水肥耦合對茶園溫、濕度和茶葉產(chǎn)量的影響

盛鶴明 蘇有健

摘 要：為探明不同水肥耦合方式對茶園溫、濕度和茶葉產(chǎn)量的影響，通過大田試驗的方法，設(shè)置管狀施肥、地膜覆蓋、炭基改良劑和保水劑，4種不同的水肥耦合方式，結(jié)合當?shù)爻Ｒ?guī)管理方式開展試驗。結(jié)果表明：不同的水肥耦合方式對茶園溫、濕度和茶葉的產(chǎn)量及品質(zhì)均有一定的影響，其中保水劑處理和管狀施肥處理相對于對照處理的優(yōu)勢最為明顯，尤其是保水劑處理對保持茶園適宜的溫濕度效果顯著。不同的水肥耦合方式對茶葉新梢的芽葉比例分布情況也有明顯的影響，T4、T3的1芽1葉和1芽2葉所占的芽葉比例均明顯高于CK，達顯著差異水平。T4、T3處理的茶園可以顯著提高高檔芽葉比例，并可以更好的保持芽葉的持嫩度，使得高質(zhì)量茶園鮮葉維持更為持久的采摘時段。T4、T1、T3處理的茶葉百芽干重和干茶產(chǎn)量均大于對照處理，百芽干重分別比對照高18.2%、10.3%和9.1%，干茶產(chǎn)量分別比對照高16.7%、13.5%和10.6%。

關(guān)鍵詞：茶園；水肥耦合；溫度；濕度；產(chǎn)量

中圖分類號 S571.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）13-0035-05

我國的水資源總量雖然有將近3.0×1012m3，但人均水資源僅相當于世界平均水平的1/4，且南北水資源分布差異較大[1-3]。我國肥料的平均利用率為30%，遠低于世界平均水平的50%～60%，由于我國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作方式，不能根據(jù)不同作物的實際需要合理施肥，往往以增加化肥用量作為提高產(chǎn)量的主要手段，尤其是氮肥用量的盲目增加，造成水肥資源利用效率較低[4-5]。水、肥作為土壤肥力因子中最為活躍的2個因素，合理的水肥供應(yīng)是作物高產(chǎn)高效的基礎(chǔ)。近年來，人們?yōu)榱双@得更大的經(jīng)濟效益而往往采用大量施肥，而忽略了水分對肥料養(yǎng)分的調(diào)控作用。生產(chǎn)實踐證明，水分和養(yǎng)分的結(jié)合能有效提高水肥利用率，只有在合理的水肥供應(yīng)條件下，作物的生理生態(tài)過程才能得到有效調(diào)節(jié)，從而達到促進作物生長的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗于2016年2月在黃山市徽州洪通茶廠試驗茶園進行（29°57′23.6″N，118°11′24.4″E），海拔高度260m。屬亞熱帶季風性氣候區(qū)，年均氣溫16.4℃，無霜期276d，年降雨量1000～1200mm，該區(qū)域5—9月份降雨量占全年的75%。土壤類型為第四紀紅土母質(zhì)發(fā)育而成的黃紅壤，試驗地為黃山毛峰核心產(chǎn)地，屬于亞熱帶季風氣候區(qū)。茶樹品種為黃山種，茶樹為叢栽方式。

