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        春茶采摘末期遮蔭對其生長和品質(zhì)的影響

        2018-03-01 10:24:31胡永光MAHMOODAshraf劉鵬飛
        農(nóng)業(yè)機械學(xué)報 2018年1期
        關(guān)鍵詞:采摘期芽葉春茶

        胡永光 江 豐 MAHMOOD Ashraf 劉鵬飛

        (江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)裝備工程學(xué)院, 鎮(zhèn)江 212013)

        0 引言

        茶葉產(chǎn)量易受外界環(huán)境因素影響[1],其中春茶產(chǎn)量與氣溫、空氣相對濕度等氣象因子顯著相關(guān)[2-4]。茶樹喜濕喜蔭[5-6],在全光照50%的條件下,仍能正常生長[7-8]。高溫季節(jié),遮陽網(wǎng)遮蔭可降低光照強度和極端高溫,增加空氣濕度,從而改善茶園小環(huán)境[9-11];并對提高產(chǎn)量、節(jié)水等方面起到很好的促進作用[12]。在春茶采摘前進行遮陽網(wǎng)覆蓋,具有抗寒和防霜凍作用,有利于春茶提前采摘[4,13]。

        茶樹適度遮蔭有利于茶樹生長[14]。夏季茶樹遮蔭后,其葉厚變薄,百芽質(zhì)量增大,新稍含水率提高,持嫩性增加;新稍生長量變大,遮光率越高增幅越大[15-16];這有利于茶園的增產(chǎn)增收[17]。不同季節(jié),均以56%遮光率遮蔭處理,對增加茶葉產(chǎn)量效果最好[18]。遮陽網(wǎng)有不同顏色,其中黑色遮陽網(wǎng)對所有顏色的光均可吸收,可使茶樹光合作用比較充分[19];冬春季節(jié),遮蔭可以降低茶樹發(fā)生低溫光抑制程度[20]。

        遮蔭有利于提高茶葉的營養(yǎng)價值和感官質(zhì)量[21],主要原因是遮蔭會影響茶樹的光合作用和呼吸作用,而這與不同葉片位置的葉綠素、兒茶素和多酚的生物合成密切相關(guān)[22]。春季黑色遮陽網(wǎng)遮蔭,茶葉中氨基酸和咖啡堿含量顯著增加,茶多酚含量降低[23-24];遮蔭還能提高遮蔭前期茶樹春稍中游離氨基酸含量[25];夏秋季遮蔭有利于提高茶鮮葉香氣品質(zhì)[26],可使干茶色澤綠潤,苦澀味減少[27]。遮蔭對茶樹生長生理的研究多集中于春茶春提前和夏秋茶的品質(zhì)改善;而對于在春茶采摘末期延長其采摘期的研究較少。

        在春茶采摘末期,由于氣溫快速升高,茶葉采摘快速結(jié)束。為保障茶葉品質(zhì)、延長春茶采摘期,本文試驗研究3種不同遮蔭處理對春茶采摘末期茶樹冠層氣溫、相對濕度、茶樹生長和芽葉品質(zhì)的影響,旨在提供一種有效的遮陽網(wǎng)栽培技術(shù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        試驗于2016年4—6月在江蘇省丹陽市吟春碧芽茶場進行;茶樹品種為5年生茂綠,種植行為南北向,行距1.5 m。

        遮蔭栽培網(wǎng)架(圖1)主要由骨架和遮陽網(wǎng)組成,前者采用鋼管和鋼絲沿茶行搭建;網(wǎng)架設(shè)置成3段,考慮到網(wǎng)架內(nèi)溫濕度環(huán)境隨其空間大小而變化,故設(shè)置了2種不同網(wǎng)架遮蔭高度。采用2種不同遮光率的黑色遮陽網(wǎng)進行遮蔭,遮光率分別為60%和40%。

        圖1 遮蔭栽培網(wǎng)架Fig.1 Shading cultivation structure

        1.2 方法

        1.2.1 遮蔭處理

        遮蔭試驗設(shè)置4個處理(表1),分別為:60%遮光率+遮蔭高度2.0 m(T1)、40%遮光率+遮蔭高度2.0 m(T2)、40%遮光率+遮蔭高度2.5 m(T3)、無遮蔭對照處理(CK)。每個處理包含3個面積為30 m2的小區(qū)。

