不同遮阴模式对茶园生境及夏茶品质的影响

廖 青，梁潘霞，邢 颖，姚卓帆，刘永贤，江泽普

(1.广西农业科学院农业资源与环境研究所， 南宁 530007；2.广西桂平市西山碧水茶园有限责任公司，广西 桂平 537200)

【研究意义】茶树是耐阴、喜漫射光植物。在夏季高温、强日照条件下夏茶的多酚类物质含量增加而氨基酸含量减少，导致夏茶味苦涩，鲜爽度降低[1]，因此夏茶的品质普遍较差，竞争力不强，经济效益低下。但夏茶的产量约占全年茶产量的三分之二，改善夏茶品质有利于提高茶业总产值。《广西壮族自治区人民政府办公厅关于促进广西茶产业高质量发展的若干意见》提出，力争2025年将全区茶园面积发展到13.3万hm2，形成一产产值超200亿元的茶产业，茶产业区域竞争力在全国排名进入前10名，这对广西茶产业提出了更高要求。夏季茶树遮阴是提高茶叶品质的有效农艺措施[2-6]，然而在广西茶园极少采取遮阴措施，因而很多茶园只采收头批夏茶，有的茶园甚至放弃采收夏茶，严重制约广西茶叶产业的可持续发展。因此，分析夏季不同遮阴模式对茶园生境及夏茶品质的影响，筛选适宜的茶园遮阴模式，对于构建绿色茶园、提升广西茶叶产业产值和市场竞争力具有重要意义。【前人研究进展】茶树在适宜的光照、温度和湿度等条件下生长，才能获得较高品质的茶叶[3，7-10]。遮阴能改善茶园微域气候环境，是很多地区用于提高茶叶品质的有效手段。夏季茶园遮阴可采用林木—茶树、果树—茶树、橡胶—茶树等间作模式进行生态遮阴[11-12]，也可采用作物秸秆和遮阳网进行覆盖遮阴[13]。遮阳网因具有成本低、操作方便、规格多等优点而成为茶园最常用的遮阴方式。王文建[14]采用30%和45% 2种遮阴度的遮阳网遮阴，结果发现茶园气温分别下降3.1～6.7 ℃和3.4～7.2 ℃，相对湿度增加8.7%～20.2%和12.31%～21.4%，可有效避免夏季高温干热造成的茶树热害。秦志敏等[15]在夏季采用不同颜色遮阳网对丘陵茶园进行遮阴，发现使用黑色遮阳网遮阴后茶叶的酚氨比显著减小，茶叶品质最好。已有学者开展30%～99%多种遮光度下遮阳网覆盖对茶园遮阴效应的相关研究，发现夏季采用30%～80%遮光度的遮阳网适度遮阴能改善茶园生态环境，减少茶叶茶多酚积累，提高茶叶叶绿素及氨基酸含量，从而提高茶叶品质[2-3，16 ]。陈琪等[17]研究表明，夏季采用80%遮光率的遮阳网遮阴有利于茶树茶氨酸合成酶表达，能明显促进茶叶游离氨基酸总量提高。但也有研究结果[18]显示，重度遮阴会显著降低茶叶的氨基酸含量，显著增加总多酚含量和酚氨比，不利于提高茶叶品质。【本研究切入点】目前，有关茶园遮阴的研究多侧重在遮阳网在不同遮光度条件下对茶园气候及茶叶品质影响方面，采用遮阳网不同覆盖高度遮阴对茶园生境及茶叶品质影响的研究鲜见报道，而广西应用遮阳网对夏季茶园进行遮阴以改善茶园生境、提高夏茶品质的研究未见报道。【拟解决的关键问题】在广西桂平市开展金萱茶不同遮阴模式栽培试验，分析各遮阴模式对茶园生境及夏茶品质的影响，筛选出适宜广西夏季茶园的遮阴模式，为广西夏季茶树提质增效栽培提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西桂平市蒙圩镇西山碧水茶园基地(109°56′59″E，23°18′36″N，海拔46 m)，该地区属南亚热带湿润季风气候，年均气温21.4 ℃，年均相对湿度80%，年均降水量1726.7 mm，年均日照1700 h；茶园地势平坦，土壤为赤红壤，理化性质如下：全氮1.40 g/kg，全磷6.13 g/kg，全钾20.43 g/kg，碱解氮345.4 mg/kg，速效磷669.9 mg/kg，速效钾396.1 mg/kg，有机质67.2 g/kg，pH 6.06。

