日照茶区‘黄金芽’幼苗松茶间作的效应研究Ⅱ．‘黄金芽’茶苗生长状况及新梢叶片生化成分

2020-07-04侯剑刘波尚晓阳于谦韩晓阳张丽霞

山东农业科学 2020年4期

侯剑　刘波　尚晓阳　于谦　韩晓阳　张丽霞

摘要：为了探讨日照茶区松茶间作模式对‘黄金芽幼苗生长变化规律以及品质的影响，本试验设置松茶间作及常规露天栽培两种模式，测定不同模式下的茶苗生长势、光合作用、叶色、日灼伤、新梢叶片生化成分等指标。结果表明，‘黄金芽茶苗在松茶间作模式下的生长状况整体优于露天，其新梢叶片净光合速率、长度、百芽重以及株高、冠幅、基部茎粗等指标均高于露天，但新梢最早萌发期稍迟于露天，叶色黄化程度稍低于露天。栽种11个月后的茶苗成活率（74.5%）显著高于露天（14.6%）。同时，松茶间作茶苗新梢日光灼伤程度明显轻于露天，最高叶温（37.51℃）低于露天（43.13℃），且叶温超过35℃的时长也仅为露天的1/4。松茶间作模式下的‘黄金芽新梢叶片水浸出物（45.66%）、茶多酚（18.33%）、酚氨比（5.75）显著高于露天，而游离氨基酸、咖啡碱含量与露天无显著差异。

关键词：黄金芽;松茶间作;露天栽培;生长状况;生化成分

中图分类号：S571.101：S344.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2020）04-0038-10

Abstract In order to study the effect of intercropping pattern of pine and tea on the growth and quality of Huangjinya tea seedlings in Rizhao area， the modes of intercropping and conventional outdoor cultivation were set. The growth potential， photosynthesis， leaf color， sunburn， biochemical components of new tea shoots were measured. The results showed that the growth of Huangjinya seedlings under the pine-tea intercropping mode was better than that of the control. The net photosynthetic rate of leaves， the length of new shoots， the weight of 100 buds， the plant height， the canopy width and the base stem diameter were all higher than those of the control. But the earliest germination time of the new shoots was later than CK， and the yellow degree of leaves was slightly lower. The survival rate of tea seedlings （74.5%） under intercropping mode was significantly higher compared with CK （14.6%） after planting for 11 months. At the same time， the degree of sunburn of new shoots under intercropping mode was significantly lighter than that of the control， and the highest leaf temperature （37.51℃） was lower than that of the control （43.13℃）. The duration of leaf temperature over 35℃ was only about 1/4 of that of the control. Under the intercropping mode of pine and tea， the water extract content （45.66%）， the tea polyphenol （18.33%） and the phenol-ammonia ratio of the new tea shoots were significantly higher than those of the control， while the contents of free amino acids and caffeine were not significantly different compared the control.

Keywords Huangjinya; Intercropping of tea and pine; Outdoor cultivation; Growth situation; Biochemical components

‘黃金芽是一种珍稀茶树品种，抗逆性较差，而日照茶区地形以低山丘陵为主，露天环境条件较为恶劣，导致试验引种（2015年）效果较差。松茶间作是复合生态茶园的一种模式[1]，能够以一种多层次、多种群、多功能、多序列、多效益的间作格局，达到种群间互补共生[2-4]。研究发现，幼龄茶园不同栽培模式下茶苗的成活率、株高、茎粗、单株叶面积、每平方米一芽二叶数、一芽二叶百芽重、光合作用均表现为间作处理显著好于不间作[5-7]。茶树作为一种耐阴性强的植物，强光不利于其生长发育[8]，而有树木遮荫的茶园，茶叶平均产量提高明显，遮荫度过高则不利于产量增加，反而会减少[9]。此外，前期对茶林间小气候的研究发现，一定的遮光效应可改善茶园生态环境[10]。与露天茶树相比，遮光处理的茶树叶色变深绿、光泽度好，叶片变薄，叶张增大、柔软性和韧性增加，芽叶茸毛增多，叶面更平展，鲜叶持嫩性增强[11]。因此，通过理论分析可推测出：茶园间作林木能够提高‘黄金芽引种成活率和茶苗生长势。但目前日照茶区未有该品种茶林间作效应方面的研究报道。

