氣霧栽培改善茶樹生長勢和根系吸收能力

婁艷華 疏再發 劉瑜 吉慶勇 邵靜娜 鄭生宏 何衛中

摘? 要? 本文比較研究了氣霧栽培對碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號4個茶樹品種短枝扦插的成活率、葉綠素SPAD值、生長勢和根系吸收能力的影響。結果表明：氣霧栽培條件下4個茶樹品種的扦插成活率均達到96%以上;葉綠素SPAD、生長勢、根系形態和根系活力在各品種間差異顯著;葉綠素SPAD、生長勢和根系形態均隨栽培時間增長而增加，均表現為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號;根系活力在生根后30 d整體出現高峰期，表現為生根后30 d>生根后40 d>生根后20 d>生根后10 d，根系活力最高的是碧早香。

關鍵詞? 氣霧栽培;茶樹;生長勢;根系;吸收能力

中圖分類號? S571.1? ? ? ?文獻標識碼? A

The Improvement of Aerosol Cultivation on Growth Potential and Root Absorption Ability of Tea Plants

LOU Yanhua， SHU Zaifa， LIU Yu， JI Qingyong， SHAO Jingna， ZHENG Shenghong， HE Weizhong*

Lishui Academy of Agricultural Sciences， Lishui， Zhejiang 323000， China

Abstract? The influence of aerosol cultivation on the survival rate， chlorophyll SPAD value， growth potential and root absorption ability was studied by the comparison of four different tea varieties short branchlet cutting （ i.e. Bizaoxiang， Fudingdabai， Lizaoxiang and of Huiming No. 1） in this article. The cutting survival rate of the cultivars reached 96% with aerosol cultivation treatment. Chlorophyll SPAD， growth potential， root morphology and root activity of the cultivars showed significant difference. Chlorophyll SPAD， growth potential and root morphology increased over the cultivation time and showed the regularity as follows： Bizaoxiang > Fudingdabai > Lizaoxiang > Huiming No. 1. The root system activity reached the peak after rooting 30 days and showed the regularity as follows： 30 days after rooting > 40 days after rooting > 20 days after rooting > 10 days after rooting. Especially， Bizaoxiang exhibited the highest root system activity.

Keywords? aerosol cultivation; tea plant; growth potential; root system; absorption ability

DOI? 10.3969/j.issn.1000-2561.2019.12.005

氣霧栽培是一種新型的無土栽培模式，它是讓植物的根系離開了基質與水，把植物的根系完全置于氣霧環境下進行生長發育，以提供植物生長所需的水分和養分[1]。氣霧栽培與傳統土培、水培相比，植物根系直接暴露在充滿霧化營養的空氣中，具有充足的自由伸展空間，營養液霧化過程中不斷溶解空氣中的氧，可有效解決水培中供氧、供肥的矛盾，具有土壤栽培和水培所沒有的優勢。目前，氣霧栽培在植物生長、品質以及營養液等方面已有大量研究。丁文雅等[2]研究發現，氣霧栽培條件下生菜的根系總長、直徑、表面積、體積和根系活力均顯著高于水培。Souret等[3]在氣霧栽培條件下對藏紅花進行研究，發現氣霧栽培對藏紅花球莖的干質量與其他栽培模式相比增長最快。王珺玲等[4]研究表明，氣霧栽培條件下黃瓜的根系體積和根系長度顯著高于水培和基質栽培。Rietveld等[5]研究表明，氣霧栽培下加拿大短葉松的根系生長勢顯著高于水培和普通土壤栽培。周劍等[6]研究了基質培、水培和氣霧培3種栽培模式，發現網紋甜瓜在氣霧栽培條件下的生長勢、著葉數、根長、根體積和根系活力均高于水培和基質培，且根系發達，長勢旺盛。Hayden[7]用氣霧栽培牛蒡和紫錐菊，生產周期大幅縮短，產量高于土培2倍。

