地表覆蓋對(duì)茶園土壤溫度及茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

余跑蘭 孫永明 吳艷 肖小軍 王永剛 江新鳳 陳國(guó)鈞 韓淑文

摘要：為探究越冬期不同的覆蓋材料對(duì)茶園土壤溫度及茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，尋求效果佳的防凍材料，研究采用稻草、白膜、黑膜、稻谷殼和防草布等5種材料在茶園行間進(jìn)行地表覆蓋，比較不同材料覆蓋后對(duì)土壤溫度和茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)，以及春茶萌發(fā)時(shí)間的影響。結(jié)果表明，相較于未進(jìn)行覆蓋的對(duì)照，5種覆蓋處理均能提高土壤溫度，平均增溫1.5～2.9 ℃，且覆蓋后可使茶葉產(chǎn)量提高4.3%～13.6%，春茶萌發(fā)時(shí)間提早2～4 d，其中增溫效果稻草和稻谷殼優(yōu)于其他材料。使用稻草和稻谷殼覆蓋后，茶葉水浸出物、咖啡堿、茶多酚、氨基酸含量均有所提高。綜合比較來(lái)看，稻草和稻谷殼的增溫效果較黑膜、白膜和防草布更好，而且能提高茶葉產(chǎn)量與品質(zhì)，更適合作為茶園越冬期防凍的覆蓋材料。

關(guān)鍵詞：茶園;地表覆蓋;增溫效果;產(chǎn)量;品質(zhì)

Effects of Surface Mulching on the Soil Temperature

of Tea Garden and the Yield and Quality of Tea

YU Paolan1， SUN Yongming1*， WU Yan1， XIAO Xiaojun1， WANG Yonggang2，

JIANG Xinfeng3， CHEN Guojun1， HAN Shuwen4

1. Jiangxi Institute of Red Soil， Nanchang 330046， China; 2. Tea Promotion Center of Wuyuan County， Wuyuan 333200， China;

3. Jiangxi Sericulture and Tea Research Institute， Nanchang 330043， China;

4. Shangrao Yugan Ecological Environment Bureau， Yugan 335100， China

Abstract： Effects of different surface mulching on soil temperature， tea yield and quality in the overwintering periodwere studied to find out an effective antifreeze material.? The five kinds of materials of the straw， white film， black film，chaff and the grass cloth were used to cover the tea garden， the effects of different materials on soil temperature， tea yield， quality and spring tea germination time were studied. The results show that， compared with the control?group， 5 kinds of materials could increase the soil temperature by 1.5 ℃ to 2.9 ℃， increase the tea yield by 4.3%～13.6%， and the spring tea germination time was 2～4 days earlier. The warming effects of straw and chaff were?superior to other materials. Tea yields of straw and chaff were higher than those under other treatments ， with no?significant difference of grass cloth and black film. Tea water extract， caffeine， tea polyphenols， amino acids were?improved in only straw and chaff. Therefore， compared with black film， white film and grass cloth， the straw andchaff had better warming effects and could improve the tea yield and quality.They were more? suitable as the?anti-freezing covering during tea garden wintering period.

Keywords： tea garden， surface mulching， warming effect， yield， quality

茶樹(shù)是典型的亞熱帶常綠植物，喜歡生長(zhǎng)在溫暖、潮濕、耐陰的地方，生長(zhǎng)最適溫度為20～25 ℃[1]。冬季冰凍、雪凍和早春的倒春寒，給茶樹(shù)越冬和萌芽帶來(lái)不利影響，尤其是極端天氣的頻繁發(fā)生，容易造成茶樹(shù)凍害，推遲春茶發(fā)芽時(shí)間，降低春茶的產(chǎn)量和品質(zhì)，造成茶農(nóng)經(jīng)濟(jì)損失[2]。因此，減輕低溫造成的凍害，確保茶樹(shù)安全越冬至關(guān)重要。

覆蓋對(duì)地表有保溫和增溫的作用，還可改良土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤肥力。楊書運(yùn)等[1-3]、孫立濤等[4]的研究一致認(rèn)為，冬季茶園覆蓋后，能提高地表溫度。陳素英等[5]研究認(rèn)為冬季和早春季冬小麥田覆蓋玉米秸稈后，對(duì)土壤有明顯的增溫作用。李毅等[6]通過(guò)研究新疆農(nóng)田作物覆膜地溫極值時(shí)空變化，表明覆膜對(duì)提高土壤溫度有明顯作用，但不同的覆蓋材料，保溫增溫效果不一樣。

