土壤处理方式对不同茶树品种露地无心土扦插生根率及3 种氧化酶活性的影响

吴鹏川，宋育林，胡 静，郭 飞，倪德江，王 璞*

1. 华中农业大学 园艺林学学院/园艺植物生物学教育部重点实验室，湖北 武汉 430070；2. 秭归县农业农村局，湖北 秭归 443000

茶叶中富有营养物质和功能性成分，具有多种药理及保健功效[1]，深受大众喜爱。茶树在我国已有200 多年的种植历史[2]。茶树的繁殖技术主要分为有性繁殖与无性繁殖。无性繁殖主要包括扦插、压条、分株以及嫁接等[3]，其中短穗扦插就目前而言在生产上应用最为普遍，具有插穗易获取、扦插密度大、土地面积利用率高等优势，同时在我国大部分茶区四季都可进行，且插后插穗生根成苗速度快、存活率高及移栽易成活。茶树短穗扦插又可分为穴盘育苗和露地扦插。肖辉等[4]采用单因素试验探讨了不同留叶量、土壤消毒方式等对茶树穴盘存活率与发芽率等的影响，提出最佳扦插条件。与穴盘育苗相比，露地扦插密度大、土地面积利用率高、操作简便且易于管理，目前我国茶树种苗繁育主要采取露地扦插。茶树露地扦插，茶树母本及土壤对扦插出苗率有重要的影响。为优化茶树露地扦插技术，本试验主要从土壤着手，选用‘鄂茶1 号’‘靖江1 号’和‘中茶108’等3个茶树品种分别采取土壤消毒（棉隆、威百亩、石灰氮）、施加复合肥料和深耕处理，探讨茶树无心土（原土）条件下提高扦插茶苗的出苗率。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点为湖北省宜昌市秭归县建东姊杰采摘茶园，位于湖北省西部，介于北纬30°38' ～31°11'、东经110°18' ～ 111°0'，试验地为园中一块三年未耕种的荒地。

1.2 试验茶树品种

选择秭归县种植的‘中茶108’‘靖江1 号’和‘鄂茶1 号’3 个茶树品种。‘中茶108’由中国农业科学院茶叶研究所选育而成，育芽力强，持嫩性好，抗寒性、抗旱性、抗病性均较强[5]。‘鄂茶1 号’由湖北省农业科学院果茶研究所采用杂交育种法育成，芽叶生育力和持嫩性强，抗寒性、抗旱性强，扦插繁殖力强。‘靖江1 号’为当地茶树品系，适宜当地环境，抗病虫害能力强，扦插繁殖力强。

1.3 试剂与器具

棉隆（土壤消毒试剂，姜地康98%）、威百亩（土壤消毒试剂，利民沃野42%）、石灰氮（土壤消毒试剂，中奥生物）、复合肥料、二水磷酸二氢钠（Na2HPO4·2H2O）、十二水磷酸氢二钠（Na2HPO4·12H2O）、氯化锰、2,4-二氯酚、IAA粉末、无水乙醇、氯化铁、高氯酸、邻苯二酚、愈创木酚、过氧化氢等。

农耕机、黑色地膜、白色地膜、枝剪、锄头、万分之一天平、离心机、分光光度计、酶标仪等。

1.4 试验方法

1.4.1 试验处理

在清理空地表面碎石、树枝、野草等杂物后利用农耕机进行10 ～ 20 cm 翻耕，清理大部分土壤中的杂物，人工起垄，垄高5 ～ 10 cm。（图1）划分成宽0.9 m、长36.7 m 的两块苗圃进行平行试验，苗圃两边留出0.3 m 排水沟。苗圃内每5.3 m 设置一个处理小区扦插3 个品种，小区之间设置0.7 m 保护行，各处理小区划分为长0.5 m、宽0.9 m 的扦插地块，间隔0.1 m。各品种重复三次（图2）。

图1 苗圃分布图Figure 1 Nursery distribution map

图2 处理小区分布Figure 2 Distribution of treatment plot

分别设土壤消毒、施用复合肥和深耕3 种处理。土壤消毒处理：（1）石灰氮，70 kg/667 m2，撒施；（2）棉隆，30 kg/667 m2，撒施；（3）威百亩，兑水300 倍喷施。施用复合肥处理：采用市售三元复合肥（N ∶P2O5∶K2O=15 ∶15 ∶15），66.7 kg/667 m2，撒施。深耕处理：采用农耕机深耕22 ～ 30 cm。

