地表覆盖对茶园土壤温度及茶叶产量和品质的影响

2021-09-10余跑兰孙永明吴艳肖小军王永刚江新凤陈国钧韩淑文

中国茶叶 2021年4期

余跑兰孙永明吴艳肖小军王永刚江新凤陈国钧韩淑文

摘要：為探究越冬期不同的覆盖材料对茶园土壤温度及茶叶产量、品质的影响，寻求效果佳的防冻材料，研究采用稻草、白膜、黑膜、稻谷壳和防草布等5种材料在茶园行间进行地表覆盖，比较不同材料覆盖后对土壤温度和茶叶产量、品质，以及春茶萌发时间的影响。结果表明，相较于未进行覆盖的对照，5种覆盖处理均能提高土壤温度，平均增温1.5～2.9 ℃，且覆盖后可使茶叶产量提高4.3%～13.6%，春茶萌发时间提早2～4 d，其中增温效果稻草和稻谷壳优于其他材料。使用稻草和稻谷壳覆盖后，茶叶水浸出物、咖啡碱、茶多酚、氨基酸含量均有所提高。综合比较来看，稻草和稻谷壳的增温效果较黑膜、白膜和防草布更好，而且能提高茶叶产量与品质，更适合作为茶园越冬期防冻的覆盖材料。

关键词：茶园;地表覆盖;增温效果;产量;品质

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

茶树是典型的亚热带常绿植物，喜欢生长在温暖、潮湿、耐阴的地方，生长最适温度为20～25 ℃[1]。冬季冰冻、雪冻和早春的倒春寒，给茶树越冬和萌芽带来不利影响，尤其是极端天气的频繁发生，容易造成茶树冻害，推迟春茶发芽时间，降低春茶的产量和品质，造成茶农经济损失[2]。因此，减轻低温造成的冻害，确保茶树安全越冬至关重要。

覆盖对地表有保温和增温的作用，还可改良土壤结构，增强土壤肥力。杨书运等[1-3]、孙立涛等[4]的研究一致认为，冬季茶园覆盖后，能提高地表温度。陈素英等[5]研究认为冬季和早春季冬小麦田覆盖玉米秸秆后，对土壤有明显的增温作用。李毅等[6]通过研究新疆农田作物覆膜地温极值时空变化，表明覆膜对提高土壤温度有明显作用，但不同的覆盖材料，保温增温效果不一样。

茶园行间地表覆盖不仅可以改善土壤水分状况，提高旱季保水抗旱能力，抑制杂草发生，还能促使早春茶萌发。目前茶园覆盖材料研究大多集中在秸秆和地膜，其他覆盖材料研究较少，而且覆盖材料用来作为保水抗旱的研究较多，因此本研究采用白膜、黑膜、防草布、稻草和谷壳5种材料进行行间地表覆盖，开展不同的覆盖材料对茶园防冻效果研究，比较不同材料对土壤温度和茶叶百芽质量、发芽密度、产量及品质的影响，为茶园防冻提供技术支撑。

一、材料与方法

1. 试验地概况

试验茶树品种为龙井43，树龄18年。试验茶园位于井冈山新城镇翠绿茶叶种植专业合作社基地（井冈山市新城镇黄夏村境内），东经26.7551°，北纬114.0917°，属于丘陵红壤地貌，海拔212～268 m。试验茶园土壤以潮土红壤土为主，pH为5.45，土壤肥力状况如表1。

2. 试验方法

（1）试验设计

试验茶园行间地表设6个覆盖處理，处理1覆盖稻草，厚度10 cm左右;处理2 覆盖厚度6 μm的白膜;处理3覆盖厚度6 μm的黑膜;处理4覆盖稻谷壳，厚度10 cm左右;处理5覆盖70 g/m2的防草布;处理6为对照（未进行任何覆盖处理）。各处理直接覆盖在茶树行间至茶树根部，采用随机区组排列，每个小区面积为100 m2，3次重复，共18个小区。于2019年12月26—27日进行覆盖，在每个处理覆盖物地表以下10 cm埋入温度计用于记录土壤温度。

（2）测定指标及方法

土壤温度：从2019年12月29日开始，一直记录到2020年3月15日，每天上午8：00—9：00记录土壤温度。

发芽密度：春茶采摘期，每小区随机选取3个样方（33 cm× 33 cm），调查样方内茶芽数量，计算单位面积的发芽密度。

百芽质量：每个小区随机采摘100个标准的一芽二叶茶芽，称重百芽质量。

产量：按一芽二叶标准采摘，记录各处理春茶各批次一芽二叶产量之和，计算单位面积产量。

品质：采摘每小区标准的一芽一叶，按照国标法测定水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱、游离氨基酸含量。

