中圖分類號S62文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號 0517-6611（2025）12-0164-04

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2025.12.036

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

EffectsofPhotovoltaicPanel's Shadingon thePhotosynthetic Characteristicsand YieldofCameliasinensis MA Jin-xiong1 ，WANG Hong-lin2， ZHANG Jun² et al（1.Yunnan Longyuan New Energy Co.，Ltd.，Kunming，Yunnan 6501OO;2.College of Tea and Coffee， Pu 'erUniversity，Pu’er，Yunnan 665000）

AbstractObjetie]Theresearchaimedtoexploretheffetsofphotovoltaicpanel’sshadingonthepotosyntheticcharacteristsand yieldofCmelisisdlroptedifpotocstrodetidsi forthetea-potoaicmplemtaryiide.ethdhaitetofophllolloeseps tea yield of C .sinensis werecomparedamong five kindsoflightenvironment.[Result]Photovoltaicpanel'sshadinghadsignificantefectson the relative content of chlorophyll，fluorescence parameters and tea yield of C .sinensis.Compared with the non-shading treatment（CK），the initial fluorescence value （F_o ），maximum fluorescence value （F_m ），the actual photochemical quantum yield of PSI （Phi2），the quantum yield of non-regulating energy disspation （PhiNO），and the steady-state fluorescence value （ F_s ） in each photovoltaic panel’s shading treatment all significantly increased （ Plt;0.05 ）.Compared with the non-shading treatment （CK），the non-photochemical quenching coeffcient （NPQ），photochemical quenching coefficient（qL），relative electron transfer rate of PSI （ETR），and quantum yield of regulated energy dissipation （PhiNPQ） in each photovoltaic panel’s shading treatment all significantly decreased （Plt;0.05） .[Conclusion] Moderate shading can alleviate the damages of strong light and high temperature on the photosynthetic system of C . sinensis in summer and autumn，and increase thechlorophyllcontentofleavesandteayield，whichhasimportantconoicvaluefordeveloingteaesoucesinthesummerandut. The tea-photovoltaic complementary mode should be promoted in Pu -erregion of Yunnan Province，the shading degree of photovoltaic panels should be 30%-40% ：

KeywordsCameliasinesis;hotovaicpanel'sading；Clorophyll;Fuorescnceparameters;a-photovotaicompltariy

大葉種茶樹（Camelliasinensis）為山茶屬灌木或小喬木，發(fā)源于我國西南地區(qū)森林，茶樹具有喜蔭蔽、喜漫射光的生長特性[1-2]。大葉種茶樹在夏季正午強(qiáng)光環(huán)境下會加重植物的光合“午休\"現(xiàn)象，降低光合作用效率[3-4]。強(qiáng)光會促使大葉種茶樹增強(qiáng)非光化學(xué)淬滅效應(yīng)，將過剩光能以熱能形式耗散，消耗過多的能量，從而影響光合碳收人[5-6]。光照強(qiáng)度過大會使夏秋茶苦澀味加重、香氣減弱、色澤淡化和干枯，嚴(yán)重影響茶葉的品質(zhì)和口感，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益下降。夏秋茶鮮葉苦澀味較重，不易達(dá)到春茶的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[2.7]。夏秋茶的產(chǎn)量占全年總產(chǎn)量的 60% 以上[8]。因此，探尋可以降低夏秋茶苦澀味的栽培措施，對于提升夏秋茶的品質(zhì)，進(jìn)而提高夏秋茶的經(jīng)濟(jì)價值具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

