主要氣象因子對‘黃金芽’茶樹葉片日灼傷害的影響

田月月+張麗霞+張正群+李智+侯劍+喬明明

摘要：‘黃金芽是1998年由浙江余姚市德氏茶場發現的自然黃化變異單株培育而成的光照敏感型茶樹種質資源，光照強度超過60 klx時易出現生理障礙，造成葉片日灼。2016年4—7月份調查了泰安茶區三年生‘黃金芽葉片日灼發生情況及其癥狀，測定了葉溫以及同期光強、氣溫和濕度三個主要氣象因子，計算了葉溫與氣溫的差值ΔT葉-氣，探究了主要氣象因子對葉溫以及ΔT葉-氣的影響，分析了葉片發生日灼的條件。結果表明：（1）‘黃金芽葉片日灼癥狀主要分為白化型、紅變型和壞死型三種，其日灼傷害程度依次加重；（2） 泰安茶區栽種的‘黃金芽5月中旬開始出現日灼現象，5月下旬至6月發生較為嚴重；（3）高光強和葉片高溫是引起‘黃金芽葉片日灼的兩個必要條件。在日最大光強達100 klx以上，日最高葉溫38～40℃以上時可出現日灼現象。當葉溫日變幅大，發生日灼的葉溫閾值較低（38℃）；葉溫日變幅小且經過高溫鍛煉后，發生日灼的葉溫閾值可提高至40℃；（4） 葉溫以及ΔT葉-氣受光強、氣溫和空氣濕度的顯著影響，但不同時期相關程度不同。根據上述結果，提出了通過在‘黃金芽日灼易發時期采取覆蓋遮陽網、間作以及噴灌等減光、降溫和增濕技術措施，可以有效預防‘黃金芽葉片日灼的發生。

關鍵詞：茶樹；黃金芽；葉片日灼；葉溫；氣象因子

中圖分類號：S571.101 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2017）07-0042-07

Abstract ‘Huangjinya， one of light sensitive tea germplasm resources， was bred from natural yellow mutant single plant in Deshi tea plantation， Yuyao City， Zhejiang Province， in 1998. It is prone to cause physical disorder and leaf sunburn when the light intensity is more than 60 klx. The occurrence and symptoms of leaf sunburn of 3-year-old tea cultivar ‘Huangjinya （HJY） were investigated in Taian area from April to July in 2016. At the same time， the leaf temperature and three main meteorological factors including light intensity， air temperature and humidity were also measured. The difference between leaf temperature and air temperature （ΔTL-A） was calculated， and the effects of main meteorological factors on leaf temperature and ΔTL-A were explored to analyze the occurrence conditions of leaf sunburn. The results were as follows. （1） The symptoms of leaf sunburn could be generally divided into three main types： white， red and necrotic， and the degree of burn injury aggravated in turn. （2） Tea cultivar ‘HJY began to show symptoms of leaf sunburn in mid May， and this phenomenon was particularly obvious from late May to June in Taian area. （3） Blaze light intensity and high leaf temperature were the two necessary conditions for causing leaf sunburn of ‘HJY. The phenomenon of leaf sunburn appeared when the daily maximum light intensity exceeded 100 klx and the daily maximum leaf temperature exceeded 38～40℃. The threshold temperature of leaf sunburn was 38℃ when the leaf temperature varied greatly throughout the day. However， it could be increased to 40℃ if the leaf temperature change was small and the leaves were exercised in high temperature. （4） The leaf temperature and ΔTL-A were significantly affected by light intensity， air temperature and air humidity， but their relevance was various in different periods. According to the above results， some technology measures such as shading， intercropping and sprinkler which could dim light， cool temperature and increase air humidity were put forward， and they could prevent ‘HJY from leaf sunburn effectively in the sensitive period.

