光伏板遮陰對大葉種茶樹葉片光合特性和產量的影響

中圖分類號S62文獻標識碼A

文章編號 0517-6611（2025）12-0164-04

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2025.12.036

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

EffectsofPhotovoltaicPanel's Shadingon thePhotosynthetic Characteristicsand YieldofCameliasinensis MA Jin-xiong1 ，WANG Hong-lin2， ZHANG Jun² et al（1.Yunnan Longyuan New Energy Co.，Ltd.，Kunming，Yunnan 6501OO;2.College of Tea and Coffee， Pu 'erUniversity，Pu’er，Yunnan 665000）

AbstractObjetie]Theresearchaimedtoexploretheffetsofphotovoltaicpanel’sshadingonthepotosyntheticcharacteristsand yieldofCmelisisdlroptedifpotocstrodetidsi forthetea-potoaicmplemtaryiide.ethdhaitetofophllolloeseps tea yield of C .sinensis werecomparedamong five kindsoflightenvironment.[Result]Photovoltaicpanel'sshadinghadsignificantefectson the relative content of chlorophyll，fluorescence parameters and tea yield of C .sinensis.Compared with the non-shading treatment（CK），the initial fluorescence value （F_o ），maximum fluorescence value （F_m ），the actual photochemical quantum yield of PSI （Phi2），the quantum yield of non-regulating energy disspation （PhiNO），and the steady-state fluorescence value （ F_s ） in each photovoltaic panel’s shading treatment all significantly increased （ Plt;0.05 ）.Compared with the non-shading treatment （CK），the non-photochemical quenching coeffcient （NPQ），photochemical quenching coefficient（qL），relative electron transfer rate of PSI （ETR），and quantum yield of regulated energy dissipation （PhiNPQ） in each photovoltaic panel’s shading treatment all significantly decreased （Plt;0.05） .[Conclusion] Moderate shading can alleviate the damages of strong light and high temperature on the photosynthetic system of C . sinensis in summer and autumn，and increase thechlorophyllcontentofleavesandteayield，whichhasimportantconoicvaluefordeveloingteaesoucesinthesummerandut. The tea-photovoltaic complementary mode should be promoted in Pu -erregion of Yunnan Province，the shading degree of photovoltaic panels should be 30%-40% ：

KeywordsCameliasinesis;hotovaicpanel'sading；Clorophyll;Fuorescnceparameters;a-photovotaicompltariy

大葉種茶樹（Camelliasinensis）為山茶屬灌木或小喬木，發源于我國西南地區森林，茶樹具有喜蔭蔽、喜漫射光的生長特性[1-2]。大葉種茶樹在夏季正午強光環境下會加重植物的光合“午休\"現象，降低光合作用效率[3-4]。強光會促使大葉種茶樹增強非光化學淬滅效應，將過剩光能以熱能形式耗散，消耗過多的能量，從而影響光合碳收人[5-6]。光照強度過大會使夏秋茶苦澀味加重、香氣減弱、色澤淡化和干枯，嚴重影響茶葉的品質和口感，進而導致產量和經濟效益下降。夏秋茶鮮葉苦澀味較重，不易達到春茶的品質標準[2.7]。夏秋茶的產量占全年總產量的 60% 以上[8]。因此，探尋可以降低夏秋茶苦澀味的栽培措施，對于提升夏秋茶的品質，進而提高夏秋茶的經濟價值具有重要現實意義。

光伏茶園是在茶樹的上部空間安裝光伏板系統發電，下部空間茶樹正常生產，高效利用太陽能資源產出清潔綠色能源，光伏板的鋪設在獲得發電收益的同時會對茶樹造成遮陰，從而改變茶樹的生理狀態[9]。在農業生產中，大多數作物被遮陰會導致農業經濟收益降低[9]。但是，光伏板遮陰可以改善茶園生態環境，提高茶葉的產量和品質[5，10-11]。研究表明，在光伏發電和茶葉栽培相結合的茶光互補模式中，光伏板適度遮陰有利于緩解夏秋季節強光和高溫對大葉種茶樹葉片光合系統的傷害[10-I1]，同時提高了葉片的葉綠素含量[12-13]，對于夏秋茶資源開發具有重要的經濟價值。因此，探究光伏板遮陰程度對大葉種茶樹生理特性、品質和產量的影響，對于光伏茶園新模式的推廣和發展具有重要意義。

