茶樹品種對生物量累積與養(yǎng)分分配的影響

茶樹品種對生物量累積與養(yǎng)分分配的影響

朱蕓，尤雪琴，伊曉云，倪康，阮建云*

中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所，浙江 杭州 310008

為明確不同品種茶樹的物質(zhì)、養(yǎng)分積累及分配特性，本研究以10齡的龍井43、藪北和奧綠茶樹為研究對象，考察了3個品種茶樹的生物量以及養(yǎng)分量在地上部留存、新梢采摘、修剪和凋落物中的分配。結(jié)果表明，地上部留存的生物量以及新梢產(chǎn)量均為龍井43>藪北>奧綠；而修剪物的生物量則呈相反的趨勢；凋落物的生物量未在品種間表現(xiàn)出明顯差異。5種主要養(yǎng)分元素在3個品種間均表現(xiàn)為葉片含量高于樹莖；但在新梢、修剪物和凋落物中的分配則與品種相關。地上部留存部分的養(yǎng)分累積量為龍井43>藪北>奧綠，而通過采摘、修剪與凋落物形式移出的養(yǎng)分總量表現(xiàn)為奧綠>龍井43>藪北；其中龍井43新梢養(yǎng)分累積量占地上部移出總量的比例最高（63.7%~85.0%），藪北為37.4%~60.2%；修剪是奧綠轉(zhuǎn)移物質(zhì)和養(yǎng)分的主要形式，其養(yǎng)分累積量占地上部總移出量的66.6%~91.2%。本研究結(jié)果有利于根據(jù)品種優(yōu)勢和茶園生產(chǎn)模式制定針對性的養(yǎng)分管理措施，為優(yōu)化茶園施肥、提高養(yǎng)分利用效率提供依據(jù)。

品種；生物量；養(yǎng)分；新梢；修剪；凋落物

茶樹是我國南方地區(qū)重要的經(jīng)濟作物之一，我國茶樹種植面積和產(chǎn)量均居世界首位[1]。我國有30%左右的茶園化肥施用過量，80%的茶園化肥氮磷鉀比例施用不完全符合茶葉養(yǎng)分需求[2]。同時，我國茶樹種質(zhì)資源豐富，育成良種數(shù)量多，但品種間的遺傳差異性，使其在田間栽培上通常需要采用差異化的養(yǎng)分管理措施，以滿足其適制茶類的品質(zhì)需求[3]。因而在當前倡導的“化肥零增長”大背景下，探明不同品種茶樹生長過程中物質(zhì)積累與養(yǎng)分需求及分配規(guī)律，對指導茶園合理施肥、優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)，保障茶園生態(tài)環(huán)境以及茶園生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

明確物質(zhì)養(yǎng)分積累、分配規(guī)律是提出有效栽培措施、保證作物高產(chǎn)的基礎。前人對主要糧食、油料等作物全生育期物質(zhì)及養(yǎng)分積累動態(tài)已有大量研究，涵蓋不同生育期、品種以及中微量養(yǎng)分等[4-5]。而對于茶園養(yǎng)分管理，大部分集中在施肥對茶樹產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以及相關轉(zhuǎn)運機制的研究[6-10]。養(yǎng)分吸收利用上，伍炳華等[11]采用水培試驗對不同品種茶樹磷、鉀吸收動力學進行了研究；王新超[12]利用盆栽試驗比較了不同品種茶樹生物量與氮素效率，并對其產(chǎn)生差異的形態(tài)、生理生化機制進行了闡述；馬立鋒[13]針對不同采摘模式茶園，分析了氮肥用量與成熟葉片、新梢以及修剪物氮素吸收與利用的關系；尤雪琴[14]通過田間試驗探討了不同樹齡茶樹物質(zhì)積累與養(yǎng)分吸收及分配的關系。

