不同基质对假植茶苗生长及生理特性的影响

乔明明 张丽霞　侯剑　向勤锃　田月月　范延艮

摘要：

以金萱茶樹品种一年生扦插苗为试材，以茶园土、河沙、草炭、蛭石配制A1（河沙∶园土=1∶2）、A2（河沙∶园土=1∶1）和A3（河沙∶草炭∶蛭石=1∶1∶1）三种基质进行假植试验，通过比较三种基质理化性状，测定不同假植期间茶苗的根构型、根系活力、新梢长度、叶绿素荧光参数以及移栽前的成活率。结果表明：（1）三种基质中，以A3基质的容重和EC值最小，总孔隙度和持水孔隙度最大，有机质和速效氮、速效钾、速效磷含量最高，升温和持温效果好。A1基质的温度日较差最小，对温度的缓冲效果佳。（2）A3基质假植茶苗发根早，新生根的总根长、根表面积、根体积、根数以及总根活力、新梢长度极显著高于A1、A2。（3）叶绿素荧光参数Fv/Fo、Fv/Fm、ФPSⅡ、qP值虽高于A2、A1，但与A2差异不显著，与A1仅部分显著。（4）三种基质假植的茶苗成活率均在95%以上，A3最高达98.7%。（5）相关性分析表明，茶苗新生根总长、新梢长度与基质容重呈极显著负相关，与有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量呈极显著正相关。所以，容重小、有机质及营养元素含量高的基质类型较适宜茶苗假植，本试验三种基质中以A3作为金萱茶苗假植基质效果最佳。

关键词：假植；茶苗；基质；引种

中图分类号：S571.1 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2017）04-0030-08

Effects of Different Substrates on Growth and Physiological

Characteristics of Tea Seedlings under Temporary Planting

Qiao Mingming1，2， Zhang Lixia1，2， Hou Jian1，3， Xiang Qinzeng1，2， Tian Yueyue1，2， Fan Yangen1，2

（1. College of Horticulture Science and Engineering， Shandong Agricultural University， Taian 271018， China；

2. Taian Tea Engineering Technology Research Center， Taian 271018， China；

3. Tea Industry Management Office of Lanshan District， Rizhao 276800， China）

Abstract One-year-old cutting seedlings of tea cultivar Jinxuan and three different substrates named A1 （sand∶soil=1∶2）， A2 （sand∶soil=1∶1） and A3 （sand∶plant ash∶vermiculite =1∶1∶1） were used as materials in the temporary planting experiment. By comparing the physicochemical characters of the three substrates and determining the root architecture， root activity， length of new shoots， chlorophyll fluorescence parameters and survival rate before transplanting， some results were obtained as follows. （1） A3 had the lowest bulk density and EC value， the largest total porosity and water retaining porosity， the highest contents of organic matter， available nitrogen， phosphorus and potassium， and better warming and warmth retaining effects. A1 achieved better effect on buffering temperature change as its diurnal temperature range was the least. （2） Compared to A1 and A2， the new root of A3 generated earlier， and the activity， length， surface area， volume and numbers of root were significantly higher under temporary planting. （3） The chlorophyll fluorescence parameters （Fv/Fo， Fv/Fm， ФPSⅡ and qP） of tea seedlings in A3 treatment were higher than those in A1 and A2， but the difference between A3 and A2 was not significant. （4） The survival rate of tea seedlings under temporary planting in the three substrates were all above 95%， and that of A3 was the highest as 98.7%. （5） The correlation analysis showed that the total length of new roots and the length of young shoots had significantly negative correlation with the bulk density of substrate， but significantly positively correlated with the contents of organic matter and available nitrogen， phosphorus and potassium. Therefore， the substrate with lower bulk density and higher contents of organic matter and nutrient elements was more suitable for temporary planting. In this paper， A3 was the best for the temporary planting of Jinxuan tea seedlings.