本团队前期对松林茶园环境的变化进行了研究，发现林下小气候、土壤物理性质、生物种群显著优于露天环境。因而，本试验设置松茶间作与露天两种栽培模式栽种‘黄金芽，研究茶苗生长势、光合作用、叶色、日灼伤、新梢生化成分等指标的变化规律，分析松茶间作对茶苗生长的影响，探索松茶间作模式是否能够显著改善日照茶区‘黄金芽茶苗的生长发育状况，旨在为日照茶区引种‘黄金芽提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为2018年3月5日引自浙江绍兴地区的6 000株‘黄金芽一年生扦插苗[10]。

1.2 试验地点

试验地点位于日照市岚山区碑廓鎮丁家庄村日照浏园生态农业有限公司的茶叶生产基地[10]。

1.3 试验处理

试验设置松茶间作和露天栽植两种模式。‘黄金芽茶苗定植前以假植方式栽植，4月5日分别在松林坡地和缓坡露地各定植3 000株扦插苗[10]。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 茶苗成活率于茶苗假植后当月及定植后第2、4、6、8、11月分别对不同栽培模式下的茶苗成活数进行统计，计算成活率。成活率（%）=成活茶苗数/茶苗总数×100。

1.4.2 新梢年生育规律及长度记录茶树最早发芽日期，每个发芽轮次时间。茶苗生长周期内，随机选取不同栽培模式下长势相近的10株，每株选取3个新梢，间隔30 d左右测定、记录新梢长度，并计算平均值。

1.4.3 茶苗生长势及百芽重茶苗生长周期内，每隔30 d分别选取不同栽培模式下三个制定区域（每区域约3 m2）内10株长势均匀茶树，进行株高、冠幅和基部茎粗的测量，同时随机选择100个一芽二叶称重，计算百芽重。

1.4.4 叶面积在1.4.3的选择基础上，每株茶树选取3个一芽二叶新梢，以顶芽下第二片叶为测定对象，测量叶长、叶宽，计算叶面积。叶面积（cm2）=叶长×叶宽×0.7。

1.4.5 叶绿素含量及光合作用指标于6月晴天，随机选取不同栽培模式下3株生长一致的植株，于当日8∶00—18∶00，每隔2 h采用CIRAS-3型便携式植物光合作用测定仪测定第一片定形叶（主茎中部相同叶位、叶龄的活体成熟叶片）的光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）等指标。采用典型选样法，95%乙醇浸提[10]，测定叶绿素含量。

1.4.6 叶温茶苗生长周期内，每隔30 d随机选取不同栽培模式下15株生长一致的植株，于当日8∶00—18∶00，用AR320手持式红外线测温仪（香港希玛有限公司产品）间隔2 h测量顶芽下第二片叶的温度。

1.4.7 叶色及叶片灼伤情况茶苗生长周期内，每隔30 d随机选取不同栽培模式下5株茶苗，利用CM-5分光色差计（柯尼卡美能达中国投资有限公司产品）测定顶芽、顶芽下第一和第二片叶的色泽变化，拍照记录叶的灼伤情况。

1.4.8 新梢生化成分测定于9月采摘一芽二叶制成蒸青茶样，分别采用GBT 8313—2008福林酚试剂法测定茶多酚含量、GBT 8314—2013测定游离氨基酸含量、GBT 8312—2013测定咖啡碱含量、GBT 8305—2013测定水浸出物含量。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2010软件对数据进行统计及制图，SPSS 19.0统计分析软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同栽培模式对‘黄金芽茶苗生长状况的影响

2.1.1 茶苗成活率由表1可以看出，松茶间作和露天栽培模式下的茶苗成活率均随测定时间的延迟而下降。其中，两者在5月份基本持平，后者由5月的94.9%降为翌年2月的14.6%，下降明显，而前者11月为86.0%，至翌年2月仍维持在74%以上，为后者5倍。因此，林下生态环境明显提高‘黄金芽茶苗的成活率。