1.4.2 扦插

2021 年9 月上旬使用农耕机浅耕土壤，然后采用不同的土壤消毒试剂（棉隆、威百亩、石灰氮）、复合肥或者深耕（22 ～ 30 cm）对土壤进行扦插前处理[6-10]，并以黑色地膜覆盖30 d。去除黑色地膜，覆盖白色地膜采取打小孔方式扦插。

2021 年10 月上旬，选取母本园当年生健壮无病害且已木质化的红棕色枝条（顶芽停止生长，腋芽膨大或萌芽），剪成长3 ～ 4 cm、带有一片叶与强壮饱满腋芽的短穗，剪口平滑、倾斜[11]。插穗现剪现插或者短期贮存，避免阳光直射。插穗稍倾斜插入土壤中，露出叶柄，腋芽与白色地膜稍有距离，叶片不相互重叠，边插边压紧土壤。及时浇水与管理。

1.4.3 取样

分别于短穗扦插30 d、90 d、150 d 和180 d随机取样。每处理一个品种取30 株左右，液氮快速固定后置于-80℃冰箱保存。

1.4.4 粗酶液制备

样品研磨后，取300 mg 于10 mL 离心管中，加入5 mL PBS（pH 7.0），预冷，4℃、12 000 g离心15 min，取上清液移至新的离心管中，制得粗酶液。

1.4.5 IAAO 活性测定

0.25 mL粗酶液 + 0.5 mL氯化锰（1 mmol/L）+0.25 mL 2,4-二氯酚（1 mmol/L） + 0.5 mL IAA（1 mmol/L）（制备时需先用少量无水乙醇溶解），在30℃的条件下孵育45 min，获得混合液。使用前，按10 mL 0.5 mol/L 氯化铁 + 500 mL 35%高氯酸比例配得合适体积的反应液。取0.5 mL混合液+ 1 mL 反应液，混合后置于30℃黑暗条件中30 min。于530 nm 处测定吸光值，以每分钟每克鲜重变化0.01 吸光光度值为一个酶活性单位。

其中ΔA530 为反应时间内吸光度的变化，Vt为酶提取液的总体积（mL），W为茶叶鲜重的质量（g），VS为参加反应的酶液体积（mL），t为反应时间（min）。

1.4.5 PPO 活性测定

400 μL邻苯二酚（50 mmol/L）+400 μL PBS（pH 6.5）为反应液，在反应液中加入200 μL 粗酶液37℃水浴2 h 后420 nm 处连续读数，以每分钟每克鲜重变化0.01 吸光光度值为一个酶活性单位。

ΔA420 为反应时间内吸光度的变化，Vt为酶提取液的总体积（mL），W为茶叶鲜重的质量（g），VS为参加反应的酶液体积（mL），t为反应时间（min）。

1.4.6 POD 活性测定

以50 mL PBS（pH 6.0）+ 28 μL 愈创木酚比例配得合适体积的溶液，加热使其溶解，冷却后加入19 μL 30%过氧化氢，得到反应液。0.05 mL 粗酶液+2.95 mL 反应液，在470 nm 下测定吸光值，每30 s 读数一次，共计9 次，以每分钟每克鲜重变化0.01 吸光光度值为一个酶活性单位。

ΔA470 为反应时间内吸光度的变化，Vt为酶提取液的总体积（mL），W为茶叶鲜重的质量（g），VS为参加反应的酶液体积（mL），t为反应时间（min）。

1.5 数据分析

采用Excel 2019 进行数据统计，采用Graph Pad Prism 8 进行数据分析和作图。

2 结果与分析

2.1 不同土壤处理方式对插穗存活率的影响

结果如图3 所示。扦插30 d 时‘靖江1 号’（97.69%）和‘中茶108’（96.55%）使用石灰氮土壤消毒处理的存活率高于对照，扦插90 d时两个品种的存活率（‘靖江1 号’96.62%、‘中茶108’95.57%）也均高于对照。使用威百亩进行土壤消毒处理，扦插30 d 时‘靖江1 号’（99.66%）与‘中茶108’（96.33%）的存活率高于对照，扦插90 d 时‘鄂茶1 号’（97.68%）、‘靖江1 号’（98.06%）和‘中茶108’（95.39%）的存活率均高于对照。使用棉隆处理的存活率低于其他处理。表明使用威百亩和石灰氮进行土壤消毒处理能提高茶树扦插的存活率，其中威百亩的使用效果最好，棉隆处理对插穗存活率没有正向影响。

图3 不同土壤处理方式对不同茶树品种扦插插穗存活率的影响Figure 3 Effects of different soil treatment methods on the survival rate of cutting of different tea cultivars