茶園行間地表覆蓋不僅可以改善土壤水分狀況，提高旱季保水抗旱能力，抑制雜草發(fā)生，還能促使早春茶萌發(fā)。目前茶園覆蓋材料研究大多集中在秸稈和地膜，其他覆蓋材料研究較少，而且覆蓋材料用來(lái)作為保水抗旱的研究較多，因此本研究采用白膜、黑膜、防草布、稻草和谷殼5種材料進(jìn)行行間地表覆蓋，開(kāi)展不同的覆蓋材料對(duì)茶園防凍效果研究，比較不同材料對(duì)土壤溫度和茶葉百芽質(zhì)量、發(fā)芽密度、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，為茶園防凍提供技術(shù)支撐。

一、材料與方法

1. 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)茶樹(shù)品種為龍井43，樹(shù)齡18年。試驗(yàn)茶園位于井岡山新城鎮(zhèn)翠綠茶葉種植專業(yè)合作社基地（井岡山市新城鎮(zhèn)黃夏村境內(nèi)），東經(jīng)26.7551°，北緯114.0917°，屬于丘陵紅壤地貌，海拔212～268 m。試驗(yàn)茶園土壤以潮土紅壤土為主，pH為5.45，土壤肥力狀況如表1。

2. 試驗(yàn)方法

（1）試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)茶園行間地表設(shè)6個(gè)覆蓋處理，處理1覆蓋稻草，厚度10 cm左右;處理2 覆蓋厚度6 μm的白膜;處理3覆蓋厚度6 μm的黑膜;處理4覆蓋稻谷殼，厚度10 cm左右;處理5覆蓋70 g/m2的防草布;處理6為對(duì)照（未進(jìn)行任何覆蓋處理）。各處理直接覆蓋在茶樹(shù)行間至茶樹(shù)根部，采用隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)小區(qū)面積為100 m2，3次重復(fù)，共18個(gè)小區(qū)。于2019年12月26—27日進(jìn)行覆蓋，在每個(gè)處理覆蓋物地表以下10 cm埋入溫度計(jì)用于記錄土壤溫度。

（2）測(cè)定指標(biāo)及方法

土壤溫度：從2019年12月29日開(kāi)始，一直記錄到2020年3月15日，每天上午8：00—9：00記錄土壤溫度。

發(fā)芽密度：春茶采摘期，每小區(qū)隨機(jī)選取3個(gè)樣方（33 cm× 33 cm），調(diào)查樣方內(nèi)茶芽數(shù)量，計(jì)算單位面積的發(fā)芽密度。

百芽質(zhì)量：每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采摘100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的一芽二葉茶芽，稱重百芽質(zhì)量。

產(chǎn)量：按一芽二葉標(biāo)準(zhǔn)采摘，記錄各處理春茶各批次一芽二葉產(chǎn)量之和，計(jì)算單位面積產(chǎn)量。

品質(zhì)：采摘每小區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的一芽一葉，按照國(guó)標(biāo)法測(cè)定水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、游離氨基酸含量。

發(fā)芽時(shí)期：參考農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)程（NY/T 1312—2007），記錄各個(gè)處理一芽一葉期和一芽二葉期，即1/3越冬芽達(dá)到一芽一葉和一芽二葉的時(shí)間。

3. 統(tǒng)計(jì)分析

用Excel和DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示。

二、結(jié)果與分析

1. 土壤溫度

試驗(yàn)期間經(jīng)歷了3次低溫期，分別是2020年1月10—19日，日最低溫度在0～3 ℃間，1月24—29日，日最低溫度在-2～2 ℃間;2月16—2月17日，日最低溫度-2 ℃。其他時(shí)間最低溫度一般在5℃以上。不同處理茶園土壤溫度如表2，低溫期各個(gè)處理土壤溫度均高于對(duì)照，稻草覆蓋提高1.6～5.0 ℃，平均提高2.9 ℃;白膜覆蓋提高0.5～4.0 ℃，平均提高1.8 ℃;黑膜覆蓋提高1.3～4.2 ℃，平均提高2.4 ℃;稻谷殼覆蓋提高1.0～4.5 ℃，平均提高2.7 ℃;防草布覆蓋提高0.2～3.8 ℃，平均提高1.5 ℃。覆蓋層可減少土壤熱量的散失以及攔截地表面的長(zhǎng)波輻射阻礙土壤與外界環(huán)境熱量的交換，從而起到保溫作用。總體而言，保溫效果覆稻草>覆稻谷殼>覆黑膜>覆白膜>覆防草布。

從溫度與增溫相關(guān)性看，大致呈現(xiàn)溫度越低，增溫效果越好的變化規(guī)律，而且各種覆蓋材料的變化規(guī)律基本一致。當(dāng)對(duì)照土壤溫度為10 ℃以上，各處理增溫0.2～3.2 ℃;而對(duì)照土壤溫度較低，為1 ℃時(shí)，各處理增溫3.5～5.0 ℃。

