喷灌条件下水分调控对白茶生长发育及产量的影响

缪子梅，褚琳琳，肖梦华，蔡 彬

(1.江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏 镇江 212013；2.河海大学水利水电学院，南京 210098 )

0 引 言

镇江地处长江中下游南岸，雨水丰沛，四季分明，土壤呈微酸性，以宁镇山脉和茅山山脉组成的山字形构造而成的丘陵地貌，形成其独特的自然环境及土壤条件，使得茶叶成为镇江市分布最广的经济作物。至2014年底，全市实有茶园面积4 990 hm2(占全市土地面积的1.3%)，茶叶产量达1 742 t，茶叶从业人员超过10万余人(占全市总人口的3.6%)，干茶产量1 283 t，产值3.14 亿元，产量、产值分别占全省的8.3和10.8%，列江苏省第四，茶叶已成为镇江丘陵地区优势主导产业之一[1-3]。

喷灌作为节水灌溉新技术，以其省水、节约劳动力、有效避免土壤深层渗漏和地面径流损失、适应各种地形条件、提高茶叶产量和品质等独特的优势，逐渐成为茶园灌溉主要采用的抗旱措施，得到广泛应用[4-7]。土壤水分是茶树生理需水和生态需水的主要来源，茶园土壤的水分含量与变化对茶树的生长发育和产量有直接影响。然而，由于茶树在我国种植范围较大，各地的地理环境、气候条件、土壤状况、茶叶品种均不同，现有的研究主要集中在节水灌溉技术对特定地区、特定茶树、某个生长期内的生长、生理、生化指标的变化，而对丘陵地区白茶的研究较少。因此，为江苏丘陵地区的喷灌技术推广应用提供科学依据，本文通过控制茶树根区40 cm处不同相对含水量下限，对喷灌条件下丘陵地区水分调控对白茶茶叶形状、叶片干重、叶面积、产量及经济效益的影响深入研究。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地位于江苏省镇江市南山茶林研究所(北纬32°15′32°19′、东经119°46′)，属于暖温带向北亚热带过渡的季风气候区，气候温和湿润、四季分明、雨量适中。多年平均温度15.4 ℃，多年平均降雨量1125mm，主要集中在7-9月份，约占年降雨量的50%以上。多年平均蒸发量1 276.7 mm，无霜期238 d，年均气温15.3 ℃，年日照时数2 001 h，多年平均风速4 m/s。

供试茶叶品种为白茶，选育13年生茶树，供试土壤为红壤土，土壤容重为1.46 g/cm3，总孔隙度为44.97%，pH值为6.57，土壤有机质含量为2.40%、全氮含量为0.904 8 g/kg、速效氮含量为27.65 mg/kg、土壤全磷含量为0.32 g/kg，速效磷含量为12.5 mg/kg。

1.2 试验设计

试验于2015年8月至2016年5月进行，试验地面积0.17 hm2，试验选用20PY2型喷头，工作压力0.2 MPa。选取4只喷头包围区域中心12 m×12 m的范围作为观测区，以避免相邻处理之间的干扰。由于研究区域白茶属于成龄丰产茶园，其根部主要分布在土层以下40～50 cm深度处，因此，在茶叶根区(土层以下)40 cm处埋设土壤湿度传感器，以此深度传输的土壤湿度值对茶叶进行喷灌灌水处理。设定喷灌条件下三水平的土壤水分处理，灌溉下限为土壤湿度65%、75%和85%相对含水率，各处理灌水定额为12 mm。以无灌溉作为对照处理。每个处理重复3次。白茶每年于4月底采摘一次，试验期间喷灌三个处理累计灌水量分别为108、132、192 mm。

1.3 测定方法

土壤湿度测定：在每一处理的对角线上埋设深度为0.4 m的土壤湿度传感器(美国Davis)，以此传感器提供的数值指导灌溉。

叶片色泽：采茶时每小区随机10个观察点，且每次观测叶片色泽；

百芽重：每株茶树随机采摘1芽3叶初展新梢5个，共100个，称取其重量；

叶面积测定：采用重量法。将1片鲜叶平铺在坐标纸上，用铅笔画出轮廓，剪下，在天平上称重。同时剪下面积为100 cm2的3片坐标纸(100格)，称量，取3次的平均值，计算得到1 cm2的坐标纸的重量，A/B即为一片叶的叶面积(cm2)。实验重复10次。

