主要气象因子对‘黄金芽’茶树叶片日灼伤害的影响

田月月+张丽霞+张正群+李智+侯剑+乔明明

摘要：‘黃金芽是1998年由浙江余姚市德氏茶场发现的自然黄化变异单株培育而成的光照敏感型茶树种质资源，光照强度超过60 klx时易出现生理障碍，造成叶片日灼。2016年4—7月份调查了泰安茶区三年生‘黄金芽叶片日灼发生情况及其症状，测定了叶温以及同期光强、气温和湿度三个主要气象因子，计算了叶温与气温的差值ΔT叶-气，探究了主要气象因子对叶温以及ΔT叶-气的影响，分析了叶片发生日灼的条件。结果表明：（1）‘黄金芽叶片日灼症状主要分为白化型、红变型和坏死型三种，其日灼伤害程度依次加重；（2） 泰安茶区栽种的‘黄金芽5月中旬开始出现日灼现象，5月下旬至6月发生较为严重；（3）高光强和叶片高温是引起‘黄金芽叶片日灼的两个必要条件。在日最大光强达100 klx以上，日最高叶温38～40℃以上时可出现日灼现象。当叶温日变幅大，发生日灼的叶温阈值较低（38℃）；叶温日变幅小且经过高温锻炼后，发生日灼的叶温阈值可提高至40℃；（4） 叶温以及ΔT叶-气受光强、气温和空气湿度的显著影响，但不同时期相关程度不同。根据上述结果，提出了通过在‘黄金芽日灼易发时期采取覆盖遮阳网、间作以及喷灌等减光、降温和增湿技术措施，可以有效预防‘黄金芽叶片日灼的发生。

关键词：茶树；黄金芽；叶片日灼；叶温；气象因子

中图分类号：S571.101 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2017）07-0042-07

Abstract ‘Huangjinya， one of light sensitive tea germplasm resources， was bred from natural yellow mutant single plant in Deshi tea plantation， Yuyao City， Zhejiang Province， in 1998. It is prone to cause physical disorder and leaf sunburn when the light intensity is more than 60 klx. The occurrence and symptoms of leaf sunburn of 3-year-old tea cultivar ‘Huangjinya （HJY） were investigated in Taian area from April to July in 2016. At the same time， the leaf temperature and three main meteorological factors including light intensity， air temperature and humidity were also measured. The difference between leaf temperature and air temperature （ΔTL-A） was calculated， and the effects of main meteorological factors on leaf temperature and ΔTL-A were explored to analyze the occurrence conditions of leaf sunburn. The results were as follows. （1） The symptoms of leaf sunburn could be generally divided into three main types： white， red and necrotic， and the degree of burn injury aggravated in turn. （2） Tea cultivar ‘HJY began to show symptoms of leaf sunburn in mid May， and this phenomenon was particularly obvious from late May to June in Taian area. （3） Blaze light intensity and high leaf temperature were the two necessary conditions for causing leaf sunburn of ‘HJY. The phenomenon of leaf sunburn appeared when the daily maximum light intensity exceeded 100 klx and the daily maximum leaf temperature exceeded 38～40℃. The threshold temperature of leaf sunburn was 38℃ when the leaf temperature varied greatly throughout the day. However， it could be increased to 40℃ if the leaf temperature change was small and the leaves were exercised in high temperature. （4） The leaf temperature and ΔTL-A were significantly affected by light intensity， air temperature and air humidity， but their relevance was various in different periods. According to the above results， some technology measures such as shading， intercropping and sprinkler which could dim light， cool temperature and increase air humidity were put forward， and they could prevent ‘HJY from leaf sunburn effectively in the sensitive period.

