邹振浩,孙业良,赵玉宝,李 鑫,张丽平,张 兰,董春旺,付建玉,韩文炎,颜 鹏,*
(1.中国农业科学院 茶叶研究所,农业农村部茶叶质量安全控制重点实验室,浙江 杭州 310008;2.杭州龙冠实业有限公司,浙江 杭州 310008)
茶树是以收获叶片为主的经济作物。茶树种植3~4 a后,每年都会经历生殖生长,茶树从花芽分化到种子成熟大约需要一年半时间。6—10月,是当年花芽分化、现蕾、开花、受精时期,又是上年开花受精后的茶果发育成熟期。茶花中含有大量的氮(N)、磷(P)、钾(K)等营养物质,因此在开花过程中消耗了大量养分,典型茶园中茶花的干物质量可以达到3 000~12 000 kg·hm,在开花过程中会消耗约5~21 kg·hmP和31~124 kg·hmK,以及大量的碳、氮等养分。茶树花和茶果同时生长发育,势必会吸收大量营养物质,从而抑制茶树的营养生长,严重的话影响茶树叶的产量和品质,给茶树生长和经济效益造成不利影响。
茶树作为叶用经济作物,以采摘鲜叶为主要目的,因此需要抑制生殖生长,促进营养生长。生产上,茶树旺盛的生殖生长会消耗大量营养,影响茶叶的产量。有研究指出,在抑制花芽分化后,可以显著增加茶叶产量。何志华等研究指出,减少花芽分化和花果对养分的消耗后,能够提高茶树对水肥的利用率,从而提高茶叶产量。除了产量,茶树开花还会影响茶叶的品质。陈冬梅等研究指出,茶花和茶叶中氨基酸种类和占比较为接近,开花会在一定程度上影响茶叶的氨基酸含量。茶树开花消耗茶树储存的养分,影响茶树吸收营养,严重的话会导致品质降低。因此,控制茶树生殖生长、促进营养生长是当前茶园管理的重要课题。通过一定的栽培措施抑制花芽的生长以促进营养生长,平衡生殖生长和营养生长,对提高茶叶产量和品质具有重要意义。目前关于茶树开花对产量和品质的研究较少,并且大都是针对产量,关于茶叶品质和养分方面的报道较少。本研究通过田间试验比较有无花芽和在花芽时期人工采摘花芽,来探究茶树开花对茶叶产量与品质的影响,研究茶树花芽对养分的调控,为茶园管理提供理论依据。
试验于2020年11月—2021年3月在中国农业科学院茶叶研究所试验田实施。茶树品种为中茶108,树龄9 a。茶园在每年10月上旬开沟施用菜籽饼4 500 kg·hm作为基肥,在2月中旬施用尿素450 kg·hm作为催芽肥,在春茶结束重修剪前施用复合肥(N∶PO∶KO为15∶15∶15)750 kg·hm。茶园每年在春茶结束后进行重修剪,在7月中旬进行第二次修剪,在11月底进行第三次轻打顶修剪。
试验设3个处理。T1为有花芽未采摘,T2为2020年11月份采摘花芽,T3无花芽,每个处理100个茶枝,3个重复。在春茶期按照一芽一叶标准进行采样,分别是2021年的3月15日、3月18日、3月22日、3月25日,测定产量和品质。
1.3.1 产量测定
产量:每个处理100个茶枝,采摘枝条中全部的1芽1叶鲜叶,在105 ℃烘箱中杀青30 min,然后在65 ℃烘干至质量不变后称其质量。
芽头数:100个枝条上采摘得到的芽头数量。
百芽重:每100个枝条上采摘的总芽头,用烘箱在70 ℃烘24 h后称量。百芽重=烘干后的芽头质量/芽头数×100。
1.3.2 茶多酚、氨基酸含量测定
茶多酚含量测定参照GB/T 8313—2008。游离氨基酸、咖啡碱含量测定参照GB/T 8314—2013与GB/T 8312—2013。上清液浸提方法:准确称取1.000 0 g茶粉末于50 mL锥形瓶中,加入超纯水45 mL后转入沸水浴中,浸提45 min(每隔10 min摇动1次),立即趁热减压过滤,残渣用热超纯水洗涤4~5次。滤液冷却后转入50 mL离心管中,用超纯水定容至刻度,摇匀。
游离氨基酸测定方法:吸取0.1 mL上清液于10 mL离心管中,分别加入50 μL 2%茚三酮、50 μL pH值8.0的磷酸缓冲液,沸水浴中加热15 min后在冰水中快速冷却,然后加入4.8 mL超纯水,摇匀后在570 nm测定吸光度。
1.3.3 N、P、K含量测定
按照文献[17]的方法,茶叶叶片采用浓硫酸消化预处理法,全N采用凯氏定氮法测定,全P采用钼兰比色法测定,全K采用火焰光度法测定。
