噴灌條件下水分調控對白茶生長發育及產量的影響

繆子梅，褚琳琳，肖夢華，蔡 彬

(1.江蘇大學國家水泵及系統工程技術研究中心，江蘇 鎮江 212013；2.河海大學水利水電學院，南京 210098 )

0 引 言

鎮江地處長江中下游南岸，雨水豐沛，四季分明，土壤呈微酸性，以寧鎮山脈和茅山山脈組成的山字形構造而成的丘陵地貌，形成其獨特的自然環境及土壤條件，使得茶葉成為鎮江市分布最廣的經濟作物。至2014年底，全市實有茶園面積4 990 hm2(占全市土地面積的1.3%)，茶葉產量達1 742 t，茶葉從業人員超過10萬余人(占全市總人口的3.6%)，干茶產量1 283 t，產值3.14 億元，產量、產值分別占全省的8.3和10.8%，列江蘇省第四，茶葉已成為鎮江丘陵地區優勢主導產業之一[1-3]。

噴灌作為節水灌溉新技術，以其省水、節約勞動力、有效避免土壤深層滲漏和地面徑流損失、適應各種地形條件、提高茶葉產量和品質等獨特的優勢，逐漸成為茶園灌溉主要采用的抗旱措施，得到廣泛應用[4-7]。土壤水分是茶樹生理需水和生態需水的主要來源，茶園土壤的水分含量與變化對茶樹的生長發育和產量有直接影響。然而，由于茶樹在我國種植范圍較大，各地的地理環境、氣候條件、土壤狀況、茶葉品種均不同，現有的研究主要集中在節水灌溉技術對特定地區、特定茶樹、某個生長期內的生長、生理、生化指標的變化，而對丘陵地區白茶的研究較少。因此，為江蘇丘陵地區的噴灌技術推廣應用提供科學依據，本文通過控制茶樹根區40 cm處不同相對含水量下限，對噴灌條件下丘陵地區水分調控對白茶茶葉形狀、葉片干重、葉面積、產量及經濟效益的影響深入研究。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗地位于江蘇省鎮江市南山茶林研究所(北緯32°15′32°19′、東經119°46′)，屬于暖溫帶向北亞熱帶過渡的季風氣候區，氣候溫和濕潤、四季分明、雨量適中。多年平均溫度15.4 ℃，多年平均降雨量1125mm，主要集中在7-9月份，約占年降雨量的50%以上。多年平均蒸發量1 276.7 mm，無霜期238 d，年均氣溫15.3 ℃，年日照時數2 001 h，多年平均風速4 m/s。

供試茶葉品種為白茶，選育13年生茶樹，供試土壤為紅壤土，土壤容重為1.46 g/cm3，總孔隙度為44.97%，pH值為6.57，土壤有機質含量為2.40%、全氮含量為0.904 8 g/kg、速效氮含量為27.65 mg/kg、土壤全磷含量為0.32 g/kg，速效磷含量為12.5 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗于2015年8月至2016年5月進行，試驗地面積0.17 hm2，試驗選用20PY2型噴頭，工作壓力0.2 MPa。選取4只噴頭包圍區域中心12 m×12 m的范圍作為觀測區，以避免相鄰處理之間的干擾。由于研究區域白茶屬于成齡豐產茶園，其根部主要分布在土層以下40～50 cm深度處，因此，在茶葉根區(土層以下)40 cm處埋設土壤濕度傳感器，以此深度傳輸的土壤濕度值對茶葉進行噴灌灌水處理。設定噴灌條件下三水平的土壤水分處理，灌溉下限為土壤濕度65%、75%和85%相對含水率，各處理灌水定額為12 mm。以無灌溉作為對照處理。每個處理重復3次。白茶每年于4月底采摘一次，試驗期間噴灌三個處理累計灌水量分別為108、132、192 mm。

1.3 測定方法

土壤濕度測定：在每一處理的對角線上埋設深度為0.4 m的土壤濕度傳感器(美國Davis)，以此傳感器提供的數值指導灌溉。

葉片色澤：采茶時每小區隨機10個觀察點，且每次觀測葉片色澤；

百芽重：每株茶樹隨機采摘1芽3葉初展新梢5個，共100個，稱取其重量；

葉面積測定：采用重量法。將1片鮮葉平鋪在坐標紙上，用鉛筆畫出輪廓，剪下，在天平上稱重。同時剪下面積為100 cm2的3片坐標紙(100格)，稱量，取3次的平均值，計算得到1 cm2的坐標紙的重量，A/B即為一片葉的葉面積(cm2)。實驗重復10次。