图3 结果显示，扦插30 d 时施复合肥处理与对照组插穗存活率相差不大，扦插90 d 时‘靖江1 号’（96.22%）和‘中茶108’（93.78%）的存活率高于对照组，表明施复合肥能保证茶树插穗生根过程中需要的养分，可提高茶树插穗扦插的存活率。

土壤采取深耕处理，扦插30 d 时‘鄂茶1号’（100%）和‘中茶108’（96.35%）的存活率比对照组高，扦插90 d 时3 个品种（‘鄂茶1 号’98.04%、‘靖江1 号’94.46%、‘中茶108’94.56%）的存活率均比对照组高（图3）。表明深层土壤中营养物质较浅层土壤丰富，深耕后将深层的土壤翻至土壤上层，提高了土壤有效肥力，有利于插穗吸收营养物质，从而提高了茶树插穗的存活率。

2.2 不同土壤处理方式对插穗病叶率的影响

图4 结果显示，扦插30 d 未出现病叶，扦插30 d 后开始出现病叶。与对照组比较，‘鄂茶1 号’（16.70%）、‘靖江1 号’（12.98%）和‘中茶108’（41.34%）3 个品种扦插土壤采取棉隆处理插穗的病叶率均低于对照；‘靖江1号’（18.87%）和‘中茶108’（47.16%）2 个品种扦插土壤采取威百亩处理的插穗病叶率低于对照，土壤采取石灰氮消毒处理，这两个品种（‘靖江1 号’13.45%、‘中茶108’46.59%）插穗的病叶率也都低于对照。可见，使用棉隆、威百亩和石灰氮进行土壤消毒处理都能在一定程度上降低插穗的病叶率。‘鄂茶1 号’插穗仅在棉隆处理的病叶率低于对照，可能与该品种本身原因有关。综合插穗存活率和病叶率结果，土壤采用威百亩消毒处理的效果最好，插穗的存活率高、病叶率低。

图4 土壤处理对病叶率的影响Figure 4 Effect of soil treatment on disease leaf rate

与对照相比，施用复合肥处理插穗病叶率降低的是‘靖江1 号’（18.20%）和‘中茶108’（45.43%）2 个品种（图4）。结合存活率，施用复合肥处理能够提高‘靖江1 号’和‘中茶108’插穗的存活率，同时降低这两个品种插穗的病叶率。露地土壤中的病虫害争光、争水、争肥，影响作物的产量。

深耕是有效防止病虫害的措施之一。扦插90 d 时，‘鄂茶1 号’（20.05%）、‘靖江1 号’（19.98%）和‘中茶108’（40.25%）3 个品种插穗的病叶率与对照组相比均有所降低，表明通过深耕有利于降低茶树扦插插穗的病叶率（图4）。

2.3 不同土壤处理方式对插穗生根率的影响

结果如图5所示。土壤采取棉隆消毒处理中，扦插120 d 时仅有‘中茶108’的插穗出现生根现象，生根率为16.67%；采取威百亩消毒处理，扦插120 d 时也仅有‘靖江1 号’的插穗出现生根，生根率为23.33%。表明土壤采用棉隆消毒处理和威百亩消毒处理，分别能够促进‘中茶108’和‘靖江1 号’的插穗生根，而对‘鄂茶1 号’的插穗生根均没有促进作用。

图5 土壤处理对生根率的影响Figure 5 Effect of soil treatment on rooting rate

采取复合肥处理的扦插120 d 后，‘鄂茶1号’（6.67%）、‘靖江1 号’（20%）和‘中茶108’（10%）3 个茶树品种皆出现生根（图5）。可见，扦插时施用复合肥，插穗吸收养分后提高了其存活率，具有一定的抗病虫害能力，并能有效促进茶树插穗的生根。

深耕处理，‘鄂茶1号’插穗的生根率（25.3%）高于对照（23.3%），但‘靖江1 号’（23.3%）和‘中茶108’（3.3%）均低于对照（36.7%和26.6%），说明深耕仅对‘鄂茶1 号’有促进作用，对‘靖江1 号’和‘中茶108’均无促进作用（图5）。