Keywords Camellia sinensis； Huangjinya； Leaf sunburn； Leaf temperature； Meteorological factors

日灼是由于強光和/或高溫使植物果實、葉片以及枝干等器官或組織出現白化、褐化等生理損傷甚至壞死癥狀的生理現象，它不僅對作物產量造成一定影響，還會降低植物的觀賞性和產品價值[1-5]。已有研究表明，日灼的發生與光強、氣溫、空氣濕度、風速等諸多氣象因子相關[6]。目前對于日灼癥狀、影響因素以及防護措施的研究主要針對果實，如梨[7]、枇杷[8]、柑桔[9]、葡萄[10，11]等。而作為葉用植物的茶樹雖也有報道提及日灼現象，但研究并不系統、深入。

‘黃金芽是一種典型的光照敏感型珍稀黃化茶樹品種，適制高檔名優茶，但對環境的適應性較弱，據報道，當光強超過60 klx且水分供應不足時，‘黃金芽葉片容易出現生理障礙[12]。引種泰安茶區后，夏季茶樹葉片極易發生日灼焦枯現象，嚴重影響成活率。為進一步了解‘黃金芽茶樹葉片的日灼癥狀，探明當地氣候條件下‘黃金芽茶樹葉片日灼發生與主要氣象因子的關系，本研究以三年生‘黃金芽茶樹為試驗材料，通過田間實地調查葉片日灼癥狀，測定葉溫以及氣溫、光強、空氣濕度，分析葉溫與上述氣象因子的相關性，探討‘黃金芽茶樹葉片日灼發生的葉溫閾值，明確泰安茶區‘黃金芽茶樹葉片日灼易發時期，從而為日灼的預防提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2016年4—7月在山東省泰安市茶溪谷有限公司茶樹種植基地完成（117.11°E，36.19°N）。種植區海拔約200 m，土壤肥力基本一致，屬于溫帶半濕潤大陸性季風氣候，年平均氣溫13℃，年平均降水量697 mm。泰安茶區具有雨熱同季的氣候特點，降水主要集中在6—7月，空氣溫濕度均較高；4—7月，氣溫最高值約為37℃，最低值約為12℃；空氣濕度最高值約為97%，最低值約為12%（見圖1）。

供試材料為3年生‘黃金芽茶樹品種，株行距0.3 m×1.2 m。試驗茶園通風透光，茶樹生長良好，栽培管理措施較規范。

1.2 調查與測定項目

1.2.1 茶樹葉片日灼情況調查 田間實地調查‘黃金芽茶樹葉片日灼發生情況，并記錄其癥狀。調查小區面積為30 m2，實際調查茶樹160株。

1.2.2 主要氣象因子測定 氣溫測定采用HTC-5型溫度計（衡水凱然商貿有限公司），溫度計的放置與茶樹蓬面處于同一水平線上，重復5次；濕度測定采用HOBO U12-12型數據記錄儀（美國ONSET公司），每30 min記錄一次數據；光強測定采用TA8122數字式照度計（蘇州特安斯電子有限公司），感應器位于茶樹葉面附近，并正對太陽方向，重復5次。

1.2.3 茶樹葉片溫度的測定 采用AR320手持式紅外線測溫儀（香港希瑪有限公司）測定茶樹葉片（未被遮擋的第一葉）表面中心溫度，9∶00—15∶00每隔1 h測定一次，每次測量時間為1 s，重復5次。同時觀察被測葉片是否發生日灼以及日灼癥狀。 計算葉溫與氣溫差，即：

ΔT葉-氣=葉溫-氣溫。

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel 2007軟件處理數據，圖表中數據均為平均數±標準偏差。利用SPSS 19.0進行相關性分析和顯著性檢驗，利用Origin 8.5做圖。

2 結果與分析

2.1 ‘黃金芽葉片日灼癥狀與分類

將試驗期間自然光照條件下‘黃金芽茶樹葉片日灼癥狀進行分析歸類，可分為三類（見圖2）：第一類，白化型日灼。表現為茶樹葉片表面失綠，出現白色斑點（圖2-A1）或整葉白化（圖2-A2），即通常所稱的光漂白現象。第二類，紅變型日灼。此種日灼的茶樹葉片出現大小不一的紅變癥狀（圖2-B1），同時還可能伴隨一定程度的白化（圖2-B2）。經過一段時間紅變部位也可演變為棕色或褐色斑塊。第三類，壞死型日灼。這種日灼的傷害程度最大，植物葉片組織直接壞死，表現為深紅色或黑褐色焦灼斑（圖2-C1）或部位（圖2-C2）。據觀測，當葉溫正常，僅光照過強時發生白化型日灼（第一類）；當葉溫較高時發生紅變型日灼（第二類）；而當葉溫過高時則發生壞死型日灼（第三類）。以上結果表明：產生日灼的原因除光照過強外，葉溫高低與日灼癥狀類型直接相關。目前對于產生三種類型日灼的葉溫閾值還未見相關報道。