光伏茶園是在茶樹的上部空間安裝光伏板系統(tǒng)發(fā)電，下部空間茶樹正常生產(chǎn)，高效利用太陽能資源產(chǎn)出清潔綠色能源，光伏板的鋪設(shè)在獲得發(fā)電收益的同時會對茶樹造成遮陰，從而改變茶樹的生理狀態(tài)[9]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)作物被遮陰會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收益降低[9]。但是，光伏板遮陰可以改善茶園生態(tài)環(huán)境，提高茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[5，10-11]。研究表明，在光伏發(fā)電和茶葉栽培相結(jié)合的茶光互補(bǔ)模式中，光伏板適度遮陰有利于緩解夏秋季節(jié)強(qiáng)光和高溫對大葉種茶樹葉片光合系統(tǒng)的傷害[10-I1]，同時提高了葉片的葉綠素含量[12-13]，對于夏秋茶資源開發(fā)具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。因此，探究光伏板遮陰程度對大葉種茶樹生理特性、品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，對于光伏茶園新模式的推廣和發(fā)展具有重要意義。

光照是影響植物形態(tài)和生理功能的重要環(huán)境因子之一，光照不足時植物會通過增加葉片面積和葉綠素含量來提高其對光能的捕獲能力[14]。光伏茶園茶樹在光伏板適當(dāng)遮光后茶葉生理特性產(chǎn)生了變化，在低光照條件下光伏茶園茶樹葉片的光合速率明顯高于常規(guī)茶園，而在強(qiáng)光照條件下二者的差異很小，光伏板遮陰對茶葉產(chǎn)量有影響[9]。目前對光伏茶園復(fù)合系統(tǒng)的研究較少，光伏板遮陰下茶樹生理特性的變化研究較少，需要開展進(jìn)一步研究。

遮陰可以改變茶樹葉綠素的熒光特性，而葉綠素?zé)晒鈪?shù)與植物碳收入、產(chǎn)量和品質(zhì)密切相關(guān)。筆者以大葉種茶樹無遮陰為對照（CK），在茶園設(shè)置柔性光伏間隔 35mm 處理組（T₁） ）、平單軸處理組（ T₂ ）、固定軸處理組（ Ω_N3 ）、柔性光伏間隔100mm 處理組（ ΩT₄ ），通過比較5種不同光環(huán)境下大葉種茶樹的葉綠素?zé)晒鈪?shù)和產(chǎn)量，探究適合的光伏板遮陰程度，旨在為茶光互補(bǔ)栽培模式的推廣提供科學(xué)理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)在普洱學(xué)院校企合作光伏有機(jī)茶葉園進(jìn)行。試驗(yàn)地位于云南省普洱市思茅區(qū)南屏鎮(zhèn)（ 101^°88^′E?22^°77^′N） ，海拔 1200～1300m ，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫 18.0～19.3^°C ，年降水量 1100～2780mm 。試驗(yàn)茶樹品種為“云黃1號”，種植年限為 19～20 年。

1.2試驗(yàn)設(shè)計設(shè)置4個光伏板遮陰處理組和1個對照組，分別為柔性光伏間隔 35mm 處理組 （T₁ ）、平單軸處理組（ T₂ ）、固定軸處理組（ （T₃） ）柔性光伏間隔 100mm 處理組（ T₄） 以及無遮陰處理組（CK）。2024年6月初進(jìn)行大葉種茶樣掛牌標(biāo)記，持續(xù)監(jiān)測大葉種茶樣，拍照記錄其嫩梢生長情況。25d后，測定大葉種茶樹葉片的葉綠素含量、熒光參數(shù)、百芽重（g）以及百克芽數(shù)（個）。

1.3數(shù)據(jù)的獲取13：00—14：00，使用TES-1334ALightMe-ter數(shù)字式照度儀選擇生長在同一水平線上、長勢一致的茶樹上方 10cm 處測量有效光照輻射量，每種光伏處理下重復(fù)測定5次，以空白對照為基準(zhǔn)，計算相對光照強(qiáng)度。