1.2 试验材料

试验茶树为17年生成龄无性系金萱，双株双行种植，行距2 m。遮阳网(60%和75%遮光度，黑色，宽8 m)购自浙江台州隆达遮阳网厂。

主要仪器设备：ST-85型照度计(北京师范大学光电仪器厂)、TPJ-20-L-G温湿度露点记录仪(浙江托普云农科技股份有限公司)、地温计(衡水创纪仪器仪表有限公司)、721N型可见分光光度计(上海仪电分析仪器有限公司、Agilent 1260高效液相色谱仪[安捷伦科技(上海)有限公司]、原子荧光光度计、LA8080日立超高速全自动氨基酸分析仪(日本日立株式会)、FR124CN型电子天平[奥豪斯仪器(常州)有限公司]、EL204电子天平(梅特勒—托利多)和GZX-9146MBE电热鼓风干燥箱(上海博迅实业有限公司)。

1.3 试验方法

茶园遮阴试验区于2020年6月下旬至7月高温热害高发期覆盖黑色遮阳网。遮阳网采用搭棚覆盖法覆盖茶树，共设5个处理：T1处理为60%遮光度的遮阳网于离地1.3 m处进行棚顶覆盖遮阴，T2处理为60%遮光度的遮阳网于离地1.8 m处进行棚顶覆盖遮阴，T3处理为75%遮光度的遮阳网于离地1.3 m处进行棚顶覆盖遮阴，T4处理为75%遮光度的遮阳网于离地1.8 m处进行棚顶覆盖遮阴，以露天茶园为对照(CK)，每个覆盖遮阴处理覆盖面积为42.0 m2(3行×2.0 m行距×7.0 m行长)，以3行茶树作为3次重复，各处理按常规管理措施进行管理。

1.4 测定项目及方法

于2020年7月选择晴天，采用ST-85型照度计测定光照强度，每天8：00—18：00为一个测量周期，每隔1 h测定1次；采用TPJ-20-L-G温湿度露点记录仪在离地面高度65.0 cm处测定茶园空气温度和空气相对湿度，采用地温计测定表土层下5.0 cm处的土壤温度，以上3个项目每天8：00—18：00为一个测量周期，每隔2 h测定1次； 2020年7月18日(遮阴25 d后)采摘一芽二叶鲜茶，分别参考NY/T 3082—2017《水果、蔬菜及其制品中叶绿素含量的测定 分光光度法》、GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》的高效液相色谱法、GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》、 GB/T 8312—2013《茶 咖啡碱测定》、GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素含量的测定方法》、GB/T 8314—2013《茶游离氨基酸总量的测定》和GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》等标准，测定叶绿素、维生素C、水浸出物、咖啡碱、茶多酚、游离氨基酸和氨基酸组分含量。

1.5 统计分析

试验数据采用Excel 2007进行整理和制图，以SPSS 17.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 夏季不同遮阴模式对茶园生境因子日变化的影响

2.1.1 对茶园光照强度日变化的影响 从图1可看出，各遮阴处理茶园的光照强度日变化趋势与CK大致相同，均在12：00—13：00时段达峰值，其中，CK的光照强度日变化幅度在15 233～129 267 lx，均显著(P<0.05，下同)高于T1、T2、T3和T4处理的光照强度日变化幅度；T3和T4处理的光照强度显著低于T1和T2处理；在同一遮光度下，不同覆盖高度处理的光照强度无显著差异(P>0.05，下同)。说明不同遮阴模式均能显著降低茶园的光照强度，且随着遮阳网遮光度的增加，茶园的光照强度呈减小趋势，而覆盖高度对光照强度无明显影响。

同一观测时间、不同折线上不同小写字母表示差异显著(P<0.05)Different lowercase letters on different lines of same observation time represented significant difference(P<0.05)图1 不同遮阴模式对茶园光照强度日变化的影响Fig.1 Effects of different shading models on diurnal variation of light intensity in tea gardens

