不同无土栽培方式对茶树生长的影响

黄嘉欣，向 萍，朱秋芳，谭 梦，王星剑，盛蕾蕾，吴历娇，吴伟祥，林金科

（1.福建农林大学园艺学院，福建福州 350002；2.福建省中科生物股份有限公司光生物产业研究院，福建厦门 361008）

无土栽培是一种新兴的生产方式，具有节约土地资源，提高作物品质等优势，包括诸多不同形式，如水培、基质培、雾培等。国内应用最广泛的是水培与基质培，其优势表现在不同方面，因此适用的植物也各不相同。水培主要集中应用于叶菜类植物，主要集中在天南星科、鸭趾草科、百合科和景天科植物[1]。研究表明：与基质培相比，水培应用于培养油菜、蔬菜、上海青，具有速度快、产量高、减少了药物使用量等优点[2-4]。孟彩霞通过分析樱桃番茄形态、生理生化、果实品质和观赏指标等，得出结论为水培优于基质培[5]。基质培当前应用最广、种植面积最大的无土栽培方式，集中应用于草本、小型乔木类植物，研究表明，木本花卉太阳神在基质培中生长较好，株高、株幅、新叶数等的增量均大于水培[6]，槽式沙土栽培更有利于香瓜生长发育[7]。茶树目前主要采用土壤栽培技术，结合大棚、温室等设施栽培措施保护茶树和提高茶叶产量和品质[8-9]，关于茶树无土栽培技术鲜见报道。本研究以黄旦茶苗为材料，探索水培、基质培方式对茶苗生长的影响，为茶树无土栽培技术和室内茶树实验提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

茶树品种（系）选取福建省安溪县千鹤茶场的1年生茶苗，试验于2019年1月至2019年3月在福建省中科三安生物公司厂房进行。按照统一标准修剪：地上部分保留15-20 cm高度，2-3片成熟叶，地下部分主根保留7-8 cm，侧根修剪半径范围为5-6 cm。修剪后，使用1/1000高锰酸钾溶液消毒杀菌以满足洁净厂房要求，栽培密度均为70株/m2，每组处理35株茶苗，重复4次。

水培模组、营养液、LED灯管、基质均由福建省中科生物有限公司提供。

营养液配方：参照茶树通用营养液配方进行优化。

LED灯管：型号为ZK-SL200-0S01/，红蓝比配方为3.7∶1

基质配方：椰糠、草炭土、蛭石、珍珠岩体积比为2∶2∶1∶1

1.2 栽培环境

茶苗生长的环境参数：温度15-25℃，光照时间6-14 h（0-6天：6h；7-9天：8 h；10-14天：10 h；15天后：14 h），空气湿度：70-80%，CO2浓度：750 μmol·mol－1，土壤水分含量：水培系统每15天更换营养液，基质培养每星期浇灌200 ml营养液，基质相对湿度范围为65%-75%。

1.3 指标测量

表1 不同试验阶段测量的指标及其测量方法

90天新梢长度、节间长度、叶长、叶宽、根长根直径地上部分鲜重、地下部分鲜重直尺游标卡尺称重

1.4 数据分析

利用excel和DPS 14.10.2.8进行统计学处理和分析各组数据及数据间差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同无土栽培方式培养30天的茶树生长差异

黄旦在基质培和水培两种不同的无土栽培条件下，茶芽的成熟度有显著性差异（见表2）。经过30天基质培养的黄旦茶苗，总芽数比水培高出47.35%，芽头占总芽数的比率高出45.82%；水培条件下，一芽一叶、一芽二叶、成熟芽的比率分别是基质培的3.58倍、7.90倍、6.80倍，平均新梢长度也长出1.21 cm。由此可见，在无土栽培条件下，基质培养有利于黄旦茶苗芽的萌发，但水培能促进芽的伸长和成熟。

表2 不同无土栽培方式下培养30天茶树芽叶的生长差异

2.2 不同无土栽培方式培养60天的茶树生长差异

2.2.1 成活率差异

经过60天室内培养的茶苗，水培和基质培对成活率产生极显著影响，水培茶苗的成活率比基质培高49.99%（见表3）。

表3 无土栽培60天后茶树成活率差异

2.2.2 地上部分生长的差异

水培茶苗的地上部分所有生长特征指数均高于基质培。不同的无土栽培方式对茶苗的新梢数、叶片数、新梢长度、节间长度均产生显著影响（见表4）。经过60天室内培养后，水培茶苗的新梢数、叶片数分别是基质培的1.44倍、2.07倍，新梢长度、节间长度、叶长、叶宽、叶面积分别比基质培高43.07%、53.70%、7.20%、9.84%、24.03%。因此，无土栽培60天的茶苗，水培有利于新梢、叶片的萌发与伸长。

