植物用低溫等離子制劑在茶園的應用效果

雷禮文 李小飛 葉川 張昆 萬雅靜 余跑蘭 武琳 王永剛

(1.江西省紅壤研究所 331717；2.江西省蠶桑茶葉研究所 330203；3.江西省婺源縣茶業局 333200)

在目前中國農業生產大量依靠化學品投入的大環境下，如何確保農業投入安全衛生、環境友好、產出高效、產品綠色是當今乃至今后長時期內農業科研的主攻方向。植物用低溫等離子制劑是以低溫等離子技術為核心，以植物源不飽和脂肪酸為載體，通過氣體放電使氣體電離而產生的一種高能量聚集態。它富含多種活性離子，可以誘導、刺激植物組織，提升植物對低溫、干旱、病蟲害等脅迫因素的抗性，增強植物生理活性，從而促進作物增產[1～4]。國內已有研究證實，小麥和玉米拌種時添加低溫等離子制劑，能夠有效促進其生長，并提高產量，平均增產9%～15%[5～6]，相關酶活性提高60.6%～143.1%[7]。為探討植物用低溫等離子體在茶園應用的物理性能及其生理誘活、誘抗效果，開辟茶園綠色、安全、高產技術新途徑，筆者以江西典型紅壤茶園為研究對象，研究噴施該制劑對茶葉生理生化的作用機理，以期探尋符合茶樹生長的最佳劑量，為保障茶園穩產、高產提供新出路。

1 材料與方法

1.1 供試材料

西安拓達農業科技有限公司提供的“勃生”第四態能量源植物用低溫等離子體制劑(茶樹葉面專用)。

1.2 試驗地概況

試驗茶園位于江西省婺源縣思口鎮思口村趙家茶場，東經117°46'，北緯29°22'，海拔96 m。茶樹品種為無性系迎霜，樹齡7年。土壤類型為紅壤，肥力中等。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設置

試驗設5個處理：分別為空白(噴清水)、300倍稀釋、600倍稀釋、900倍稀釋、1 200倍稀釋，3次重復。隨機區組排列，小區面積60m2(6m×10m)，于2016年5月6日噴施第一次，間隔18天后(5月25日)噴施第二次。

1.3.2 觀測指標及方法

(1)茶葉產量測定：于夏茶采摘期(6月14日)調查茶芽密度和百芽重，每處理隨機抽樣3點，每點調查0.09m2(30cm×30cm)，記錄各調查區內的茶芽數，最后折算成每平方米的茶芽數。從調查區內隨即采摘3組茶芽，每組100個稱重記載。產量：各小區每次采摘后單獨稱量芽頭重量(一芽二葉)，最后各批次重量相加即為各小區的總產量。

(2)茶葉品質測定：茶多酚總量測定：參照 GB8313-87 酒石酸鐵比色法；咖啡堿含量測定：高效液相色譜法；水浸出物總量測定：參照 GB8305-87 測定方法；游離氨基酸總量測定：參照 GB8314-87 茚三酮比色法。

(3)茶葉葉片葉綠素含量測定：SPAD-502Plus便攜式葉綠素測定儀。

1.4 統計分析

觀測數據采用Excel 2003進行數據統計，DPS7.0數據處理系統進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 不同噴施倍數對茶樹葉片葉綠素含量的影響

試驗結果表明(圖1)：不同噴施倍數的等離子體復合制劑與噴清水相比，茶樹葉片葉綠素含量有明顯的提高，提高幅度為10.1%～21.3%，其中600倍稀釋倍數提高幅度最大。方差分析表明，除1 200倍稀釋倍數處理外，其余處理與噴清水相比，葉綠素含量達到顯著水平(P<0.05)。

2.2 不同噴施倍數對茶葉產量性狀的影響

結果顯示(表1)：與噴清水處理相比，不同噴施倍數處理發芽密度提高幅度為11.97%～41.88%，其中600倍稀釋處理發芽密度提高最大，方差分析表明300倍稀釋處理和600倍稀釋處理發芽密度達到顯著水平(P<0.05)。不同稀釋倍數處理百芽重較噴清水處理有一定程度的增加，但未達到顯著水平(P>0.05)。不同稀釋倍數茶青產量較噴清水處理增幅為8.74%～41.73%，與發芽密度的增幅基本保持一致，方差分析表明300倍稀釋處理和600倍稀釋處理達到顯著水平(P<0.05)，說明植物低溫等離子制劑有利于促進新梢萌發，從而提高茶青產量。

圖1 不同噴施倍數對茶樹葉片葉綠素含量的影響

處理芽頭密度(個/0．09m2)與CK比增長(%)百芽重(g)與CK比增重(%)茶青產量(kg/hm2)與CK比增產(%)CK300倍稀釋600倍稀釋900倍稀釋1200倍稀釋39．00±7．55b54．33±7．51a55．33±5．86a45．67±6．43ab43．67±5．03ab/39．3241．8817．0911．9730．54±2．75a33．57±6．16a34．38±5．38a32．34±1．30a30．54±3．08a/9．9312．585．920109．14±13．25c149．76±24．74ab154．69±14．73a123．68±15．59bc118．69±15．18c/37．2141．7313．328．74