農業生產上已有多種作物開始嘗試設施氣霧栽培，而氣霧栽培在茶樹育苗中沒有發揮出它應有的優勢，與傳統快速繁育方法相比，氣霧栽培養分調節簡單，供氧能力充足，植株生長快，根系生長中物理量差異比較明顯[8-9]。目前，氣霧栽培在作物、葉菜類植物和藥用植物應用方面稍顯成效，對于茶樹氣霧栽培研究方面成果較少[9]，對于該領域研究而言還相對落后，有關茶樹在氣霧栽培下的生長勢和根系的適應性研究鮮有報道。因此，本研究以4個茶樹品種為研究對象，采用塔式氣霧栽培方式，研究不同茶樹品種在氣霧環境下的短枝扦插成活率、葉綠素SPAD值、生長勢和根系吸收能力，以期為茶樹扦插育苗技術的改良和新技術的應用提供科學理論依據。

1? 材料與方法

1.1? 材料及預處理

1.1.1? 試驗材料? 選用浙江省麗水市農業科學研究院茶葉研究所研究基地所收集種植的碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號4個茶樹品種，供試品種均為5年生茶樹，經營和管理水平一致。試驗在麗水市農業科學研究院溫室氣霧大棚內進行，棚內室內溫度≤35 ℃，室內濕度≥60%。

1.1.2? 枝條準備? 采穗以上午10：00前或者下午3：00后進行，所采穗條要求木質化、新鮮、健康，無任何病蟲害，剪取的每節穗條長7.5～8 cm，帶2張成熟葉片和2個健壯的腋芽;剪穗時要求剪穗的葉片方向與斜切口方向相反傾斜，下剪口呈40°左右，插穗剪口要平滑;上剪口離芽基0.5 cm，平剪，剪時勿傷芽。

1.1.3? 插穗剪口消毒滅菌、激素處理? 多菌靈配成2%的水溶液5 L，浸泡5 min;使用生根粉浸漬插穗基部，濃度為400 mg/L，浸5 s左右，浸后放置3 h再定植。

1.1.4? 定植? 采用塔式氣霧栽培方式，將已消毒處理的插穗插入已打好孔的種植板上，用已剪成2 cm×2 cm×2 cm的小方塊海綿條進行固定，株間距為12.5 cm×12.5 cm，每塊種植板上分別定植168個短穗，由農業智能計算機對營養液噴灑的間隔與時長進行控制。

1.2? 方法

1.2.1? 試驗設計? 本試驗每升營養液中含硫酸銨98 mg/L、磷酸二氫銨8 mg/L、硫酸鉀29 mg/L、氯化鈣15 mg/L、硫酸鎂203 mg/L、硫酸鋁75 mg/L、EDTA鐵鹽2.7 mg/L、硼酸1.1 mg/L、硫酸亞錳0.41 mg/L、硫酸鋅0.02 mg/L、硫酸銅0.02 mg/L、鉬酸鈉0.01 mg/L，其余為水，母液稀釋1000倍，營養液的pH為4.0～4.2，噴灑量為0.9～1.1 mS/cm。最后使用計算機智能控制系統調試氣霧裝置的時間和營養液噴灑間隔與時長，要確保葉片保持一層水膜狀態，室內濕度不低于60%。

1.2.2? 數據采集? 短穗扦插30 d左右開始進行調查，直到形成愈傷組織，之后每隔3 d進行觀察，直到扦插的短穗生根，開始進行成活率統計，自生根后每隔10 d進行樣品采集和數據調查，連續取樣4次，3次重復，每次取樣均在各個茶樹品種種植板上隨機采取30個植株，現場進行葉綠素含量的測定，測完后將30個植株置于自封袋中，裝入冰盒帶回實驗室，一部分用來分析生長勢和根系形態等指標，一部分根系過液氮冷凍后置于?80 ℃冰箱中保存，待分析根系活力。

1.2.3? 測定指標及方法? 將采集帶回的植株每個品種隨機各抽取10株，分別用小剪刀將根系從植株上剪取下來，倒入0.1 mm篩進行浸泡、沖洗，用根系分析系統（GXY-）進行根系掃描并分析;根系活力測定采用TTC法測定[10-11];葉綠素含量使用葉綠素計SPAD-502 Plus進行測定，分別選取茶樹新梢上發育最好的葉片進行測定，要求避開葉脈，測定每株葉片的第3張，計算平均值。

