生長及生理特性的影響

喬明明 張麗霞　侯劍　向勤锃　田月月　范延艮

摘要：

以金萱茶樹品種一年生扦插苗為試材，以茶園土、河沙、草炭、蛭石配制A1（河沙∶園土=1∶2）、A2（河沙∶園土=1∶1）和A3（河沙∶草炭∶蛭石=1∶1∶1）三種基質進行假植試驗，通過比較三種基質理化性狀，測定不同假植期間茶苗的根構型、根系活力、新梢長度、葉綠素熒光參數以及移栽前的成活率。結果表明：（1）三種基質中，以A3基質的容重和EC值最小，總孔隙度和持水孔隙度最大，有機質和速效氮、速效鉀、速效磷含量最高，升溫和持溫效果好。A1基質的溫度日較差最小，對溫度的緩沖效果佳。（2）A3基質假植茶苗發根早，新生根的總根長、根表面積、根體積、根數以及總根活力、新梢長度極顯著高于A1、A2。（3）葉綠素熒光參數Fv/Fo、Fv/Fm、ФPSⅡ、qP值雖高于A2、A1，但與A2差異不顯著，與A1僅部分顯著。（4）三種基質假植的茶苗成活率均在95%以上，A3最高達98.7%。（5）相關性分析表明，茶苗新生根總長、新梢長度與基質容重呈極顯著負相關，與有機質、速效氮、速效磷、速效鉀含量呈極顯著正相關。所以，容重小、有機質及營養元素含量高的基質類型較適宜茶苗假植，本試驗三種基質中以A3作為金萱茶苗假植基質效果最佳。

關鍵詞：假植；茶苗；基質；引種

中圖分類號：S571.1 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2017）04-0030-08

Effects of Different Substrates on Growth and Physiological

Characteristics of Tea Seedlings under Temporary Planting

Qiao Mingming1，2， Zhang Lixia1，2， Hou Jian1，3， Xiang Qinzeng1，2， Tian Yueyue1，2， Fan Yangen1，2

（1. College of Horticulture Science and Engineering， Shandong Agricultural University， Taian 271018， China；

2. Taian Tea Engineering Technology Research Center， Taian 271018， China；

3. Tea Industry Management Office of Lanshan District， Rizhao 276800， China）

Abstract One-year-old cutting seedlings of tea cultivar Jinxuan and three different substrates named A1 （sand∶soil=1∶2）， A2 （sand∶soil=1∶1） and A3 （sand∶plant ash∶vermiculite =1∶1∶1） were used as materials in the temporary planting experiment. By comparing the physicochemical characters of the three substrates and determining the root architecture， root activity， length of new shoots， chlorophyll fluorescence parameters and survival rate before transplanting， some results were obtained as follows. （1） A3 had the lowest bulk density and EC value， the largest total porosity and water retaining porosity， the highest contents of organic matter， available nitrogen， phosphorus and potassium， and better warming and warmth retaining effects. A1 achieved better effect on buffering temperature change as its diurnal temperature range was the least. （2） Compared to A1 and A2， the new root of A3 generated earlier， and the activity， length， surface area， volume and numbers of root were significantly higher under temporary planting. （3） The chlorophyll fluorescence parameters （Fv/Fo， Fv/Fm， ФPSⅡ and qP） of tea seedlings in A3 treatment were higher than those in A1 and A2， but the difference between A3 and A2 was not significant. （4） The survival rate of tea seedlings under temporary planting in the three substrates were all above 95%， and that of A3 was the highest as 98.7%. （5） The correlation analysis showed that the total length of new roots and the length of young shoots had significantly negative correlation with the bulk density of substrate， but significantly positively correlated with the contents of organic matter and available nitrogen， phosphorus and potassium. Therefore， the substrate with lower bulk density and higher contents of organic matter and nutrient elements was more suitable for temporary planting. In this paper， A3 was the best for the temporary planting of Jinxuan tea seedlings.