參照王睿芳等[15]、努熱曼古麗·托乎提等[16]的方法，選擇晴朗無云的日子，分別在清晨（05：00—06：00）和午后（13：00—14：00）在掛牌標(biāo)記的大葉種茶樹上選取當(dāng)年生、長勢一致的新梢頂芽下第3片功能葉，每個處理組選取7株具有代表性的茶樹，清晨和午后各采集1個樣本，共70個試驗(yàn)樣本。使用手持便捷式PhotosynqMultispeQ多功能植物測量儀測定茶樹葉片熒光參數(shù)，包括暗適應(yīng)下的初始熒光值（F_o） 最大熒光值（ F_m^γ ，光適應(yīng)下的穩(wěn)態(tài)熒光值（ F_s） PSI最大光化學(xué)效率（ （F_v/F_m） ）、PSII相對電子傳遞速率（ETR）、非光化學(xué)淬滅系數(shù)（NPQ）、葉綠素相對含量（SPAD）、光化學(xué)淬滅系數(shù)（qL）、PSI的實(shí)際光化學(xué)量子產(chǎn)量（Phi2）、非調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量（PhiNO）、調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量（PhiNPQ）等。

采用5點(diǎn)取樣法，選取生理狀態(tài)一致的大葉種茶樹，每個處理摘取100個“一芽三葉”，稱重（精確到 0.01g^? ，即百芽重;采用相同的方法稱取 100g （精確到 ）“一芽三葉”，統(tǒng)計百克芽數(shù)；每個處理重復(fù)6次。

1.4數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)先用Excel2021軟件進(jìn)行初步統(tǒng)計和分析，再使用IBMSPSSStatistics27軟件的單因素方差分析（ANOVA）和多重比較方法檢驗(yàn)大葉種茶樹的葉綠素相對含量、熒光參數(shù)及茶葉產(chǎn)量的差異顯著性，最后利用Origin2021繪圖軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1光伏板不同遮陰條件對大葉種茶樹相對光照強(qiáng)度的影響如圖1所示，CK相對光照強(qiáng)度為 100%，T₁、T₂、T₃、T₄ 處理的相對光照強(qiáng)度分別為 23%，60%，30% 和 36% 。4個遮陰處理中， T₂ 處理相對光照強(qiáng)度最大，說明遮陰程度最??； T₁ 處理相對光照強(qiáng)度最小，說明遮陰程度最大。4個遮陰處理的遮陰程度從小到大順序?yàn)?T₂431。

2.2光伏板不同遮陰條件對大葉種茶樹葉片葉綠素相對含量的影響如圖2所示，各處理大葉種茶樹葉片葉綠素相對含量（SPAD）變化范圍為 36.36～46.40_? 。 T₁，T₂，T₄ 處理的大葉種茶樹葉片的SPAD值顯著高于CK（ Plt;0.05） ，各光伏板遮陰處理間無顯著差異（ Pgt;0.05） 。 T₁ 處理大葉種茶樹葉片SPAD值最大（46.40），無遮陰處理（CK）的大葉種茶樹葉片SPAD值低于各遮陰處理，說明遮陰可以明顯提高大葉種茶樹葉片的葉綠素相對含量。

注：各處理標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 。

Note：Different lowercase letters indicated significant difference among differenttreatments（ Plt;0.05） ：

2.3光伏板不同遮陰條件對大葉種茶樹葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響參照李韜等[7]的研究結(jié)果，茶樹在健康生理狀態(tài)下PSI最大光化學(xué)效率 （F_v/F_m 應(yīng)為 0.80～0.85 。該研究中各處理清晨和午后大葉種茶樹的 F_v/F_m 均小于0.80，說明受到光伏板遮陰處理的脅迫（圖3A）。在午后各光伏板遮陰處理的大葉種茶樹葉片 F_v/F_m 顯著高于無遮陰處理（CK）（ Plt;0.05） 1 T₁Ω₁T₃ 處理間無顯著差異（ Pgt;0.05） ，各遮陰處理大葉種茶樹葉片的 F_v/F_m 從小到大依次為 T₂431 ，說明隨著光伏板遮陰程度的加大，大葉種茶樹PSI最大光化學(xué)效率也會增大。