Keywords Temporary planting； Tea seedling； Substrate； Introduction

近年来山东茶产业实施转型升级发展战略，将开发高端茶、丰富茶叶品类和提高市场竞争力作为主要目标，新兴的中、大型茶企加大了茶树无性系良种包括一些珍稀茶树品种的引进力度，并涌现出一些规模化种植的无性系良种茶园[1]。然而，目前山东新建无性系良种茶园的种苗仍然主要从南方主产区浙江、福建和湖南等省引进，且苗源地与种植地的气候差异大，路途远，严重影响茶苗引种后的成活率[2，3]。已有研究表明：将秋冬季调运的无性系茶苗假植至春季温度适宜时栽植，可解决引种茶苗安全越冬及对新环境的适应性等问题[4-6]，从而提高茶苗成活率，同时还可降低当年新建茶园冬季越冬防护成本。但传统的假植方式较为随意粗放，多采用就地挖沟，将茶苗成捆放入沟内后填入湿河沙的做法。由于北方冬季气候干燥且气温低，河沙易干不保温，不利于茶苗新生根发育。本试验以河沙、茶园土、草炭和蛭石为材料配制三种假植基质，以适应性强、抗性强、优质高产的台湾金萱茶树品种[7-9]一年生扦插苗为试验材料，研究不同基质对假植茶苗根区温度和根系发育、新梢生长的影响，旨在探究适合金萱茶苗根系发育的基质，为山东茶区无性系良种的推广提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

茶苗：2015年11月15日从福建地区新引种的金萱一年生扦插苗。

基质材料：茶园土、河沙、蛭石、草炭。

1.2 仪器设备

FHSJ-4A型酸度计（上海三信仪表厂）、DDS-11A型数显电导率仪（上海右一仪器有限公司）、HOBO U23-004型温度自动采集器双通道温度记录仪（美国Onset公司）、FMS-Ⅱ便携脉冲调制式荧光仪（英国Hansatech公司）、UV-2450紫外-可见分光光度计[岛津（中国）有限公司]、CP224C电子天平[奥豪斯仪器（上海）有限公司]、DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）、NUScan700平板根系扫描仪（上海中晶科技有限公司）。

1.3 试验设计

试验于2015年11月—2016年4月在山东省泰安市山东农业大学茶学系实验基地进行。以每300株茶苗为一个重复，设置3个假植基质处理A1（河沙∶园土=1∶2）、A2（河沙∶园土=1∶1）、A3（河沙∶草炭∶蛭石=1∶1∶1）。每個处理3个重复。

茶苗假植方法：于排水性好的地方挖沟，宽30 cm、深25 cm，迎风面沟壁铲成60°左右的斜面。先将准备好的基质铺匀在假植沟内，后将假植苗以株距5 cm并排摆在斜壁上，尽量充分舒展假植苗根系，再用基质填入假植沟内，踩实后浇水，再在茶行上方搭建小拱棚并覆盖塑料膜保护越冬。

1.4 测定方法

1.4.1 基质物理性质测定 将已知体积为V的容器称重为W1，加满待测基质后称重为W2。将盛满基质的容器放于水中，水量淹没至容器顶部，浸泡一昼夜，取出称重为W3（称重时保持水没过容器顶部状态）；用已知重量为W4的浸湿纱布包住容器顶部，使容器倒置，让水分充分流出直至再没有水分渗出，称重为W5[10]。

1.4.2 基质化学性质测定 基质于背阴通风处风干，研磨后过100目筛，测定pH值、EC值、有机质（重铬酸钾容量法）、速效氮（碱解扩散法）、速效磷（碳酸氢钠法）、速效钾（火焰光度法）。

1.4.3 温度采集 用HOBO U23-004型温度自动采集器双通道温度记录仪测定基质根区温度（离地表10 cm）和棚内气温，数据采集频率为30 min/次，每个处理设置3个重复。选择茶苗休眠期（2015年11月—2016年2月）和萌芽期（2016年3—4月）的晴天和阴天两种典型天气下的温度数据进行分析。