上述研究多是采用盆栽、水培模擬試驗，或限于單一元素和品種，缺少對田間條件下不同品種間茶樹物質(zhì)養(yǎng)分積累與分配的對比。再者，茶樹為多年生作物，不同樹齡間也有著明顯差異，加之研究取樣上的困難，因而缺少系統(tǒng)性研究。本研究選取了10齡龍井43、藪北和奧綠茶園，通過對不同品種茶樹地上部留存以及地上部各部位物質(zhì)養(yǎng)分積累、分配的研究，以期為茶園養(yǎng)分管理和茶樹種質(zhì)資源的合理選擇以及茶園實際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗茶園位于浙江省紹興市御茶村茶場（29°56′N，120°41′E），供試茶園土壤為花崗巖風化物發(fā)育的紅黃壤，茶樹種植時的土壤基本理化性狀：pH 3.5，有機質(zhì)23.5?g·kg-1，全氮2.0?g·kg-1，有效磷430?mg·kg-1，速效鉀210?mg·kg-1。

試驗茶園地勢平坦，種植有龍井43、藪北和奧綠3個品種茶樹。茶樹均為雙條種植，行距1.8?m，株距0.4?m，種植密度為每公頃4萬株。

茶園全年施肥量折合N、P2O5和K2O分別為914、397?kg·hm-2和359?kg·hm-2。

1.2 試驗方法與樣品測定

樣品采集于樹齡10年茶樹，按照茶樹地上部留存、新梢采摘、修剪物、凋落物共4部分分別采集。

地上部留存：于秋茶結(jié)束后，分別隨機選取5株茶樹，從基部臺刈，將茶樹植株分為樹莖和葉片兩部分樣品。

新梢：根據(jù)新梢長勢采摘，新梢生長至一芽四五葉時機采，用作蒸青茶。

修剪物：在每個品種茶行中隨機選取1?m2作為采樣區(qū)，收集修剪物，每個小區(qū)設4個采樣點。

凋落物：于茶樹樹冠下鋪設塑料網(wǎng)，收集落葉區(qū)面積為0.7?m×1.0?m，每個小區(qū)設4個采樣點，依據(jù)落葉量在試驗期內(nèi)平均每2個月收集1次凋落物。

收集的植物樣品經(jīng)稱重后殺青烘干，記為生物量；部分新鮮樣品烘干后用粉碎機磨細后用于養(yǎng)分含量測定，其中氮含量采用凱氏定氮法測定，磷、鉀、鈣和鎂含量采用濕消化法，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-AES）測定[15]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

測定數(shù)據(jù)以平均值±標準偏差（Mean±SD）表示，不同品種間的差異采用單因素方差分析（Oneway-ANOVA）后，以LSD法檢驗并進行均值的多重比較，上述統(tǒng)計分析采用SPSS 20.0（IBM，美國）軟件進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶樹生物量分配

3個品種地上部留存部分的株高較為接近，但冠幅存在顯著差異，藪北的冠幅顯著低于其他兩個品種（表1）。茶樹地上部生物量主要累積在樹莖，葉片僅占地上部生物量的16%~20%；龍井43的生物量比藪北和奧綠分別高34.8%和50.9%，但未有顯著差異。

從物質(zhì)分配而言，茶樹生物量通過新梢采摘、修剪和凋落物3種形式移出。不同品種地上部新梢產(chǎn)量呈顯著差異，龍井43新梢產(chǎn)量最高，是藪北和奧綠產(chǎn)量的2.2倍和3.5倍。修剪生物量則具有相反的趨勢，奧綠修剪物最多，但龍井43和藪北差異不大。3個品種凋落物的生物量未表現(xiàn)出明顯差異，均保持在200?kg·hm-2左右。茶樹移出的總生物量為奧綠>龍井43>藪北，其中龍井43以采摘新梢為主，新梢產(chǎn)量占地上部轉(zhuǎn)移總量的69.5%；藪北的新梢產(chǎn)量和修剪生物量比例接近，分別占40%左右；而奧綠的生物量主要以修剪物的形式移出，占總量的82.5%，新梢產(chǎn)量僅占10.4%。3個品種中，奧綠的生物量大部分以修剪物的形式移出，降低了經(jīng)濟效益，龍井43移出總生物量雖僅為奧綠的一半，但因修剪物和凋落物的占比較低，新梢產(chǎn)量反而是奧綠的3.5倍，因此能獲得更好的經(jīng)濟效益。