叶片干重和鲜重测定：称取一定量的鲜重叶片，记录数值后，将叶片放置于烘干箱中，温度设置为110 ℃(1 h)，80 ℃(10 h)。待叶片烘干后，称量记录干叶片的重量。其中田间实验的叶片的鲜重可用于计算茶树茶叶的产量。

2 结果分析

2.1 喷灌对白茶芽叶性状的影响

芽叶是茶树的主要生产和经济器官，因此对其萌发的新梢芽叶性状的调查和研究尤为重要，调查结果表明(见表1)，喷灌条件下，土壤湿度为85%相对含水率处理下茶树叶色灰绿，75%黄绿，土壤湿度75%和65%相对含水率处理下茶树叶色分别为暗绿和黄绿，而未灌溉茶树叶色为黄绿夹红，表明喷灌处理能使叶色加深，且土壤相对含水率越高，叶色越深。

表1 不同灌溉处理白茶芽叶性状指标

不同灌溉方式和处理对白茶新梢生长有明显影响，表现为喷灌能明显增加茶树新梢的百芽重，百芽重较未灌溉增加0.4～4.2 g，其中以相对含水率85%处理效果最佳，具有较高的产量潜力。

2.2 喷灌对茶树叶片干重和叶面积的影响

从表2可以看出，随着土壤相对含水率的降低，茶树叶片干重不断下降，不同处理与对照相比具有显著差异，并且比对照分别高18.18%～54.55%。同时，茶树叶片面积整体不断下降，各处理与对照之间及不同处理间叶也存在显著差异。其中，各处理比对照分别高：10.93%、24.10%和36.68%。这说明喷灌对茶树叶片生长的重要性，喷灌能明显提高叶片干重的质量。有研究表明，茶树生长需要一定的膨压，缺水会导致膨压降低甚至消失，从而影响细胞分裂，抑制植物生长，在外部形态上，表现为茶树叶片较小，较厚，茎短而木质化多，茶树根的生长超过地上部分，以获得更大土壤面积中的水分，而灌溉条件下，其叶形椭圆，叶色浓绿光润，叶厚质脆[8]。

表2 不同灌水处理下茶树叶片干重和叶面积的变化

2.3 喷灌对白茶产量的影响

根据白茶生产要求测定产量水平。灌溉茶园和未灌溉茶园均采摘1次。不同灌溉处理下茶叶的产量见表3，可以看出，白茶使用喷灌能明显增加产量，较未灌溉增加茶叶产量56～169 kg/hm2，增产幅度为18.18%～54.55 %，其中以相对含水率85%处理增产效果最佳，产量达到480 kg/hm2。

2.4 喷灌不同灌溉方式下白茶的经济效益分析

根据加工后茶叶质量，灌溉茶园茶叶平均收购价格为5 000 元/kg左右，未灌溉茶园茶叶收购价格为3 600 元/kg。通过计算产值，扣除成本支出(采茶工资、动力费、喷头折旧、基建回收及维修等)共计。其中采茶工资为56 元/kg，施肥(包括春季施尿素，修剪期间施硫酸钾，冬季施菜籽)共计10 200 元/hm2，治虫和除草(每年3次，每次6 000 元/hm2)共计18 000 元/hm2，喷灌成本2 000 元/hm2。从表4可以看出，喷灌较无灌溉茶园可增加纯收入34～156 万元/hm2，其中，相对含水率85%处理下效果最佳，较相对含水率65%和75%处理，纯收入增加幅度分别达36.20%和37.08%。

表3 不同灌溉处理茶树产量和支出表

3 结 论

通过喷灌条件下不同水分处理对白茶芽叶性状、叶片干重和叶面积、产量等的影响研究，发现喷灌具有明显改善茶树生长发育、增加产量、增加效益的作用。喷灌条件下白茶新梢叶色加深，百芽重明显增加。茶树叶片干重和叶面积显著增加，比未灌溉增加18.18%～54.55%和10.93%～36.68 %；且能明显增加产量，增产幅度为18.18%～54.55 %，喷灌较未灌溉茶园可增加纯收入34～156 万元/hm2，其中以相对含水率85%处理增产、增收效果最佳。

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