不同無土栽培方式對茶樹生長的影響

黃嘉欣，向 萍，朱秋芳，譚 夢，王星劍，盛蕾蕾，吳歷嬌，吳偉祥，林金科

（1.福建農林大學園藝學院，福建福州 350002；2.福建省中科生物股份有限公司光生物產業研究院，福建廈門 361008）

無土栽培是一種新興的生產方式，具有節約土地資源，提高作物品質等優勢，包括諸多不同形式，如水培、基質培、霧培等。國內應用最廣泛的是水培與基質培，其優勢表現在不同方面，因此適用的植物也各不相同。水培主要集中應用于葉菜類植物，主要集中在天南星科、鴨趾草科、百合科和景天科植物[1]。研究表明：與基質培相比，水培應用于培養油菜、蔬菜、上海青，具有速度快、產量高、減少了藥物使用量等優點[2-4]。孟彩霞通過分析櫻桃番茄形態、生理生化、果實品質和觀賞指標等，得出結論為水培優于基質培[5]?；|培當前應用最廣、種植面積最大的無土栽培方式，集中應用于草本、小型喬木類植物，研究表明，木本花卉太陽神在基質培中生長較好，株高、株幅、新葉數等的增量均大于水培[6]，槽式沙土栽培更有利于香瓜生長發育[7]。茶樹目前主要采用土壤栽培技術，結合大棚、溫室等設施栽培措施保護茶樹和提高茶葉產量和品質[8-9]，關于茶樹無土栽培技術鮮見報道。本研究以黃旦茶苗為材料，探索水培、基質培方式對茶苗生長的影響，為茶樹無土栽培技術和室內茶樹實驗提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

茶樹品種（系）選取福建省安溪縣千鶴茶場的1年生茶苗，試驗于2019年1月至2019年3月在福建省中科三安生物公司廠房進行。按照統一標準修剪：地上部分保留15-20 cm高度，2-3片成熟葉，地下部分主根保留7-8 cm，側根修剪半徑范圍為5-6 cm。修剪后，使用1/1000高錳酸鉀溶液消毒殺菌以滿足潔凈廠房要求，栽培密度均為70株/m2，每組處理35株茶苗，重復4次。

水培模組、營養液、LED燈管、基質均由福建省中科生物有限公司提供。

營養液配方：參照茶樹通用營養液配方進行優化。

LED燈管：型號為ZK-SL200-0S01/，紅藍比配方為3.7∶1

基質配方：椰糠、草炭土、蛭石、珍珠巖體積比為2∶2∶1∶1

1.2 栽培環境

茶苗生長的環境參數：溫度15-25℃，光照時間6-14 h（0-6天：6h；7-9天：8 h；10-14天：10 h；15天后：14 h），空氣濕度：70-80%，CO2濃度：750 μmol·mol－1，土壤水分含量：水培系統每15天更換營養液，基質培養每星期澆灌200 ml營養液，基質相對濕度范圍為65%-75%。

1.3 指標測量

表1 不同試驗階段測量的指標及其測量方法

90天新梢長度、節間長度、葉長、葉寬、根長根直徑地上部分鮮重、地下部分鮮重直尺游標卡尺稱重

1.4 數據分析

利用excel和DPS 14.10.2.8進行統計學處理和分析各組數據及數據間差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同無土栽培方式培養30天的茶樹生長差異

黃旦在基質培和水培兩種不同的無土栽培條件下，茶芽的成熟度有顯著性差異（見表2）。經過30天基質培養的黃旦茶苗，總芽數比水培高出47.35%，芽頭占總芽數的比率高出45.82%；水培條件下，一芽一葉、一芽二葉、成熟芽的比率分別是基質培的3.58倍、7.90倍、6.80倍，平均新梢長度也長出1.21 cm。由此可見，在無土栽培條件下，基質培養有利于黃旦茶苗芽的萌發，但水培能促進芽的伸長和成熟。

表2 不同無土栽培方式下培養30天茶樹芽葉的生長差異

2.2 不同無土栽培方式培養60天的茶樹生長差異

2.2.1 成活率差異

經過60天室內培養的茶苗，水培和基質培對成活率產生極顯著影響，水培茶苗的成活率比基質培高49.99%（見表3）。

表3 無土栽培60天后茶樹成活率差異

2.2.2 地上部分生長的差異

水培茶苗的地上部分所有生長特征指數均高于基質培。不同的無土栽培方式對茶苗的新梢數、葉片數、新梢長度、節間長度均產生顯著影響（見表4）。經過60天室內培養后，水培茶苗的新梢數、葉片數分別是基質培的1.44倍、2.07倍，新梢長度、節間長度、葉長、葉寬、葉面積分別比基質培高43.07%、53.70%、7.20%、9.84%、24.03%。因此，無土栽培60天的茶苗，水培有利于新梢、葉片的萌發與伸長。

