夏季栽培设施对茶园小气候及茶叶产量的影响研究

毕彩虹 孙汉收 王玉 王超 丁德恩 丁兆堂

摘    要：为改善夏季茶园小气候及提高茶叶产量，以晚春茶为对照，开展夏季茶园遮阴、喷灌单项及组合试验，对夏、秋茶园的光照强度、空气温度、空气相对湿度及茶树百芽重、鲜叶产量、折干率进行检测、统计，共获取四批茶17个茶样。试验表明，遮阴对光照强度、空气温度的影响优于喷灌，喷灌对空气湿度的影响优于遮阴，（喷灌+遮阴）组合措施对茶园小气候的改善效果最好，对茶树鲜叶产量的影响表现为（遮阴+喷灌）>喷灌>遮阴>对照。夏季栽培设施均不同程度改善了茶园小气候，提高了鲜叶产量，以（遮阴+喷灌）组合措施更接近于晚春茶园，设施撤除短期内仍有一定持续效应，该结果为夏季茶园管理提供参考。

关键词：设施;遮阴;喷灌;茶园小气候;产量

中图分类号：S571.1         文献标识码：A          DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2022.03.001

Effects of Cultivation Facilities in Summer on Microclimate and Tea Yield in Tea Garden

BI Caihong1， SUN Hanshou1， WANG Yu2， WANG Chao3， DING Deen4， DING Zhaotang2

（1.Linyi Agricultural Technology Extension Center， Linyi， Shandong 276000， China; 2.Tea Research Institute， Shandong Academy of Agricultural Science， Jinan，Shandong 250100，China; 3.Rizhao Academy of Aqricultural Sciences， Rizhao， Shandong 276800， China; 4.Rizhao Agricultural Technical Service Center， Rizhao， Shandong 276800， China）

Abstract： In order to improve the microclimate of tea gardens in summer and increase tea yield，with late spring tea as a control，single and combined experiments of shading and sprinkling irrigation were carried out in summer tea gardens.The light intensity，air temperature，air relative humidity of summer and autumn tea gardens，the weight of 100 buds，the yield of fresh leaves and the drying rate of tea trees were detected and counted，and a total of 17 tea samples were obtained from four batches of tea.Experiments showed that shading had better effects on light intensity and air temperature than sprinkling irrigation，and sprinkling irrigation had better effect on air humidity than shading.The effect on the yield of fresh leaves of tea trees was （shading+sprinkling irrigation）>sprinkling irrigation>shading>control.The summer cultivation facilities had improved the tea garden microclimate to varying degrees and increased the yield of fresh leaves.The combination measures （shading+sprinkling irrigation） were closer to the late spring tea garden，andthe removal of facilities still had some lasting effects in the short term.The results could provide reference for tea garden management in summer.

Key words： facilities; shading; sprinkler irrigation; tea garden microclimate; yield

近几年来，随着市场经济的不断发展，人们生活水平不断提高，优质绿茶的需求量也随之增加，发展优质绿茶不仅可以调节和满足市场需求，而且带来的社會和生产效益也十分明显。任为民等[1]早在1991年就指出许多产茶区茶园单产低、效益差，发现在同一茶园面积上，不同茶季的鲜叶产出量悬殊，呈现秋茶<夏茶、夏茶<春茶的递减趋势，即是说夏秋茶低产拉了茶园产量“后腿”。吴家阔[2]在抓好夏秋茶生产提高社会经济效益研究中指出了夏秋茶生产的重要性，夏季生长季节长，气温高生长快，光照强，光合产物积累多。但茶树在光热条件最佳的夏秋季节，由于叶面积指数，漏光系数大，光合作用微弱，结果大量日光能难以转变为化学能，夏秋绿茶品质较差，光照强度与同化产物出现反差，致使夏秋茶产量日趋下滑。在北方，通常把5月底以前采收生产的茶叶叫春茶[3]，春茶生长期短，尤其在山东春茶谷雨前后才陆续上市，生产期不到50 d，茶树生长慢、产量小，尚不能满足市场需求量，而夏秋茶跨越6—9月，生产季节长，所以优质夏秋茶的发展和研究也就成为北方茶业发展的一大主题和热点。