2.1.2 新梢年生育规律由表2可以看出，露天及林下茶树一年均发生四轮生长，每轮发芽时间存在差异。第一轮生长正值早春时节，露天茶树发芽时间略早于林下，这可能是露天环境下的气温及地温提升速度高于林下，并提早达到茶树生长环境要求的缘故。第二轮发芽时间，林下较露天提早1个月左右，可能是由于露天环境变化较大，5月至6月上旬抑制茶树生长，而林下环境较露天稳定，适应茶树生长。露天及林下茶树均在7—8月萌发第三轮新梢，但露天茶苗大多在根茎处长出新枝，树体顶端长出的新梢量极少。林下茶树第四轮新梢生长时间较露天稍早。

2.1.3 新梢长度由图1可以看出，露天与林下茶树均在4月萌发新梢。林下茶树新梢长度整体高于露天，分别于5、9月达到峰值。露天新梢长度于8月达到顶峰（多为从茎基部新发出来的新枝），其它时间均处于较小数值且低于林下。林下新梢最长为8.98 cm、最短为2.49 cm，露天新梢最长为5.36 cm、最短1.43 cm。

2.1.4 百芽重由图2可以看出，4—10月，林下茶树百芽重变化趋势与露天基本相似，均表现为4月至7月中旬百芽重逐步下降，7月中旬至10月先升高后降低，8月中旬达到峰值。这可能是因为月初测定时处于新梢的不同萌发时期，8月中旬林下及露天茶树长势较强的缘故。此外，林下茶树百芽重始终高于露天，约为1.4倍，其最大值为22.82 g、最小值为17.72 g，而露天百芽重最大值为17.73 g、最小值为11.20 g。

2.1.5 茶树株高、冠幅、基部茎粗由图3可以看出，4—10月，除露天茶树株高有所降低外，林下茶树株高及两种栽培模式下茶树的冠幅、基部茎粗整体呈递增趋势。4月，林下茶树株高与露天持平，之后缓慢增加，并于10月达到峰值;露天茶树株高则呈先降低后升高再降低趋势，可能是因为露天茶树枝叶顶端受灼伤较重并逐渐枯死。

4—10月，林下茶树冠幅一直高于露天，并于7月达到峰值后降低（此时对树体进行修剪），而露天茶树冠幅在4—6月有所降低后缓慢上升，8月后基本无变化，这可能是前期茶苗栽植后难以适应环境，后期逐渐适应环境的缘故。

4—10月林下与露天茶树基部茎粗整体呈增加趋势，林下茶树于9月达到峰值，露天茶树于10月达到峰值，且林下增幅高于露天。

林下茶树株高最大和最小值分别为46.68、28.46 cm，露天茶树的则分别为28.15、22.74 cm。林下茶树冠幅最大值为32.63 cm、最小值为13.72 cm，露天茶树的最大值为17.56 cm、最小值为9.33 cm。林下茶树基部茎粗最大和最小值分別为0.64、0.39 cm，露天茶树则分别为0.59、0.33 cm。

2.1.6 叶面积由图3可以看出，4—10月，林下茶树顶芽下第二片叶面积春季至初夏高于夏秋季，露天叶面积则在8月中旬达到最大值，其它时间均较小。具体表现为4月至7月中旬林下叶面积明显高于露天，且呈先增大后减小趋势，6月中旬达到峰值，露天叶面积变幅较小。7月中旬至9月中旬林下与露天茶树叶面积变化趋势相似，均在8月中旬达到峰值。9月中旬至10月林下茶树叶面积逐步增大，而露天逐步减小。林下春季及初夏茶树的生长量较大，而露天茶树的生长在夏季达到最大。这可能是由于林下环境春季及初夏最适合茶树生长，而露天环境初春较适宜茶树生长，后受气温、光强、湿度的影响抑制其生长，再经过一段时间适应后开始逐步生长。生长周期内，林下茶树最大叶面积为7.85 cm2、最小为2.80 cm2，露天茶树最大叶面积为5.04 cm2、最小为2.29 cm2。