如圖3B所示，午后各光伏板遮陰處理大葉種茶樹葉片的NPQ值均顯著低于無遮陰處理（CK）（ Plt;0.05） ，各光伏板遮陰處理間大葉種茶樹葉片 NPQ值無顯著差異（ Pgt;0.05） ，4個遮陰處理的NPQ從小到大順序?yàn)?T₁342 ，大葉種茶樹葉片非光化學(xué)淬滅系數(shù)隨著遮陰程度的加大而減小。

注：同一圖片同一時間段各處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05） 。

如圖4所示，各光伏板遮陰處理大葉種茶樹葉片的初始熒光值（ ?[F_o） 和最大熒光值 （F_m） ）均顯著高于無遮陰處理CK（ Plt;0.05） ， T_l 處理大葉種茶樹葉片的 F_o 和 F_m 顯著大于 T₂ 、T₃Ω，T₄ 處理（ Plt;0.05? ， T₂、T₃、T₄ 處理間均無明顯差異（ Pgt; 0.05）。各光伏板遮陰處理大葉種茶樹葉片的PSI實(shí)際光化學(xué)量子產(chǎn)量（Phi2）和非調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量（Phi-NO）顯著高于無遮陰處理 CK（Plt;0.05），T₁，T₃ 處理均顯著大于 T₂ 處理（ Plt;0.05 ）， T₁，T₃ 處理間不存在顯著差異（ Pgt; 0.05）。隨著光伏板遮陰程度的加大，大葉種茶樹葉片的Phi2和PhiNO增大。各光伏板遮陰處理下大葉種茶樹葉片調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量（PhiNPQ）、光化學(xué)淬滅系數(shù)（qL）和PSII相對電子傳遞速率（ETR）均顯著低于無遮陰處理CK （Plt;0.05） ： T₁，T₃ 處理大葉種茶樹葉片的PhiNPQ不存在顯著差異（ Pgt;0.05 ）；各光伏板遮陰處理大葉種茶樹葉片的qL 沒有明顯差異（ Pgt;0.05） ： T₁，T₃，T₄ 處理大葉種茶樹葉片的ETR顯著低于 T₂ 處理（ Plt;0.05 ） T₃Ω，T₄ 處理大葉種茶樹葉片的ETR無顯著差異（ （Pgt;0.05） 。4個光伏板遮陰處理中，T₁ 處理大葉種茶樹葉片ETR最小， T₂ 處理的ETR最大，說明隨著光伏板遮陰程度的加大，大葉種茶樹的ETR明顯降低。各光伏板遮陰處理大葉種茶樹葉片的穩(wěn)態(tài)熒光值（ （F_s） （20均顯著高于無遮陰處理 CK（Plt;0.05） T_?1 處理大葉種茶樹葉片的 F_s 顯著高于 T₂、T₃、T₄ 處理（ Plt;0.05） ） T₂、T₃、T₄ 處理大葉種茶樹葉片的 F_s 無顯著差異（ Pgt;0.05） 。 ΔT₁ 處理大葉種茶樹葉片 F_s 最大。

2.4光伏板不同遮陰條件對大葉種茶樹茶葉產(chǎn)量的影響如圖5A所示，光伏板遮陰處理對大葉種茶樹百芽重有顯著影響（ Plt;0.05） 。 T₂ 處理大葉種茶樹的百芽重顯著高于無遮陰處理CK ζ（Plt;0.05） ） ?T₁?T₃ 處理大葉種茶樹的百芽重顯著低于無遮陰處理CK （Plt;0.05） T₄ 處理大葉種茶樹百芽重與無遮陰處理CK無顯著差異（ Pgt;0.05） 。