Keywords Temporary planting； Tea seedling； Substrate； Introduction

近年來山東茶產業實施轉型升級發展戰略，將開發高端茶、豐富茶葉品類和提高市場競爭力作為主要目標，新興的中、大型茶企加大了茶樹無性系良種包括一些珍稀茶樹品種的引進力度，并涌現出一些規模化種植的無性系良種茶園[1]。然而，目前山東新建無性系良種茶園的種苗仍然主要從南方主產區浙江、福建和湖南等省引進，且苗源地與種植地的氣候差異大，路途遠，嚴重影響茶苗引種后的成活率[2，3]。已有研究表明：將秋冬季調運的無性系茶苗假植至春季溫度適宜時栽植，可解決引種茶苗安全越冬及對新環境的適應性等問題[4-6]，從而提高茶苗成活率，同時還可降低當年新建茶園冬季越冬防護成本。但傳統的假植方式較為隨意粗放，多采用就地挖溝，將茶苗成捆放入溝內后填入濕河沙的做法。由于北方冬季氣候干燥且氣溫低，河沙易干不保溫，不利于茶苗新生根發育。本試驗以河沙、茶園土、草炭和蛭石為材料配制三種假植基質，以適應性強、抗性強、優質高產的臺灣金萱茶樹品種[7-9]一年生扦插苗為試驗材料，研究不同基質對假植茶苗根區溫度和根系發育、新梢生長的影響，旨在探究適合金萱茶苗根系發育的基質，為山東茶區無性系良種的推廣提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

茶苗：2015年11月15日從福建地區新引種的金萱一年生扦插苗。

基質材料：茶園土、河沙、蛭石、草炭。

1.2 儀器設備

FHSJ-4A型酸度計（上海三信儀表廠）、DDS-11A型數顯電導率儀（上海右一儀器有限公司）、HOBO U23-004型溫度自動采集器雙通道溫度記錄儀（美國Onset公司）、FMS-Ⅱ便攜脈沖調制式熒光儀（英國Hansatech公司）、UV-2450紫外-可見分光光度計[島津（中國）有限公司]、CP224C電子天平[奧豪斯儀器（上海）有限公司]、DHG-9140A電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）、NUScan700平板根系掃描儀（上海中晶科技有限公司）。

1.3 試驗設計

試驗于2015年11月—2016年4月在山東省泰安市山東農業大學茶學系實驗基地進行。以每300株茶苗為一個重復，設置3個假植基質處理A1（河沙∶園土=1∶2）、A2（河沙∶園土=1∶1）、A3（河沙∶草炭∶蛭石=1∶1∶1）。每個處理3個重復。

茶苗假植方法：于排水性好的地方挖溝，寬30 cm、深25 cm，迎風面溝壁鏟成60°左右的斜面。先將準備好的基質鋪勻在假植溝內，后將假植苗以株距5 cm并排擺在斜壁上，盡量充分舒展假植苗根系，再用基質填入假植溝內，踩實后澆水，再在茶行上方搭建小拱棚并覆蓋塑料膜保護越冬。

1.4 測定方法

1.4.1 基質物理性質測定 將已知體積為V的容器稱重為W1，加滿待測基質后稱重為W2。將盛滿基質的容器放于水中，水量淹沒至容器頂部，浸泡一晝夜，取出稱重為W3（稱重時保持水沒過容器頂部狀態）；用已知重量為W4的浸濕紗布包住容器頂部，使容器倒置，讓水分充分流出直至再沒有水分滲出，稱重為W5[10]。

1.4.2 基質化學性質測定 基質于背陰通風處風干，研磨后過100目篩，測定pH值、EC值、有機質（重鉻酸鉀容量法）、速效氮（堿解擴散法）、速效磷（碳酸氫鈉法）、速效鉀（火焰光度法）。

1.4.3 溫度采集 用HOBO U23-004型溫度自動采集器雙通道溫度記錄儀測定基質根區溫度（離地表10 cm）和棚內氣溫，數據采集頻率為30 min/次，每個處理設置3個重復。選擇茶苗休眠期（2015年11月—2016年2月）和萌芽期（2016年3—4月）的晴天和陰天兩種典型天氣下的溫度數據進行分析。