2.4 不同土壤处理方式对插穗3 种酶活性的影响

研究表明，IAAO 能够氧化内源IAA，IAAO 活性越高，IAA 含量越低[12]。采取石灰氮与威百亩处理，‘鄂茶1 号’和‘靖江1 号’扦插30 d 时IAAO 酶活性均高于对照，而3 个品种扦插土壤采取棉隆处理的都低于对照，说明土壤采用棉隆处理对促进生根效果差；3 种消毒剂处理，‘中茶108’的IAAO酶活性均低于对照，这也能解释其生根率较低的原因。扦插90 d 时，采取棉隆和威百亩处理，‘靖江1 号’IAAO 酶活性显著高于对照，结果‘靖江1 号’最先生根，其余处理IAAO 酶活性均低于对照。POD 能够氧化IAA[10]，消除体内过多的内源IAA。扦插90 d 时3 种消毒处理方式对应插穗的POD 酶都显著高于对照（图6）。PPO 酶活性与生根呈正相关，高含量的PPO 催化IAA 与酚类物质形成不定根生成辅助因子“IAA-酚酸复合物”，促进插穗生根[13]。

图6 不同土壤处理方式对酶活性的影响Figure 6 Effect of different soil treatment methods on enzyme activity

土壤施用复合肥，‘靖江1 号’与‘中茶108’扦插90 d 时IAAO 酶活性均高于对照，‘鄂茶1 号’IAAO 酶活性则低于对照，而3 个品种的POD 和PPO 酶活性则均高于对照。结合存活率、生根率与病叶率情况，复合肥处理对‘鄂茶1 号’效果最差，对‘靖江1 号’效果最好。

土壤深耕处理，‘鄂茶1 号’与‘中茶108’的IAAO 酶活性低于对照，POD 酶活性高于对照；PPO酶活性3个品种均高于对照。（图6）结合生根率结果，土壤深耕处理只对‘鄂茶1 号’存在明显促进作用。

3 讨论

3.1 土壤消毒对茶树露地无心土扦插的影响

茶树无心土扦插，土壤采取威百亩和棉隆消毒处理，‘靖江1 号’生根最快，同时威百亩处理的存活率高、病叶率低、3 种酶活性高，因此使用威百亩对土壤消毒处理效果最好，其次是石灰氮，最后是棉隆。威百亩是二硫代氨基甲酸酯类杀线虫剂，在土壤中降解成异硫氰酸甲酯发挥熏蒸作用，从而有效杀灭结线虫与杂草等有害生物。石灰氮是常用土壤消毒试剂，具有杀菌灭虫等作用，适用于酸性土壤，可用于基肥。棉隆是一种广谱性农药，在土壤中分解成异硫氰酸酯、甲醛、硫化氢等杀灭线虫。棉隆还能去除马铃薯丝核菌等真菌、杀灭地下害虫以及抑制杂草生长等[14]。本试验使用棉隆进行土壤消毒的作用不明显且效果与对照相比更差，原因可能是棉隆不仅消灭了土壤中有害生物，还消灭了部分有益生物或者对插穗产生一定的毒害。威百亩和石灰氮处理可以有效提高插穗的存活率，降低病叶率。可见，对土壤消毒处理在一定程度上对茶树露地无心土扦插有正向影响。

3.2 复合肥对茶树露地无心土扦插的影响

本试验结果表明施用复合肥处理的效果最好，存活率高、病叶率低且生根速度相对较快。由于土壤的长期使用，部分元素过多积累会抑制插穗生长，土壤中养分不均易导致插穗产生缺素症状。施用复合肥可缓解土壤养分不足与不均等状况，改善土壤的环境，提高土壤中微生物的活性。从插穗存活率和病叶率来看，采取施用复合肥，插穗的存活率升高，病叶率降低，出现生根。从酶活性变化来看，扦插90 d 时的‘靖江1 号’与‘中茶108’的IAAO 酶活性均高于对照，POD 和PPO 酶活性3 个品种均高于对照，有利于插穗生根。表明施用复合肥对茶树露地无心土扦插有正向影响。

3.3 深耕对茶树露地无心土扦插的影响

深耕可在一定程度上改变土壤性质，疏松土壤，消除杂草和防病虫害。本试验结果显示土壤深耕可降低插穗的病叶率，提高存活率。3 个品种的病叶率都低于对照，存活率都高于对照，但在生根率方面则只对‘鄂茶1 号’具有正向促进作用。整体来看，深耕效果没有施用复合肥和土壤消毒处理好，但是在扦插之前对土壤进行深耕是有益的。

4 结论

‘靖江1 号’作为秭归县当地品种适应性更强，扦插表现最好。3 种处理方式都具有正向促进作用，其中土壤施用复合肥处理效果最好，其次是土壤消毒处理，最后是深耕处理。消毒处理中以威百亩的效果最好，其次是石灰氮，最后是棉隆。复合肥处理对‘靖江1 号’最好，对‘鄂茶1 号’促进效果最差。深耕处理在生根率方面仅对‘鄂茶1 号’具有促进作用，但均能提高插穗的存活率，降低病叶率。