2.1.2 对茶园空气温度日变化的影响 由表1可知，8：00时各处理茶园的空气温度间无明显差异，在10：00—16：00时段，除12：00时T1和T2处理的空气温度与CK无显著差异外，各遮阴茶园的空气温度均显著低于CK，其中，10：00时较CK降低1.0～1.4 ℃；12：00时各处理茶园的空气温度均达最高值，此时遮阴处理茶园的空气温度较CK降低1.3～2.1 ℃；在14：00—18：00时段，遮阴处理的空气温度较CK降低0.3～0.6 ℃；T3和T4处理在10：00—18：00时段的空气温度均显著低于CK，T1和T2处理的空气温度在在18：00时虽低于CK，但差异不显著；T1与T2处理间、T3与T4处理间的日均空气温度无显著差异，说明在同一遮光度下遮阳网不同覆盖高度对降低空气温度的效果较一致。可见，不同遮阴模式均能降低茶园的空气温度，高遮光度的遮阳网降温效果优于低遮光度遮阳网，而遮阳网覆盖高度对空气温度无明显影响。

表1 不同遮阴模式下茶园空气温度的日变化比较

2.1.3 对茶园空气相对湿度日变化的影响 如表2所示，各处理的空气相对湿度均以8：00时最高，12：00时最低；各遮阴处理茶园的空气相对湿度均大于60.0%，且与CK相比均有不同程度增加；12：00时各处理茶园的空气相对湿度间无显著差异；除10：00时T3处理的空气相对湿度显著高于T1处理外，其他时段T3和T4处理的空气相对湿度与T1和T2处理均无显著差异；T1、T2、T3和T4处理的日均空气相对湿度分别为75.6%、76.1%、75.9%和75.4%，分别较CK增加3.5%～4.2%(绝对值)，但相互间无显著差异。可见，各遮阴模式均能不同程度地增加茶园的空气相对湿度，但空气相对湿度的提高与遮阳网遮光度和覆盖高度无明显关联。

表2 不同遮阴模式对茶园空气相对湿度日变化的影响

2.1.4 对茶园土壤温度日变化的影响 如表3所示，CK与各遮阴处理表土层下5.0 cm处土壤温度的日变化趋势大致相同，均于16：00达最高值，较光照强度、空气温度达峰值时间相对滞后；在8：00—18：00时段，CK的土壤温度为28.0～30.7 ℃，而T1、T2、T3和T4处理的土壤温度分别为27.5～29.9 ℃、26.8～29.8 ℃、26.9～28.1 ℃和26.4～28.0 ℃；在16：00土壤温度达最高值时，遮阴处理的土壤温度较CK降低0.8～ 2.7 ℃；遮阴处理的日均土壤温度较CK降低0.6～2.2 ℃；在同一遮光度条件下，T1与T2处理间的土壤温度除14：00时一致外，其他时段均以T2处理略低于T1处理，而T3与T4处理间的土壤温度除10：00时完全一致外，其他时段均以T4处理略低于T3处理；在同一覆盖高度条件下，T1与T3处理间、T2与T4处理间的土壤温度除8：00时段无显著差异外，其他时段T3处理的土壤温度均显著低于T1处理，T4处理的土壤温度均显著低于T2处理；4个遮阴处理的日均土壤温度均低于CK，但相互间无显著差异，表现为T4处理