2.2 茶樹地上部留存與輸出部分養(yǎng)分含量

茶樹地上部葉片與樹莖養(yǎng)分含量變化趨勢均為N>K>Ca>P>Mg（表2）。茶樹葉片中養(yǎng)分含量均顯著高于樹莖，其中葉片中N含量是樹莖中的5~6倍，P含量是樹莖中的2~3倍，K含量是樹莖中的2~3倍，Ca含量是樹莖中的2倍，Mg含量是樹莖中的3倍。葉片養(yǎng)分含量和樹莖中N、P含量未表現(xiàn)出品種差異性，但奧綠樹莖中K、Ca和Mg含量明顯高于其他兩個品種，分別比龍井43和藪北高7.3%~34.8%，21.2%~56.3%和1.7%~66.7%。

茶樹新梢與修剪物中養(yǎng)分含量為N>K>Ca>P>Mg，而凋落物中養(yǎng)分含量則為N>Ca>K>P>Mg。整體而言，各部位中新梢的養(yǎng)分含量略高，其中N含量是修剪和凋落物中的1.4~2.9倍，K含量是修剪和凋落物中的0.7~4.8倍，P、Mg含量差異不大，Ca含量則以凋落物中略高。各部位養(yǎng)分含量表現(xiàn)出明顯的品種差異。新梢N、Ca含量以奧綠種較高，P、K含量則以龍井43較高；修剪物N含量以龍井43最高，P、K含量奧綠最高；凋落物中藪北N、K和Mg含量明顯較高，P、Ca含量則以龍井43更高。

2.3 茶樹地上部留存與輸出部分養(yǎng)分累積量

如表3所示，茶樹地上部留存的養(yǎng)分累積量為N>K>Ca>P>Mg。葉片N累積量略高于樹莖，但差異并不顯著；樹莖P、K和Ca累積量明顯高于葉片，分別為葉片的1.2~1.9倍，1.2~2.5倍和1.5~3.2倍，Mg累積量相差不大。品種間養(yǎng)分累積量整體呈現(xiàn)為龍井43>藪北>奧綠，但并未達到顯著差異。

表1 茶樹地上部生物量的分配特性

注：**表示葉片與樹莖間達到極顯著（<0.01）。不同小寫字母表示品種間達到顯著性差異（<0.05）。下同

Notes: ** represent highly significant difference between leaf and stem. Different small letters indicate significant differences among different cultivars. The same below

表2 不同品種茶樹地上部養(yǎng)分含量

表3 不同品種茶樹地上部養(yǎng)分累積與分配

注：*和ns分別表示葉片與樹莖間達到顯著（<0.05）和無差異（>0.05）

Notes: * represent significant difference between leaf and stem. Ns indicates no significant difference between leaf and stem

茶樹新梢與修剪物中的養(yǎng)分累積量為N>K>Ca>P>Mg，凋落物中則為N>Ca>K>P>Mg。綜合茶樹地上部留存與移出部分的養(yǎng)分來看，龍井43中整體養(yǎng)分累積量N︰P︰K︰Ca︰Mg為100︰8︰45︰18︰5，藪北中養(yǎng)分累積量N︰P︰K︰Ca︰Mg為100︰9︰45︰21︰6，奧綠中養(yǎng)分累積量N︰P︰K︰Ca︰Mg為100︰12︰50︰25︰6，其中，奧綠中P、K和Ca比例略高，整體比例相差不大。從養(yǎng)分分配來看，凋落物中的養(yǎng)分累積量最低；龍井43和藪北新梢采摘中的養(yǎng)分較高，奧綠則以修剪物中的養(yǎng)分累積最多。茶樹地上部養(yǎng)分移出總量為奧綠>龍井43>藪北。且不同品種在新梢采摘、修剪和凋落物中的養(yǎng)分積累量有著顯著的差異。龍井43新梢養(yǎng)分累積量最高，其N、P、K、Ca、Mg累積量分別是其他兩個品種的2.2~2.4倍，2.4~3.8倍，3.1~6.5倍，2.2~2.8倍和2.3~4.1倍。奧綠修剪帶走的養(yǎng)分顯著高于龍井43和藪北，N、P、K、Ca、Mg累積量分別能達到3.8~6.7倍，9.9~17.1倍，8.0~13.7倍，5.6~9.9倍和4.1~10.9倍。3個品種間的凋落物N、P和Ca積累量無顯著差異，K、Mg積累量以藪北最高。就分配比例而言，龍井43新梢養(yǎng)分累積量占地上部轉(zhuǎn)移總量的比例最高，為63.7%~85.0%，修剪和凋落物中差異不大；藪北新梢養(yǎng)分累積量占地上部轉(zhuǎn)移總量的37.4%~60.2%，其次為修剪物，凋落物最低；奧綠新梢和凋落物中的養(yǎng)分比例均較低，修剪物中的養(yǎng)分累積量占地上部總轉(zhuǎn)移量的66.6%~91.2%，說明奧綠主要以修剪的方式將養(yǎng)分進行了轉(zhuǎn)移。