1.3? 數據處理

采用Microsoft Excel 2010軟件對試驗數據進行統計分析和作圖，采用SPSS 19.0統計軟件進行方差分析。

2? 結果與分析

2.1? 氣霧栽培下不同茶樹品種的成活率

調查發現氣霧設施環境下碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號4個茶樹品種的扦插成活率均在96%以上，其中碧早香的成活率最高為98.41%，福鼎大白成活率為97.92%，麗早香成活率為96.83%，惠明茶1號成活率為96.23%，其成活率高低為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號。魯雪利[12]研究發現，與基質培生根法相比，采用氣霧培生根法的植株根系生長發育更早，根系生長更快速，根系吸收水分和營養物質的能力更強，成活率更高。

2.2? 氣霧栽培下不同茶樹品種的葉綠素SPAD

由圖1可以看出，茶樹葉片的葉綠素SPAD值均隨著栽培時間的增長而增加，碧早香的葉片SPAD值最高，顯著高于其他3個品種，與碧早香相比，福鼎大白、麗早香和惠明茶1號的葉綠素SPAD分別平均增長30.04%、44.98%和59.50%（P?0.05），葉綠素SPAD值的大小表現為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號。生根后40 d，碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號的SPAD值均比生根后10 d的SPAD值分別增長58.37%、36.39%、46.69%和40.48%。可見，碧早香茶樹品種的葉綠素SPAD值最高，說明光合作

用較強，營養液中氮素營養供應充足，間接性的增加茶葉產量;惠明茶1號茶樹品種的葉綠素SPAD值較低，說明光合作用較弱，營養液中氮素營養供應不足以滿足該茶樹品種所需養分，可間接導致茶葉產量的下降[13]。

不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

2.3? 氣霧栽培下不同茶樹品種的生長勢

由表1可知，氣霧栽培生根后10、20、30、40 d后，全株鮮重、株高、主根長度、根數、莖

干長度和著葉數相對增長量均呈逐漸增加的趨勢，且表現為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號。生根后40 d，碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號的全株鮮重均比生根后10 d同比增長34.61%、20.25%、23.10%和19.51%（P?0.05）;株高均比生根后10 d同比增長37.49%、42.86%、34.57%和23.01%（P?0.05）;主根長度均比生根后10 d同比增長46.29%、48.38%、43.42%和48.13%（P?0.05）;根數均比生根后10 d同比增長66.88%、38.25%、23.28%和30.53%（P?0.05）;莖干長度均比生根后10 d同比增長52.41%、26.13%、28.08%和17.13%（P?0.05）;著葉數均比生根后10 d同比增長52.15%、50.62%、41.72%和22.73%（P?0.05）。可見，碧早香茶樹品種的生長勢最強，較適合氣霧設施短穗扦插育苗。

2.4? 氣霧栽培下不同茶樹品種的根系形態

根系形態與養分、水分的吸收能力有密切關系[14]。不同茶樹品種根系的投影面積、表面積、體積和平均直徑在氣霧栽培條件下均達到差異顯著水平（P?0.05），且表現為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號。如圖2所示，在氣霧栽培條件下，茶樹根系投影面積隨時間的增加而增加，生根后40 d碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號的根系投影面積達到556.36、466.35、406.14和393.01 cm2（P?0.05）;如圖3所示，茶樹根系表面積隨栽培時間的延長而升高，生根后40 d碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號的根系表面積比生根后10 d同比增長49.34%、39.90%、42.95%和44.48%（P?0.05）;如圖4所示，茶樹根系體積隨栽培時間的增長變大，生不同小寫字母表示0.05水平差異顯著。

根后40 d碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號的根系體積比生根后10 d增長183.58、191.81、217.16和192.17 cm3（P?0.05），同時又增加了根系與養分的接觸;由圖5可以看出，茶樹根系不同小寫字母表示0.05水平差異顯著。