2. 茶葉產(chǎn)量

覆蓋處理后鮮葉百芽質(zhì)量、發(fā)芽密度和產(chǎn)量均有不同程度的提高（表3）。

百芽質(zhì)量介于15.42～16.28 g之間，覆稻谷殼、黑膜、防草布和稻草處理均顯著高于對(duì)照。發(fā)芽密度介于2 184～2 450個(gè)/m2，覆稻草、稻谷殼和防草布處理發(fā)芽密度較對(duì)照顯著增加。產(chǎn)量介于379.25～430.75 kg/hm2，覆稻草、稻谷殼、防草布處理產(chǎn)量也顯著高于對(duì)照，其中覆稻草、稻谷殼、防草布和覆黑膜處理間差異不顯著，但均顯著高于覆白膜處理。

3. 茶葉生化成分含量

由不同覆蓋處理茶葉生化成分含量（表4）可見(jiàn)，茶園行間覆稻草和稻谷殼，茶葉中水浸出物、氨基酸、茶多酚和咖啡堿含量高于或顯著高于對(duì)照。

各處理水浸出物含量均高于對(duì)照，且覆稻草處理顯著高于其他處理。覆稻草處理氨基酸含量顯著高于其他處理，覆白膜處理顯著低于覆稻草和稻谷殼處理。覆稻草、白膜、黑膜和稻谷殼處理茶多酚含量顯著高于對(duì)照。覆黑膜處理咖啡堿含量顯著低于對(duì)照，覆稻草處理顯著高于對(duì)照，其他處理與對(duì)照差異不顯著。

酚氨比覆白膜處理顯著高于其他處理，覆稻草處理顯著低于對(duì)照。

4. 春茶萌芽時(shí)間

由不同處理春茶萌芽時(shí)間（表5）可知，地表覆蓋后春茶茶芽萌發(fā)時(shí)間均早于對(duì)照。相較于對(duì)照，一芽一葉萌發(fā)時(shí)間覆稻草處理提早4 d，覆防草布處理提早2 d，其他處理提早3 d;一芽二葉萌發(fā)時(shí)間，覆稻谷殼、防草布處理比對(duì)照提早4 d，覆稻草處理提早2 d，其他處理提早3 d。

三、討論

1. 覆蓋對(duì)地表溫度的影響

本研究表明，茶園行間覆蓋后地表溫度均高于對(duì)照，就保溫效果而言，覆稻草最好，覆防草布最差，覆稻草的防凍效果好于覆膜，這與前人的研究基本一致[3，7-8]。楊書運(yùn)等[2-3]通過(guò)比較2種厚度的稻草覆蓋與地膜的保溫作用，得出稻草覆蓋的保溫作用明顯強(qiáng)于地膜覆蓋的結(jié)論。王會(huì)等[8]的研究同樣認(rèn)為，覆蓋處理能明顯提高土壤溫度，在覆草、間作鼠茅草和覆膜3種處理中，覆草處理保溫效果最好，主要是因?yàn)閷?duì)地表進(jìn)行覆蓋，可阻止陽(yáng)光直接輻射，也可減少土壤熱量的散失及有效發(fā)射長(zhǎng)波輻射，減少土壤與外界環(huán)境熱量交換，從而起到保溫作用。覆稻草優(yōu)于覆膜的原因是覆稻草阻擋了地表吸收更多的太陽(yáng)輻射，同樣向空氣中散失的能量少，而地膜具有較強(qiáng)的能量吸收，相應(yīng)的能量散失也更大。

本研究發(fā)現(xiàn)覆黑膜保溫效果優(yōu)于覆白膜，這與吳賢忠的研究有出入[9]，可能是因?yàn)槭褂玫谋∧ず穸取⒉馁|(zhì)和茶園地理環(huán)境不一致造成的，具體原因有待進(jìn)一步深入研究。覆稻谷殼與覆稻草作用類似，可阻擋太陽(yáng)對(duì)地面的直接輻射，減少熱量向大氣散失，減緩?fù)寥罍囟鹊淖兓?覆防草布對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收和土壤熱的散失具有一定的影響，同樣具有一定的保溫作用，這與余繼忠等[10]、程建萍等[11]的結(jié)論基本一致。由于防草布具有細(xì)密孔眼，透水性和透光率都比較好，但較于其他材料，防草布阻擋地面接收太陽(yáng)照射和能量散失的能力不強(qiáng)，因此其保溫效果不如其他材料。