2.1.7 叶片光合作用由图4可以看出，一天当中除14∶00外，林下茶树叶片净光合速率均高于露天。其中，两者在14∶00之前的Pn最大值均出现在8∶00，分别为7.30、3.37 μmol/（m2·s），该时段Pn差值较大;露天茶树Pn低值（0.3 μmol/（m2·s））出现在10时，此时受较高光照强度的影响，光合作用基本停止，10∶00至12∶00时有所上升。这可能是由于12∶00左右短暂阴天，光合作用短时增强;两者在14∶00—18∶00 Pn均为先升高后下降，但差值较小，在14∶00和18∶00，林下及露天茶树Pn均为负值，分别为-0.60、-0.07 μmol/（m2·s）和-0.37、-1.50 μmol/（m2·s）。这可能是由于14∶00气温过高且露天环境下光照过强，林下及露天叶片光合作用均停止，18∶00光照弱甚至无光照导致净光合速率为负值。

8∶00—18∶00，露天与林下茶树Ci整体呈上升趋势，均在12∶00及16∶00出现低值，除8∶00—10∶00外，其它时间变化与Pn相反。

露天与林下茶树Tr和Gs变化基本一致，均在8∶00和16∶00达到峰值，除12∶00和16∶00可能因天气原因出现小幅增长，其它时间均随着时间的推移逐步降低。

2.1.8 叶片叶绿素含量由图5可以看出， 4月至7月中旬，林下茶树叶绿素a、叶绿素b含量和总叶绿素含量均高于露天，且该时段内的露天茶树叶片黄化程度高于林下，林下茶树叶片更绿。这可能是由于树林遮荫作用导致林下茶树返绿程度加快。7月中旬至10月林下茶树三者含量均低于露天，说明林下茶树黄化程度较露天强。这可能是由于7月中旬以后露天气温过高、湿度过低、光强过强，其对嫩叶造成灼伤、对茶树生长产生抑制;也是基于对环境条件的响应茶树自身进行调整，成熟叶片返绿速度加快以适应极度不适的生态环境。林下及露天茶树叶绿素a、叶绿素b含量及总叶绿素含量均在6月达到最低值，分别为0.79、0.16、0.95 mg/g和0.30、0.04、0.34 mg/g，说明6月林下及露天茶树成熟叶叶色最黄，8月成熟叶最绿。

林下茶树的叶绿素a/b值相对于露天变幅小，最大值均出现在6月，此时叶绿素a、叶绿素b含量均最低。

2.1.9 叶温由图6可以看出，4—10月，露天与林下茶树顶芽下第二片叶的温度变化基本相似，均在7月达到峰值，其变化趋势与气温一致。叶温在12∶00—14∶00达到峰值，8∶00—12∶00的变幅大于12∶00—18∶00。露天茶树叶温最高达到43.13℃、最低为12.41℃，林下最高达到37.51℃、最低为11.51℃。林下茶树叶温大于35℃有1个点、30～35℃有5个点、30℃以下36个点;露天茶树叶温大于40℃有3个点、35～40℃有1个点、30～35℃有4个点、30℃以下有34个点。正常叶温超过40℃即产生灼伤，抗灼伤能力较弱的‘黄金芽新引种茶苗新梢更易受高温胁迫。

2.2 不同栽培模式‘黄金芽品种特性表现

2.2.1 叶色由图7A可以看出，4—10月的大部分时间内，林下单芽、一叶、二叶叶色L值均低于露天，说明露天一芽二叶叶色明亮度整体高于林下。林下单芽叶色L值表现为4—7月降低，8—10月增加;露天则在7月出现极大值27.39，其它变化趋势与林下基本一致;7月露天单芽叶色L值与林下差值最大，为17.8。林下与露天一叶叶色L值变化表现相似，在6月及8月出现两个低值，分别为23.06、23.15和23.38、24.89，7月出现极大值，分别为29.19、41.88，且两者在7月的L值相差最大，为12.69。二叶叶色L值林下与露天的表现相

似，林下二叶叶色L值普遍分布在25～37，露天的则为32～43，均在6月及9月出现低值，分别为27.71、32.86和27.97、34.95，5月及7月出现高值，分别是36.13、40.51和34.93、42.27。