发芽时期：参考农作物种质资源鉴定技术规程（NY/T 1312—2007），记录各个处理一芽一叶期和一芽二叶期，即1/3越冬芽达到一芽一叶和一芽二叶的时间。

3. 统计分析

用Excel和DPS进行数据统计和分析，数据采用平均值±标准差（x±s）表示。

二、结果与分析

1. 土壤温度

试验期间经历了3次低温期，分别是2020年1月10—19日，日最低温度在0～3 ℃间，1月24—29日，日最低温度在-2～2 ℃间;2月16—2月17日，日最低温度-2 ℃。其他时间最低温度一般在5℃以上。不同处理茶园土壤温度如表2，低温期各个处理土壤温度均高于对照，稻草覆盖提高1.6～5.0 ℃，平均提高2.9 ℃;白膜覆盖提高0.5～4.0 ℃，平均提高1.8 ℃;黑膜覆盖提高1.3～4.2 ℃，平均提高2.4 ℃;稻谷壳覆盖提高1.0～4.5 ℃，平均提高2.7 ℃;防草布覆盖提高0.2～3.8 ℃，平均提高1.5 ℃。覆盖层可减少土壤热量的散失以及拦截地表面的长波辐射阻碍土壤与外界环境热量的交换，从而起到保温作用。总体而言，保温效果覆稻草>覆稻谷壳>覆黑膜>覆白膜>覆防草布。

从温度与增温相关性看，大致呈现温度越低，增温效果越好的变化规律，而且各种覆盖材料的变化规律基本一致。当对照土壤温度为10 ℃以上，各处理增温0.2～3.2 ℃;而对照土壤温度较低，为1 ℃时，各处理增温3.5～5.0 ℃。

2. 茶叶产量

覆盖处理后鲜叶百芽质量、发芽密度和产量均有不同程度的提高（表3）。

百芽质量介于15.42～16.28 g之间，覆稻谷壳、黑膜、防草布和稻草处理均显著高于对照。发芽密度介于2 184～2 450个/m2，覆稻草、稻谷壳和防草布处理发芽密度较对照显著增加。产量介于379.25～430.75 kg/hm2，覆稻草、稻谷壳、防草布处理产量也显著高于对照，其中覆稻草、稻谷壳、防草布和覆黑膜处理间差异不显著，但均显著高于覆白膜处理。

3. 茶叶生化成分含量

由不同覆盖处理茶叶生化成分含量（表4）可见，茶园行间覆稻草和稻谷壳，茶叶中水浸出物、氨基酸、茶多酚和咖啡碱含量高于或显著高于对照。

各处理水浸出物含量均高于对照，且覆稻草处理显著高于其他处理。覆稻草处理氨基酸含量显著高于其他处理，覆白膜处理显著低于覆稻草和稻谷壳处理。覆稻草、白膜、黑膜和稻谷壳处理茶多酚含量显著高于对照。覆黑膜处理咖啡碱含量显著低于对照，覆稻草处理显著高于对照，其他处理与对照差异不显著。

酚氨比覆白膜处理显著高于其他处理，覆稻草处理显著低于对照。

4. 春茶萌芽时间

由不同处理春茶萌芽时间（表5）可知，地表覆盖后春茶茶芽萌发时间均早于对照。相较于对照，一芽一叶萌发时间覆稻草处理提早4 d，覆防草布处理提早2 d，其他处理提早3 d;一芽二叶萌发时间，覆稻谷壳、防草布处理比对照提早4 d，覆稻草处理提早2 d，其他处理提早3 d。

三、讨论

1. 覆盖对地表温度的影响

本研究表明，茶园行间覆盖后地表温度均高于对照，就保温效果而言，覆稻草最好，覆防草布最差，覆稻草的防冻效果好于覆膜，这与前人的研究基本一致[3，7-8]。杨书运等[2-3]通过比较2种厚度的稻草覆盖与地膜的保温作用，得出稻草覆盖的保温作用明显强于地膜覆盖的结论。王会等[8]的研究同样认为，覆盖处理能明显提高土壤温度，在覆草、间作鼠茅草和覆膜3种处理中，覆草处理保温效果最好，主要是因为对地表进行覆盖，可阻止阳光直接辐射，也可减少土壤热量的散失及有效发射长波辐射，减少土壤与外界环境热量交换，从而起到保温作用。覆稻草优于覆膜的原因是覆稻草阻挡了地表吸收更多的太阳辐射，同样向空气中散失的能量少，而地膜具有较强的能量吸收，相应的能量散失也更大。

本研究发现覆黑膜保温效果优于覆白膜，这与吴贤忠的研究有出入[9]，可能是因为使用的薄膜厚度、材质和茶园地理环境不一致造成的，具体原因有待进一步深入研究。覆稻谷壳与覆稻草作用类似，可阻挡太阳对地面的直接辐射，减少热量向大气散失，减缓土壤温度的变化;覆防草布对太阳辐射的吸收和土壤热的散失具有一定的影响，同样具有一定的保温作用，这与余继忠等[10]、程建萍等[11]的结论基本一致。由于防草布具有细密孔眼，透水性和透光率都比较好，但较于其他材料，防草布阻挡地面接收太阳照射和能量散失的能力不强，因此其保温效果不如其他材料。