2. 覆蓋對(duì)茶葉品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

茶園地面覆蓋后，提高了冬季和早春茶園地表溫度，減緩?fù)寥琅c大氣層之間的水分交換，使土壤中水、肥、氣、熱狀況得到改善，有助于茶樹(shù)對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，從而提高百芽質(zhì)量、發(fā)芽密度和產(chǎn)量。何志華等[12]研究表明，稻草覆蓋能顯著提高芽重和茶青產(chǎn)量，且隨著稻草覆蓋量增加而增加，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益顯著，平均每667 m2可增收414.4～1 387.2元。孫立濤等[4]研究發(fā)現(xiàn)，覆蓋秸稈后茶葉產(chǎn)量、新梢總鮮質(zhì)量比對(duì)照增加12.2%、43.2%。本研究發(fā)現(xiàn)，不同的覆蓋處理均能提高百芽質(zhì)量、發(fā)芽密度和產(chǎn)量。覆稻草、防草布和稻谷殼處理間茶葉產(chǎn)量差異不顯著，但均顯著高于覆白膜處理和對(duì)照，這主要是因?yàn)榈静莺偷竟葰ず胸S富的營(yíng)養(yǎng)成分，能改善土壤環(huán)境，而且通透性好;防草布不僅通透性好，還能抑制雜草，更有利茶樹(shù)的生長(zhǎng)，從而提高茶葉產(chǎn)量。

彭晚霞等[13]研究表明，稻草覆蓋通過(guò)綜合改良茶樹(shù)生長(zhǎng)生態(tài)條件，協(xié)調(diào)了土壤中的水、肥、氣、熱等因子，可促進(jìn)茶樹(shù)生長(zhǎng)，改善茶葉品質(zhì)，提高茶葉產(chǎn)量。本研究也表明，覆蓋稻草和稻谷殼處理可提高茶葉中水浸出物、咖啡堿、茶多酚和氨基酸含量，從而提高茶葉品質(zhì)，這主要是因?yàn)榈静莺偷竟葰ず写罅康臓I(yíng)養(yǎng)元素和其他微量元素，同時(shí)富含纖維素、半纖維素等有機(jī)物質(zhì)，在腐解過(guò)程中能提高土壤有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分，改善土壤理化性質(zhì)，有助于提高茶葉質(zhì)量。

3. 覆蓋對(duì)春茶茶芽萌發(fā)時(shí)間的影響

覆蓋能提早春茶茶芽的萌發(fā)，曾慶群[14]研究表明，與不覆蓋秸稈相比，覆蓋秸稈的茶園春茶一芽一葉可提早5～8 d萌發(fā)。姚健等[15]發(fā)現(xiàn)覆膜能使茶樹(shù)萌芽期提早。趙和濤[16]的研究也表明，膜覆蓋處理下每30 cm2新芽數(shù)比對(duì)照多60個(gè)，比對(duì)照提前開(kāi)采5～7 d。因?yàn)楦采w后土壤溫度變化幅度減小，同時(shí)覆蓋物阻擋土壤表面與大氣直接接觸，減少土壤水分蒸發(fā)，提高了土壤含水量，有利于根系呼吸活動(dòng)的長(zhǎng)時(shí)間保持，提高根系營(yíng)養(yǎng)吸收能力，促進(jìn)了茶芽的萌發(fā)[17]。

本研究表明，不同覆蓋處理下，一芽一葉和一芽二葉茶芽的萌發(fā)規(guī)律不一致，覆稻草的小區(qū)一芽一葉萌發(fā)最早，而覆稻谷殼和防草布的小區(qū)一芽二葉萌發(fā)最早，這可能與覆蓋材料的透光率、滲水率、熱傳導(dǎo)性不一致有關(guān)，導(dǎo)致萌發(fā)時(shí)間有差異。在一芽一葉期，相對(duì)其他覆蓋材料，稻草透光率和熱傳導(dǎo)性低，更能提高地表溫度，使得一芽一葉萌發(fā)時(shí)間最早。但到一芽二葉期，溫度已有所升高，稻草的保溫效果不明顯，而覆蓋稻谷殼和防草布既能減緩?fù)寥罍囟茸兓岣咄寥篮浚帜芊乐坞s草生長(zhǎng)，更利于茶芽的萌發(fā)。

四、結(jié)論

在茶園行間地表覆蓋稻草、白膜、黑膜、稻谷殼和防草布等5種材料，使土壤溫度、茶葉產(chǎn)量、發(fā)芽密度和百芽質(zhì)量均有所提高，同時(shí)能提早春茶一芽一葉和一芽二葉的萌發(fā)時(shí)間。不同覆蓋處理在保溫效果上稻草>稻谷殼>黑膜>白膜>防草布;在產(chǎn)量上稻草>稻谷殼>防草布，3個(gè)處理間差異不顯著;覆稻草和稻谷殼茶葉中水浸出物、咖啡堿、茶多酚和氨基酸含量均高于對(duì)照，茶葉品質(zhì)較優(yōu)。綜合從增溫效果、茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)等因素考慮，覆稻草和稻谷殼對(duì)茶園土壤增溫效果更好，而且能提高茶葉產(chǎn)量與品質(zhì)，更適合作為茶園越冬期防凍的覆蓋材料。

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