        表1 試驗處理Tab.1 Experiment treatments

        本季春茶采摘期為4月3—26日,春茶采摘末期為4月26日—5月24日。試驗于2016年4月24日起開始遮蔭;遮蔭試驗全程分為前、中、后期,每個階段歷時7~10 d。以春茶采摘期(2016年4月24日)所測量的生長和品質(zhì)指標作為參照。

        1.2.2 茶樹冠層溫濕度的測定

        使用ZDR-3WIS型溫濕度記錄儀(杭州澤大,中國)測量冠層氣溫(精度為±0.1℃)和相對濕度,每個處理設(shè)置2個溫濕度記錄儀,其溫度和濕度傳感器布置在冠層,記錄時間間隔為0.5 h。以正常春茶采摘期(2016年4月1日—24日)所測數(shù)據(jù)作為參照。

        1.2.3 茶樹生長及生理指標測定

        (1)新稍長度和粗度的測量,新稍長度為新稍基部至新稍頂部的距離,新稍粗度為新稍基部莖稈的直徑。每個處理隨機選取30個新梢,新稍為遮蔭期間4月24日—6月2日的生長量。

        (2)芽葉含水率為一芽一葉的含水率。每處理內(nèi)隨機采摘3 g左右,使用梅特勒MJ33型快速水分測定儀(上海巴玖,中國)測量其含水率,重復(fù)性誤差為±0.15%;樣品采摘時間為09:00—10:00。

        (3)在各小區(qū)內(nèi)隨機采摘100個單芽和100個一芽一葉,測量百芽質(zhì)量。使用BSA623S型精密電子天平(Sartorius,德國),精度為±0.001 g;稱量3次計算平均值。

        (4)每處理隨機選取30個新稍,測量葉綠素的相對含量。使用葉綠素儀SPAD502型(Minolta,日本),精度為±1.0,測量新稍第4片真葉葉綠素的相對含量;每次測量在下午進行。

        (5)凈光合速率于2016年5月中旬選取晴朗天氣進行測定。每個處理隨機選取5株茶樹,選定新稍第4片真葉;使用Li-6400型便攜式光合儀(LI-COR,美國),在08:00—17:00測定葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)和蒸騰速率(Tr)等參數(shù);測定時間間隔為1 h。

        1.2.4 茶葉品質(zhì)指標的測定

        供試樣本為一芽一葉鮮葉。樣本經(jīng)90 s時間的100℃蒸汽殺青固樣,80℃干燥后磨細;并過1 mm篩子,供化學(xué)分析使用。茶葉內(nèi)含成分的測定項目包括水浸出物(參照GB/T 8305—2013差重法測定[28])、游離氨基酸(參照GB/T 8314—2013茚三酮比色法[29])、咖啡堿(參照GB/T 8312—2013紫外分光光度法[30])、茶多酚(參照GB/T 8313—2008福林酚法測定[31])和酚氨比,酚氨比為茶多酚含量與氨基酸含量的比值。

        以上試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2013、SPSS 20.0進行統(tǒng)計分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同遮蔭處理對冠層溫濕度的影響

        遮蔭試驗期間,遮蔭可以顯著降低茶樹冠層的最高氣溫(表2);遮光率越高,降幅越大;T1處理最高可降低3.9℃。另外,遮蔭后冠層的白晝平均氣溫和日最低氣溫均降低;遮光率越高,降幅越大。以春茶采摘期的冠層氣溫作為參照,其日最高氣溫為27.3℃;在遮蔭試驗期間,無遮蔭處理比其增加了1.5 ~ 3.7℃。所以春茶采摘末期茶園氣溫升高明顯,而通過遮蔭可以較好地保持春茶采摘期的冠層最高氣溫。

        遮蔭可影響茶樹冠層相對濕度(表3),其中平均相對濕度為08:00—17:00期間的平均值。遮蔭試驗期間,不同遮蔭處理的平均相對濕度均高于CK處理;遮光率越高,增濕作用越明顯;其中T1處理比對照增加了5.9% ~ 9.0%。不同遮蔭處理的最低相對濕度,均高于對照,遮光率越高,增幅越大;T1處理比對照增加了5.2% ~ 7.0%。綜上,遮蔭有增濕降溫的作用,遮光率越高,效果越明顯。