2.2.3 地下部分生長的差異

茶苗在不同無土栽培方式下培養60天后，其最長根長、新根直徑有極顯著性差異，但其新根數無顯著性差異（見表5）。水培部分根系出現褐化現象，基質培的最長根長、新根直徑分別比水培苗高94.64%、104.07%。因此，在無土栽培條件下，基質培茶苗根長、根粗均優于水培茶苗。表明基質培有利于地下部分生長。這可能是由于在基質栽培中，植物根系具有更大的附著力與穿透力以穩扎于基質中。

2.3 不同無土栽培方式培養90天的茶樹生長差異

2.3.1 成活率的差異

在不同的無土栽培條件下處理90天，水培與基質培茶苗的成活率之間存在極顯著差異（見表6），水培茶苗成活率是基質培的2.90倍，且與處理60天相比，提高幅度由49.99%增加到190.32%。表明在無土栽培條件下。

表6 無土栽培60天后茶樹成活率差異

2.3.2 地上部分生長的差異

不同的無土栽培方式處理90天，水培茶苗的地上部分生長特征均高于基質培茶苗（見表7）。其中，新梢數、葉片數、新梢長度、節間長度之間均存在極顯著差異。與基質培茶苗相比，水培茶苗的新梢數、葉片數、新梢長度、節間長度分別是基質培的2.09倍、1.80倍、3.26倍、2.18倍，葉長比基質培高12.82%，葉寬和葉面積無顯著差異。表明處理90天后，水培有利茶苗新梢、葉片的萌發與生長。

與處理60天相比，處理90天茶苗的新梢數、新梢長度、節間長度開始出現極顯著差異，表明隨時時間增加，水培對茶苗地上部分生長指標的影響范圍擴大。且新梢數、新梢長度、節間長度、葉長的增幅由43.90%、43.07%、53.70%、7.20%提高至109.31%、226.45%、117.89%、12.82%，因此，水培有利于新梢與葉片等地上部分生長，且隨著時間增加，對地上部分生長的影響范圍與強度呈正向響應。

表7 無土栽培90天后茶樹地上部分生長差異

2.3.3 地下部分生長的差異

經不同無土栽培方式處理90天的茶苗新根數有極顯著差異，新根直徑有顯著差異，但最長根長無顯著差異（見表8）。水培茶苗的新根數比基質培高169.78%，基質培的最長根長和新根直徑是水培的1.25倍、1.37倍。與處理60天相比，處理90天茶苗新根數出現極顯著性差異，最長根長之間的顯著性差異消失，這表明，隨處理時間增加，對新根數量的影響逐漸增大，對最長根長的影響逐漸減少。但隨著時間增長，水培茶樹的根系褐化現象加重，最終影響茶樹生長。

表8 無土栽培90天后茶樹地下部分生長差異

2.3.4 生物產量的差異

水培茶苗的生物產量相關指標均高于基質培（見表9）。與基質培相比，水培茶苗的芽葉鮮重、新根鮮重分別比基質培高21.05%、259.57%，但不同處理茶苗的新根鮮重之間無顯著性差異，這可能是由于栽培時間過短。因此，在無土栽培條件下，水培有利茶苗積累芽葉生物量。

表9 無土栽培90天后茶樹生物產量差異

3 小結與討論

本試驗結果顯示，不同無土栽培方式處理30天，基質培茶苗的總芽數比水培高47.35%，水培茶苗的一芽一葉、一芽二葉、成熟芽占比分別是基質培的3.58倍、7.90倍、6.80倍。處理60天，水培的新梢數、葉片數是基質培的1.44倍、2.07倍，但基質培的新根直徑比水培高104.07%。處理90天，水培茶苗成活率、新梢數、葉片數、葉面積、新根數分別是基質培的2.90倍、2.09倍、1.80倍、1.19倍、2.70倍；基質培的最長根長和新根直徑比水培高出14.57%、20.92%。基質培30天有利于芽的萌發，水培30天能促進芽葉的伸長和成熟；基質培60天有利于新根的生長和加粗，水培60天有利于成活和地上部分的生長；基質培90天有利于新根的加粗，水培90天有利于成活和茶樹的生長。但隨著時間增長，水培茶樹的根系逐漸褐化、掉落，最終影響茶樹生長。因此，基質培方式有利于長期的茶樹工廠化生產和室內科學實驗研究。

研究表明，水培更有利于葉菜類作物生長[10-11]。部分木本花卉在水培與基質培中生產無顯著性差異[12-13]。茶樹為多年生常綠木本植物，有灌木、小喬木、喬木，為葉用型經濟作物，且具有喜酸怕堿、喜濕怕澇等特殊的生長習性[14-15]，目前未見大規模地將無土栽培技術應用于茶樹種植領域。本研究發現茶樹在水培條件下短時間內有利于生長，但是隨著水培時間延長，茶樹新根出現褐化等現象，這可能是由于營養液缺氧導致，建議增加氧氣解決營養液中氧氣不足的問題。綜上，長期栽培，基質培方式更有利于茶樹的生長。