2.2 泰安茶區‘黃金芽日灼發生規律

在4—7月份定期對試驗茶園葉片日灼發生情況進行調查，結果見圖3和表1。泰安茶區栽種的‘黃金芽在4月份無日灼現象發生，新葉呈正常黃化，下部成熟葉呈綠色（圖3-A）。5月中上旬（5-12）新梢芽尖出現紅變點，呈現出極輕微日灼現象（圖3-B），同時在葉片受光部位可見明顯黃化斑塊。至5月下旬（5-20），嫩葉的葉尖和葉緣出現明顯紅變甚至褐變日灼病狀（圖3-C）。6月份日灼現象最為嚴重（圖3-D、E），而7月份的日灼程度輕微且葉片黃化均勻，無焦灼癥狀出現（圖3-F）。由此可見：泰安茶區‘黃金芽茶樹葉片日灼易發且嚴重的時期為5月下旬至6月中下旬。

2.3 ‘黃金芽日灼發生與光強、葉溫及ΔT葉-氣的相關性

如圖4所示，泰安茶區4—7月份典型天氣的光強及‘黃金芽茶樹葉溫日變化均呈單峰變化趨勢。光強在12∶00達到最高值，而最高葉溫相對延后，通常發生在14∶00。

泰安茶區4月份的光強相對較低（小于100 klx），日最高葉溫為31.66℃（圖4-A，表2），處于茶樹熱害臨界溫度（35℃）以下，此時葉片無日灼癥狀發生。5月中旬，雖然光強增至95.59 klx，但仍低于100 klx；此時日最高葉溫已升至37.10℃，明顯高于茶樹熱害臨界溫度（圖4-B，表2），茶芽開始出現輕微日灼癥狀。5月下旬至6月期間，光強均升高至100 klx以上，正午最高可達113.19 klx；日最高葉溫在38℃以上，最高達42.06℃（6-16）；一天中葉溫超過35℃的時數也由2 h逐漸延長至4 h（圖4-B、C，表2）。葉片日灼癥狀由5月下旬的小面積紅變至6月中旬的大面積紅變，并伴隨著光漂白現象發生。由此可見，‘黃金芽葉片的日灼程度隨光強增大、葉溫升高以及熱害溫度（或強光）持續時間延長而逐漸加重。

以上結果表明：泰安茶區‘黃金芽葉片在5、6月份發生日灼的臨界條件為：日最高光強100 klx，日最高葉溫38℃。泰安茶區7月份，其光強高達110 klx，日最高葉溫接近40℃。如果參照5月下旬、6月份日灼發生條件進行預測，其日灼現象將會很嚴重，但實際觀測結果顯示：‘黃金芽茶樹的葉片黃化均勻，并無明顯日灼紅變現象發生。究其原因，除7月份泰安進入雨季，空氣濕度明顯增加，土壤水分供應充足，光強和葉溫日變幅減小等因素外，推測還與‘黃金芽茶樹經5、6月份的高溫鍛煉，其自身耐熱性增強有關，從而使日灼發生的葉溫閾值由5月下旬的38℃提高至7月份的40℃。

此外，‘黃金芽日灼發生期的5月中旬至6月，其ΔT葉-氣（表2）日最大值達到4.84～5.86℃，明顯高于無日灼的2.30℃（4-19）、3.52℃（7-11）。

2.4 泰安不同時期主要氣象因子對葉溫和ΔT葉-氣的影響

將4—7月‘黃金芽葉溫測定值（Y1）和ΔT葉-氣計算值（Y2）分別與光強（X1）、氣溫（X2）、空氣濕度（X3）測定值進行相關性分析，結果（表3）表明：（1）葉溫與氣溫呈極顯著正相關，與空氣濕度呈極顯著或顯著負相關，而與光強基本呈顯著相關。由此可見，葉溫主要受氣溫和空氣濕度的影響，其次為光強。（2）ΔT葉-氣在不同時期與光強、氣溫以及空氣濕度存在不同程度的相關性。在泰安低溫、低濕的4月，ΔT葉-氣與光強呈極顯著正相關，與氣溫呈顯著正相關，而與空氣濕度相關不顯著。從5月中旬開始，隨著氣溫升高、空氣濕度增加，ΔT葉-氣與氣溫、空氣濕度的相關性增強，而與光強的相關性降低。由此也表明：ΔT葉-氣雖然與光強有顯著相關性，但并非是唯一顯著相關因子。