        2.2 不同遮蔭處理對葉片光合作用的影響

        不同遮蔭處理均呈“單峰”型曲線,CK處理的凈光合速率呈“雙峰”型曲線(圖2)。這與付曉青等[10]研究較一致。T1處理的凈光合速率整體趨勢高于其他各處理;12:00時,T1處理的Pn達到最大值,為9.546 μmol/(m2·s)。

        表2 不同遮蔭處理對冠層氣溫的影響Tab.2 Effects of different shading treatments on canopy temperature ℃

        注:同列方差分析比較,不同處理間不同字母表示差異顯著p<0.05。下同。

        表3 不同遮蔭處理對冠層相對濕度的影響Tab.3 Effects of different shading treatments on canopy humidity %

        圖2 不同遮蔭處理下茶樹葉片凈光合速率日變化Fig.2 Diurnal variation of Pn of tea leaves with different shading treatments

        Pn方差分析(表4)表明,CK處理與其他遮蔭處理沒有顯著差異,其由大到小順序為:T1、CK、T2、T3;T1處理比CK處理高8.49%。T1處理的氣孔導(dǎo)度(Gs)比CK處理顯著提高,增幅為38.57%;T2和T3處理與CK處理差異均不顯著。T1、T2、T3的胞間CO2濃度(Ci)與蒸騰速度(Tr)均高于CK,且均以T1最大。遮蔭可減少氣孔關(guān)閉,增加蒸騰速率。綜上,在春茶采摘末期,T1處理能促進光合作用。

        表4 不同遮蔭處理對茶樹光合作用的影響Tab.4 Effects of different shading treatments on photosynthesis of tea

        2.3 不同遮蔭處理對茶樹生長指標的影響

        遮蔭試驗期間,茶樹遮蔭后,芽葉含水率均有所升高(表5)。其中T1處理在遮蔭試驗各階段均是最大;遮蔭可增加芽葉的持嫩性,而且遮光率越高效果越明顯。春茶采摘期的芽葉含水率為72.49%,在春茶采摘末期,通過遮蔭處理,可使芽葉持嫩性更接近于春茶采摘期。

        表5 不同遮蔭處理對芽葉含水率的影響Tab.5 Effects of different shading treatments on moisture content of bud and leaves %

        春茶采摘期一芽一葉百芽質(zhì)量為10.89 g(表6),以此為參照;春茶采摘末期,不同處理的一芽一葉百芽質(zhì)量均低于參照,遮蔭試驗后期降幅最大,為10.09% ~ 21.2%。春茶采摘期的單芽百芽質(zhì)量與一芽一葉百芽質(zhì)量的比值為0.328,以此為參照;在遮蔭試驗前期,不同處理的比值均低于參照,中、后期均高于參照。

        遮蔭試驗期間,不同處理茶樹新稍長度由大到小依次為T1、T2、T3、CK(圖3a);其中T1比CK增加22.3%。不同處理新稍粗度由大到小依次為T1、T3、T2、CK(圖3b),其中T1比CK增加13.5%。顯然,遮蔭可促進茶樹新稍生長,且遮光率越高效果越明顯。

        圖3 不同遮蔭處理對茶樹新稍生長的影響Fig.3 Effects of different shading treatments on tea twig growing

        由不同遮蔭處理對茶樹葉片葉綠素的影響(表7)可知,不同遮蔭處理的葉綠素相對含量都顯著高于CK,其中T1處理比CK高15.62%。以春茶采摘期的葉綠素相對含量作為參照,其他各處理均高于該參照,其中T1處理比參照高23.53%。

        表6 不同遮蔭處理對芽葉百芽質(zhì)量的影響Tab.6 Effects of different shading treatments on quality of one hundred buds

        2.4 不同遮蔭處理對芽葉品質(zhì)的影響

        與茶葉品質(zhì)有關(guān)的化學(xué)成分,主要有水浸出物、茶多酚、咖啡堿和氨基酸[32]。茶樹遮蔭后,芽葉的化學(xué)成分發(fā)生改變(表8)。