光照是影響植物形態和生理功能的重要環境因子之一，光照不足時植物會通過增加葉片面積和葉綠素含量來提高其對光能的捕獲能力[14]。光伏茶園茶樹在光伏板適當遮光后茶葉生理特性產生了變化，在低光照條件下光伏茶園茶樹葉片的光合速率明顯高于常規茶園，而在強光照條件下二者的差異很小，光伏板遮陰對茶葉產量有影響[9]。目前對光伏茶園復合系統的研究較少，光伏板遮陰下茶樹生理特性的變化研究較少，需要開展進一步研究。

遮陰可以改變茶樹葉綠素的熒光特性，而葉綠素熒光參數與植物碳收入、產量和品質密切相關。筆者以大葉種茶樹無遮陰為對照（CK），在茶園設置柔性光伏間隔 35mm 處理組（T₁） ）、平單軸處理組（ T₂ ）、固定軸處理組（ Ω_N3 ）、柔性光伏間隔100mm 處理組（ ΩT₄ ），通過比較5種不同光環境下大葉種茶樹的葉綠素熒光參數和產量，探究適合的光伏板遮陰程度，旨在為茶光互補栽培模式的推廣提供科學理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況試驗在普洱學院校企合作光伏有機茶葉園進行。試驗地位于云南省普洱市思茅區南屏鎮（ 101^°88^′E?22^°77^′N） ，海拔 1200～1300m ，屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫 18.0～19.3^°C ，年降水量 1100～2780mm 。試驗茶樹品種為“云黃1號”，種植年限為 19～20 年。

1.2試驗設計設置4個光伏板遮陰處理組和1個對照組，分別為柔性光伏間隔 35mm 處理組 （T₁ ）、平單軸處理組（ T₂ ）、固定軸處理組（ （T₃） ）柔性光伏間隔 100mm 處理組（ T₄） 以及無遮陰處理組（CK）。2024年6月初進行大葉種茶樣掛牌標記，持續監測大葉種茶樣，拍照記錄其嫩梢生長情況。25d后，測定大葉種茶樹葉片的葉綠素含量、熒光參數、百芽重（g）以及百克芽數（個）。

1.3數據的獲取13：00—14：00，使用TES-1334ALightMe-ter數字式照度儀選擇生長在同一水平線上、長勢一致的茶樹上方 10cm 處測量有效光照輻射量，每種光伏處理下重復測定5次，以空白對照為基準，計算相對光照強度。

參照王睿芳等[15]、努熱曼古麗·托乎提等[16]的方法，選擇晴朗無云的日子，分別在清晨（05：00—06：00）和午后（13：00—14：00）在掛牌標記的大葉種茶樹上選取當年生、長勢一致的新梢頂芽下第3片功能葉，每個處理組選取7株具有代表性的茶樹，清晨和午后各采集1個樣本，共70個試驗樣本。使用手持便捷式PhotosynqMultispeQ多功能植物測量儀測定茶樹葉片熒光參數，包括暗適應下的初始熒光值（F_o） 最大熒光值（ F_m^γ ，光適應下的穩態熒光值（ F_s） PSI最大光化學效率（ （F_v/F_m） ）、PSII相對電子傳遞速率（ETR）、非光化學淬滅系數（NPQ）、葉綠素相對含量（SPAD）、光化學淬滅系數（qL）、PSI的實際光化學量子產量（Phi2）、非調節性能量耗散的量子產量（PhiNO）、調節性能量耗散的量子產量（PhiNPQ）等。

采用5點取樣法，選取生理狀態一致的大葉種茶樹，每個處理摘取100個“一芽三葉”，稱重（精確到 0.01g^? ，即百芽重;采用相同的方法稱取 100g （精確到 ）“一芽三葉”，統計百克芽數；每個處理重復6次。

1.4數據處理試驗數據先用Excel2021軟件進行初步統計和分析，再使用IBMSPSSStatistics27軟件的單因素方差分析（ANOVA）和多重比較方法檢驗大葉種茶樹的葉綠素相對含量、熒光參數及茶葉產量的差異顯著性，最后利用Origin2021繪圖軟件制圖。

2 結果與分析

2.1光伏板不同遮陰條件對大葉種茶樹相對光照強度的影響如圖1所示，CK相對光照強度為 100%，T₁、T₂、T₃、T₄ 處理的相對光照強度分別為 23%，60%，30% 和 36% 。4個遮陰處理中， T₂ 處理相對光照強度最大，說明遮陰程度最小； T₁ 處理相對光照強度最小，說明遮陰程度最大。4個遮陰處理的遮陰程度從小到大順序為 T₂431。