试验数据用SPSS软件进行LSD显著性分析,用Origin 2018软件作图。
2.1.1 产量
茶树花芽与采摘花芽处理对春茶产量具有显著影响(图1)。第1次采样时,T1处理产量仅有0.7 g;T2处理产量增加85.7%,提高到1.3 g;T3处理产量最高,达到1.5 g,与T1相比产量提高114.3%。第2次采样时,T1、T2、T3的产量分别为4.9、4.6、7.6 g,T3处理显著高于T1和T2处理。第3次采样时,T1处理产量为1.7 g;T2处理产量增加58.8%,提高到2.7 g;T3处理产量提高到3.0 g,与T1相比产量提高76.5%。第4次采样时,T1处理产量最低,为1.9 g;T2处理产量最高,达到3.5 g,与T1相比提高84.2%;T3处理产量为2.4 g,相比于T1产量增加了26.3%。总体来看,有花芽的情况下,会造成茶叶产量的下降,通过采摘花芽可以有效提高春茶产量。
柱上无相同小写字母表示各处理差异显著(P<0.05)。下同。
2.1.2 芽头数
茶树开花与采摘花芽处理对春茶期间茶叶芽头数具有显著影响(图2)。第1次采样时,T1处理芽头数最少,仅为25,T2处理芽头数增加提高到54,T3处理芽头数为50。第2次采样时,T1处理芽头数为131,T2和T3处理芽头数分别为189和203,与T1相比分别增加44.3%和55.0%。第3次采样时,T1处理芽头数为76,T2和T3处理下芽头数均达到100,与T1相比增加31.6%。第4次采样时,T1、T2、T3的芽头数分别为91、100、100,T2和T3相较于T1均增加了9.9%。总体来看,有花芽的情况下,会减少芽头数,采摘花芽后可以显著提高芽头数。
图2 不同处理对春茶芽头数的影响
2.1.3 百芽重
从图3可知,第一次采样时,T1处理百芽重最低,为2.8 g,T2处理百芽重提高到2.9 g,T3无花下的百芽重达到3.1 g,显著大于T1处理;肉眼可观察到T3处理芽头更加粗壮(图4)。第二次采样时T1、T3处理显著大于T2处理,第3~4次采样时,T1、T2、T3处理百芽重差异不显著。
图3 不同处理对春茶百芽重的影响
图4 有花芽和无花芽的春茶芽头形态
总体来看,茶树开花在春茶早期(第1次采样时)对百芽重有显著影响,有花芽的情况下,会显著降低百芽重,采摘花芽对百芽重无显著影响。
2.2.1 氨基酸
茶树开花与采摘花芽处理对春茶氨基酸含量具有显著影响(图5)。第1次采样,T1处理氨基酸含量最低,为42.9 mg·g,T2和T3处理氨基酸含量分别为51.4 mg·g和51.2 mg·g。第2次采样,T1和T2处理的氨基酸含量均为37.8 mg·g,T3处理氨基酸含量为41.4 mg·g,显著高于T1和T2。第3次采样,T1处理氨基酸含量最低,为37.6 mg·g;与T1处理相比,T2和T3处理氨基酸含量分别提高到40.7 mg·g和40.9 mg·g。第4次采样时,T1处理氨基酸含量最低,为36.9 mg·g;T2处理下氨基酸含量为39.3 mg·g,与T1无显著差异;T3处理氨基酸含量为43.8 mg·g,显著高于T1和T2处理。
图5 不同处理对春茶氨基酸含量的影响
总体来看,有花芽的情况下,会明显降低茶叶氨基酸含量,采摘花芽后可以有效提高茶叶氨基酸含量。
2.2.2 茶多酚
由图6可知,第1次采样,T1和T2处理茶多酚含量相差不大,分别为200.9 mg·g和195.9 mg·g,T3处理茶多酚含量达到217.3 mg·g,显著高于T1和T2处理。第2次采样,T1、T2、T3处理的茶多酚含量分别为178.16、177.35、174.77 mg·g,3个处理之间没有显著差异。第3次采样,T1处理的茶多酚含量显著低于T2和T3处理,为161.3 mg·g;T2和T3处理茶多酚含量分别为182.6 mg·g和182.0 mg·g。第4次采样,T1处理的茶多酚含量最低,为170.9 mg·g;T2处理茶多酚含量为181.5 mg·g,与T1处理差异不显著;T3处理的茶多酚含量为194.9 mg·g,显著高于T1处理。总体来看,有花芽的情况下,会明显降低茶多酚含量,采摘花芽后可以在一定程度上的提高茶多酚含量。