如圖5B所示， T₁、T₃、T₄ 處理大葉種茶樹的百克芽數(shù)顯著大于無遮陰處理CK（ Plt;0.05 ） T₂ 處理大葉種茶樹百克芽數(shù)顯著小于無遮陰處理（ ：K（Plt;0.05） ；各光伏板遮陰處理的大葉種茶樹百克芽數(shù)均存在顯著差異（ Plt;0.05 ）， T₃ 處理顯著大于 T₁，T₂，T₄ 處理（ Plt;0.05） ）， T₂ 處理顯著小于 T₁，T₃，T₄ 處理（ Plt;0.05 ） T₄ 處理顯著低于 T₁，T₃ 處理（ Plt;0.05） 。由此可見，適當(dāng)遮陰可以增加大葉種茶樹的茶葉產(chǎn)量，過度遮陰可能會降低茶葉產(chǎn)量。

3討論與結(jié)論

大量研究表明，遮陰會影響植物碳水化合物的積累和植物生長，但是植物可通過增加葉綠素相對含量來增強(qiáng)捕獲光照的能力，以適應(yīng)遮陰環(huán)境[12-13.18]。該研究結(jié)果表明，大葉種茶樹葉片葉綠素相對含量（SPAD）經(jīng)光伏板遮陰處理后高于無遮陰處理（ Plt;0.05） 。 F_v/F_m 值的下降通常是發(fā)生光抑制的標(biāo)志[19-20]。該研究在清晨時大葉種茶樹光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學(xué)效率為 0.60～0.68 ，而午后時大葉種茶樹光系統(tǒng)I的最大光化學(xué)效率為 0.16～0.70 。午后各光伏板遮陰處理的大葉種茶樹光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學(xué)效率顯著高于無遮陰處理CK，且光系統(tǒng)Ⅱ的實(shí)際光化學(xué)量子產(chǎn)量隨遮陰程度的加大而增加，表明光伏板遮陰處理使大葉種茶樹的光抑制程度明顯降低（ Plt;0.05） 。但是，隨著光伏板遮陰程度的加大，大葉種茶樹的非光化學(xué)淬滅系數(shù)呈下降趨勢，表明遮陰會降低大葉種茶樹的光保護(hù)能力。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)與植物光合作用效率密切相關(guān)，遮陰對茶樹光合作用的影響可以通過葉綠素?zé)晒鈪?shù)和產(chǎn)量反映出來[16，21]。大葉種茶樹的最大熒光值在遮陰條件下升高較快，表明茶樹光合系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)受到光伏板遮陰的影響。因此，光伏板遮陰處理后光化學(xué)淬滅系數(shù)以及光系統(tǒng)Ⅱ的相對電子傳遞速率明顯降低，說明隨著光伏板遮陰程度的加大，大葉種茶樹葉片的光合效率下降。光伏板適度遮陰可以增加大葉種茶樹的茶葉產(chǎn)量，但過度遮陰可能會降低茶葉產(chǎn)量。

綜上所述，光伏板適度遮陰可以緩解大葉種茶樹葉片在夏季強(qiáng)光下的傷害，提高光合作用效率，同時增加葉綠素相對含量和茶葉產(chǎn)量。在實(shí)際生產(chǎn)中不同地區(qū)可根據(jù)氣候和光照條件對遮光程度進(jìn)行調(diào)整，在云南普洱地區(qū)推廣茶光互補(bǔ)栽培模式，建議遮陰程度為 30%～40% 。

注：同一圖片各處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05） 。

Note：Inthesamepicture，different lowercase lettrs indicated significant diffrenceamongdifferenttreatments（ Plt;0.05） ：

Fig.4Effects of diferent shading conditions of photovoltaic panels on the fluorescence parameters of C.sinensis lea注：同一圖片各處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05） 。

Note：Inthe same picture，different lowercase lettrs indicated significant diffrenceamong different treatments（ Plt;0.05） ：

Fig.5Effects of different shading conditions of photovoltaic panels on the tea yield of C.sinensis

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