Keywords Camellia sinensis； Huangjinya； Leaf sunburn； Leaf temperature； Meteorological factors

日灼是由于强光和/或高温使植物果实、叶片以及枝干等器官或组织出现白化、褐化等生理损伤甚至坏死症状的生理现象，它不仅对作物产量造成一定影响，还会降低植物的观赏性和产品价值[1-5]。已有研究表明，日灼的发生与光强、气温、空气湿度、风速等诸多气象因子相关[6]。目前对于日灼症状、影响因素以及防护措施的研究主要针对果实，如梨[7]、枇杷[8]、柑桔[9]、葡萄[10，11]等。而作为叶用植物的茶树虽也有报道提及日灼现象，但研究并不系统、深入。

‘黄金芽是一种典型的光照敏感型珍稀黄化茶树品种，适制高档名优茶，但对环境的适应性较弱，据报道，当光强超过60 klx且水分供应不足时，‘黄金芽叶片容易出现生理障碍[12]。引种泰安茶区后，夏季茶树叶片极易发生日灼焦枯现象，严重影响成活率。为进一步了解‘黄金芽茶树叶片的日灼症状，探明当地气候条件下‘黄金芽茶树叶片日灼发生与主要气象因子的关系，本研究以三年生‘黄金芽茶树为试验材料，通过田间实地调查叶片日灼症状，测定叶温以及气温、光强、空气湿度，分析叶温与上述气象因子的相关性，探讨‘黄金芽茶树叶片日灼发生的叶温阈值，明确泰安茶区‘黄金芽茶树叶片日灼易发时期，从而为日灼的预防提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2016年4—7月在山東省泰安市茶溪谷有限公司茶树种植基地完成（117.11°E，36.19°N）。种植区海拔约200 m，土壤肥力基本一致，属于温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温13℃，年平均降水量697 mm。泰安茶区具有雨热同季的气候特点，降水主要集中在6—7月，空气温湿度均较高；4—7月，气温最高值约为37℃，最低值约为12℃；空气湿度最高值约为97%，最低值约为12%（见图1）。

供试材料为3年生‘黄金芽茶树品种，株行距0.3 m×1.2 m。试验茶园通风透光，茶树生长良好，栽培管理措施较规范。

1.2 调查与测定项目

1.2.1 茶树叶片日灼情况调查 田间实地调查‘黄金芽茶树叶片日灼发生情况，并记录其症状。调查小区面积为30 m2，实际调查茶树160株。

1.2.2 主要气象因子测定 气温测定采用HTC-5型温度计（衡水凯然商贸有限公司），温度计的放置与茶树蓬面处于同一水平线上，重复5次；湿度测定采用HOBO U12-12型数据记录仪（美国ONSET公司），每30 min记录一次数据；光强测定采用TA8122数字式照度计（苏州特安斯电子有限公司），感应器位于茶树叶面附近，并正对太阳方向，重复5次。

1.2.3 茶树叶片温度的测定 采用AR320手持式红外线测温仪（香港希玛有限公司）测定茶树叶片（未被遮挡的第一叶）表面中心温度，9∶00—15∶00每隔1 h测定一次，每次测量时间为1 s，重复5次。同时观察被测叶片是否发生日灼以及日灼症状。 计算叶温与气温差，即：

ΔT叶-气=叶温-气温。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2007软件处理数据，图表中数据均为平均数±标准偏差。利用SPSS 19.0进行相关性分析和显著性检验，利用Origin 8.5做图。

2 结果与分析

2.1 ‘黄金芽叶片日灼症状与分类

将试验期间自然光照条件下‘黄金芽茶树叶片日灼症状进行分析归类，可分为三类（见图2）：第一类，白化型日灼。表现为茶树叶片表面失绿，出现白色斑点（图2-A1）或整叶白化（图2-A2），即通常所称的光漂白现象。第二类，红变型日灼。此种日灼的茶树叶片出现大小不一的红变症状（图2-B1），同时还可能伴随一定程度的白化（图2-B2）。经过一段时间红变部位也可演变为棕色或褐色斑块。第三类，坏死型日灼。这种日灼的伤害程度最大，植物叶片组织直接坏死，表现为深红色或黑褐色焦灼斑（图2-C1）或部位（图2-C2）。据观测，当叶温正常，仅光照过强时发生白化型日灼（第一类）；当叶温较高时发生红变型日灼（第二类）；而当叶温过高时则发生坏死型日灼（第三类）。以上结果表明：产生日灼的原因除光照过强外，叶温高低与日灼症状类型直接相关。目前对于产生三种类型日灼的叶温阈值还未见相关报道。