1.2 試驗處理設(shè)置 試驗設(shè)置5個處理：（1）當?shù)爻Ｒ?guī)水肥管理（CK），全年施N量為450kg/hm2；（2）采用管狀施肥模式（T1），施肥設(shè)施埋置于茶樹的滴水沿的茶行間，每個施肥管間距為1.0m，施肥管的埋置深度為土壤中分布有茶樹根系的預(yù)定深度。施肥管直徑為8cm，整體長度為35cm，埋置深度為25cm；養(yǎng)分孔徑為0.4cm，養(yǎng)分孔均勻分布于在土壤中的25cm施肥管壁上。施肥種類為司爾特茶葉專用肥（25-12-9），同時配施碳基復(fù)合肥，施肥方式為溝施覆土，每年施肥兩次，3月中旬施用催芽肥，占全年氮控制量的40%，10月中旬施基肥，占全年氮控制量的60%，全年施純氮量337.5kg/hm2，N∶P∶K比例控制為3∶1∶1，每年春茶后，做一次深修剪；（3）處理T2是在CK處理方式上，對茶行進行薄膜覆蓋，全年施純氮量337.5kg/hm2；（4）T3處理是在CK基礎(chǔ)上施用炭基改良劑；（5）T4處理是在CK基礎(chǔ)上施用保水劑，施用保水劑75kg/hm2。每個處理小區(qū)面積為300m2。

1.3 測定項目與方法 茶園土壤溫濕度和茶園土壤水分：在茶行滴水沿設(shè)置紐扣式溫濕度計。分別于2016年和2017年的4—11月，每隔30d檢測1次，檢測時間點是當天的7：00—19：00，觀測深度分別為0、5cm、10cm、20cm土壤溫濕度和茶園溫濕度（離地120cm），并用植物葉片溫度儀測定茶樹葉面溫度，共觀測了60d，480次。2016—2017年6—10月，每隔10～15d于各處理小區(qū)多點鉆取0～10cm、10～20cm和20～30cm土層土壤樣品，用烘干法測定含水量，共測定18次，土壤容重采用環(huán)刀法。茶葉新梢內(nèi)含成分：采摘1芽2葉標準芽葉進行微波殺青固定樣品，測定茶葉新梢內(nèi)主要生化成分。茶多酚采用酒石酸鐵比色法（GB/T83 13-2002）測定；游離氨基酸總量的測定采用茚三酮比色法（GB/T8314-2002）測定；咖啡堿的測定采用紫外分光光度法（GB/T8312-2002）測定。茶樣和土樣的全氮、全碳含量用碳氮分析儀測定，土樣和茶樣中礦質(zhì)元素含量采用等離子體發(fā)射光譜儀測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 水肥耦合對土壤含水率的影響 2016年與2017年3月份、5月份和8月份的土壤水分測定表明，各處理茶園土壤3月份在0～30cm土層的平均含水率差異很小，平均含水率為26.2%。在5月份和8月份含水率表現(xiàn)為T4>T3>T2>CK。保水劑處理和炭基改良劑處理比當?shù)爻Ｒ?guī)對照處理分別提高了20.84%和11.58%。2種措施對茶園土壤各層次含水率的影響不同，在0～20cm茶園土層，保水劑處理和炭基改良劑處理的土壤含水率相比于對照處理，分別提高15.95%和7.14%（圖1～3）。管狀施肥處理與覆膜處理和當?shù)爻Ｒ?guī)處理的茶園全年0～30cm土層的土壤平均含水率并無明顯差異。說明茶園施用保水劑和炭基改良劑具有調(diào)控土壤供水的作用。一方面有效的增加了茶園關(guān)鍵耕作層的土壤含水率；另一方面是使得茶園土壤的深層水分通過土壤毛細管的虹吸作用，能夠及時的供應(yīng)至上層茶樹根際土壤周圍，茶園土壤墑情得到明顯的改善，消耗了較多深層土壤水分，提高了水分利用率。