2.2光伏板不同遮陰條件對大葉種茶樹葉片葉綠素相對含量的影響如圖2所示，各處理大葉種茶樹葉片葉綠素相對含量（SPAD）變化范圍為 36.36～46.40_? 。 T₁，T₂，T₄ 處理的大葉種茶樹葉片的SPAD值顯著高于CK（ Plt;0.05） ，各光伏板遮陰處理間無顯著差異（ Pgt;0.05） 。 T₁ 處理大葉種茶樹葉片SPAD值最大（46.40），無遮陰處理（CK）的大葉種茶樹葉片SPAD值低于各遮陰處理，說明遮陰可以明顯提高大葉種茶樹葉片的葉綠素相對含量。

注：各處理標有不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 。

Note：Different lowercase letters indicated significant difference among differenttreatments（ Plt;0.05） ：

2.3光伏板不同遮陰條件對大葉種茶樹葉片葉綠素熒光參數的影響參照李韜等[7]的研究結果，茶樹在健康生理狀態下PSI最大光化學效率 （F_v/F_m 應為 0.80～0.85 。該研究中各處理清晨和午后大葉種茶樹的 F_v/F_m 均小于0.80，說明受到光伏板遮陰處理的脅迫（圖3A）。在午后各光伏板遮陰處理的大葉種茶樹葉片 F_v/F_m 顯著高于無遮陰處理（CK）（ Plt;0.05） 1 T₁Ω₁T₃ 處理間無顯著差異（ Pgt;0.05） ，各遮陰處理大葉種茶樹葉片的 F_v/F_m 從小到大依次為 T₂431 ，說明隨著光伏板遮陰程度的加大，大葉種茶樹PSI最大光化學效率也會增大。

如圖3B所示，午后各光伏板遮陰處理大葉種茶樹葉片的NPQ值均顯著低于無遮陰處理（CK）（ Plt;0.05） ，各光伏板遮陰處理間大葉種茶樹葉片 NPQ值無顯著差異（ Pgt;0.05） ，4個遮陰處理的NPQ從小到大順序為 T₁342 ，大葉種茶樹葉片非光化學淬滅系數隨著遮陰程度的加大而減小。

注：同一圖片同一時間段各處理間標有不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05） 。

如圖4所示，各光伏板遮陰處理大葉種茶樹葉片的初始熒光值（ ?[F_o） 和最大熒光值 （F_m） ）均顯著高于無遮陰處理CK（ Plt;0.05） ， T_l 處理大葉種茶樹葉片的 F_o 和 F_m 顯著大于 T₂ 、T₃Ω，T₄ 處理（ Plt;0.05? ， T₂、T₃、T₄ 處理間均無明顯差異（ Pgt; 0.05）。各光伏板遮陰處理大葉種茶樹葉片的PSI實際光化學量子產量（Phi2）和非調節性能量耗散的量子產量（Phi-NO）顯著高于無遮陰處理 CK（Plt;0.05），T₁，T₃ 處理均顯著大于 T₂ 處理（ Plt;0.05 ）， T₁，T₃ 處理間不存在顯著差異（ Pgt; 0.05）。隨著光伏板遮陰程度的加大，大葉種茶樹葉片的Phi2和PhiNO增大。各光伏板遮陰處理下大葉種茶樹葉片調節性能量耗散的量子產量（PhiNPQ）、光化學淬滅系數（qL）和PSII相對電子傳遞速率（ETR）均顯著低于無遮陰處理CK （Plt;0.05） ： T₁，T₃ 處理大葉種茶樹葉片的PhiNPQ不存在顯著差異（ Pgt;0.05 ）；各光伏板遮陰處理大葉種茶樹葉片的qL 沒有明顯差異（ Pgt;0.05） ： T₁，T₃，T₄ 處理大葉種茶樹葉片的ETR顯著低于 T₂ 處理（ Plt;0.05 ） T₃Ω，T₄ 處理大葉種茶樹葉片的ETR無顯著差異（ （Pgt;0.05） 。4個光伏板遮陰處理中，T₁ 處理大葉種茶樹葉片ETR最小， T₂ 處理的ETR最大，說明隨著光伏板遮陰程度的加大，大葉種茶樹的ETR明顯降低。各光伏板遮陰處理大葉種茶樹葉片的穩態熒光值（ （F_s） （20均顯著高于無遮陰處理 CK（Plt;0.05） T_?1 處理大葉種茶樹葉片的 F_s 顯著高于 T₂、T₃、T₄ 處理（ Plt;0.05） ） T₂、T₃、T₄ 處理大葉種茶樹葉片的 F_s 無顯著差異（ Pgt;0.05） 。 ΔT₁ 處理大葉種茶樹葉片 F_s 最大。