2.2 泰安茶区‘黄金芽日灼发生规律

在4—7月份定期对试验茶园叶片日灼发生情况进行调查，结果见图3和表1。泰安茶区栽种的‘黄金芽在4月份无日灼现象发生，新叶呈正常黄化，下部成熟叶呈绿色（图3-A）。5月中上旬（5-12）新梢芽尖出现红变点，呈现出极轻微日灼现象（图3-B），同时在叶片受光部位可见明显黄化斑块。至5月下旬（5-20），嫩叶的叶尖和叶缘出现明显红变甚至褐变日灼病状（图3-C）。6月份日灼现象最为严重（图3-D、E），而7月份的日灼程度轻微且叶片黄化均匀，无焦灼症状出现（图3-F）。由此可见：泰安茶区‘黄金芽茶树叶片日灼易发且严重的时期为5月下旬至6月中下旬。

2.3 ‘黄金芽日灼发生与光强、叶温及ΔT叶-气的相关性

如图4所示，泰安茶区4—7月份典型天气的光强及‘黄金芽茶树叶温日变化均呈单峰变化趋势。光强在12∶00达到最高值，而最高叶温相对延后，通常发生在14∶00。

泰安茶区4月份的光强相对较低（小于100 klx），日最高叶温为31.66℃（图4-A，表2），处于茶树热害临界温度（35℃）以下，此时叶片无日灼症状发生。5月中旬，虽然光强增至95.59 klx，但仍低于100 klx；此时日最高叶温已升至37.10℃，明显高于茶树热害临界温度（图4-B，表2），茶芽开始出现轻微日灼症状。5月下旬至6月期间，光强均升高至100 klx以上，正午最高可达113.19 klx；日最高叶温在38℃以上，最高达42.06℃（6-16）；一天中叶温超过35℃的时数也由2 h逐渐延长至4 h（图4-B、C，表2）。叶片日灼症状由5月下旬的小面积红变至6月中旬的大面积红变，并伴随着光漂白现象发生。由此可见，‘黄金芽叶片的日灼程度随光强增大、叶温升高以及热害温度（或强光）持续时间延长而逐渐加重。

以上结果表明：泰安茶区‘黄金芽叶片在5、6月份发生日灼的临界条件为：日最高光强100 klx，日最高叶温38℃。泰安茶区7月份，其光强高达110 klx，日最高叶温接近40℃。如果参照5月下旬、6月份日灼发生条件进行预测，其日灼现象将会很严重，但实际观测结果显示：‘黄金芽茶树的叶片黄化均匀，并无明显日灼红变现象发生。究其原因，除7月份泰安进入雨季，空气湿度明显增加，土壤水分供应充足，光强和叶温日变幅减小等因素外，推测还与‘黄金芽茶树经5、6月份的高温锻炼，其自身耐热性增强有关，从而使日灼发生的叶温阈值由5月下旬的38℃提高至7月份的40℃。

此外，‘黄金芽日灼发生期的5月中旬至6月，其ΔT叶-气（表2）日最大值达到4.84～5.86℃，明显高于无日灼的2.30℃（4-19）、3.52℃（7-11）。

2.4 泰安不同时期主要气象因子对叶温和ΔT叶-气的影响

将4—7月‘黄金芽叶温测定值（Y1）和ΔT叶-气计算值（Y2）分别与光强（X1）、气温（X2）、空气湿度（X3）测定值进行相关性分析，结果（表3）表明：（1）叶温与气温呈极显著正相关，与空气湿度呈极显著或显著负相关，而与光强基本呈显著相关。由此可见，叶温主要受气温和空气湿度的影响，其次为光强。（2）ΔT叶-气在不同时期与光强、气温以及空气湿度存在不同程度的相关性。在泰安低温、低湿的4月，ΔT叶-气与光强呈极显著正相关，与气温呈显著正相关，而与空气湿度相关不显著。从5月中旬开始，随着气温升高、空气湿度增加，ΔT叶-气与气温、空气湿度的相关性增强，而与光强的相关性降低。由此也表明：ΔT叶-气虽然与光强有显著相关性，但并非是唯一显著相关因子。