1.4.4 根系指标 根系形态指标：选择每个处理茶苗各30株，清水洗净根部后，将新生根剪下，用NUScan700平板根系扫描仪测定茶苗新生根的总根长、总表面积、根系体积。

根系活力采用TTC法测定。

1.4.5 成活率及茶苗生长指标 2016年4月3日移栽前统计茶苗总数量。成活率的计算公式为：成活率（%）=成活假植茶苗数/假植茶苗总数×100。

新梢长度：利用5点取样法于2016年3月至4月份选取发育新梢，每隔10天测量鱼叶至芽基部长度，结果以平均值表示，精确到0.1 cm。

1.4.6 叶绿素荧光参数 将标记的茶苗成熟叶片表面擦净后，用暗适应叶夹夹住叶片中部，避开主脉，暗处理20 min。用FMS-Ⅱ便携脉冲调制式荧光仪测定叶绿素荧光参数，计算光系统Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光化学淬灭系数（qP），每个处理重复5次。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2007、Origin 8.5软件对数据进行处理绘图，采用SPSS 19统计分析软件对数据进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 基质的主要理化性质

从表1可知，A3基质容重最小，显著低于其他处理，A1、A2基质容重分别是A3的4.3、5.6倍。总孔隙度为A3>A1>A2，三者间差异显著，其中A1、A3属高孔隙度，A2属中等孔隙度。通气孔隙度三者间差异不显著，持水孔隙度、气水比A3显著高于其他处理。三种基质的pH值均处于茶苗正常生长pH范围内，略高于最适pH值，以A3最高为6.6，A2次之为6.1，A1最低为6.0。电导率A1、A2显著高于A3；有机质含量A3显著高于A1、A2，分别是A1、A2的3.73倍和4.53倍。有机质、速效氮、速效钾含量均表现为A3>A1>A2，速效磷含量表现为A3>A2>A1，且A3均显著高于A1、A2。对比茶树生长适宜的土壤理化性状，三种基质以A3最佳。

2.2 不同基质对假植茶苗根区温度及气温日变化的影响

茶苗根区温度日变化受太阳辐照能和基质物理性状的影响。假植茶苗冬季休眠期和春季萌芽期晴天和阴天的根区温度及棚内外气温日变化情况分别见图1和图2。

2.2.1 冬季休眠期茶苗根区温度及气温日变化 冬季茶苗休眠期（2015年11月—2016年2月）晴天由于有太阳照射，根区温度在11—12时开始升高，15—16时达到峰值，随后下降。根区温度的升温时间迟于棚内空气温度，但两者达到峰值的时间相似。三种基质中，A2的升温幅度最大，且升温、降温速度最快，到达根区温度峰值的时间较A1、A3分别提前2 h和1 h，且根区温度的日较差（8.59℃）显著高于A1（4.03℃）、A3（5.91℃）；但根区温度的全天平均值以A3最高，分别比A1、A2高0.39℃、1.26℃，此外，A3的升温幅度和升温速度仅稍次于A2，位居第二。

冬季阴天由于太阳辐射能小，棚内外气温低，根区温度日变化也处于持续下降状态，三种基质的根区日平均温度表现为A1（4.45℃）略高于A3（4.24℃），但两者均显著高于A2（2.62℃）。

2.2.2 春季萌芽期茶苗根区温度及气温日变化 进入春季萌芽期（2016年3—4月），棚内外气温升高，茶苗根区温度也随之升高。三种基质的根区日平均温度睛天为19℃以上，阴天为12℃以上。

萌芽期晴天，三种基质根区温度的日变化趋势与冬季休眠期相似，仅A2的降温速度减缓，导致白天（7—18时）根区平均温度以A2（22.09℃）最高，A3次之（21.02℃）；夜间（18时—次日7时）根区平均温度仍以A3最高（19.25℃），A2最低（17.61℃）。三种基质在温度日较差、升温速度等方面的差异情况与休眠期相似。