不同小寫字母表示0.05水平差異顯著。

不同小寫字母表示0.05水平差異顯著。

的平均直徑均隨著栽培時間的延長而增加，生根后40 d碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號的根系平均直徑達到4.72、4.58、4.39和4.01 mm，且比生根后10 d同比增長21.70%、24.35%、30.01%和41.87%（P?0.05）。總體上，氣霧栽培對茶樹根系形態構型有極顯著影響（P?0.01），說明，氣霧栽培茶樹根系長勢好，不同茶樹品種的根系形態整體變化趨勢一致，這有利于增大根表面與養分和水分的接觸，提高養分和水分的利用率。

2.5? 氣霧栽培下不同茶樹品種的根系活力

根系活力是植物生長的重要生理指標，根系陽離子交換量是潛在評價植物離子吸收能力強弱的重要指標[15]。如圖6所示，氣霧栽培條件下不同茶樹品種的根系活力表現為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號，而不同時間階段根系活力表現為生根后30 d>生根后40 d>生根后20 d>生根后10 d。總體來看，碧早香茶樹品種的根系活力最高，植株吸收養分的能力最強，而惠明茶1號根系活力最低;與碧早香相比，惠明茶1號在生根后10、20、30、40 d根系活力依次降低9.67、9.56、7.04、4.05 ?g/（g·h），福鼎大白的根系活力較強，平均活力為118.36 ?g/（g·h），與碧早香的平均根系活力相差4.94 ?g/（g·h）。可見，根系活力的變化規律與茶樹品種的生長發育相關，生根后30 d不同茶樹品種的根系活力出現高峰期，隨后根系活力開始降低，4個茶樹品種的根系吸收利用高峰期基本一致。

不同小寫字母表示0.05水平差異顯著。

3? 討論

早期人們對根系的研究不夠重視，認為良好的物理條件可以通過精細的耕作而得到，從而很少注意根系的生長狀況，在氣霧環境下營養液物質供給插穗生根，提高茶樹短枝扦插的成活率和生長勢，間接提升了插穗的形態和生理特征。周順珍等[16]研究發現，基質扦插茶苗的生根率達到83%以上，牛素貞等[17]研究發現，茶樹扦插成活率達到90%以上，而本研究發現氣霧栽培的短枝扦插成活率均在96%以上，與周順珍研究相比提高13%，與牛素貞研究相比提高6%。本研究結果表明，不同茶樹品種根系的投影面積、表面積、體積和平均直徑在氣霧栽培條件下均達到差異顯著水平（P?0.05），表型能力的強弱直接反映了不同茶樹品種生長勢的高低。于海業等[18]研究發現，氣霧栽培條件下生菜的根系表面積、體積和平均直徑等形態學參數均達到差異顯著水平，與本研究結果一致。植株葉片的葉綠素SPAD值能夠反映出光合作用的強弱，以及營養液中氮素的供給狀況[19]，王麗鴛等[20]研究發現不同茶樹品種的葉綠素SPAD值存在顯著差異，與本研究結果基本一致。本研究發現，氣霧栽培條件下不同茶樹品種的全株鮮重、株高、主根長度、莖干長度和著葉數的相對增長量均呈逐漸增加的趨勢，且表現為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號，說明在氣霧環境下植株的根系能有效吸收營養液中的養分，充分發揮了根系的能量運輸功能，促使根系吸收的水分和養分能有效的供給植株的葉片。

氣霧栽培條件下茶樹根系活力與陽離子交換量差異，通過根系活力指標的測定反映氣霧栽培條件下根系生長健康狀況、營養狀況和產量水平的差異，本研究結果表明，根系活力的變化規律與茶樹品種的生長發育相關，生根后30 d不同茶樹品種的根系活力出現高峰期，氣霧栽培條件下茶樹的平均根系活力為116.87 ?g/（gh），而陳棟等[21]研究的茶樹平均根系活力為108.17 ?g/（gh），相比本研究的平均根系活力減少了8.7 ?g/（gh）。通過研究反映葉片、根系生長勢和吸收能力在形態和生理特征上的差異，有助于在茶樹設施栽培優劣上做出探討，進一步認識氣霧栽培對茶樹生長勢和根系吸收能力的差異，為茶樹扦插育苗技術的改良和新技術的應用提供科學理論依據，對氣霧栽培效果和應用具有重要意義。

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