1.4.4 根系指標 根系形態指標：選擇每個處理茶苗各30株，清水洗凈根部后，將新生根剪下，用NUScan700平板根系掃描儀測定茶苗新生根的總根長、總表面積、根系體積。

根系活力采用TTC法測定。

1.4.5 成活率及茶苗生長指標 2016年4月3日移栽前統計茶苗總數量。成活率的計算公式為：成活率（%）=成活假植茶苗數/假植茶苗總數×100。

新梢長度：利用5點取樣法于2016年3月至4月份選取發育新梢，每隔10天測量魚葉至芽基部長度，結果以平均值表示，精確到0.1 cm。

1.4.6 葉綠素熒光參數 將標記的茶苗成熟葉片表面擦凈后，用暗適應葉夾夾住葉片中部，避開主脈，暗處理20 min。用FMS-Ⅱ便攜脈沖調制式熒光儀測定葉綠素熒光參數，計算光系統Ⅱ最大光化學效率（Fv/Fm）、PSⅡ潛在活性（Fv/Fo）、實際光化學效率（ΦPSⅡ）和光化學淬滅系數（qP），每個處理重復5次。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2007、Origin 8.5軟件對數據進行處理繪圖，采用SPSS 19統計分析軟件對數據進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 基質的主要理化性質

從表1可知，A3基質容重最小，顯著低于其他處理，A1、A2基質容重分別是A3的4.3、5.6倍。總孔隙度為A3>A1>A2，三者間差異顯著，其中A1、A3屬高孔隙度，A2屬中等孔隙度。通氣孔隙度三者間差異不顯著，持水孔隙度、氣水比A3顯著高于其他處理。三種基質的pH值均處于茶苗正常生長pH范圍內，略高于最適pH值，以A3最高為6.6，A2次之為6.1，A1最低為6.0。電導率A1、A2顯著高于A3；有機質含量A3顯著高于A1、A2，分別是A1、A2的3.73倍和4.53倍。有機質、速效氮、速效鉀含量均表現為A3>A1>A2，速效磷含量表現為A3>A2>A1，且A3均顯著高于A1、A2。對比茶樹生長適宜的土壤理化性狀，三種基質以A3最佳。

2.2 不同基質對假植茶苗根區溫度及氣溫日變化的影響

茶苗根區溫度日變化受太陽輻照能和基質物理性狀的影響。假植茶苗冬季休眠期和春季萌芽期晴天和陰天的根區溫度及棚內外氣溫日變化情況分別見圖1和圖2。

2.2.1 冬季休眠期茶苗根區溫度及氣溫日變化 冬季茶苗休眠期（2015年11月—2016年2月）晴天由于有太陽照射，根區溫度在11—12時開始升高，15—16時達到峰值，隨后下降。根區溫度的升溫時間遲于棚內空氣溫度，但兩者達到峰值的時間相似。三種基質中，A2的升溫幅度最大，且升溫、降溫速度最快，到達根區溫度峰值的時間較A1、A3分別提前2 h和1 h，且根區溫度的日較差（8.59℃）顯著高于A1（4.03℃）、A3（5.91℃）；但根區溫度的全天平均值以A3最高，分別比A1、A2高0.39℃、1.26℃，此外，A3的升溫幅度和升溫速度僅稍次于A2，位居第二。

冬季陰天由于太陽輻射能小，棚內外氣溫低，根區溫度日變化也處于持續下降狀態，三種基質的根區日平均溫度表現為A1（4.45℃）略高于A3（4.24℃），但兩者均顯著高于A2（2.62℃）。

2.2.2 春季萌芽期茶苗根區溫度及氣溫日變化 進入春季萌芽期（2016年3—4月），棚內外氣溫升高，茶苗根區溫度也隨之升高。三種基質的根區日平均溫度睛天為19℃以上，陰天為12℃以上。