茶树对光照、温度、水分、湿度、空气等环境条件都有一定的要求，只有这些因子满足茶树生长的需要，才能获得高产优质的芽叶。陈家铭等[4]指出茶树在生长过程中常受到高光和高温等不良环境因素的影响，进而影响茶叶的品质与产量。黄啟亮等[5]研究发现修剪、遮阴有利于夏秋茶增产提质。王雪萍等[6]指出苦涩味重是影响夏、秋茶品质的重要因素，遮阴可有效改善茶树生长小环境，提高茶叶品质。杨剑超等[7]研究指出遮荫处理有效地降低了胶东丘陵地区夏茶的苦涩味，汤色更明亮，香气更持久。陈琪等[8]研究发现夏季遮阴明显促进茶叶部游离氨基酸总量的提高，其中贡献率最大是茶氨酸。王国夫等[9]研究发现遮阴可以提升抹茶茶园土壤营养元素含量以及与土壤养分转化密切相关的几类酶的活性，增加表层土壤微生物的数量和活性，全面提升土壤质量。喷灌在茶叶培育上应用广泛，其对提高茶叶产量、品质起到了积极作用[10]。陈妍曦等[11]试验表明微喷灌和滴灌能使叶色加深，明显增加茶树新梢的芽头密度和百芽质量，可增加茶多酚、水浸出物等茶叶生化成分。吴端普等[12]研究表明微喷灌可改善茶树的光合特性，且茶叶叶片数量、长度等均显著增加。Lin等[13]研究表明灌溉对茶叶增加叶片鲜重有积极影响。

从目前研究上看，专门针对夏秋茶的研究相对较少，而且茶园喷灌、遮阴的研究仅拘泥于其单项措施的影响研究。本研究以晚春茶为对照，开展遮阴、喷灌单项及组合措施对比试验，探明其对夏季茶园小气候因子及产量影响差异，以期找出改善夏季茶园小气候及提高茶叶产量的更好途径，为生产提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地点、材料

选自山东费县春曦茶园鸠坑种，遮阴、喷灌设施由基地提供。

1.2 试验设计

春季：以5月下旬一般栽培条件下的春茶样为对照。

夏季：于7月干旱期，设置CK（不遮阴+不喷灌）、A区（遮阴+喷灌）、B区（遮阴+不喷灌）、C区（喷灌+不遮阴）4个试验区，3个重复，每个小区460 m2，按顺序排列，于下午16：00～19：00喷灌，喷灌时间为3 h，用水量27.58 t，5～7 d作为一个喷灌周期。遮阳网（遮光率60%）搭于A区、B区棚架之上。夏末停灌撤网，10 d内取样分析其持续效应。

秋季：于秋初取样分析夏茶在遮阴、喷灌条件下的持续效应。

1.3 采样、制样

采样：晚春茶为对照样，夏季三批茶样（设施试验期两批、夏末一批），秋初1批茶样，共17个茶样。同批茶样同天上午采摘，采摘标准为一芽二叶。

制样：鲜叶→摊放（4 h）→连续滚筒杀青（240 ℃，2 min）→揉捻（20 min）→烘干（分2次，120 ℃，15 min;90 ℃，15 min）→样品。

1.4 茶园小气候背景值的测定

各批茶样期间于每天9：00，12：30，16：00连续3 d观察记录各试验区小气候背景值，取平均值。光照强度使用ZDS-10型自动换档数字式照度计（上海市嘉定学联仪表厂生产）检测，空气温湿度使用BL-6型海燕牌干湿温度计（河间市新华仪表厂生产）检测。