表3 不同遮阴模式对茶园土壤温度日变化的影响

2.2 不同遮阴模式对夏茶品质的影响

2.2.1 对夏茶叶绿素含量的影响 由表4可看出，不同遮阴处理均有利于夏茶叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量增加，其中，与CK相比，T1、T2、T3和T4处理夏茶的叶绿素a含量分别显著增加16.43%、22.51%、35.31%和35.31%，叶绿素b含量分别显著增加19.65%、42.00%、187.67%和106.74%，叶绿素总量分别显著增加17.31%、28.24%、79.66%和56.13%，尤其以T3处理夏茶的叶绿素总量增幅最大；不同遮阴处理夏茶的叶绿素a/叶绿素b均显著小于CK，说明遮阴条件下夏茶能更好地吸收和利用漫射光，促进叶绿素合成；不同遮阴处理夏茶的叶绿素含量间及叶绿素a/叶绿素b间也存在显著差异，其中，叶绿素总量表现为T3处理>T4处理>T2处理>T1处理，而叶绿素a/叶绿素b相反，表现为T3处理﹤T4处理﹤T2处理﹤T1处理；T3和T4处理夏茶的叶绿素总量均高于T1和T2处理，其叶绿素a/叶绿素b均低于T1和T2处理，说明75%遮光度处理相较于60%遮光度处理更有利于夏茶吸收漫射光，更有利于叶绿素形成，从而提高夏茶的叶绿素总量；覆盖高度在2种遮光度条件下对夏茶叶绿素总量的影响表现不同，60%遮光度下1.8 m覆盖高度处理夏茶的叶绿素总量显著高于1.3 m覆盖高度处理，而75%遮光度下1.3 m覆盖高度处理夏茶的叶绿素总量显著高于1.8 m覆盖高度处理。

表4 不同遮阴模式下的夏茶叶绿素含量比较

综上所述，遮阴能显著增加夏茶的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量，而夏茶叶绿素含量受遮阳网的遮光度和覆盖高度共同影响。

2.2.2 对夏茶茶多酚含量、游离氨基酸含量和酚氨比的影响 由表5可知，T1、T2、T3和T4处理夏茶的茶多酚含量分别较CK显著降低0.82%、1.27%、9.68%和14.82%，说明不同遮阴模式均有利于降低夏茶的茶多酚含量，尤其以T4处理的降幅最大；T3和T4处理夏茶的茶多酚含量均显著低于T1和T2处理，说明75%遮光度处理相较于60%遮光度处理更有利于降低夏茶的茶多酚含量。此外，60%遮光度条件下，1.8 m覆盖高度处理夏茶的茶多酚含量相较于1.3 m覆盖高度处理略有降低，但差异不显著，而75%遮光度条件下，1.8 m覆盖高度处理夏茶的茶多酚含量显著低于1.3 m覆盖高度处理，说明夏茶的茶多酚含量受遮阳网遮光度和覆盖高度的共同影响，且遮光度的影响程度大于覆盖高度的影响程度。

表5 不同遮阴模式对夏茶内含物含量的影响

从表5可看出，T1、T2、T3和T4处理的游离氨基酸含量分别较CK显著提高4.00%、5.78%、10.67%和14.67%，说明不同遮阴模式均有利于提高夏茶游离氨基酸含量；T3和T4处理的游离氨基酸含量均显著高于T1和T2处理，以T4处理的游离氨基酸含量最高；在60%遮光度条件下，不同覆盖高度处理夏茶的游离氨基酸含量差异不显著，而75%遮光度条件下，1.8 m覆盖高度处理夏茶的游离氨基酸含量显著高于1.3 m覆盖高度处理。进一步对夏茶的氨基酸组分进行分析，从表6可知，CK夏茶的16种氨基酸总量为18.207 g/100 g，T1、T2、T3和T4处理夏茶的16种氨基酸总量分别为19.717、20.266、20.522和20.314 g/100 g；CK夏茶的7种人体必需氨基酸含量为7.209 g/100 g，T1、T2、T3和T4处理夏茶的7种人体必需氨基酸含量分别为7.944、8.245、8.254和8.272 g/100 g；T1、T2、T3和T4处理夏茶的7种人体必需氨基酸占比分别为40.29%、40.68%、40.22%和40.72%，分别较CK增加1.77%、2.75%、1.59%和2.85%。可见，不同遮阴模式均能提高夏茶的16种氨基酸总量，其中人体所必需的7种氨基酸含量及其占比也有所提高。

