茶园间作高杆绿肥“茶肥1号”不同刈割处理对茶树光合日变化的影响

（湖南省农业科学院 茶叶研究所，湖南 长沙 410125）

茶园间作绿肥是利用茶园行间的空隙种植绿肥作物，既能增加地面覆盖，保持水土，又能培肥地力，改善茶园小气候，保护生态环境[1]，绿肥翻埋后能提高土壤有机质含量，为茶树提供速效养分 ，是解决茶叶生产对化肥过度依赖等问题的有效途径。目前茶园绿肥的研究大部分集中在绿肥品种筛选与选育、绿肥对茶园土壤、茶树生长以及茶叶产量和品质等方面的研究，而对茶园绿肥的种植技术，特别是高杆绿肥刈割后对茶树光合作用的影响研究相对较少。由于绿肥间种技术的不合理，容易造成与茶树争光，影响茶树生长和茶叶产量。因此，茶园间种绿肥需科学种植，合理利用，更好地发挥绿肥的优越性，对间作绿肥的刈割后对茶树光合作用的影响的研究非常必要。本试验对茶园间作“茶肥1号”进行不同刈割方式处理下茶树光合参数的日变化规律研究，旨在为幼龄茶园间作高杆绿肥提供理论依据和技术支持，以推动绿肥在茶园中的推广应用。

1 材料与方法

1.1 试验地概括

试验地在湖南湘丰茶业有限公司西山基地（长沙县金井镇），地理位置 28°29′N、113°19′E，海拔98.5 m，属于中亚热带季风湿润气候，无霜期300 d左右。

1.2 材料与处理

试验茶园为3年生茶园，茶树品种为湘波绿2号。供试土壤为世纪红壤。间种绿肥品种为茶肥1号（湖南省茶叶研究所选育）[4]。播种时间4月19日，播种量1.5 kg/666.7 m2，播种方法为在每条茶行中间开一条种植沟，均匀撒入种子后覆盖一层薄土；茶园田间管理基本一致。7月27日，对间作的茶肥1号离地15～20 cm处进行刈割处理。

试验共设6个处理：处理1（ck）：不间作处理；处理2（D1）：不刈割处理；处理3（D2）：分别隔一行刈割一行，即两行刈割一行（刈割与不刈割为1∶1）；处理4（D3）：分别留两行刈割1行（不刈割与刈割为2∶1）；处理5（D4）：分别留一行刈割三行（不刈割与刈割为1∶3）；处理6（D5）：将间作的茶肥1号全部刈割。

光合测定时间为8月中旬，其中未刈割的茶肥1号株高为175～180 cm，刈割的茶肥1号株高为37～40 cm。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 光合作用日变化测定

利用Li－6400便携式光合作用测定仪（美国 Li－Cor 公司），晴朗无云的天气进行，采用自然光源，测定时间为8:00～18:00，每隔2 h测定1次。每片叶进行3次重复，根据各个指标实测数据求其平均值。测定茶树叶片光合特征参数，主要参数包括净光合速率（Pn，μmol.m-2·s-1）、蒸腾 速 率（Tr，mmol.m-2·s-1）、气孔导 度（Gs，mol.m-2·s-1）、 胞 间 CO2浓 度 (Ci，μmol.mol-1）等；环境因子主要测定光合有效辐射（PAR，μmol.m-2·s-1）、大气温度（Ta，℃）、空气CO2浓度（Ca，μmol.mol-1）和空气相对湿度（RH，%）等指标。

日光合量（DPC，Diurnal photosynthetic capaci-ty），以∑Pn=1/2∑（Pi+Pi+1）×ti 进行积分计算，其中∑Pn为日累积光合量值，简称日光合量〔μmolCO2/（m2·d）〕，Pi和 Pi+1 分别为第i次和第i+1次实测净光合速率值，ti为第Pi次和Pi+1次观测间隔时间（h），n为测定次数[2]。日蒸腾量（DTC，Diurnal transpiration capacity）计算与日光合量计算方法相同。

1.3.2 叶绿素含量的测定

用丙酮-乙醇混合法提取叶片的叶绿素[5-6]，并通过紫外可见分光光度计（上海元析仪器有限公司，中国）测定叶片在663 nm、645 nm波段下的光密度值，再由公式求出叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量。

式中，Ca、Cb分别为叶绿素a与叶绿素b的含量，单位为mg/g，OD645、OD663分别为在645 nm和663 nm波段下测得的光密度值，V是浸提液的体积，W为叶片鲜重。

1.3.3 比叶重（SLW）

取新鲜叶片，用直径为5.0 mm的打孔器打孔10～15个，放入烘箱内105℃杀青0.5 h，然后转入80℃烘干，称其干质量，计算单位面积叶质量（g.m-2）。

1.3.4 叶片相对含水量（RWC）

取新鲜叶片于天平上称其鲜质量W1，放入烘箱内105℃杀青0.5 h，然后转入80℃烘干，称 其 干 质 量 W2，RWC（%）=[（W1–W2）/W1]×100。

1.4 数据处理

采用Excel 2003和SPSS20.0软件分别进行数据整理、统计分析与作图。显著性检验采用LSD法进行。

2 结果与分析

2.1 刈割处理对茶树叶片色素含量的影响

由表1可知，D1、D2处理的茶树叶片色素含量最高，其中D2和 D3中的叶绿素a含量和叶绿素总量与其它处理间的差异达显著性，类胡萝卜素含量与D1、D4间差异达显著；不同处理间叶绿素b含量差异不显著。

表1 间作绿肥的刈割处理对茶树叶片色素含量的影响Table 1 Effects of intercropping green manure on pigment content in leaves of tea plants

