不同防寒措施对幼龄茶园冬季小气候的影响

王会等

摘要：以幼龄茶园为研究对象，设置行间铺草+防风障、搭建小拱棚、行间铺草3个处理，以裸地为对照，测定各处理下的土壤温湿度、空气温湿度及光照强度等指标。结果表明，各处理均可降低茶园土壤温度的变化、减少土壤表面水分的散失，维持冬季茶园较高的空气温度和空气相对湿度。其中以搭建小拱棚的防护措施对幼龄茶树的保护效果最好，试验期间其土壤含水量较对照提高6.28%，地表最高温较对照提高9.4℃，光照强度较对照降低14.63%，茶园空气温度和空气湿度分别提高3.8℃和26.35%。防风障+行间铺草和行间铺草的效果差异不显著。

关键词：幼龄茶园；防寒措施；小气候

中图分类号：S571.1：S426 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2014）03-0028-05

AbstractWith open field as the contrast， three treatments including straw mulching plus windbreak，low plastic tunnel， and straw mulching were designed to study their effects on the eco-environment indicators such as soil temperature and moisture， air temperature and humidity， and illumination intensity in infancy tea garden during winter. The results showed that all the three treatments could reduce the variation of soil temperature and the loss of soil surface water， and maintain higher air temperature and humidity in tea garden during winter. Low plastic tunnel had the best effect. Compared to the contrast， the soil temperature improved by 6.28%， the highest soil temperature improved by 9.4℃， the air temperature and humidity increased by 3.8℃ and 26.35% respectively， but the illumination intensity decreased by 14.63%. There were no significant differences between straw mulching plus windbreak and straw mulching.

Key wordsInfancy tea garden；Cold-proof measure；Microclimate

茶树[Camellia sinensis（L.）O.Kuntze]原产区位于云贵高原地区，是一种喜温暖气候条件的叶用植物。江北茶区一般属大陆性气候，冬季多大风降温，对茶树的安全越冬构成很大威胁，易造成茶树冻伤、死亡，纬度较高的地区冻害尤其严重。研究表明，覆盖可以提高茶树生长期的土壤水分含量，改变土壤地表层的性质，缓冲土壤温度变化[1～3]。杨书运等[4，5]研究认为，覆盖可提高茶园地表最低温度， 减小地表最低温度日变幅， 但不同覆盖材料作用有较大差异。黄寿波等研究表明，风障可以降低风速，增加空气湿度和土壤湿度，调节空气温度和土壤温度，减小水面蒸发，减少土壤风蚀量[6～10]。江昌俊等[12]研究显示，风障的有效减风作用区域大约相当于风障高度的7.5倍，并且在风障有效保护区域，大风结束后叶片含水率可以较迅速的恢复。

本试验通过研究越冬期不同物理防护措施对幼龄茶园土壤温度、土壤水分、空气湿度和光照强度等的影响，筛选出适合北方幼龄茶树安全越冬的经济、高效的保护措施，为生产提供参考。

1材料与方法

1.1供试茶园与处理设置

试验于2010年11月在青岛瑞草园茶业科技有限公司进行。小区面积为1.3 m×40 m，行距33 cm，株距30 cm，处理间设0.5 m间隔带。土壤为棕壤土，有机质含量8.12 g/kg，速效氮62.92 mg/kg，速效磷96.45 mg/kg，速效钾121.15 mg/kg。茶树品种为1年生鸠坑种。试验设行间铺草+防风障（T1）、搭建小拱棚（T2）、行间铺草（T3）以及裸地对照（CK）4种处理，随机区组排列，重复3次。在入冬前搭建防护措施，其他管理一致。试验调查时间为2010年11月～2011年3月。

1.2测定指标及方法

土壤温度：用ECA-TRO1曲管地温计测定5、10、15 cm的土壤温度，分8∶00、10∶00、12∶00、14∶00、16∶00、18∶00共6个时段观测记录。

土壤相对含水量：用ECA-SW1土壤水分快速测定仪于中午12∶00记录土壤相对含水量。

光照强度、空气温度及湿度：用ECA-SCO1光温湿记录仪测定，测定高度为各处理茶树蓬面处，分8∶00、10∶00、12∶00、14∶00、16∶00、18∶006个时段观测记录。