3 討論

龍井43、藪北和奧綠均是世界上優(yōu)良的茶樹品種。其中，龍井43是我國國家級無性系名優(yōu)茶品種，發(fā)芽早，育芽能力強，表現(xiàn)出明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢，在浙江省主導推廣，具有很好的市場地位[16]；藪北和奧綠均為日本品種，因產(chǎn)量高，適應性強，制煎茶品質(zhì)極優(yōu)而在日本迅速繁殖與推廣，也是我國大力引進和大規(guī)模培育的品種[17]。研究表明，3個茶樹品種中，龍井43地上部留存部分生物量最高，較另外兩個品種高出34.8%~50.9%，表明龍井43本身即具有較強的生物量優(yōu)勢。從地上部移出生物總量來看，奧綠顯著高于其他兩個品種，但其中修剪生物量占有很大比重，約為轉(zhuǎn)移生物總量的80%以上；龍井43則以新梢采摘為主，新梢產(chǎn)量占地上部轉(zhuǎn)移總量的70%左右；藪北種新梢和修剪生物量均占40%左右。與其他作物不同，茶樹作為多年生葉用經(jīng)濟作物，新梢采摘對茶樹的經(jīng)濟產(chǎn)值具有重要貢獻。各品種新梢采摘量表現(xiàn)為龍井43>藪北>奧綠，而修剪物的生物量則呈相反的趨勢。這主要與品種間的特性差異緊密相關。龍井43發(fā)芽早、育芽能力強，新梢生長快能夠更早達到采摘標準，年周期內(nèi)便能進行多次采摘，采摘后輕修剪；藪北育芽能力較強，但次于龍井43，故采取深修剪；而奧綠種發(fā)芽晚，且采摘后新梢容易衰老、生長緩慢，故減少采摘次數(shù)并進行重修剪以更新樹冠。這也正是因為品種本身所具備的差異才使得生產(chǎn)中需要采取差異化的管理措施。

新梢N、P、K、Ca和Mg養(yǎng)分累積量與生物量一致，為龍井43>藪北>奧綠。表明龍井43對各養(yǎng)分的吸收利用效率更高，同時茶樹地上部養(yǎng)分分配在一定程度上也反映了該養(yǎng)分在茶樹體內(nèi)的運轉(zhuǎn)能力[18]。雖然奧綠地上部養(yǎng)分移出總量保持最高，但66.6%~91.2%的養(yǎng)分隨著修剪物轉(zhuǎn)移，僅7.7%~24.8%的養(yǎng)分進入了新梢。龍井43新梢中的養(yǎng)分占比高達63.7%~85.0%，其養(yǎng)分向新梢的運輸能力強于藪北和奧綠，這對于以新梢為目的的茶樹生產(chǎn)有著至關重要的意義，也表明不同品種茶樹養(yǎng)分轉(zhuǎn)運與代謝能力存在差異。另一方面，阮建云等[18]指出茶樹生物量與根系吸氮能力有著顯著的正相關關系，認為茶樹根系養(yǎng)分吸收能力的差異是導致品種間養(yǎng)分利用效率和生物量差異的重要原因。王新超[12]在研究不同品種茶樹對氮素的響應時也發(fā)現(xiàn)，相對于藪北種而言，龍井43對氮素的響應更加敏感，同時，龍井43也確實具有更大的根系活躍吸收面積。