表6 不同遮阴模式对夏茶氨基酸组分的影响

如表5所示，随着不同遮阴模式夏茶的茶多酚含量降低、游离氨基酸含量提高，夏茶的酚氨比也较CK显著降低，其中，T1、T2、T3和T4处理的酚氨比(分别为5.70、5.56、4.87和4.44)分别较CK显著降低4.52%、6.87%、18.43%和25.63%，以T4处理的酚氨比最低；T3和T4处理的酚氨比显著低于T1和T2处理，说明夏茶的酚氨比随着遮阳网遮光度的增加而降低；在60%遮光度条件下，1.8 m覆盖高度处理的酚氨比略低于1.3 m覆盖高度处理，但差异不显著，而75%遮光度条件下，1.8 m覆盖高度处理的酚氨比显著低于1.3 m覆盖高度处理。说明酚氨比受遮阳网遮光度和覆盖高度的共同影响，且遮光度的影响程度大于覆盖高度的影响程度。

综上所述，夏茶的茶多酚、游离氨基酸含量和酚氨比均受遮阳网遮光度和覆盖高度的共同影响，且遮光度的影响程度大于覆盖高度的影响程度。

2.2.3 对夏茶其他内含物含量的影响 由表5可知，T1、T2、T3、T4处理夏茶的维生素C含量分别为4.803、4.966、4.729和4.922 mg/100 g，分别比CK显著提高10.01%、13.74%、8.31%和12.73%，说明不同遮阴模式均可显著提高夏茶的维生素C含量；在同一遮光度条件下，1.8 m覆盖高度处理的夏茶维生素C含量显著高于1.3 m覆盖高度处理，而同一覆盖高度条件下，60%遮光度处理的维生素C含量略高于75%遮光度处理，但2种遮光度处理的维生素C含量差异不显著。可见，夏茶的维生素C含量受遮阳网遮光度和覆盖高度的共同影响，且覆盖高度的影响程度大于遮光度的影响程度。

T2和T4处理夏茶的水浸出物含量分别为38.43%和54.84%，分别较CK显著提高16.00%和65.53%，以T4处理的水浸出物含量增幅更大；T1和T3处理的水浸出物含量低于CK，其中，T1处理较CK显著降低5.28%，T3处理较CK降低3.92%，但差异不显著，说明60%遮光度的遮阳网于离地1.8 m处进行棚顶覆盖遮阴及75%遮光度的遮阳网于离地1.8 m处进行棚顶覆盖遮阴，均能显著提高夏茶的水浸出物含量；在同一遮光度条件下，1.8 m覆盖高度处理的水浸出物含量显著高于1.3 m覆盖高度处理；1.3 m覆盖高度条件下，不同遮光度处理的水浸出物含量无显著差异，而1.8 m覆盖高度条件下，75%遮光度处理水的浸出物含量显著高于60%遮光度处理。可见，夏茶的水浸出物含量受遮阳网遮光度和覆盖高度的共同影响，且覆盖高度的影响程度大于遮光度的影响程度。

各处理夏茶的咖啡碱含量均在逆转阈值范围内，相互间无差异，说明遮阳网遮光度和覆盖高度对夏茶的咖啡碱含量均并无明显影响。

综上所述，夏茶的维生素C和水浸出物含量均受遮阳网遮光度和覆盖高度的共同影响，且覆盖高度的影响程度大于遮光度的影响程度，但咖啡碱含量不受遮阳网遮光度和覆盖高度影响。

3 讨 论

茶树生长需要适宜的光照、温度和湿度条件，土壤温度20～26 ℃[3]、光照强度1000～50 000 lx[7]、空气温度19～30 ℃[8-9]、空气相对湿度73%～85%[10]的环境较有利于其生长。本研究中，与CK相比，不同遮阴模式均可降低夏季茶园的光照强度、空气温度和土壤温度，增加空气相对湿度，使茶园生境更接近适宜的光照、温度和湿度条件，与王雪萍等[16]、肖润林等[19]的研究结果一致。但关于不同遮阴模式对茶园生境的影响，不同学者的研究结果存在差异。江丰[20]研究表明，茶园气温和土壤温度受遮阳网遮光度的影响程度大于覆盖高度，茶园空气湿度仅与遮光度有关。刘瑜等[6]研究认为，遮阳网遮光度对茶园光照强度的影响强于覆盖高度，遮阳网覆盖高度对茶园气温和空气相对湿度的影响大于遮光度。本研究结果表明，茶园光照强度和土壤温度受遮阳网的遮光度影响较大，受覆盖高度的影响很小，而空气温度仅受遮阳网遮光度影响，不受覆盖高度影响；空气相对湿度仅与是否覆盖遮阳网有关，遮光度和覆盖高度对其无规律性影响；75%遮光度遮阳网遮阴对改善茶园生境的效果优于60%遮光度遮阳网，而同一遮光度、不同覆盖高度对茶园生境的影响差异不明显。此外，本研究中，夏季茶园的空气相对湿度总体上相对较高，CK和各遮阴处理各时段的空气相对湿度均在60.0%以上，日均空气相对湿度均在70.0%以上，良好的湿度环境更有利于夏茶生长。因此，广西夏季茶树栽培中，建议对茶园生境的调控应着重于光照和温度2个环境因子。