萌芽期晴天，三種基質根區溫度的日變化趨勢與冬季休眠期相似，僅A2的降溫速度減緩，導致白天（7—18時）根區平均溫度以A2（22.09℃）最高，A3次之（21.02℃）；夜間（18時—次日7時）根區平均溫度仍以A3最高（19.25℃），A2最低（17.61℃）。三種基質在溫度日較差、升溫速度等方面的差異情況與休眠期相似。

在萌芽期的陰天，三種基質根區溫度的日變化趨勢與冬季休眠期明顯不同，而與晴天類似，但溫度低、變化幅度小。這可能與春季太陽輻射能增大有關，雖然陰天受云層厚的影響太陽輻射能降低，但仍可使白天氣溫有一定程度的升高，從而使基質根區溫度也隨之升高。

2.3 不同基質對假植茶苗根系的影響

2.3.1 茶苗根系形態 由圖3可得，三種基質的茶苗新根根長、根表面積、根體積和根數均表現為A3>A2>A1，而且A3新根發育最早，2月29日新根總長已達11.57 cm，總表面積達3.79 cm2，根體積達0.117 cm3，根數為4.3條；而A1、A2的茶苗此時均沒有新根生成，至3月19日前后才達到A3在2月29日的生根量，生根時間延遲20 d 左右。同時，A3基質茶苗在3月9—29日期間根系生長發育量顯著大于A1、A2。至3月29日，A3新根總長已達132.61 cm，分別是A1、A2的7.07、3.08倍；根表面積為29.19 cm2，分別是A1、A2的4.46、2.19倍；根體積達0.987 cm3，分別是A1、A2的6.58、1.81倍；新生根數55條，分別為A1、A2的6.87、2.75倍。可見，A3基質在提早生根、促進茶苗根系的生長發育上顯著優于A1、A2基質。

2.3.2 茶苗根系活力 根系活力可以反映根系吸收水分及養分的能力，是植物生長健壯與否的重要指標之一[12-14] 。由圖4可知，休眠期（2015-12-25）以A3基質的茶苗根系活力最高，分別為A1、A2的2.76、2.81倍，A1、A2之間差異不顯著。進入萌芽期（2016-3-29）后，A1、A2基質的茶苗根系活力顯著提高至休眠期的5.6、4.9倍，而A3基質的茶苗根系活力變化不明顯，三種基質的茶苗根系活力以A3最小，A1最大，兩者差異顯著且A1為A3的1.98倍。A3雖然萌芽期根系活力最低，但根系總活力（根系活力×新根數）卻最高，三種基質茶苗的根系總活力表現為A3>A2>A1。可見，假植基質對根系活力的影響不僅與基質類型密切相關，還與茶苗生育時期、基質營養消耗情況有關。

2.4 不同假植基質對茶苗成活率及新梢生長的影響

2.4.1 茶苗成活率 在金萱假植茶苗定植移栽前，對三種基質的茶苗成活率進行觀測，結果（圖5）顯示：A1、A2和A3處理的茶苗成活率分別為95.2%、96.1%、98.7%，三者之間差異不顯著。這主要與假植苗越冬期間統一采取了小拱棚覆膜防護等措施有關。

2.4.2 葉綠素熒光參數 實際量子產量ФPSⅡ反映植物的實際光合效率，表示PSⅡ反應中心受到環境脅迫時，存在部分反應中心關閉情況下的實際原初光能轉化效率[15，16]。 Fv/Fm代表ФPSⅡ原初光能轉化效率[15]，非逆境脅迫條件下植物葉片的熒光參數Fv/Fm極少變化，不受物種及生長條件影響，通常Fv/Fm值在0.70～0.85，低于0.7表明植物受到脅迫[16]。Fv/Fo反映PSⅡ潛在活性， qP反映ФPSⅡ天線色素吸收的光能用于光化學的份額及植物光合活性的高低， qP越大，QA重新氧化越多，即PSⅡ的電子傳遞活性越大[16-19]。