1.5 百芽重、折干率、鲜叶产量统计

百芽重：采用三点取样法，样点面积33×33 cm2，以样点内一芽二叶计算出百芽重（g）。

折干率：折干率=鲜叶产量（kg）/干茶量（kg）

产量统计：将达到采摘标准的鲜叶全部采完，称重，分区计算产量，换算成单位面积产量（kg·hm-2）。

1.6 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2016进行数据预处理与作图，采用DPSv7.05进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 茶园小气候背景值的测定结果与分析

2.1.1光照强度变化 茶树喜光怕晒，忌强光直射喜漫射光，光照强度过强或不良时，茶树也无法维持正常的生长发育。据研究，在一定光照强度范围内（一般1 000 Lux至50 000 Lux）茶树光合作用随光照强度的增加而增强;超过50 000 Lux光合作用不再增强，此时的光照强度即为茶树的光饱和点[3]。

表1看出，第一二批茶期间A、B、C、CK各区在9：00～16：00之间，光照强度基本在12.75×103～38.37×103 Lux，13.74×103～39.43×103 Lux，39.38×103～99.60×103 Lux，39.73×103～101.13×103 Lux變化。由图1、图2曲线明显看出C区、CK区大部分时间光和强度超过茶树光饱和点（50 000 Lux）;A区、B区光照强度相近，低于50 000 Lux，利于茶树生长;自然光区域（C、CK）和有遮阴的区域（A、B）因是否有遮阴条件光照强度差别较大，且各自区域变化曲线表现相似性，晚春茶园光照强度介于两区域之间。多云天气测得的光照强度低于晴天，均在50 000 Lux内。

喷灌、遮阴措施撤除后，第三批茶（夏末）4个区光照强度在59.80×103～100.20×103 Lux变化，图3、图4显示变化曲线基本一致，均高于50 000 Lux。第四批茶（秋初）随着季节的变化，相对第三批茶期间光照强度慢慢变弱，同时期检测值相对低于前几批茶的自然光区值而高于遮阴实施区，变化范围为36.60×103～70.30×103 Lux，部分光照仍高于50 000 Lux;同检测时刻高于晚春茶样光照强度（28.80×103～49.30×103 Lux）。

试验期由检测值看出，光照强度分为3个范围39.38×103～101.13×103 Lux（夏季自然光照C1、CK1，C2、CK2和第三批茶区）、12.75×103～39.43×103 Lux（夏季有遮阴A1、B1、A2、B2）和36.60×103～70.30×103 Lux（秋季自然光照第四批茶区）变化。遮阴措施使光照强度略低于晚春茶园。试验表明，遮阴有效降低了光照强度，相对降低61.01%～67.62%;由于秋季气候自然性季节变化，光照强度逐渐降低，但仍高于夏季实施遮阴的光照强度;喷灌对光照强度基本无影响。喷灌、遮阴措施撤除后，持续效应不明显。

2.1.2 空气温度变化 光辐射强度的变化直接影响温度变化，处于高温生境的时间长短决定其受害程度，当气温在10～35 ℃之间时茶树的光合作用都能进行，以25～30 ℃为光和最适宜温度，>35 ℃光和强度下降，>40～45 ℃光和作用完全停止[1]。由表1温度值及圖5、6比较，夏季遮阴、喷灌措施期（第一、二批茶），同批茶中各区温度表现为CK区（对照）>C区（喷灌）>B区（遮阴）>A区（遮阴+喷灌）>晚春茶园;CK区、C区、B区、A区温度变化范围为31.50～39.77 ℃，28.87～38.13 ℃，27.37～34.93 ℃，26.03～33.27 ℃，晚春茶园温度在23.10～28.30 ℃。可以看出，自然光照区（C、CK区）检测温度基本大于>30 ℃，中午前后相当长一段时间>35 ℃接近40 ℃，茶树光和强度下降，茶树生长受抑，易受热害;喷灌、遮阴措施区（A、B区）温度<35 ℃，茶树能保持正常光合作用，保持正常生长发育;晚春茶园温度比较适合茶树的生长。