由图7B可以看出，4—10月，林下及露天茶树一芽二叶叶色a值均<0，表明叶色均偏绿。7月份林下单芽叶色a值略高于露天，其它时段林下叶色a值均小于露天，说明林下一芽二叶叶色偏绿程度普遍高于露天。林下单芽叶色a值变幅较小，表现为4—9月逐步变大，10月降低;露天则变幅较大，表现为4—5月缓慢增大，5—7月急速减小并在7月达到最低值，7—9月急速增大，之后急速减小并在10月达到第二个低值。林下及露天茶树一叶叶色a值变化相似，变化趋势基本与露天单芽叶色a值一致。林下与露天二叶叶色a值4—7月整体呈减小趋势，且露天高于林下，8—9月呈增大趋势，露天二叶叶色a值低于林下。

由图7C可以看出，4—10月林下及露天茶树一芽二叶叶色b值均>0，表明叶色均偏黄。除林下茶树单芽叶色b值在8—10月高于露天外，其它时间林下茶树单芽、一叶、二叶叶色b值均小于露天。6—8月露天茶树单芽、一叶、二叶叶色b值均明显高于林下，7月均达到峰值，此时露天与林下茶树单芽、一叶、二叶叶色b值差分别达到16.70、10.58、9.18。说明在茶树生长季节，露天新梢叶色黄化程度均高于林下，且在6—8月较为明显，7月最黄。林下单芽、一叶、二叶叶色b值在4—10月变幅较小，最高值分别为15.08、28.00、32.98，最低值分别为8.72、21.23、25.53，且除一叶叶色b值在7月较高外，其它时段叶色b值均较低。说明初春林下新梢黄化程度最高，后虽有减弱，但减弱程度较小。

2.2.2 叶片日灼情况由图8可以看出，4月林下及露天茶树嫩叶均无日灼现象发生，嫩叶正常黄化。5—10月，林下及露天茶树嫩叶均发生灼伤，此期间内林下光照强度达到叶片灼伤要求的时间段较少，但仍发生叶片灼伤情况，说明叶片灼伤除与光照强度有关外，可能与空气湿度、气温、风速相关。从灼伤程度来看，林下嫩叶灼伤情况明显轻于露天。5月林下新梢芽尖出现红变点，呈现极轻微日灼现象，露天新梢芽尖出现黑焦，呈现出日灼现象;6—10月，林下及露天嫩叶的叶尖和叶缘均出现明显红变甚至褐变的日灼现象，其中6—8月日灼现象最为严重。这可能是由于气温较高、光照较强、空气湿度较低导致，因此‘黄金芽茶苗在夏季的抗逆性表现较差。

2.2.3 茶苗新梢生化成分由表3可以看出，与露天茶树新梢相比，林下茶树新梢的水浸出物含量高3.17个百分点，茶多酚含量高1.87个百分点，咖啡碱含量高0.18个百分点，酚氨比高0.83，氨基酸含量低0.16个百分点。除水浸出物、茶多酚、酚氨比差异显著外，两种栽培模式下其它指标差异较小。这说明秋季林下及露天茶叶品质差别不明显，可能是由于9月林下及露天环境均较适宜茶树生长，树林遮荫导致林下新梢黄化程度小于露天，林下新梢多酚类物质高于露天，露天氨基酸含量高于林下。‘黄金芽最显著的特点是氨基酸含量高，最高可达9%，但9月林下及露天茶树氨基酸含量分别为3.19%和3.35%，与其它品种茶树的氨基酸含量没有明显差别。这说明‘黄金芽氨基酸含量在秋季明显降低。

3 讨论与结论

茶树与其它植物间作能够有效地改善茶园小气候、促进生长，从而提高自身产量和品质[12]。本试验通过研究茶苗生长得出，露天茶树生长势显著弱于林下，这与沈亚骏[13]、姚水滨[14]、翁友德[15]等的研究结论相同。此外，虽然林下茶树新梢萌发时间稍晚于露天，但在茶树株高、冠幅、基部茎粗、百芽重、新梢长度、叶片光合作用等方面均优于露天。本试验还发现，松林遮荫条件下，4月至7月中旬茶树叶片叶绿素总量及叶绿素a、b含量均明显增加，这与张文锦等[10]的结论相同;但在7月中旬至10月，露天茶树成熟叶片的均高于林下。这可能是当光照强度过强、温度过高时，露天茶树成熟叶自身产生条件反射，为减轻叶片灼伤而加快了返绿速度。