地表最高温度：用WQG-13最高温度计测定。在小区中部设置测点，各处理地表面均安放一支最高温度表，于下午18∶00读取最高温度。

1.3数据处理

试验所得数据采用DPS数据处理系统进行方差分析，Duncans法进行处理间数据比较，采用Excel进行图表制作等统计分析。

2结果与分析

2.1不同处理茶园土壤温度的变化

2.1.1土壤温度的日变化以2011年1月4日测定的土壤温度为例。图1表明，与对照相比，各处理5、10、15 cm土壤温度变化趋势基本一致。不同处理对土壤温度的影响主要是在表层土壤，随土壤深度增加，土温变化曲线趋于平缓，土壤最高温度出现时间有推迟的趋势。各处理保温效果比较得出：T2处理土壤保温效果最好，测定时间段内最低温与最高温均高于其他处理（P<0.05）。对照（CK）处理土壤温度最低。T1、T3处理土壤温度变化较平缓，其中T1处理日差值最小。这主要是由于覆盖物减少了土壤与外界环境的温度交换，又由于不同覆盖材料热传导的效果不同，使得各处理对土壤保温效应存在差异。

2.1.2土壤温度的阶段性变化由图2可以看出，冻害来临时（2011.1.4），各处理均具有良好的保温作用。T2处理表现最为显著，平均高于对照 0.63℃，T1、T3处理次之，3种处理均能明显降低冻土层深度，10 cm土壤温度都在0℃以上。但在气温回升之后（2011.3.17），T1、T3处理对土壤温度的升高有一定的负面影响。土壤温度变化幅度方面，T2处理变化幅度最大为10.37℃，T3处理变化最小为6.07℃。这是由于覆盖材料性质差异造成的。由于塑料膜对长、短波辐射均具有一定的通透性，其热量的补充与散失比稻草强烈，导致其温度变化幅度大、地面能量水平低，最终影响其保温效果。

3结论与讨论

越冬防护措施对太阳辐射的吸收转化和土壤热量传导、土壤表面水分的蒸发损失都有较大的影响[11，12]。因为防护材料在地表可以形成一层土壤与大气热交换的障碍层，既可以阻止太阳的直接辐射，也可以减少土壤热量向大气中散失，同时还可以有效地反射长波辐射[15，16]。另外，越冬期间有效的防护措施还可以降低风速，提高空气温湿度，降低冻害[13，17～20]。

本试验结果表明，3种处理都可以缓冲茶园土壤温度的变化、减少土壤表面水分的散失，降低冬季低温干旱对茶树生长发育带来的伤害。而且防护材料不同，保温保水效果也不同。测定时间段内各处理土壤温度变化趋势为搭建小拱棚>行间铺草+防风障>行间铺草>裸地对照，土壤相对含水量变化趋势为搭建小拱棚>行间铺草>行间铺草+防风障>裸地对照。可以看出搭建小拱棚处理土壤保温保水效果最好，但行间铺草+防风障和行间铺草处理土壤温度变化较平缓，其中行间铺草+防风障处理日较差值最小，有利于茶树根系的生长发育[21]。

3种处理虽然降低了地表接收光强，却能使冬季茶园维持较高的空气温度和较高的空气湿度，增强幼龄茶树安全越冬的能力。搭建小拱棚处理防护效果最为显著，其光照强度虽较对照降低14.63%，但茶园空气温度和空气湿度却分别提高3.8℃和26.35%。这主要是因为不同的防护措施对太阳长、短波辐射的通透性以及对茶园系统的郁闭度不同，影响了小系统内能量和水分的交换速率，所以导致空气温度和空气湿度不同。

3种处理均具有保温保水效应，其中搭建小拱棚对幼龄茶树的保护效果最好，行间铺草+防风障和行间铺草的效果差异不显著。

参考文献：

[1]

彭晚霞， 宋同清， 肖润林， 等. 亚热带丘陵区稻草覆盖对茶园土壤环境、茶叶品质改良及产量的影响[J]. 中国生态农业学报， 2007，15（4）：60-63.

[2]彭晚霞， 肖润林， 宋同清， 等.覆盖与间种对亚热带丘陵茶园地温时空变化的影响[J]. 应用生态学报，2006，17（5）：778-782.

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[5]杨书运， 江昌俊，孙亚东.茶园地面覆盖的保温防冻作用[J].中国农业气象，2010，31（2）：305-309.

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[12] 程慧艳， 王根绪， 王一博，等.黄河源区不同植被类型覆盖下季节冻土冻融过程中的土壤温湿空间变化[J].兰州大学学报：自然科学版， 2008， 44（2）： 15-21.

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[15]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， 2004，15（11）：2039-2044.

[16]李闯， 袁同印.玉米秸秆覆盖对园林土壤理化性质的影响[J].江西农业学报， 2011，23（3）：91-92.

[17]董召荣， 沈洁，朱玉国， 等.苜蓿生物覆盖对幼龄茶园生理生态特征的影响[J]. 中国生态农业学报， 2008，16（4）：853-857.