在萌芽期的阴天，三种基质根区温度的日变化趋势与冬季休眠期明显不同，而与晴天类似，但温度低、变化幅度小。这可能与春季太阳辐射能增大有关，虽然阴天受云层厚的影响太阳辐射能降低，但仍可使白天气温有一定程度的升高，从而使基质根区温度也随之升高。

2.3 不同基质对假植茶苗根系的影响

2.3.1 茶苗根系形态 由图3可得，三种基质的茶苗新根根长、根表面积、根体积和根数均表现为A3>A2>A1，而且A3新根发育最早，2月29日新根总长已达11.57 cm，总表面积达3.79 cm2，根体积达0.117 cm3，根数为4.3条；而A1、A2的茶苗此时均没有新根生成，至3月19日前后才达到A3在2月29日的生根量，生根时间延迟20 d 左右。同时，A3基质茶苗在3月9—29日期间根系生长发育量显著大于A1、A2。至3月29日，A3新根总长已达132.61 cm，分别是A1、A2的7.07、3.08倍；根表面积为29.19 cm2，分别是A1、A2的4.46、2.19倍；根体积达0.987 cm3，分别是A1、A2的6.58、1.81倍；新生根数55条，分别为A1、A2的6.87、2.75倍。可见，A3基质在提早生根、促进茶苗根系的生长发育上显著优于A1、A2基质。

2.3.2 茶苗根系活力 根系活力可以反映根系吸收水分及养分的能力，是植物生长健壮与否的重要指标之一[12-14] 。由图4可知，休眠期（2015-12-25）以A3基质的茶苗根系活力最高，分别为A1、A2的2.76、2.81倍，A1、A2之间差异不显著。進入萌芽期（2016-3-29）后，A1、A2基质的茶苗根系活力显著提高至休眠期的5.6、4.9倍，而A3基质的茶苗根系活力变化不明显，三种基质的茶苗根系活力以A3最小，A1最大，两者差异显著且A1为A3的1.98倍。A3虽然萌芽期根系活力最低，但根系总活力（根系活力×新根数）却最高，三种基质茶苗的根系总活力表现为A3>A2>A1。可见，假植基质对根系活力的影响不仅与基质类型密切相关，还与茶苗生育时期、基质营养消耗情况有关。

2.4 不同假植基质对茶苗成活率及新梢生长的影响

2.4.1 茶苗成活率 在金萱假植茶苗定植移栽前，对三种基质的茶苗成活率进行观测，结果（图5）显示：A1、A2和A3处理的茶苗成活率分别为95.2%、96.1%、98.7%，三者之间差异不显著。这主要与假植苗越冬期间统一采取了小拱棚覆膜防护等措施有关。

2.4.2 叶绿素荧光参数 实际量子产量ФPSⅡ反映植物的实际光合效率，表示PSⅡ反应中心受到环境胁迫时，存在部分反应中心关闭情况下的实际原初光能转化效率[15，16]。 Fv/Fm代表ФPSⅡ原初光能转化效率[15]，非逆境胁迫条件下植物叶片的荧光参数Fv/Fm极少变化，不受物种及生长条件影响，通常Fv/Fm值在0.70～0.85，低于0.7表明植物受到胁迫[16]。Fv/Fo反映PSⅡ潜在活性， qP反映ФPSⅡ天线色素吸收的光能用于光化学的份额及植物光合活性的高低， qP越大，QA重新氧化越多，即PSⅡ的电子传递活性越大[16-19]。