3 讨论与结论

3.1 诱发‘黄金芽茶树日灼的条件

通常认为植物发生日灼的直接诱因是强光和高温，空气湿度、风速、土壤水分等外界环境条件通过影响植物叶面或果面温度而与日灼间接相关[13，14]。本研究结果表明：泰安茶区‘黄金芽在日最高光强100 klx以上、日最高叶温38～40℃以上时可发生日灼，其中叶温日变幅大时，发生日灼的叶温阈值较低（38℃），而叶温日变幅小且经过高温锻炼后（如7月份），其发生日灼的叶温阈值可提高至40℃。在泰安茶区气候条件下，‘黄金芽茶树叶片日灼的易发时期为5月下旬至6月。对于茶树叶片日灼现象的研究，目前比较关注光强的影响。如对‘黄金芽日光灼伤的研究报道目前也仅涉及光强的影响[12]，即：‘黄金芽在光强60 klx时出现生理障碍，在70 klx出现日光灼伤。本研究表明：光照强度只是日灼发生的必要条件之一。因为仅有强光只会使叶片出现叶色变浅，即出现“光漂白”现象，却不会出现“红变”或“褐化坏死”的灼伤斑块。所以日灼发生还需要另一个必备的条件，即高温。高温会降低细胞膜稳定性，同时导致光合作用受阻，呼吸和蒸腾作用加强，使植物体内代谢失衡，积累大量自由基，加剧细胞膜损伤，导致细胞结构的破坏，从而使处于细胞不同部位的多酚与多酚氧化酶接触而发生酶促氧化，出现“红变”或“褐化坏死”的日灼症状。值得指出的是：茶树叶片日灼阈值温度与光合作用的停止温度（39～42℃）较为吻合，而稍低于呼吸作用最大时的温度（45℃）[15]。

3.2 ΔT叶-气的影响因素以及生理意义

植物的温度与气温并不完全相同，人们将有光照条件下植物温度（如叶温、果温）与气温的差值称为“光致增温”[16-18]，表明植物温度与气温的差异来源于光能。

然而本研究结果表明：叶温与气温的差值不僅与光强显著相关，同时也与气温、空气湿度显著相关。在气温及湿度增加的情况下（如泰安5月下旬至6月中旬），ΔT叶-气与气温以及空气湿度的相关程度反而高于光强。究其原因，气温和空气湿度虽然不能直接导致叶温的变化，但两者会显著影响茶树的呼吸作用和蒸腾作用，从而间接影响叶温的升高或降低，表现为气温、空气湿度对ΔT叶-气的显著正相关或负相关影响。已有研究表明：茶树在0～45℃之间，呼吸作用随温度上升而增强，45℃达到最大值，高于50℃才有所下降；蒸腾作用的适宜温度为30℃左右，高温和空气湿度低都会使蒸腾作用加强，从而起到降低叶温的作用[15]。

综上所述，ΔT叶-气这一指标不仅可以反映主要气象因子（光强、气温和空气湿度）对茶树叶片生理的综合影响，同时也与茶树叶片的生理状态（呼吸作用和蒸腾作用强度等）相关，是一个环境与植物叶片生理共同作用的综合性生理指标。在本研究中，出现日灼现象的ΔT叶-气（4.84～5.86℃）就明显大于无日灼的ΔT叶-气（<3.6℃）。能否将ΔT叶-气作为一个监测植物叶片生理代谢是否正常的简易方法还有待于后续深入研究。

3.3 ‘黄金芽茶树日灼的预防措施

鉴于泰安茶区‘黄金芽茶树日灼发生规律以及日灼发生条件，宜在每年5月中旬开始采取“减光、降温和增湿”技术措施，主要包括：（1）覆盖遮阳网。目前笔者已通过试验证明，50%～70%遮光率的黑色遮阳网较适宜泰安茶区‘黄金芽的生长，与留韶峰[19]研究结果一致。（2）间作。可在幼龄茶园间作高秆植物，如玉米等。与遮阳网覆盖相比，间作不能有效控制遮荫度和匀度，但对增加空气湿度效果显著[20]。（3）喷灌。不仅可以增加空气湿度，而且能有效降低气温，同时有利于通过蒸腾降低叶温。配合遮荫、间作技术，效果更佳[5，21]。

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