2.4光伏板不同遮陰條件對大葉種茶樹茶葉產量的影響如圖5A所示，光伏板遮陰處理對大葉種茶樹百芽重有顯著影響（ Plt;0.05） 。 T₂ 處理大葉種茶樹的百芽重顯著高于無遮陰處理CK ζ（Plt;0.05） ） ?T₁?T₃ 處理大葉種茶樹的百芽重顯著低于無遮陰處理CK （Plt;0.05） T₄ 處理大葉種茶樹百芽重與無遮陰處理CK無顯著差異（ Pgt;0.05） 。

如圖5B所示， T₁、T₃、T₄ 處理大葉種茶樹的百克芽數顯著大于無遮陰處理CK（ Plt;0.05 ） T₂ 處理大葉種茶樹百克芽數顯著小于無遮陰處理（ ：K（Plt;0.05） ；各光伏板遮陰處理的大葉種茶樹百克芽數均存在顯著差異（ Plt;0.05 ）， T₃ 處理顯著大于 T₁，T₂，T₄ 處理（ Plt;0.05） ）， T₂ 處理顯著小于 T₁，T₃，T₄ 處理（ Plt;0.05 ） T₄ 處理顯著低于 T₁，T₃ 處理（ Plt;0.05） 。由此可見，適當遮陰可以增加大葉種茶樹的茶葉產量，過度遮陰可能會降低茶葉產量。

3討論與結論

大量研究表明，遮陰會影響植物碳水化合物的積累和植物生長，但是植物可通過增加葉綠素相對含量來增強捕獲光照的能力，以適應遮陰環境[12-13.18]。該研究結果表明，大葉種茶樹葉片葉綠素相對含量（SPAD）經光伏板遮陰處理后高于無遮陰處理（ Plt;0.05） 。 F_v/F_m 值的下降通常是發生光抑制的標志[19-20]。該研究在清晨時大葉種茶樹光系統Ⅱ的最大光化學效率為 0.60～0.68 ，而午后時大葉種茶樹光系統I的最大光化學效率為 0.16～0.70 。午后各光伏板遮陰處理的大葉種茶樹光系統Ⅱ的最大光化學效率顯著高于無遮陰處理CK，且光系統Ⅱ的實際光化學量子產量隨遮陰程度的加大而增加，表明光伏板遮陰處理使大葉種茶樹的光抑制程度明顯降低（ Plt;0.05） 。但是，隨著光伏板遮陰程度的加大，大葉種茶樹的非光化學淬滅系數呈下降趨勢，表明遮陰會降低大葉種茶樹的光保護能力。

葉綠素熒光參數與植物光合作用效率密切相關，遮陰對茶樹光合作用的影響可以通過葉綠素熒光參數和產量反映出來[16，21]。大葉種茶樹的最大熒光值在遮陰條件下升高較快，表明茶樹光合系統的正常運轉受到光伏板遮陰的影響。因此，光伏板遮陰處理后光化學淬滅系數以及光系統Ⅱ的相對電子傳遞速率明顯降低，說明隨著光伏板遮陰程度的加大，大葉種茶樹葉片的光合效率下降。光伏板適度遮陰可以增加大葉種茶樹的茶葉產量，但過度遮陰可能會降低茶葉產量。

綜上所述，光伏板適度遮陰可以緩解大葉種茶樹葉片在夏季強光下的傷害，提高光合作用效率，同時增加葉綠素相對含量和茶葉產量。在實際生產中不同地區可根據氣候和光照條件對遮光程度進行調整，在云南普洱地區推廣茶光互補栽培模式，建議遮陰程度為 30%～40% 。

注：同一圖片各處理間標有不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05） 。

Note：Inthesamepicture，different lowercase lettrs indicated significant diffrenceamongdifferenttreatments（ Plt;0.05） ：

Fig.4Effects of diferent shading conditions of photovoltaic panels on the fluorescence parameters of C.sinensis lea注：同一圖片各處理間標有不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05） 。

Note：Inthe same picture，different lowercase lettrs indicated significant diffrenceamong different treatments（ Plt;0.05） ：

Fig.5Effects of different shading conditions of photovoltaic panels on the tea yield of C.sinensis

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