由表2可知，不同时期的Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ，各处理均表现为萌芽期高于休眠期，其中萌芽期的Fv/Fm值均大于0.7，而休眠期均小于0.7；萌芽期Fv/Fo值大于2.5，休眠期小于2.0，表明茶苗在休眠期受胁迫的程度高于萌芽期。不同基质处理的Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ在休眠期和萌芽期均表现为A3>A2>A1，但各指标之间的差异显著性程度不同。其中，休眠期A3与A1的Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ值差异都显著，而A2与A1、A3之间的差异均不显著。萌芽期，A3与A1的Fv/Fm值差异显著，而A2与A1、A3之间的差异均不显著；三个处理的Fv/Fo值差异均不显著；A3、A2处理的ФPSⅡ值差异不显著，但均与A1处理差异显著。休眠期qP值A3>A1>A2，三者之间差异不显著；而萌芽期为A3>A2>A1，A3与A2差异不显著，但均与A1差异显著。

2.4.3 新梢长度 由图6可知，三个基质处理的茶苗均在3月初开始萌动，在3月9日之前三者的新梢长度差异不显著，之后A3处理的茶苗新梢生长迅速，且与A1、A2新梢长度的差异不断增大，至4月19日，A3新梢长度达到11.1 cm，超过A1、A2新梢长度1倍以上。

2.5 基质理化性质与茶苗生长发育之间的相关性

对假植金萱茶苗移栽前的新根总长（Y1）、新梢长度（Y2）分别与基质容重（X1）、有机质含量（X2）和营养元素速效氮（X3）、速效钾（X4）、速效磷（X5）含量进行线性回归分析，结果（表3）显示：假植茶苗新生根总长和新梢长度均与基质容重呈极显著负相关，与有机质、速效氮、速效钾、速效磷含量呈极显著正相关。表明容重小而有机质和营养元素含量较高的基质类型较适宜茶苗假植。

3 讨论与结论

茶苗假植是山东茶区新建无性系良种茶园非常重要的一项技术措施，它能有效解决春季引种存在的南北温差大和秋季引种栽培管理难度大、成本高的难题。本研究为了充分发挥假植作用，促进假植期间根系生长发育，提高根系活力，从而进一步提高无性系茶苗移栽成活率，以茶园土、河沙、草炭、蛭石分别配制A1（河沙∶园土=1∶2）、A2（河沙∶园土=1∶1）和A3（河沙∶草炭∶蛭石=1∶1∶1）三种基质进行茶苗假植效果试验。

三種基质中，以A3基质的容重和EC值最小，总孔隙度和持水孔隙度最大，所以吸热、放热后的温度变化小，对温度的缓冲能力强。在茶苗假植过程中，A3具有良好的升温和持温特性，这与其总孔隙度和持水孔隙度大有关。在茶苗休眠期，以A3基质的根区平均温度最高，这不仅使茶苗根系活力维持在最高水平，而且使新生根提前发育；同时A3有机质和速效氮、速效钾、速效磷含量最高，其物理化学性质与茶树根系生长发育适宜条件较为接近，能有效促进茶苗根系和新梢的生长，其新生根总根长、根表面积、根体积、根数及新梢长度均极显著高于A1、A2。虽然A3在萌芽期的根系活力较A1、A2低，但由于A3新生根量大，根系总活力仍高于A1、A2，加之A3休眠期根系活力高，吸收营养物质多，所以其新梢长度也极显著大于A1、A2。综上所述，A3作为金萱茶苗假植基质的效果较A1、A2好，但目前仍存在容重偏小、pH偏高、氮素含量偏低的问题，各部分的组成配比仍有待进一步优化。

另外，A3萌芽期根系活力低的原因可能有：（1）受茶树根系与新梢生长发育交替进行的内在规律制约，即萌发期新梢生长旺盛，茶树体内营养物质主要向新梢输送，减少了向根系部分的供给，从而降低了根系的活性；（2）由于A3茶苗休眠期根系活力高，营养损耗大，而基质中氮素不足，导致萌芽期氮素缺乏，从而使根系活力降低。具体原因有待进一步研究。

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