水肥耦合对茶园温、湿度和茶叶产量的影响

盛鹤明 苏有健

摘 要：为探明不同水肥耦合方式对茶园温、湿度和茶叶产量的影响，通过大田试验的方法，设置管状施肥、地膜覆盖、炭基改良剂和保水剂，4种不同的水肥耦合方式，结合当地常规管理方式开展试验。结果表明：不同的水肥耦合方式对茶园温、湿度和茶叶的产量及品质均有一定的影响，其中保水剂处理和管状施肥处理相对于对照处理的优势最为明显，尤其是保水剂处理对保持茶园适宜的温湿度效果显著。不同的水肥耦合方式对茶叶新梢的芽叶比例分布情况也有明显的影响，T4、T3的1芽1叶和1芽2叶所占的芽叶比例均明显高于CK，达显著差异水平。T4、T3处理的茶园可以显著提高高档芽叶比例，并可以更好的保持芽叶的持嫩度，使得高质量茶园鲜叶维持更为持久的采摘时段。T4、T1、T3处理的茶叶百芽干重和干茶产量均大于对照处理，百芽干重分别比对照高18.2%、10.3%和9.1%，干茶产量分别比对照高16.7%、13.5%和10.6%。

关键词：茶园；水肥耦合；温度；湿度；产量

中图分类号 S571.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）13-0035-05

我国的水资源总量虽然有将近3.0×1012m3，但人均水资源仅相当于世界平均水平的1/4，且南北水资源分布差异较大[1-3]。我国肥料的平均利用率为30%，远低于世界平均水平的50%～60%，由于我国传统的农业耕作方式，不能根据不同作物的实际需要合理施肥，往往以增加化肥用量作为提高产量的主要手段，尤其是氮肥用量的盲目增加，造成水肥资源利用效率较低[4-5]。水、肥作为土壤肥力因子中最为活跃的2个因素，合理的水肥供应是作物高产高效的基础。近年来，人们为了获得更大的经济效益而往往采用大量施肥，而忽略了水分对肥料养分的调控作用。生产实践证明，水分和养分的结合能有效提高水肥利用率，只有在合理的水肥供应条件下，作物的生理生态过程才能得到有效调节，从而达到促进作物生长的目的。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验于2016年2月在黄山市徽州洪通茶厂试验茶园进行（29°57′23.6″N，118°11′24.4″E），海拔高度260m。属亚热带季风性气候区，年均气温16.4℃，无霜期276d，年降雨量1000～1200mm，该区域5—9月份降雨量占全年的75%。土壤类型为第四纪红土母质发育而成的黄红壤，试验地为黄山毛峰核心产地，属于亚热带季风气候区。茶树品种为黄山种，茶树为丛栽方式。

1.2 试验处理设置 试验设置5个处理：（1）当地常规水肥管理（CK），全年施N量为450kg/hm2；（2）采用管状施肥模式（T1），施肥设施埋置于茶树的滴水沿的茶行间，每个施肥管间距为1.0m，施肥管的埋置深度为土壤中分布有茶树根系的预定深度。施肥管直径为8cm，整体长度为35cm，埋置深度为25cm；养分孔径为0.4cm，养分孔均匀分布于在土壤中的25cm施肥管壁上。施肥种类为司尔特茶叶专用肥（25-12-9），同时配施碳基复合肥，施肥方式为沟施覆土，每年施肥两次，3月中旬施用催芽肥，占全年氮控制量的40%，10月中旬施基肥，占全年氮控制量的60%，全年施纯氮量337.5kg/hm2，N∶P∶K比例控制为3∶1∶1，每年春茶后，做一次深修剪；（3）处理T2是在CK处理方式上，对茶行进行薄膜覆盖，全年施纯氮量337.5kg/hm2；（4）T3处理是在CK基础上施用炭基改良剂；（5）T4处理是在CK基础上施用保水剂，施用保水剂75kg/hm2。每个处理小区面积为300m2。