夏季合理遮阴能为茶树生长提供较适宜的生态环境，提高茶树的光合生理功能，从而影响茶叶的生化成分形成。诸多研究结果表明，遮阴可有效降低茶园的光照强度，降低空气温度、土壤温度和提高空气相对湿度，一方面，可促进叶片叶绿素含量增加，有利于茶叶浓绿色泽形成，另一方面，有利于茶叶的氨基酸积累，茶多酚形成受到抑制，酚氨比得到调整，茶叶苦涩味减少而鲜味增加，从而改善茶叶的口感[21]。本研究中，不同遮阴模式下，夏茶的叶绿素a和叶绿素b含量及叶绿素总量均显著增加，叶绿素a/叶绿素b显著下降，与张文锦等[2]、王雪萍等[16]的研究结果相似；遮阴后夏茶的游离氨基酸含量提高，茶多酚含量和酚氨比降低，茶叶感官品质得到显著提升，与单武雄等[4]、黄啟亮等[22]的研究结果一致；同时，遮阴后夏茶中16种氨基酸总量及其中的7种人体必需氨基酸占比有所提高，茶叶营养品质得到提升；遮阴后夏茶的叶绿素、茶多酚、氨基酸含量及酚氨比与茶园生境所受遮阴模式影响的规律大体一致，均表现为受遮阳网遮光度的影响程度大于覆盖高度的影响程度；4种遮阴模式中，75%遮光度、1.8 m覆盖高度的遮阴模式更有利于改善茶园生境，提高夏茶的主要呈色和呈味物质含量。

茶叶的维生素C、水浸出物和咖啡碱等物质能调节茶叶的滋味，对茶叶品质形成发挥一定的作用[23-24]。本研究发现，遮阴可显著提高夏茶的维生素C含量，这可能与植物的维生素C含量会影响其呼吸作用有关[25]。武维华[26]研究结果也表明，露天强光、高温及低湿环境会提高植株的呼吸速率，从而加速维生素C氧化，而遮阴能改善茶园的不良环境，有利于夏茶维生素C积累。本研究还发现，夏茶的维生素C和水浸出物含量受遮阳网覆盖高度影响较大，相较1.8 m覆盖高度处理，1.3 m覆盖高度处理夏茶的维生素C和水浸出物含量较低，可能是由于1.3 m覆盖高度的遮阳网离茶树蓬面相对较近，遮阳网吸收的热量较容易传递给茶树，而局部高温会引起茶树新梢部位的维生素C氧化，抑制水浸出物积累；遮阴对夏茶咖啡碱含量变化无明显影响，可能是因为光照不是茶叶咖啡碱生物合成的必需因子[7]。咖啡碱呈苦味，但其与茶多酚和氨基酸所形成的络合物是一种鲜爽物质，也是茶叶中的重要滋味成分[27]，其含量超过逆转阈值4.5%时会引起茶叶苦味显露进而导致品质下降[28]。但也有研究表明，咖啡碱含量因茶树品种而异，有的品种遮阴后咖啡碱含量变化不明显，有的品种遮阴后咖啡碱含量增加或减少[3，16，29]。

4 结 论

夏季以遮阳网遮阴能有效改善茶园生境，且遮阳网遮光度对茶园生境的改善作用大于覆盖高度的作用，其中75%遮光度遮阳网的遮阴效果优于60%遮光度遮阳网。在75%遮光度遮阳网+1.8 m覆盖高度的遮阴模式下夏茶综合品质较佳，推荐该模式作为广西优质夏茶生产的配套技术推广应用。