图6 不同处理对春茶茶多酚含量的影响
2.2.3 酚氨比
茶树开花与采摘花芽处理对春茶酚氨比的影响因采摘期不同而不同。图7显示,第1次采样,T1处理的酚氨比最高,T2处理的酚氨比最低,3个处理间差异显著。第2~4次采样,3个处理之间均没有显著差异。
图7 不同处理对春茶酚氨比的影响
茶树开花与采摘花芽处理可以在一定程度上影响茶叶中N、P、K的含量。由表1可知,在不同处理下各个采摘时期的茶叶氮含量均无显著变化。P含量的差异主要体现在第3次(3月22日)采摘,T1处理的P含量最低,显著低于T2和T3处理。K含量的差异主要体现在第4次(3月25日)采摘,T1处理钾含量最低,T2处理次之,T3处理的钾含量最高,3个处理差异显著。T2处理采下来的100个枝条的花芽生物量为50.9 g,其中N、P、K分别为125.2、19.5、89.7 mg。
表1 不同处理对春茶N、P、K含量的影响
茶树开花是正常生理现象,也是茶树生长过程中的必然结果。但是,茶树开花过多,会给茶树生长造成不利的影响,严重影响茶叶产量。黄燕芬等研究指出,茶叶产量与茶树着花量呈负相关关系。本研究也表明,开花会显著降低春茶产量,同时可采摘芽头数量也减少。整体来看,开花对春茶产量的影响主要体现在春茶早期,结合春茶价格先高后低的市场行情,推测开花对茶叶经济效益的影响较大。在生产上,通过各种管理措施减少花芽数量可有效提高来年春茶的产量。
开花会显著降低春茶的氨基酸含量,这可能是由于花芽竞争了大量的N、P和K等养分,N、P、K是氨基酸和茶多酚合成的重要物质。摘去花芽后,氨基酸和茶多酚含量均有不同程度增加,这可能是因为摘去花芽后减少了花芽对N、P、K的竞争。鲜叶养分差异主要体现在P、K上,特别是第3次采样时的P含量和第4次采样的K含量,有花芽的枝条上春茶P、K含量显著低于不开花的枝条,并且采摘花芽后,P、K含量显著增加。此结果也在一定程度上验证了茶树生殖生长通过与营养生长竞争养分,从而降低茶叶产量和品质。
茶树开花对春茶鲜叶产量、品质和养分状况均会造成不利影响,采摘花芽后能够减缓这种不利影响。一方面,茶树生殖生长需要消耗很多养分,这势必会与营养生长形成竞争。生殖生长过程中消耗N、P、K等养分在一定范围内会对茶叶氨基酸、茶多酚形成产生不利影响。另一方面茶树没有特殊的结果枝,花芽和叶芽均生长在枝条的叶腋间,过多的花芽会抑制叶芽的生长,从而影响产量和品质。茶树花的生物量很大。黄燕芬等研究表明,茶树干花产量在188.7~386.6 kg·hm,并且茶树开花过程较长,所以茶树开花会消耗很多养分。本研究也发现,100个枝条的花芽生物量为50.9 g,其氮、磷、钾分别为125.2、19.5、89.7 mg,生物量和养分含量均较高。
由于茶树开花会导致茶叶品质和产量下降,从而影响经济效益。所以在生产上需要采取一定的栽培措施来降低花芽分化,减少开花量。参考前人的研究结果,我们总结出以下几种方式:1)合理修剪和采摘。每年5—6月份进行适当的修剪减少花芽着生,并根据需要选择重修剪或轻修剪。2)摘除花芽。刘海洋等和史和平研究指出,摘除花芽是抑制生殖生长、促进营养生长,以及提高产量和品质的有效措施,并且摘除的花蕾还可以进行再利用,如茶树花制茶等。3)化学除花。施雁飞等和黄亚辉研究指出,喷施一定浓度的乙烯利可以抑制茶树生殖生长,增产效果明显。此外,抑花灵在抑制花芽分化和增产方面的效果也很显著。4)合理密植和遮荫。光照对作物开花影响较大,我们在田间试验过程中也发现,茶园边缘茶树枝条上开花数比茶园中间区域茶树枝条上多。李发云研究表明,短光照和遮荫可以减少茶树开花坐果,适当密植可减少茶树花果数量。笔者认为可以在茶园边缘区域适当遮荫来减少茶树开花。
茶树开花会导致春茶产量和品质下降,开花对春茶产量的影响主要体现在春茶早期,对经济效益的影响较大。花芽采摘能够有效提高春茶产量和品质。在实际生产中,需要通过合理的修剪和采摘、摘除花芽、化学除花、合理密植和遮荫等栽培管理措施来减少茶树开花,从而提高茶叶产量、品质,最终提高经济效益。