本研究還發(fā)現(xiàn)，3個品種地上部整體養(yǎng)分累積總量存在差異，其中藪北種的N、P、K、Ca和Mg累積量明顯較低，龍井43和奧綠差異不大（表3）。說明藪北種對養(yǎng)分的需求量少，因而在生產(chǎn)茶園中需要根據(jù)不同品種對養(yǎng)分的需求特性調(diào)控養(yǎng)分輸入，協(xié)調(diào)養(yǎng)分供給與吸收。另一方面，茶樹地上部整體N、P2O5、K2O養(yǎng)分累積總量分別為81.4~115.7?kg·hm-2、16.9~30.2?kg·hm-2和44.5~64.5?kg·hm-2（表3），而田間施肥量折合N、P2O5、K2O分別為914、397、359?kg·hm-2，且修剪物和凋落物歸還土壤，因而N、P、K養(yǎng)分出現(xiàn)大量盈余。一方面，施肥和修剪物歸還能夠帶入有機碳和養(yǎng)分，對土壤肥力培育起著關鍵的作用[19-20]，如奧綠樹勢強，80%左右的修剪物還田，土壤有機質(zhì)含量與有效態(tài)養(yǎng)分能夠得到一定的提高，但大量的養(yǎng)分盈余勢必造成養(yǎng)分損失與資源浪費，加劇環(huán)境風險[21-23]。

我國茶樹資源品種繁多，種植面積廣泛，目前各區(qū)域茶樹養(yǎng)分管理策略還相對單一，難以發(fā)揮各品種的基因型優(yōu)勢。了解和明確不同品種茶樹物質(zhì)累積與養(yǎng)分分配規(guī)律，有利于根據(jù)品種優(yōu)勢和養(yǎng)分效率差異有針對性地制定合理、有效的田間管理措施，為茶園養(yǎng)分管理和資源合理配置提供依據(jù)。

4 結(jié)論

茶樹地上部留存生物量以及新梢產(chǎn)量均為龍井43>藪北>奧綠，修剪物的生物量呈相反的趨勢，凋落物的生物量未在品種間表現(xiàn)出明顯差異。茶樹葉片養(yǎng)分含量顯著高于樹莖；養(yǎng)分含量在新梢、修剪物和凋落物中的分配與品種相關。茶樹地上部留存的養(yǎng)分累積量為龍井43>藪北>奧綠；而通過新梢采摘、修剪與凋落物形式移出的養(yǎng)分總量表現(xiàn)為奧綠>龍井43>藪北；其中龍井43以新梢采摘為主，藪北新梢和修剪均占有較大比例，奧綠則以修剪為主。

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Effect of Different Tea Cultivars on Biomass Accumulation and Nutrient Distribution

ZHU Yun, YOU Xueqin, YI Xiaoyun, NI Kang, RUAN Jianyun*

Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China

In order to clarify the characteristics of biomass accumulation and nutrient distribution of different tea cultivars, the 10-year-old tea gardens of Longjing 43, Yabukita and Kyomidori cultivars were selected, and the biomass and nutrient distribution among aboveground remain, young shoots, pruning and litters were investigated. The results show that Longjing 43 had a larger biomass of aboveground remain and young shoots, followed by Yabukita and Kyomidori.The biomass of the pruning shows an opposite trend, but there was no significant difference among the cultivars.The five main nutrient concentrations in leaves were higher than those in stem. However, their distributions in young shoots, pruning and litters were related to the cultivars. The nutrient accumulation in aboveground remain of Longjing43 was the highest, followed by Yabukita and Kyomidori. While, the total nutrient removed by young shoots, pruning and litters were Kyomidori>Longjing 43>Yabukita.Among them, the nutrient accumulation in young shoots of Longjing43 accounted for 63.7%-85.0% of the total aboveground remain, which was 37.4%-60.2% for Yabukita.Pruning was the chief form of substances and nutrients transformation in Kyomidori, so the nutrient accumulation of pruning accounted for 66.6%-91.2% of the total aboveground remain. This study is beneficial to formulate targeted nutrient management strategiesaccording to cultivars advantages and tea garden production mode. It is also providing a basis for optimizing the fertilization and improving the efficiency of nutrient utilization.

cultivars, biomass, nutrient, young shoots, pruning, litter

S571.1；S143.1

A

1000-369X(2020)06-751-07

2019-11-26

2020-07-29

中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程協(xié)同創(chuàng)新任務（CAAS-XTCX2016015）

朱蕓，女，碩士，主要從事茶樹營養(yǎng)與施肥管理方面的研究，zhuyun@tricaas.com。*通信作者：jruan@tricaas.com