2.2.3 地下部分生长的差异

茶苗在不同无土栽培方式下培养60天后，其最长根长、新根直径有极显著性差异，但其新根数无显著性差异（见表5）。水培部分根系出现褐化现象，基质培的最长根长、新根直径分别比水培苗高94.64%、104.07%。因此，在无土栽培条件下，基质培茶苗根长、根粗均优于水培茶苗。表明基质培有利于地下部分生长。这可能是由于在基质栽培中，植物根系具有更大的附着力与穿透力以稳扎于基质中。

2.3 不同无土栽培方式培养90天的茶树生长差异

2.3.1 成活率的差异

在不同的无土栽培条件下处理90天，水培与基质培茶苗的成活率之间存在极显著差异（见表6），水培茶苗成活率是基质培的2.90倍，且与处理60天相比，提高幅度由49.99%增加到190.32%。表明在无土栽培条件下。

表6 无土栽培60天后茶树成活率差异

2.3.2 地上部分生长的差异

不同的无土栽培方式处理90天，水培茶苗的地上部分生长特征均高于基质培茶苗（见表7）。其中，新梢数、叶片数、新梢长度、节间长度之间均存在极显著差异。与基质培茶苗相比，水培茶苗的新梢数、叶片数、新梢长度、节间长度分别是基质培的2.09倍、1.80倍、3.26倍、2.18倍，叶长比基质培高12.82%，叶宽和叶面积无显著差异。表明处理90天后，水培有利茶苗新梢、叶片的萌发与生长。

与处理60天相比，处理90天茶苗的新梢数、新梢长度、节间长度开始出现极显著差异，表明随时时间增加，水培对茶苗地上部分生长指标的影响范围扩大。且新梢数、新梢长度、节间长度、叶长的增幅由43.90%、43.07%、53.70%、7.20%提高至109.31%、226.45%、117.89%、12.82%，因此，水培有利于新梢与叶片等地上部分生长，且随着时间增加，对地上部分生长的影响范围与强度呈正向响应。

表7 无土栽培90天后茶树地上部分生长差异

2.3.3 地下部分生长的差异

经不同无土栽培方式处理90天的茶苗新根数有极显著差异，新根直径有显著差异，但最长根长无显著差异（见表8）。水培茶苗的新根数比基质培高169.78%，基质培的最长根长和新根直径是水培的1.25倍、1.37倍。与处理60天相比，处理90天茶苗新根数出现极显著性差异，最长根长之间的显著性差异消失，这表明，随处理时间增加，对新根数量的影响逐渐增大，对最长根长的影响逐渐减少。但随着时间增长，水培茶树的根系褐化现象加重，最终影响茶树生长。

表8 无土栽培90天后茶树地下部分生长差异

2.3.4 生物产量的差异

水培茶苗的生物产量相关指标均高于基质培（见表9）。与基质培相比，水培茶苗的芽叶鲜重、新根鲜重分别比基质培高21.05%、259.57%，但不同处理茶苗的新根鲜重之间无显著性差异，这可能是由于栽培时间过短。因此，在无土栽培条件下，水培有利茶苗积累芽叶生物量。

表9 无土栽培90天后茶树生物产量差异

3 小结与讨论

本试验结果显示，不同无土栽培方式处理30天，基质培茶苗的总芽数比水培高47.35%，水培茶苗的一芽一叶、一芽二叶、成熟芽占比分别是基质培的3.58倍、7.90倍、6.80倍。处理60天，水培的新梢数、叶片数是基质培的1.44倍、2.07倍，但基质培的新根直径比水培高104.07%。处理90天，水培茶苗成活率、新梢数、叶片数、叶面积、新根数分别是基质培的2.90倍、2.09倍、1.80倍、1.19倍、2.70倍；基质培的最长根长和新根直径比水培高出14.57%、20.92%。基质培30天有利于芽的萌发，水培30天能促进芽叶的伸长和成熟；基质培60天有利于新根的生长和加粗，水培60天有利于成活和地上部分的生长；基质培90天有利于新根的加粗，水培90天有利于成活和茶树的生长。但随着时间增长，水培茶树的根系逐渐褐化、掉落，最终影响茶树生长。因此，基质培方式有利于长期的茶树工厂化生产和室内科学实验研究。

研究表明，水培更有利于叶菜类作物生长[10-11]。部分木本花卉在水培与基质培中生产无显著性差异[12-13]。茶树为多年生常绿木本植物，有灌木、小乔木、乔木，为叶用型经济作物，且具有喜酸怕碱、喜湿怕涝等特殊的生长习性[14-15]，目前未见大规模地将无土栽培技术应用于茶树种植领域。本研究发现茶树在水培条件下短时间内有利于生长，但是随着水培时间延长，茶树新根出现褐化等现象，这可能是由于营养液缺氧导致，建议增加氧气解决营养液中氧气不足的问题。综上，长期栽培，基质培方式更有利于茶树的生长。