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[19]朱庆松，刘松虎， 赵海英. 信阳毛尖茶园不同覆盖措施对空气湿度和光照强度及风速的影响[J]. 北方园艺， 2010（14）：60-62.

[20]浙江农业大学. 茶树栽培学[M]. 北京：农业出版社，1996.

[21]吕小营，欧阳石光，张丽霞，等. 新建茶园不同间作模式及覆盖遮阴效应比较研究——种植模式Ⅰ：茶行东西走向[J].山东农业科学，2012，44（5）：33-36.

[22]吕小营，欧阳石光，张丽霞，等. 新建茶园不同间作模式及覆盖遮阴效应比较研究——种植模式Ⅱ： 茶行南北走向[J].山东农业科学，2012，44（6）：44-49.

2结果与分析

2.1不同处理茶园土壤温度的变化

2.1.1土壤温度的日变化以2011年1月4日测定的土壤温度为例。图1表明，与对照相比，各处理5、10、15 cm土壤温度变化趋势基本一致。不同处理对土壤温度的影响主要是在表层土壤，随土壤深度增加，土温变化曲线趋于平缓，土壤最高温度出现时间有推迟的趋势。各处理保温效果比较得出：T2处理土壤保温效果最好，测定时间段内最低温与最高温均高于其他处理（P<0.05）。对照（CK）处理土壤温度最低。T1、T3处理土壤温度变化较平缓，其中T1处理日差值最小。这主要是由于覆盖物减少了土壤与外界环境的温度交换，又由于不同覆盖材料热传导的效果不同，使得各处理对土壤保温效应存在差异。

2.1.2土壤温度的阶段性变化由图2可以看出，冻害来临时（2011.1.4），各处理均具有良好的保温作用。T2处理表现最为显著，平均高于对照 0.63℃，T1、T3处理次之，3种处理均能明显降低冻土层深度，10 cm土壤温度都在0℃以上。但在气温回升之后（2011.3.17），T1、T3处理对土壤温度的升高有一定的负面影响。土壤温度变化幅度方面，T2处理变化幅度最大为10.37℃，T3处理变化最小为6.07℃。这是由于覆盖材料性质差异造成的。由于塑料膜对长、短波辐射均具有一定的通透性，其热量的补充与散失比稻草强烈，导致其温度变化幅度大、地面能量水平低，最终影响其保温效果。

3结论与讨论

越冬防护措施对太阳辐射的吸收转化和土壤热量传导、土壤表面水分的蒸发损失都有较大的影响[11，12]。因为防护材料在地表可以形成一层土壤与大气热交换的障碍层，既可以阻止太阳的直接辐射，也可以减少土壤热量向大气中散失，同时还可以有效地反射长波辐射[15，16]。另外，越冬期间有效的防护措施还可以降低风速，提高空气温湿度，降低冻害[13，17～20]。

本试验结果表明，3种处理都可以缓冲茶园土壤温度的变化、减少土壤表面水分的散失，降低冬季低温干旱对茶树生长发育带来的伤害。而且防护材料不同，保温保水效果也不同。测定时间段内各处理土壤温度变化趋势为搭建小拱棚>行间铺草+防风障>行间铺草>裸地对照，土壤相对含水量变化趋势为搭建小拱棚>行间铺草>行间铺草+防风障>裸地对照。可以看出搭建小拱棚处理土壤保温保水效果最好，但行间铺草+防风障和行间铺草处理土壤温度变化较平缓，其中行间铺草+防风障处理日较差值最小，有利于茶树根系的生长发育[21]。

3种处理虽然降低了地表接收光强，却能使冬季茶园维持较高的空气温度和较高的空气湿度，增强幼龄茶树安全越冬的能力。搭建小拱棚处理防护效果最为显著，其光照强度虽较对照降低14.63%，但茶园空气温度和空气湿度却分别提高3.8℃和26.35%。这主要是因为不同的防护措施对太阳长、短波辐射的通透性以及对茶园系统的郁闭度不同，影响了小系统内能量和水分的交换速率，所以导致空气温度和空气湿度不同。

3种处理均具有保温保水效应，其中搭建小拱棚对幼龄茶树的保护效果最好，行间铺草+防风障和行间铺草的效果差异不显著。

参考文献：

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[3]彭晚霞， 宋同清， 肖润林，等. 覆盖与间作对亚热带丘陵茶园土壤水分供应的调控效果[J].水土保持学报， 2005，19（6）：97-101.

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[18]张玉屏， 朱德峰， 周宝银， 等.无纺布与塑膜覆盖下早稻秧田温湿光因子变化的比较[J]. 浙江农业学报，2010，22（5）：618-623.