3 討論與結論

3.1 誘發‘黃金芽茶樹日灼的條件

通常認為植物發生日灼的直接誘因是強光和高溫，空氣濕度、風速、土壤水分等外界環境條件通過影響植物葉面或果面溫度而與日灼間接相關[13，14]。本研究結果表明：泰安茶區‘黃金芽在日最高光強100 klx以上、日最高葉溫38～40℃以上時可發生日灼，其中葉溫日變幅大時，發生日灼的葉溫閾值較低（38℃），而葉溫日變幅小且經過高溫鍛煉后（如7月份），其發生日灼的葉溫閾值可提高至40℃。在泰安茶區氣候條件下，‘黃金芽茶樹葉片日灼的易發時期為5月下旬至6月。對于茶樹葉片日灼現象的研究，目前比較關注光強的影響。如對‘黃金芽日光灼傷的研究報道目前也僅涉及光強的影響[12]，即：‘黃金芽在光強60 klx時出現生理障礙，在70 klx出現日光灼傷。本研究表明：光照強度只是日灼發生的必要條件之一。因為僅有強光只會使葉片出現葉色變淺，即出現“光漂白”現象，卻不會出現“紅變”或“褐化壞死”的灼傷斑塊。所以日灼發生還需要另一個必備的條件，即高溫。高溫會降低細胞膜穩定性，同時導致光合作用受阻，呼吸和蒸騰作用加強，使植物體內代謝失衡，積累大量自由基，加劇細胞膜損傷，導致細胞結構的破壞，從而使處于細胞不同部位的多酚與多酚氧化酶接觸而發生酶促氧化，出現“紅變”或“褐化壞死”的日灼癥狀。值得指出的是：茶樹葉片日灼閾值溫度與光合作用的停止溫度（39～42℃）較為吻合，而稍低于呼吸作用最大時的溫度（45℃）[15]。

3.2 ΔT葉-氣的影響因素以及生理意義

植物的溫度與氣溫并不完全相同，人們將有光照條件下植物溫度（如葉溫、果溫）與氣溫的差值稱為“光致增溫”[16-18]，表明植物溫度與氣溫的差異來源于光能。

然而本研究結果表明：葉溫與氣溫的差值不僅與光強顯著相關，同時也與氣溫、空氣濕度顯著相關。在氣溫及濕度增加的情況下（如泰安5月下旬至6月中旬），ΔT葉-氣與氣溫以及空氣濕度的相關程度反而高于光強。究其原因，氣溫和空氣濕度雖然不能直接導致葉溫的變化，但兩者會顯著影響茶樹的呼吸作用和蒸騰作用，從而間接影響葉溫的升高或降低，表現為氣溫、空氣濕度對ΔT葉-氣的顯著正相關或負相關影響。已有研究表明：茶樹在0～45℃之間，呼吸作用隨溫度上升而增強，45℃達到最大值，高于50℃才有所下降；蒸騰作用的適宜溫度為30℃左右，高溫和空氣濕度低都會使蒸騰作用加強，從而起到降低葉溫的作用[15]。

綜上所述，ΔT葉-氣這一指標不僅可以反映主要氣象因子（光強、氣溫和空氣濕度）對茶樹葉片生理的綜合影響，同時也與茶樹葉片的生理狀態（呼吸作用和蒸騰作用強度等）相關，是一個環境與植物葉片生理共同作用的綜合性生理指標。在本研究中，出現日灼現象的ΔT葉-氣（4.84～5.86℃）就明顯大于無日灼的ΔT葉-氣（<3.6℃）。能否將ΔT葉-氣作為一個監測植物葉片生理代謝是否正常的簡易方法還有待于后續深入研究。

3.3 ‘黃金芽茶樹日灼的預防措施

鑒于泰安茶區‘黃金芽茶樹日灼發生規律以及日灼發生條件，宜在每年5月中旬開始采取“減光、降溫和增濕”技術措施，主要包括：（1）覆蓋遮陽網。目前筆者已通過試驗證明，50%～70%遮光率的黑色遮陽網較適宜泰安茶區‘黃金芽的生長，與留韶峰[19]研究結果一致。（2）間作?？稍谟g茶園間作高稈植物，如玉米等。與遮陽網覆蓋相比，間作不能有效控制遮蔭度和勻度，但對增加空氣濕度效果顯著[20]。（3）噴灌。不僅可以增加空氣濕度，而且能有效降低氣溫，同時有利于通過蒸騰降低葉溫。配合遮蔭、間作技術，效果更佳[5，21]。

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