2.2 刈割处理对茶树叶片相对含水量和比叶重的影响

不同处理下茶树叶片相对含水量D1和CK最高，但处理间差异不显著。茶树叶片比叶重D4和D3最高，其中D1与D4间差异达显著，其它处理间差异不显著。

表2 间种绿肥的刈割处理对茶树叶片相对含水量和比叶重的影响Table 2 Effects of intercropping green manure on relative water content and specif i c leaf weight in leaves of tea plants

2.3 刈割处理下环境因子的日变化

由图1、图2可知，光合有效辐射（PAR）和Tleaf的日变化呈现先上升后下降的单峰变化趋势。随着时间推移，逐渐上升，均在12:00升至最高，随后开始降低。D1、D2、D3、D4、D5 和 CK 最大 PAR 分别为 804.41 μmol.m-2·s-1、908.32 μmol.m-2·s-1、1323.94 μmol.m-2·s-1、1562.54 μmol.m-2·s-1、1852.56 μmol.m-2·s-1和 1514.39 μmol.m-2·s-1。同一时间段 CK、D3、D4 和 D5 的光合有效辐射均高于D1和D2。叶片温度（Tleaf）的日变化趋势和PAR一致，均在12:00时达到最大值（图2）。空气相对湿度（RH）的日变化与PAR和Tleaf呈相反的趋势，先下降然后上升，在14:00降至最低，随光照强度的降低，空气湿度又逐渐升高。D1、D2、D3、D4空气相对湿度大于CK和D5，说明绿肥的遮荫可以增加空气相对湿度（图3）。

2.4 刈割处理对茶树净光合速率的影响

由表3可知，D1、D2、D3、D4处理下茶树净光合速率（Pn）日变化呈现先上升后下降趋势，峰值均出现在10:00，其Pn分别为7.63 μmol.m-2·s-1、7.49 μmol.m-2·s-1、8.49 μmol.m-2·s-1、9.36 μmol.m-2·s-1和 8.38 μmol.m-2·s-1，CK 和 D5处理茶树净光合速率日变化呈双峰曲线，峰值分别出现在10:00和16:00，第一峰值高于第二峰值，其中CK处理茶树峰值分别为8.12 μmol.m ·s 和3.04 μmol.m ·s。绿肥不同刈割处理下茶树叶片Pn大小有差异，在8:00～10:00，D1、D2和D3处理茶树净光合速率均低于CK和D5。

图1 不同刈割处理 PAR日变化Fig.1 Daily Changes of PAR of Different Cutting Process

图2 不同处理T1eaf日变化Fig.2 Daily Changes of Tleaf of Different Cutting Process

图3 不同处理RH日变化Fig.3 Daily Changes of RH of Different Cutting Process

表3 绿肥不同刈割处理茶树不同时间净光合速率均值的日变化Table 3 Diurnal variation of net photosynthetic rate of tea plant under green manure-tea plant intercropping

2.5 刈割处理对茶树蒸腾速率的影响

由表4可知，D1、D2、D3、D4和D5处理下茶树的蒸腾速率日变化进程呈单峰曲线，在中午12:00出现最大值，其值分别为5.64 mmol.m-2·s-1、5.51 mmol.m-2·s-1、8.41 mmol.m-2·s-1、8.48

2.6 刈割处理茶树日光合和日蒸腾的差异

表4 绿肥不同刈割处理下茶树不同时间蒸腾速率均值的日变化Table 4 Diurnal variation of Transpiration rate of tea plant under greenmanuare-tea plant intercropping

不同处理下茶树日光合总量存在差别，其中D3和D4处理茶树日光合总量较高，其值分别为 55.76 μmolCO2.m-2.d-1和 62.08 μmolCO2.m-2.d-1。CK和 D1茶树日光合总量较低，其值分别为 42.85 μmolCO2.m-2.d-1和 47.84 μmolCO2.m-2.d-1，D3和D4处理日光合总量比CK提高了42.85 %和44.87 %（表5）。

不同刈割处理下茶树日蒸腾总量与日光合总量一致，D4处理最高，CK最低，不同处理下茶树蒸腾总量依次为 D4 ＞ D3 ＞ D5 ＞ D2 ＞ D1＞ CK，D4日蒸腾量分别比CK和D1提高了74.99 %和51.41 %（表5）。mmol.m ·s和5.70 mmol.m ·s。对照茶树蒸腾速率呈双峰曲线，主峰和次峰分别出现在10:00（Tr值为 4.26 mmol.m-2·s-1）和 16:00（Tr值为 3.19 mmol.m-2·s-1）。

表5 不同刈割处理茶树叶片日光合总量和日蒸腾总量Table 5 Daily photosynthesis and transpiration of tea plant leaves under different treatments

3 结论

茶树是喜温和、喜湿润、喜漫射光的多年生经济作物，强光对茶树光合的抑制起主要作用，同时高温、低湿的胁迫加剧光合作用的光抑制[7-8]，适度遮荫、茶林间作等能减轻或消除“午休”现象和提高茶树光合速率[9-10]。本研究表明，D3和D4处理下茶树的净光合速率较其它处理高，没有表现出“午休”现象，说明这两种处理方式由于绿肥的遮荫降低了光照强度，起到降温增湿的作用，消除了茶树叶片净光合速率的“午休”现象，提高了茶树净光合速率。全光照条件下（CK和D5）由于强光、高温、低湿，导致叶片气孔关闭，呈双峰曲线，具有“午休”现象。而D1和D2处理下茶树的净光合速率呈单峰曲线，没有表现“午休”现象，但是由于绿肥的过度遮荫导致光照强度降低，造成光合速率低，不利于茶树的生长，结果与赵康[12]等一致。因此，茶园间作高杆绿肥需采用适当的比例分批进行刈割，有利于茶树净光合速率的提高，这是促进茶树特别是幼龄茶树生长的重要措施。

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