本试验发现，露天‘黄金芽叶色黄化程度大部分时间高于林下，但露天的嫩叶及成熟叶灼傷程度也明显高于林下。这与林木遮荫改变光辐射有显著关系，与王开荣等[16]的研究结果相同。本研究还得出，9月林下茶叶嫩梢水浸出物、茶多酚含量、酚氨比显著高于露天，咖啡碱含量等指标差异不明显，氨基酸含量低于露天，林下及露天茶叶品质差异性小，但以林下稍优，这与徐克定等[17]的研究具有相似性，但考虑新梢生化成分测定时间的因素，本结论与之也存在部分差异。此外还得出林下茶苗成活率显著高于露天，因而北方种植‘黄金芽茶树的茶苗成活率与高温、干旱、高强光照射、大风及低温有直接关系。

综合分析可知，松茶间作可以明显提高‘黄金芽茶苗成活率，促进生长发育，有效地缓解高温强光对‘黄金芽叶片的灼伤，从而较好地促进茶树生长，一定程度上提高了‘黄金芽鲜叶品质。但本研究仅以幼苗期 ‘黄金芽为对象，且未考虑林木种植密度这一因素，因此，下一步将通过研究如何调整林木种植密度来实现对不同树龄‘黄金芽生长发育的调控。此外，本试验由于受到时间的限制，未对茶林间作模式下成年期‘黄金芽茶树生长及品质化学成分特性进行研究，这也是下一步的工作重点。

参考文献：

[1] 陈宗懋.中国茶叶大辞典[M].北京：中国轻工业出版社，2008.

[2] 巩雪峰，余有本，肖斌，等.不同栽培模式对茶园生态环境及茶叶品质的影响[J].西北植物学报，2008，28（12）：2485-2491.

[3] Herzog G. Streuobst：a traditional agroforestry system as a model for agroforestry developmet in temperature Europe[J]. Agroforestry Systems， 1998， 42（8）： 61-80.

[4] Zhang J S，Meng P.Model on water transfer of SPAC in apple-wheat multiplex system[J].Scientia Sylvae Sinicae， 2004， 40（4）： 75-78.

[5] 吕小营.山东新建茶园不同间作及覆盖遮荫效应比较研究[D].泰安：山东农业大学，2011.

[6] 明平生.茶林间作对茶园生态的影响[J].茶叶通讯，2003（4）：26-29.

[7] 孙磊.栗茶间作系统中栗树对茶园生态生理因子的影响[D].合肥：安徽农业大学，2006.

[8] 金洁，骆耀平.茶树光合作用研究进展[J].茶叶科学技术，2002（1）：1-5.

[9] Barua D N. Tea[M]∥Developments in agricultural and managed-forest ecology.1987（18）： 225-246.

[10]侯剑，牟丽云，孔晓君，等. 日照茶区‘黄金芽幼苗松茶间作的效应研究Ⅰ.茶园生态环境[J]. 山东农业科学， 2020，52（1）：59-64.

[11]张文锦，林春莲，熊明民.茶树遮荫效应研究进展[J].福建农业学报，2007，22（4）：457-460.

[12]王丽娟，朱兴正，毛加梅，等.不同遮荫树种对茶园土壤和茶叶品质的影响[J].中南林业科技大学学报，2011，31（8）：66-73.

[13]沈亚骏.茶林间作与茶园生态维护研究[J].福建茶叶，2018，40（1）：20-21.

[14]姚水滨，陈正新.防护林带对低丘红壤茶园小气候及茶叶品质的影响[J].中国茶叶，1992（3）：28-30.

[15]翁友德.茶园间作对茶树生长及生态的影响[J].中国茶叶，1988（4）：32-34.