由表2可知，不同時期的Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ，各處理均表現為萌芽期高于休眠期，其中萌芽期的Fv/Fm值均大于0.7，而休眠期均小于0.7；萌芽期Fv/Fo值大于2.5，休眠期小于2.0，表明茶苗在休眠期受脅迫的程度高于萌芽期。不同基質處理的Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ在休眠期和萌芽期均表現為A3>A2>A1，但各指標之間的差異顯著性程度不同。其中，休眠期A3與A1的Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ值差異都顯著，而A2與A1、A3之間的差異均不顯著。萌芽期，A3與A1的Fv/Fm值差異顯著，而A2與A1、A3之間的差異均不顯著；三個處理的Fv/Fo值差異均不顯著；A3、A2處理的ФPSⅡ值差異不顯著，但均與A1處理差異顯著。休眠期qP值A3>A1>A2，三者之間差異不顯著；而萌芽期為A3>A2>A1，A3與A2差異不顯著，但均與A1差異顯著。

2.4.3 新梢長度 由圖6可知，三個基質處理的茶苗均在3月初開始萌動，在3月9日之前三者的新梢長度差異不顯著，之后A3處理的茶苗新梢生長迅速，且與A1、A2新梢長度的差異不斷增大，至4月19日，A3新梢長度達到11.1 cm，超過A1、A2新梢長度1倍以上。

2.5 基質理化性質與茶苗生長發育之間的相關性

對假植金萱茶苗移栽前的新根總長（Y1）、新梢長度（Y2）分別與基質容重（X1）、有機質含量（X2）和營養元素速效氮（X3）、速效鉀（X4）、速效磷（X5）含量進行線性回歸分析，結果（表3）顯示：假植茶苗新生根總長和新梢長度均與基質容重呈極顯著負相關，與有機質、速效氮、速效鉀、速效磷含量呈極顯著正相關。表明容重小而有機質和營養元素含量較高的基質類型較適宜茶苗假植。

3 討論與結論

茶苗假植是山東茶區新建無性系良種茶園非常重要的一項技術措施，它能有效解決春季引種存在的南北溫差大和秋季引種栽培管理難度大、成本高的難題。本研究為了充分發揮假植作用，促進假植期間根系生長發育，提高根系活力，從而進一步提高無性系茶苗移栽成活率，以茶園土、河沙、草炭、蛭石分別配制A1（河沙∶園土=1∶2）、A2（河沙∶園土=1∶1）和A3（河沙∶草炭∶蛭石=1∶1∶1）三種基質進行茶苗假植效果試驗。

三種基質中，以A3基質的容重和EC值最小，總孔隙度和持水孔隙度最大，所以吸熱、放熱后的溫度變化小，對溫度的緩沖能力強。在茶苗假植過程中，A3具有良好的升溫和持溫特性，這與其總孔隙度和持水孔隙度大有關。在茶苗休眠期，以A3基質的根區平均溫度最高，這不僅使茶苗根系活力維持在最高水平，而且使新生根提前發育；同時A3有機質和速效氮、速效鉀、速效磷含量最高，其物理化學性質與茶樹根系生長發育適宜條件較為接近，能有效促進茶苗根系和新梢的生長，其新生根總根長、根表面積、根體積、根數及新梢長度均極顯著高于A1、A2。雖然A3在萌芽期的根系活力較A1、A2低，但由于A3新生根量大，根系總活力仍高于A1、A2，加之A3休眠期根系活力高，吸收營養物質多，所以其新梢長度也極顯著大于A1、A2。綜上所述，A3作為金萱茶苗假植基質的效果較A1、A2好，但目前仍存在容重偏小、pH偏高、氮素含量偏低的問題，各部分的組成配比仍有待進一步優化。

另外，A3萌芽期根系活力低的原因可能有：（1）受茶樹根系與新梢生長發育交替進行的內在規律制約，即萌發期新梢生長旺盛，茶樹體內營養物質主要向新梢輸送，減少了向根系部分的供給，從而降低了根系的活性；（2）由于A3茶苗休眠期根系活力高，營養損耗大，而基質中氮素不足，導致萌芽期氮素缺乏，從而使根系活力降低。具體原因有待進一步研究。

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