1.3 测定项目与方法 茶园土壤温湿度和茶园土壤水分：在茶行滴水沿设置纽扣式温湿度计。分别于2016年和2017年的4—11月，每隔30d检测1次，检测时间点是当天的7：00—19：00，观测深度分别为0、5cm、10cm、20cm土壤温湿度和茶园温湿度（离地120cm），并用植物叶片温度仪测定茶树叶面温度，共观测了60d，480次。2016—2017年6—10月，每隔10～15d于各处理小区多点钻取0～10cm、10～20cm和20～30cm土层土壤样品，用烘干法测定含水量，共测定18次，土壤容重采用环刀法。茶叶新梢内含成分：采摘1芽2叶标准芽叶进行微波杀青固定样品，测定茶叶新梢内主要生化成分。茶多酚采用酒石酸铁比色法（GB/T83 13-2002）测定；游离氨基酸总量的测定采用茚三酮比色法（GB/T8314-2002）测定；咖啡碱的测定采用紫外分光光度法（GB/T8312-2002）测定。茶样和土样的全氮、全碳含量用碳氮分析仪测定，土样和茶样中矿质元素含量采用等离子体发射光谱仪测定。

2 结果与分析

2.1 水肥耦合对土壤含水率的影响 2016年与2017年3月份、5月份和8月份的土壤水分测定表明，各处理茶园土壤3月份在0～30cm土层的平均含水率差异很小，平均含水率为26.2%。在5月份和8月份含水率表现为T4>T3>T2>CK。保水剂处理和炭基改良剂处理比当地常规对照处理分别提高了20.84%和11.58%。2种措施对茶园土壤各层次含水率的影响不同，在0～20cm茶园土层，保水剂处理和炭基改良剂处理的土壤含水率相比于对照处理，分别提高15.95%和7.14%（图1～3）。管状施肥处理与覆膜处理和当地常规处理的茶园全年0～30cm土层的土壤平均含水率并无明显差异。说明茶园施用保水劑和炭基改良剂具有调控土壤供水的作用。一方面有效的增加了茶园关键耕作层的土壤含水率；另一方面是使得茶园土壤的深层水分通过土壤毛细管的虹吸作用，能够及时的供应至上层茶树根际土壤周围，茶园土壤墒情得到明显的改善，消耗了较多深层土壤水分，提高了水分利用率。

2.2 水肥耦合对土壤温度的影响 由图4可看出，在4—7月份茶园空气温度呈逐渐上升趋势，与当地常规对照处理相比，保水剂处理和覆膜处理可有效降低高温季节的土壤温度，随着茶园空气温度的升高，茶园土壤的降温幅度逐渐增加，7月份空气温度达到最高时，保水剂处理和覆膜处理相比于当地常规对照处理土壤温度下降幅度达到最大，保持茶树根系在适宜温度范围生长，促进茶叶香气前体物质的形成积累。秋冬季节茶园温度逐渐下降，覆膜处理的茶园土壤地表温度略高于常规对照，覆膜处理的茶园土壤热量积累效有利于茶树秋稍养分蓄积及根系生长。由于土壤的热量传递性能不高，管状施肥处理和覆膜处理各土壤层次的温度变化曲线较为平缓，表明茶园薄膜覆盖和施用保水剂能降低茶园土壤温度日较差，增强同一层次土壤温度的相对稳定性，有利于茶叶品质的提升。

2.3 水肥耦合对茶园空气温湿度的影响 通过对茶园7：00—19：00时间段的温度监测表明，各处理的茶园空气温度在7：00—13：00时间段呈上升趋势，13：00—19：00时间段茶园空气温度呈下降趋势，而茶园空气温度上升的变化速率大于下降速率（图5），T4、T1和T2处理的最高温度分别比CK低4.2℃、2.7℃和1.8℃。各处理空气相对湿度7：00—13：00时间段呈下降趋势，13：00—19：00时间段茶园空气温度呈上升趋势，下午13：00时达到最低值（图6）。此时，T4、T1和T2处理的相对湿度分别比CK高5.7%、3.9%和1.8%，日平均相对湿度分别比对照高4.6%、3.0%和1.3%。说明T4、T1和T2处理对茶园抵抗高温和保持湿度有积极作用。

2.4 水肥耦合对茶叶产量的影响 从图8可以看出：各处理茶园中构成鲜叶产量的芽叶组成主要为1芽1叶和1芽2叶，两者总和占所有芽叶的90%以上，T4、T3的1芽1叶和1芽2叶所占的芽叶比例组成上均明显高于CK，达显著差异水平。T4、T3处理的茶园可以显著提高高档芽叶比例，并可以更好地保持芽叶的持嫩度，使得高质量茶园鲜叶维持更为持久的采摘时段。T4、T1、T3处理茶叶的百芽干重和干茶产量均大于对照处理（图7、9）。从百芽干重的变化可以看出，T4、T1、T3处理的茶园比对照茶园高18.2%、10.3%和9.1%，干茶产量分别比对照高16.7%、13.5%和10.6%。