2.2 水肥耦合對土壤溫度的影響 由圖4可看出，在4—7月份茶園空氣溫度呈逐漸上升趨勢，與當?shù)爻Ｒ?guī)對照處理相比，保水劑處理和覆膜處理可有效降低高溫季節(jié)的土壤溫度，隨著茶園空氣溫度的升高，茶園土壤的降溫幅度逐漸增加，7月份空氣溫度達到最高時，保水劑處理和覆膜處理相比于當?shù)爻Ｒ?guī)對照處理土壤溫度下降幅度達到最大，保持茶樹根系在適宜溫度范圍生長，促進茶葉香氣前體物質(zhì)的形成積累。秋冬季節(jié)茶園溫度逐漸下降，覆膜處理的茶園土壤地表溫度略高于常規(guī)對照，覆膜處理的茶園土壤熱量積累效有利于茶樹秋稍養(yǎng)分蓄積及根系生長。由于土壤的熱量傳遞性能不高，管狀施肥處理和覆膜處理各土壤層次的溫度變化曲線較為平緩，表明茶園薄膜覆蓋和施用保水劑能降低茶園土壤溫度日較差，增強同一層次土壤溫度的相對穩(wěn)定性，有利于茶葉品質(zhì)的提升。

2.3 水肥耦合對茶園空氣溫濕度的影響 通過對茶園7：00—19：00時間段的溫度監(jiān)測表明，各處理的茶園空氣溫度在7：00—13：00時間段呈上升趨勢，13：00—19：00時間段茶園空氣溫度呈下降趨勢，而茶園空氣溫度上升的變化速率大于下降速率（圖5），T4、T1和T2處理的最高溫度分別比CK低4.2℃、2.7℃和1.8℃。各處理空氣相對濕度7：00—13：00時間段呈下降趨勢，13：00—19：00時間段茶園空氣溫度呈上升趨勢，下午13：00時達到最低值（圖6）。此時，T4、T1和T2處理的相對濕度分別比CK高5.7%、3.9%和1.8%，日平均相對濕度分別比對照高4.6%、3.0%和1.3%。說明T4、T1和T2處理對茶園抵抗高溫和保持濕度有積極作用。

2.4 水肥耦合對茶葉產(chǎn)量的影響 從圖8可以看出：各處理茶園中構(gòu)成鮮葉產(chǎn)量的芽葉組成主要為1芽1葉和1芽2葉，兩者總和占所有芽葉的90%以上，T4、T3的1芽1葉和1芽2葉所占的芽葉比例組成上均明顯高于CK，達顯著差異水平。T4、T3處理的茶園可以顯著提高高檔芽葉比例，并可以更好地保持芽葉的持嫩度，使得高質(zhì)量茶園鮮葉維持更為持久的采摘時段。T4、T1、T3處理茶葉的百芽干重和干茶產(chǎn)量均大于對照處理（圖7、9）。從百芽干重的變化可以看出，T4、T1、T3處理的茶園比對照茶園高18.2%、10.3%和9.1%，干茶產(chǎn)量分別比對照高16.7%、13.5%和10.6%。

2.5 水肥耦合對茶葉品質(zhì)的影響 如表1所示，與當?shù)爻Ｒ?guī)對照相比，管狀施肥處理、覆膜處理、炭基改良劑處理和保水劑處理的茶樹新梢葉片氨基酸含量有明顯提高，表現(xiàn)為T1>T4>T2>T3>CK，說明T1處理對提高茶葉的鮮爽度有顯著效果；茶多酚含量以保水劑處理含量最高，各處理間差異未達顯著水平。茶樹碳氮代謝的次生產(chǎn)物中兒茶素類與氨基酸類物質(zhì)存在這一定的相互轉(zhuǎn)化循環(huán)的關(guān)系。茶葉中兒茶素類物質(zhì)的適當下降可以減少茶湯中的苦澀味，增加鮮爽度，對于提高茶葉口感品質(zhì)有促進作用；各處理間咖啡堿含量變化較小，平均含量為3.38%；T1、T4的水浸出物含量相對于CK略有增加，增幅分別為5.26%、3.35%；酚氨比的大小呈現(xiàn)為T1