由表2可以明显看出，第一、二批茶期间与对照相比空气温度差值均为负值，且差值绝对值基本表现出：A区>B区>C区，温度降低幅度大。第三、四批茶随着遮阴、喷灌措施的撤除，同批茶与对照差值在-1 ℃左右，设施措施的持续效应变得不明显。就变化幅度而言，第一、二批茶喷灌遮阴措施期，A、B、C、CK4个试验区高低温度差值为4.93～5.10 ℃，4.90～5.90 ℃，7.20～7.83 ℃，7.33～8.27 ℃，试验明显表明夏季自然光茶园的温度浮动较大，有遮阴措施的茶园高低温度差值相对较小且低于晚春茶园;第三、四批茶期间各区高低温度差值不超过1 ℃，基本趋于一致，原实施遮阴、喷灌设施的小区撤除后相对于设施期高低温度差值变大;随季节气候变化，第四批茶高低温差整体有增加趋势。

试验证明，夏季喷灌、遮阴措施均有利于降低大气温度，遮阴的降温效果优于喷灌，均不同程度改善了茶树的生长环境;遮阴+喷灌措施的降温效果最佳，更接近于晚春茶园。喷灌、遮阴措施撤除后随着时间延续，持续效应变得不明显。

2.1.3 空气相对湿度变化 空气湿度能影响土壤水分的蒸发，也影响了茶树的蒸腾作用[1]。适合茶树生育的大气相对湿度为80%～90%，若小于50%，新梢生长受抑制[3]。由表1、图7、图8分析，喷灌、遮阴措施期第一批茶期间同一检测时间A1区空气相对湿度较大（66.67%～74.11%），CK1区最小，各区空气相对湿度均在50%以上;干旱持续，第二批茶同区同检测时间湿度小幅下降，CK2区部分时间湿度低于50%（45.78%～52.44%）不利于茶树生长;图中表现出一、二批茶期间仅喷灌（C1、C2）和仅遮阴（B1、B2）曲线走势有差别，喷灌对空气相对湿度的影响效果优于遮阴，随着干旱延续、温度升高，水分大量蒸发，喷灌、遮阴设施区湿度表现出在一天中下午慢慢走势趋于一致。试验证明，设施措施期两批茶空气相对湿度变化趋势具有一定相似性，一天中空气相对湿度均呈下降趋势，低于晚春茶园。喷灌、遮阴措施撤除后，图9、图10看出，各区湿度明显降低，比设施期远低于晚春茶园湿度，统一检测时间各区之间湿度差距减小，喷灌+遮阴试验区（A3、A4）的空气湿度相对高于其他三个试验区，有一定的持续效应，但是随着时间的延续，持续效应变小。

由表3可知，A1、B1、C1区9：00～16：00的空气相对湿度各比CK1高12.33%～14.12%，5.55%～6.33%，6.66%～9.89%，A2、B2、C2各区湿度比CK2提高18.55%～20.11%，8.67%～10.89%，10.55%～12.89%，从茶园空气相对湿度差值分析，一、二批茶期间各对应区湿度差值增加，说明设施可以提高茶园空气相对湿度，随着干旱延续效果更加明显，特别是遮阴+喷灌区差值相差5.99%～6.22%，最为明显。第三批茶期间，A3、B3、C3各区与CK3区相比提高7.89%～11.44%，2.78%～5.11%，3.59%～6.77%，第四批茶A4、B4、C4区空气相对湿度比对照区高2.89%～6.33%，0.56%～2.89%，1.00%～2.89%，表明喷灌、遮阴措施撤除短期内对茶园空气相对湿度有持续效应，但不明显。

从试验检测数据分析看出，喷灌、遮阴措施均可不同程度地提高茶园空气相对湿度，仅喷灌比仅遮阴对湿度提高幅度相对较大，遮阴有保湿的效果，但遮阴+喷灌的效果最佳;随着时间延续，喷灌区茶园湿度下降快、变化幅度较大，有遮阴区（遮阴区、遮阴+喷灌区）下降平缓。