葉片干重和鮮重測定：稱取一定量的鮮重葉片，記錄數值后，將葉片放置于烘干箱中，溫度設置為110 ℃(1 h)，80 ℃(10 h)。待葉片烘干后，稱量記錄干葉片的重量。其中田間實驗的葉片的鮮重可用于計算茶樹茶葉的產量。

2 結果分析

2.1 噴灌對白茶芽葉性狀的影響

芽葉是茶樹的主要生產和經濟器官，因此對其萌發的新梢芽葉性狀的調查和研究尤為重要，調查結果表明(見表1)，噴灌條件下，土壤濕度為85%相對含水率處理下茶樹葉色灰綠，75%黃綠，土壤濕度75%和65%相對含水率處理下茶樹葉色分別為暗綠和黃綠，而未灌溉茶樹葉色為黃綠夾紅，表明噴灌處理能使葉色加深，且土壤相對含水率越高，葉色越深。

表1 不同灌溉處理白茶芽葉性狀指標

不同灌溉方式和處理對白茶新梢生長有明顯影響，表現為噴灌能明顯增加茶樹新梢的百芽重，百芽重較未灌溉增加0.4～4.2 g，其中以相對含水率85%處理效果最佳，具有較高的產量潛力。

2.2 噴灌對茶樹葉片干重和葉面積的影響

從表2可以看出，隨著土壤相對含水率的降低，茶樹葉片干重不斷下降，不同處理與對照相比具有顯著差異，并且比對照分別高18.18%～54.55%。同時，茶樹葉片面積整體不斷下降，各處理與對照之間及不同處理間葉也存在顯著差異。其中，各處理比對照分別高：10.93%、24.10%和36.68%。這說明噴灌對茶樹葉片生長的重要性，噴灌能明顯提高葉片干重的質量。有研究表明，茶樹生長需要一定的膨壓，缺水會導致膨壓降低甚至消失，從而影響細胞分裂，抑制植物生長，在外部形態上，表現為茶樹葉片較小，較厚，莖短而木質化多，茶樹根的生長超過地上部分，以獲得更大土壤面積中的水分，而灌溉條件下，其葉形橢圓，葉色濃綠光潤，葉厚質脆[8]。

表2 不同灌水處理下茶樹葉片干重和葉面積的變化

2.3 噴灌對白茶產量的影響

根據白茶生產要求測定產量水平。灌溉茶園和未灌溉茶園均采摘1次。不同灌溉處理下茶葉的產量見表3，可以看出，白茶使用噴灌能明顯增加產量，較未灌溉增加茶葉產量56～169 kg/hm2，增產幅度為18.18%～54.55 %，其中以相對含水率85%處理增產效果最佳，產量達到480 kg/hm2。

2.4 噴灌不同灌溉方式下白茶的經濟效益分析

根據加工后茶葉質量，灌溉茶園茶葉平均收購價格為5 000 元/kg左右，未灌溉茶園茶葉收購價格為3 600 元/kg。通過計算產值，扣除成本支出(采茶工資、動力費、噴頭折舊、基建回收及維修等)共計。其中采茶工資為56 元/kg，施肥(包括春季施尿素，修剪期間施硫酸鉀，冬季施菜籽)共計10 200 元/hm2，治蟲和除草(每年3次，每次6 000 元/hm2)共計18 000 元/hm2，噴灌成本2 000 元/hm2。從表4可以看出，噴灌較無灌溉茶園可增加純收入34～156 萬元/hm2，其中，相對含水率85%處理下效果最佳，較相對含水率65%和75%處理，純收入增加幅度分別達36.20%和37.08%。

表3 不同灌溉處理茶樹產量和支出表

3 結 論

通過噴灌條件下不同水分處理對白茶芽葉性狀、葉片干重和葉面積、產量等的影響研究，發現噴灌具有明顯改善茶樹生長發育、增加產量、增加效益的作用。噴灌條件下白茶新梢葉色加深，百芽重明顯增加。茶樹葉片干重和葉面積顯著增加，比未灌溉增加18.18%～54.55%和10.93%～36.68 %；且能明顯增加產量，增產幅度為18.18%～54.55 %，噴灌較未灌溉茶園可增加純收入34～156 萬元/hm2，其中以相對含水率85%處理增產、增收效果最佳。

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