3 小結(jié)與討論

研究結(jié)果表明，不同的水肥耦合方式對茶溫濕度和茶葉的產(chǎn)量及品質(zhì)都有一定的影響，其中保水劑處理和管狀施肥處理相對于對照處理的優(yōu)勢最為明顯，尤其是保水劑處理對保持茶園適宜的溫濕度效果顯著。茶樹的生長對茶園內(nèi)的溫濕度要求較高，因為適宜的溫濕度會是的光線在茶園內(nèi)形成較多的漫反射，而漫反射光有利于茶葉香氣成分的大量形成。另外不同的水肥耦合方式對茶葉的產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響表現(xiàn)不同，T4、T3的1芽1葉和1芽2葉所占的芽葉比例組成上均明顯高于CK，達差異顯著水平。T4、T3處理的茶園可以顯著提高高檔芽葉比例，并可以更好的保持芽葉的持嫩度，使得高質(zhì)量茶園鮮葉維持更為持久的采摘時段。T4、T1、T3處理茶葉百芽干重和干茶產(chǎn)量均大于對照處理。

茶樹作為一種多年生經(jīng)濟作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)受多種因素的影響。茶樹生長的區(qū)域小環(huán)境與茶樹自生的養(yǎng)分和水分需求節(jié)律需要相互協(xié)調(diào)配合。不同的水肥耦合梯度能夠調(diào)節(jié)茶樹的生理代謝，根據(jù)不同茶類對氨基酸和多分類含量比例的需求不同，調(diào)節(jié)不同時期的水分供應(yīng)量和頻次，為最終的優(yōu)質(zhì)鮮葉原料的形成提供基礎(chǔ)。由于茶樹的含碳化合物的代謝較慢，糖類化合物的形成速度相對較慢，因此在養(yǎng)分供給時間上要與茶樹的生理規(guī)律相結(jié)合，因地施肥、因樹施肥。水、肥供給不平衡時，植物的光合作用受阻，嚴重干旱時葉片光合水平更加微弱[6-7]，影響產(chǎn)量構(gòu)成。在干旱季節(jié)，通過合理水肥耦合模式，利用礦質(zhì)元素和水分的協(xié)同作用，可以彌補因植株缺水而帶來的負面效應(yīng)。金柯[8]、楊建昌等[9]通過研究表明，植物在土壤水分供應(yīng)受阻的情況下，通過土壤中水肥的協(xié)同效應(yīng)可以對作物的生長產(chǎn)生一定的激勵作用，促進作物對缺水環(huán)境的抗逆性。

參考文獻

[1]陳敏建，粱瑞駒，劉玉龍.中國二十一世紀的水和糧食問題[J].水利學(xué)報，1999（l）：126-128.

[2]張吉輝.基于水足跡的區(qū)域廣義水資源動態(tài)協(xié)調(diào)與控制[D].天津：天津大學(xué)，2012.

[3]王曦.為可持續(xù)的未來分配和管理水：中國水資源法律、政策和方法[J]上海交通大學(xué)學(xué)報，2005（l）：5-18.

[4]張福鎖，馬文奇.肥料投入水平與養(yǎng)分資源高效利用的關(guān)系[J].土壤與環(huán)境，2000，9（2）：154-157.

[5]崔玉亭，程序，韓純?nèi)?蘇南太湖流域茶樹經(jīng)濟生態(tài)適宜施氮量研究[J].生態(tài)學(xué)報，2000，（4）：659-662.

[6]張秋英，劉曉冰，金劍，等.水肥耦合對玉米光合特性及產(chǎn)量的影響[J].玉米科學(xué)，2001（2）：64-67.

[7]張殿忠，王沛洪.水分脅迫與植物氮代謝的關(guān)系[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1998，16（3）：9-15.

[8]金柯，汪德水，蔡典雄，等.水肥耦合效應(yīng)研究1不同降雨年型對NP水配合效應(yīng)的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，1999（l）：2-8.

[9]楊建昌，王志琴，朱慶森.不同土壤水分下氮素營養(yǎng)對水稻產(chǎn)量的影響及其初理的研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，1996，29（4）：58-66.

（責編：張宏民）