2.2 茶树百芽重、鲜叶产量、折干率统计结果与分析

表4统计数值显示，夏季第一、二批茶期间，茶树百芽重、鲜叶产量变化规律表现出一定相似性：A区>C区>B区>CK区，A、B、C各区相对春茶分别增产46%～71%、23%～39%、30%～47%，喷灌对产量影响效果优于遮阴，从数值上看A区鲜叶产量高于晚春茶样，B、C区接近晚春茶样，CK区低于晚春茶样;A、B、C、CK各区折干率分别为4.35～4.50，4.00～4.15，4.14～4.27，3.62～3.75，试验表明设施均提高了鲜叶折干率，A区折干率最大且高于晚春茶样。设施撤除后从数值上看第三四批茶期间茶树鲜叶产量均低于晚春茶样。

2.2.1 鲜叶产量、相对春茶产量差异率显著性性分析 为确定鲜叶产量试验效果，对鲜叶产量及相对春茶产量差异率采用LSD法多重比较方差分析。表5和表6显示，各试验区间，A区产量同B区、CK区相比差异达到极显著水平，A、B、C设施3个区产量同CK区比较差异达到显著水平（P<0.05）。表5和表7显示，各批茶间在第一、二批茶鲜叶产量与第三、四批茶相比差异达到极显著水平，说明设施调控气候对鲜叶产量有明显效果，第一批茶样更接近春茶鲜叶产量;春茶与第二、三、四批茶鲜叶产量相比差异达到极显著水平。

相对春茶产量差异率方差分析显示，各区之间A、C区相对CK区差异率达到极显著水平，四批茶相对春茶的差异率达到了极显著水平;P<0.05，A、B、C区相对CK区差异显著，A、B区之间差异极显著（见表8、9）。

2.2.2 干茶重、折干率顯著性分析 干茶重显著性分析，A、C区相对CK区干茶重差异达到极显著水平，第一、二批茶样干茶重相对第三、四批茶差异达到极显著水平，更接近晚春茶干茶重;P<0.05，A、B、C区相对CK区干茶重差异达到显著水平（见表11、12、13）。

各试验区之间折干率差异显著性与干茶重差异表现出一致性。各批茶样之间春茶、第一批茶折干率与第三、四批茶折干率差异达到极显著水平（见表14、15、16）。

3 结论与讨论

虽然茶树对不利气象条件有一定的抗衡能力，但高温、干旱、强光照超过一定限度后，就要危害茶树，轻则降低茶叶产量和品质，重则造成茶树死亡。夏、秋季覆盖遮阳网可以降温增湿，有效地缓解高温引起的热害和茶树滞育现象[14]。喷灌能及时适量的调剂茶园水分，改善茶园小气候，协调茶园水、肥、气、热状况，从而促进茶树生长发育[15]。本研究再次验证了喷灌、遮阴对茶园小气候的调控作用，并首次将喷灌、遮阴单项及组合措施综合对比试验，探明了气候改善后茶叶产量的变化，对夏季茶园管理具有重要指导意义，适合大面积推广。本试验中遮阴对光照强度、空气温度的影响优于喷灌，喷灌对空气湿度的影响优于遮阴，而（遮阴+喷灌）组合措施对茶园小气候的改善效果最好，这与遮阴、喷灌的交互作用有关，夏季越高温干旱效果越明显。夏季茶园栽培设施的应用不同程度提高了鲜叶产量，（遮阴+喷灌）组合措施的共同作用为茶树创造了更好的生长环境，茶叶产量更接近晚春茶园产量。

有报道夏秋茶约占茶叶资源的60%，因为原料品质差，入口苦涩，一般都被看作低档茶，并没有得到高效或有效的利用[16]，随着茶叶深加工的发展为夏秋茶的充分利用提供了市场空间，在栽培过程当中，如何去提升夏秋茶原料的品质非常需要关注研究。喷灌、遮阴单项及其组合措施对夏秋茶品质的影响，尤其是氨基酸和香气成分含量的变化，亟需进一步试验研究。

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