2. 覆盖对茶叶品质和产量的影响

茶园地面覆盖后，提高了冬季和早春茶园地表温度，减缓土壤与大气层之间的水分交换，使土壤中水、肥、气、热状况得到改善，有助于茶树对水分和养分的吸收，从而提高百芽质量、发芽密度和产量。何志华等[12]研究表明，稻草覆盖能显著提高芽重和茶青产量，且随着稻草覆盖量增加而增加，同时经济效益显著，平均每667 m2可增收414.4～1 387.2元。孙立涛等[4]研究发现，覆盖秸秆后茶叶产量、新梢總鲜质量比对照增加12.2%、43.2%。本研究发现，不同的覆盖处理均能提高百芽质量、发芽密度和产量。覆稻草、防草布和稻谷壳处理间茶叶产量差异不显著，但均显著高于覆白膜处理和对照，这主要是因为稻草和稻谷壳含有丰富的营养成分，能改善土壤环境，而且通透性好;防草布不仅通透性好，还能抑制杂草，更有利茶树的生长，从而提高茶叶产量。

彭晚霞等[13]研究表明，稻草覆盖通过综合改良茶树生长生态条件，协调了土壤中的水、肥、气、热等因子，可促进茶树生长，改善茶叶品质，提高茶叶产量。本研究也表明，覆盖稻草和稻谷壳处理可提高茶叶中水浸出物、咖啡碱、茶多酚和氨基酸含量，从而提高茶叶品质，这主要是因为稻草和稻谷壳含有大量的营养元素和其他微量元素，同时富含纤维素、半纤维素等有机物质，在腐解过程中能提高土壤有机质和氮磷钾养分，改善土壤理化性质，有助于提高茶叶质量。

3. 覆盖对春茶茶芽萌发时间的影响

覆盖能提早春茶茶芽的萌发，曾庆群[14]研究表明，与不覆盖秸秆相比，覆盖秸秆的茶园春茶一芽一叶可提早5～8 d萌发。姚健等[15]发现覆膜能使茶树萌芽期提早。赵和涛[16]的研究也表明，膜覆盖处理下每30 cm2新芽数比对照多60个，比对照提前开采5～7 d。因为覆盖后土壤温度变化幅度减小，同时覆盖物阻挡土壤表面与大气直接接触，减少土壤水分蒸发，提高了土壤含水量，有利于根系呼吸活动的长时间保持，提高根系营养吸收能力，促进了茶芽的萌发[17]。

本研究表明，不同覆盖处理下，一芽一叶和一芽二叶茶芽的萌发规律不一致，覆稻草的小区一芽一叶萌发最早，而覆稻谷壳和防草布的小区一芽二叶萌发最早，这可能与覆盖材料的透光率、渗水率、热传导性不一致有关，导致萌发时间有差异。在一芽一叶期，相对其他覆盖材料，稻草透光率和热传导性低，更能提高地表温度，使得一芽一叶萌发时间最早。但到一芽二叶期，温度已有所升高，稻草的保温效果不明显，而覆盖稻谷壳和防草布既能减缓土壤温度变化，提高土壤含水量，又能防治杂草生长，更利于茶芽的萌发。

四、结论

在茶园行间地表覆盖稻草、白膜、黑膜、稻谷壳和防草布等5种材料，使土壤温度、茶叶产量、发芽密度和百芽质量均有所提高，同时能提早春茶一芽一叶和一芽二叶的萌发时间。不同覆盖处理在保温效果上稻草>稻谷壳>黑膜>白膜>防草布;在产量上稻草>稻谷壳>防草布，3个处理间差异不显著;覆稻草和稻谷壳茶叶中水浸出物、咖啡碱、茶多酚和氨基酸含量均高于对照，茶叶品质较优。综合从增温效果、茶叶产量和品质等因素考虑，覆稻草和稻谷壳对茶园土壤增温效果更好，而且能提高茶叶产量与品质，更适合作为茶园越冬期防冻的覆盖材料。

参考文献

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[4] 孙立涛，王玉，丁兆堂. 地表覆盖对茶园土壤水分、养分变化及茶树生长的影响[J]. 应用生态学报， 2011， 22（9）： 2291-2296.

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[6] 李毅，邵明安. 新疆农田作物覆膜地温极值的时空变化[J]. 应用生态学报， 2004（11）： 2039-2044.

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[10] 余继忠，黄海涛，师大亮，等. 几种覆盖方法防止茶园早春霜冻的效果比较[J]. 中国茶叶， 2008， 30（2）： 30-31.

[11] 程建萍，贾生海. 覆盖无纺布对土壤温湿度及刺槐生长的影响[J]. 人民黄河， 2007（7）： 43-45， 47.