通過對植物用低溫等離子制劑不同稀釋倍數與茶青產量進行擬合發現(圖2)，二者的關系可以用二次曲線方程進行描述，擬合方程為y=-0.0001x2+0.1188x+114.43,(n=15，R2=0.4493)。因此，在本研究中，可以推算稀釋倍數為600倍時，茶青產量最高。

圖2 不同稀釋倍數與茶青產量的擬合曲線

2.3 不同噴施倍數對茶葉品質的影響

不同噴施倍數處理茶葉生化成分檢測結果見表2，從表2可以看出，與噴清水相比，水浸出物含量變化不大，略有增加，均未達到顯著水平，其中600倍稀釋倍數處理水浸出物含量最高，增幅4.43%。茶多酚含量呈明顯減小趨勢，且均達到顯著性差異，其中900倍稀釋處理茶多酚含量最低，減幅15.16%。氨基酸含量比噴清水處理均有增加，其中900倍稀釋倍數處理氨基酸含量最高，增幅29.30%，顯著高于其它處理。酚氨比情況，噴清水、300倍稀釋、600倍稀釋、900倍稀釋、1 200倍稀釋處理分別為26.4、21.6、19.5、17.3、18.6，900倍稀釋倍數下酚氨比值最小。各個處理咖啡堿含量為2.55%～2.61%，無明顯差異。

表2 不同噴施倍數處理茶葉生化成分含量統計表

3 討論

低溫等離子技術最初起源于太空科學，受太空發射攜帶作物種子的啟發，逐漸發展應用到農業領域。該技術作用機理是利用等離子體的高能聚集態，使其滲透作物表皮，激發作物體內各種酶活性和潛在抗旱、抗寒等抗逆性，誘發作物的生長活力、促使作物增產[8]。正因為如此，目前該技術在農業應用上的報道大都聚集在刺激作物增產方面，如方向前等研究發現，經過低溫等離子體處理后的玉米，其出苗率、生理性狀及產量均顯著優于對照，平均產量增加8.0%～9.6%[9]。山西省農科院研究表明：小麥等單子葉作物處理后可增產8%～18%，蔬菜作物普遍增產達15%以上，果樹平均增產12%～15%，茶葉平均增產28%～33%。本研究結果也充分印證了這一點。此外，低溫等離子體的生物學效應也有相關報道，張波等研究低溫等離子體技術處理后的小麥，發現酶帶數量雖然沒有變化，但酶活性顯著提高，小麥葉片淀粉酶(ATP)含量增加了13.9%～178.5%，過氧化物酶(POD)和超氧化歧化酶(SOD)活性提高12.9%～60.8%[10]。這也解釋了本研究中茶樹葉片葉綠素含量提高的原因。

4 結論

本研究表明：噴施植物用低溫等離子制劑能夠有效促進茶樹葉片葉綠素的積累，有利于促進新梢萌發，提高茶青產量；同時還能改善茶葉品質，使茶多酚含量降低、氨基酸含量提高。此外，研究發現隨著植物低溫等離子體復合制劑噴施倍數的增加，茶樹葉片葉綠素含量、發芽密度、百芽重和茶葉產量均呈先增加后降低的趨勢，其中以600倍稀釋倍數植物低溫等離子體復合制劑處理對茶葉葉綠素含量、發芽密度、百芽重和產量最高，顯著優于其它處理。

參考文獻

[1] Shiota H, Sudoh T, Tanaka I. Expression analysis of genes encoding plasma membrane aquaporins during seed and fruit development in tomato[J]. Plant Science, 2006, 171(2):277～285.

[2] 尹美強, 黃明鏡, 馬步洲, 等. Stimulating effects of seed treatment by magnetized plasma on tomato growth and yield[J]. 等離子體科學和技術(英文版), 2005, 7(6):3 143～3 147.

[3] 江南. 我國低溫等離子體研究進展 [J]. 物理, 2006, 35(3):130～139.

[4] 楊丹鳳, 襲著革, 李官賢. 低溫等離子體技術及其應用研究進展[J]. 中國公共衛生, 2002, 18(1):107～108.

[5] 王軒, 劉超, 呂金殿,等. 植物用低溫等離子體復合制劑(ARTP)對關中地區小麥生理性狀及產量的影響[J]. 陜西農業科學, 2016, 63(11):69～70.

[6] 馬學禮, 曲慶華, 劉芳,等. 等離子體種子處理機在玉米上應用效果[J]. 現代化農業, 2010(5):15～16.

[7] 楊垂緒, 梅曼彤. 太空放射生物學[M]. 中山大學出版社, 1995.

[8] F.F. Chen. 等離子體物理學導論[M]. 科學出版社, 2016.

[9]方向前, 張建華, 趙洪祥,等. 等離子體處理種子在農業上的應用[J]. 現代農業科技, 2008(20):336～336.

[10] 張波, 邵漢良, 王良. 低溫等離子體技術及其在作物種子中的應用[J]. 江蘇農業科學, 2013, 41(9):58～60.