[19]朱庆松，刘松虎， 赵海英. 信阳毛尖茶园不同覆盖措施对空气湿度和光照强度及风速的影响[J]. 北方园艺， 2010（14）：60-62.

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[22]吕小营，欧阳石光，张丽霞，等. 新建茶园不同间作模式及覆盖遮阴效应比较研究——种植模式Ⅱ： 茶行南北走向[J].山东农业科学，2012，44（6）：44-49.

2结果与分析

2.1不同处理茶园土壤温度的变化

2.1.1土壤温度的日变化以2011年1月4日测定的土壤温度为例。图1表明，与对照相比，各处理5、10、15 cm土壤温度变化趋势基本一致。不同处理对土壤温度的影响主要是在表层土壤，随土壤深度增加，土温变化曲线趋于平缓，土壤最高温度出现时间有推迟的趋势。各处理保温效果比较得出：T2处理土壤保温效果最好，测定时间段内最低温与最高温均高于其他处理（P<0.05）。对照（CK）处理土壤温度最低。T1、T3处理土壤温度变化较平缓，其中T1处理日差值最小。这主要是由于覆盖物减少了土壤与外界环境的温度交换，又由于不同覆盖材料热传导的效果不同，使得各处理对土壤保温效应存在差异。

2.1.2土壤温度的阶段性变化由图2可以看出，冻害来临时（2011.1.4），各处理均具有良好的保温作用。T2处理表现最为显著，平均高于对照 0.63℃，T1、T3处理次之，3种处理均能明显降低冻土层深度，10 cm土壤温度都在0℃以上。但在气温回升之后（2011.3.17），T1、T3处理对土壤温度的升高有一定的负面影响。土壤温度变化幅度方面，T2处理变化幅度最大为10.37℃，T3处理变化最小为6.07℃。这是由于覆盖材料性质差异造成的。由于塑料膜对长、短波辐射均具有一定的通透性，其热量的补充与散失比稻草强烈，导致其温度变化幅度大、地面能量水平低，最终影响其保温效果。

3结论与讨论

越冬防护措施对太阳辐射的吸收转化和土壤热量传导、土壤表面水分的蒸发损失都有较大的影响[11，12]。因为防护材料在地表可以形成一层土壤与大气热交换的障碍层，既可以阻止太阳的直接辐射，也可以减少土壤热量向大气中散失，同时还可以有效地反射长波辐射[15，16]。另外，越冬期间有效的防护措施还可以降低风速，提高空气温湿度，降低冻害[13，17～20]。

本试验结果表明，3种处理都可以缓冲茶园土壤温度的变化、减少土壤表面水分的散失，降低冬季低温干旱对茶树生长发育带来的伤害。而且防护材料不同，保温保水效果也不同。测定时间段内各处理土壤温度变化趋势为搭建小拱棚>行间铺草+防风障>行间铺草>裸地对照，土壤相对含水量变化趋势为搭建小拱棚>行间铺草>行间铺草+防风障>裸地对照。可以看出搭建小拱棚处理土壤保温保水效果最好，但行间铺草+防风障和行间铺草处理土壤温度变化较平缓，其中行间铺草+防风障处理日较差值最小，有利于茶树根系的生长发育[21]。

3种处理虽然降低了地表接收光强，却能使冬季茶园维持较高的空气温度和较高的空气湿度，增强幼龄茶树安全越冬的能力。搭建小拱棚处理防护效果最为显著，其光照强度虽较对照降低14.63%，但茶园空气温度和空气湿度却分别提高3.8℃和26.35%。这主要是因为不同的防护措施对太阳长、短波辐射的通透性以及对茶园系统的郁闭度不同，影响了小系统内能量和水分的交换速率，所以导致空气温度和空气湿度不同。

3种处理均具有保温保水效应，其中搭建小拱棚对幼龄茶树的保护效果最好，行间铺草+防风障和行间铺草的效果差异不显著。

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[19]朱庆松，刘松虎， 赵海英. 信阳毛尖茶园不同覆盖措施对空气湿度和光照强度及风速的影响[J]. 北方园艺， 2010（14）：60-62.

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[21]吕小营，欧阳石光，张丽霞，等. 新建茶园不同间作模式及覆盖遮阴效应比较研究——种植模式Ⅰ：茶行东西走向[J].山东农业科学，2012，44（5）：33-36.

[22]吕小营，欧阳石光，张丽霞，等. 新建茶园不同间作模式及覆盖遮阴效应比较研究——种植模式Ⅱ： 茶行南北走向[J].山东农业科学，2012，44（6）：44-49.