        表7 不同遮蔭處理對茶樹葉片葉綠素的影響Tab.7 Effects of different shading treatments on chlorophyll relative content of leaves

        根據(jù)水浸出物含量并不能斷定綠茶品質(zhì)[33]。春茶采摘期的水浸出物含量為41.53%,以此為參照。遮蔭試驗期間,不同處理水浸出物含量在35.25%~40.25%之間;均低于參照,降幅為3.08%~15.12%。

        氨基酸是綠茶品質(zhì)形成的最主要成分,對綠茶色、香、味的形成有重要作用[34]。遮蔭試驗期間,不同處理氨基酸含量在2.04%~2.47%之間。不同試驗階段的氨基酸,以前期含量最高,后期含量最低。在遮蔭試驗前期,遮蔭處理會降低芽葉的氨基酸含量,但T1和T2,只比CK降低0.01%~0.02%,相差不大。春茶采摘期的氨基酸含量為2.52%,以此為參照;遮蔭試驗期間,不同處理的氨基酸含量均低于參照,但在遮蔭試驗前期,T1和T2與參照差異不顯著。

        表8 不同遮蔭處理對芽葉品質(zhì)的影響Tab.8 Effects of different shading treatments on tea quality

        一般而言,隨著咖啡堿含量增加,茶葉品質(zhì)提高;但當(dāng)其含量升高到4.50%閾值以上,會降低綠茶品質(zhì)[35]。本試驗不同遮蔭處理在各階段的咖啡堿含量處于3.48% ~ 3.92%之間,各處理咖啡堿含量由大到小均依次為T1、CK、T3、T2。春茶采摘期的咖啡堿含量為3.63%,與之相比遮蔭試驗前期T1的咖啡堿含量增加了7.71%,這有利于保持茶葉品質(zhì)。

        茶多酚是綠茶中苦澀味的主要代表物質(zhì)。遮蔭試驗期間,不同處理的茶多酚含量在14.76% ~ 19.53%之間;在遮蔭試驗各階段,均以T3處理含量最高。春茶采摘期的茶多酚含量為17.62%,在不同遮蔭處理中,T1處理最接近于參照。

        酚氨比與綠茶品質(zhì)有極高的負相關(guān)性[36]。在遮蔭試驗前、中期,不同處理酚氨比由大到小依次為T3、CK、T1、T2,比值在6.01 ~ 8.65之間;在遮蔭試驗后期,不同處理由大到小依次為T3、CK、T2、T1;T1和T2處理可降低酚氨比值,有利于提高茶葉品質(zhì)。春茶采摘期的酚氨比為6.98,以此為參照。在遮蔭試驗前期,T1和T2處理的酚氨比均低于參照,有利于保持春茶品質(zhì)。

        綜上,T3處理可以增加茶葉水浸出物、茶多酚和酚氨比,降低氨基酸含量;致使茶葉更濃厚,但苦澀味增加。而T1處理會在遮蔭試驗前期,增加咖啡堿含量,降低水浸出物含量,并能降低酚氨比;可使茶湯清淡,苦澀味減少,但鮮爽度提高。因此,試驗前期采用遮光率60%的遮陽網(wǎng)進行茶樹遮蔭栽培,可以在一定程度上保持茶葉品質(zhì)。

        3 結(jié)論

        (1)茶樹遮蔭使其冠層處日最高氣溫平均降低2.17℃,且遮光率越高則降幅越大;遮蔭增加了遮陽網(wǎng)下茶樹冠層處空氣的相對濕度,最大可增加7.03%,且遮光率越高則增幅越大。

        (2)當(dāng)采用遮光率為60%的遮蔭栽培時,茶樹新稍長度、粗度和葉片凈光合速率比對照分別增加了22.3%、13.5%和8.49%;隨著遮光率增大,新稍葉片的葉綠素相對含量和芽葉含水率增高。

        (3)遮光率較高時,遮蔭前期咖啡堿含量較高,水浸出物含量和酚氨比較低,使茶湯清淡、苦澀味減少,鮮爽度提高。

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