2.5 水肥耦合对茶叶品质的影响 如表1所示，与当地常规对照相比，管状施肥处理、覆膜处理、炭基改良剂处理和保水剂处理的茶树新梢叶片氨基酸含量有明显提高，表现为T1>T4>T2>T3>CK，说明T1处理对提高茶叶的鲜爽度有显著效果；茶多酚含量以保水剂处理含量最高，各处理间差异未达显著水平。茶树碳氮代谢的次生产物中儿茶素类与氨基酸类物质存在这一定的相互转化循环的关系。茶叶中儿茶素类物质的适当下降可以减少茶汤中的苦涩味，增加鲜爽度，对于提高茶叶口感品质有促进作用；各处理间咖啡碱含量变化较小，平均含量为3.38%；T1、T4的水浸出物含量相对于CK略有增加，增幅分别为5.26%、3.35%；酚氨比的大小呈现为T1

3 小结与讨论

研究结果表明，不同的水肥耦合方式对茶温湿度和茶叶的产量及品质都有一定的影响，其中保水剂处理和管状施肥处理相对于对照处理的优势最为明显，尤其是保水剂处理对保持茶园适宜的温湿度效果显著。茶树的生长对茶园内的温湿度要求较高，因为适宜的温湿度会是的光线在茶园内形成较多的漫反射，而漫反射光有利于茶叶香气成分的大量形成。另外不同的水肥耦合方式对茶叶的产量构成因素的影响表现不同，T4、T3的1芽1叶和1芽2叶所占的芽叶比例组成上均明显高于CK，达差异显著水平。T4、T3处理的茶园可以显著提高高档芽叶比例，并可以更好的保持芽叶的持嫩度，使得高质量茶园鲜叶维持更为持久的采摘时段。T4、T1、T3处理茶叶百芽干重和干茶产量均大于对照处理。

茶树作为一种多年生经济作物，其产量和品质受多种因素的影响。茶树生长的区域小环境与茶树自生的养分和水分需求节律需要相互协调配合。不同的水肥耦合梯度能够调节茶树的生理代谢，根据不同茶类对氨基酸和多分类含量比例的需求不同，调节不同时期的水分供应量和频次，为最终的优质鲜叶原料的形成提供基础。由于茶树的含碳化合物的代谢较慢，糖类化合物的形成速度相对较慢，因此在养分供给时间上要与茶树的生理规律相结合，因地施肥、因树施肥。水、肥供给不平衡時，植物的光合作用受阻，严重干旱时叶片光合水平更加微弱[6-7]，影响产量构成。在干旱季节，通过合理水肥耦合模式，利用矿质元素和水分的协同作用，可以弥补因植株缺水而带来的负面效应。金柯[8]、杨建昌等[9]通过研究表明，植物在土壤水分供应受阻的情况下，通过土壤中水肥的协同效应可以对作物的生长产生一定的激励作用，促进作物对缺水环境的抗逆性。

参考文献

[1]陈敏建，粱瑞驹，刘玉龙.中国二十一世纪的水和粮食问题[J].水利学报，1999（l）：126-128.

[2]张吉辉.基于水足迹的区域广义水资源动态协调与控制[D].天津：天津大学，2012.

[3]王曦.为可持续的未来分配和管理水：中国水资源法律、政策和方法[J]上海交通大学学报，2005（l）：5-18.

[4]张福锁，马文奇.肥料投入水平与养分资源高效利用的关系[J].土壤与环境，2000，9（2）：154-157.

[5]崔玉亭，程序，韩纯儒.苏南太湖流域茶树经济生态适宜施氮量研究[J].生态学报，2000，（4）：659-662.

[6]张秋英，刘晓冰，金剑，等.水肥耦合对玉米光合特性及产量的影响[J].玉米科学，2001（2）：64-67.

[7]张殿忠，王沛洪.水分胁迫与植物氮代谢的关系[J].西北农业大学学报，1998，16（3）：9-15.

[8]金柯，汪德水，蔡典雄，等.水肥耦合效应研究1不同降雨年型对NP水配合效应的影响[J].植物营养与肥料学报，1999（l）：2-8.

[9]杨建昌，王志琴，朱庆森.不同土壤水分下氮素营养对水稻产量的影响及其初理的研究[J].中国农业科学，1996，29（4）：58-66.

（责编：张宏民）