高温干旱季节不同遮阴水平对茶园生态环境的影响

吴淑平+吕立哲+金开美+赵丰华+郑杰+党永超+蒋双丰

摘    要：以遮光率分别为70%，50%，30%的黑色遮阳网为试验材料，以不遮光（0%）为对照，研究高温干旱季节不同遮光处理对茶园生态环境的影响。结果表明，遮阴可有效改善茶园生态环境，且遮光率越高， 效果越明显。与对照茶园相比，70%，50%，30%遮光率处理的茶园光合有效辐射明显降低，各处理的光合有效辐射大小依次为70%遮光率<50%遮光率<30%遮光率<0%（CK）;茶树叶面的日平均温度均比对照茶园低3.4，2.6，1.3 ℃，茶树叶面≥35 ℃的不适高温出现频率减少了43.6%，38.0%和13.4%，≥39 ℃的有害高温出现频率减少了62.6%，47.5%和28.8%;遮阴茶园空气相对湿度高于对照茶园;70%和50%遮光率处理茶园不同土层土壤含水量均极显著高于对照茶园，30%遮光率处理茶园5～10 cm、15～20 cm、25～30 cm土层土壤含水量和对照茶园差异不显著。

关键词：高温干旱;遮阴;茶园;生态环境;光合有效辐射

中图分类号：S571.1         文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.027

Effects of Different Shading Degrees on Eco-Environment of Tea Plantations during Hot Dry Season

WU Shu-ping，LYU Li-zhe，JIN Kai-mei，ZHAO Feng-hua，ZHENG Jie，DANG Yong-chao，JIANG Shuang-feng

（Henan Tea Engineering Research Center， Xinyang Academy of Agricultural Sciences， Xinyang，Henan 464000，China）

Abstract： In order to analyze the effect of different shading treatments on the eco-environment of tea plantation during hot dry season， 70%，50%，30% and 0% （CK） black shading nets were designed. The results showed that shading improved the eco-environment of tea plantation， the effect were enhanced with increase in shading degree. In comparison with unshaded tea plantation， the photosynthetically active radiation of tea plantation under 70%， 50% and 30% shading treatments decreased significantly， and the photosynthetically active radiation of different treatments was in the order of 70%<50%<30%<0%;the daily average air temperature of tea leaves surface decreased by 3.4，2.6 and 1.3 ℃; the frequency ≥35 ℃ dangerous high temperature of tea leaves surface decreased by 43.6%，38.0% and 13.4%，the frequency ≥39 ℃ dangerous high temperature decreased by 62.6%，47.5% and28.8%;the relative air humidity of tea plantation increased;for 70% and 50%shading treatments， the soil water contents of different soil horizons were significantly higher than that of unshaded tea plantation， the soil water contents of 5～10 cm，15～20 cm and 25～30 cm soil horizons had no significant difference between 30% shading treatment and unshaded treatment.

Key words：hot dry;shading;tea plantation;eco-environment;photosynthetically active radiation

茶树在长期的生长发育过程中形成了喜漫射光、喜阴喜湿的生态习性[1-4]，其整个生长发育的过程及高产稳产的获得与茶园生态环境密切相关，过强的光照和高温干旱等气象因子直接影响了夏秋茶及丘陵茶区的产量和品质[5]，中国亚热带地区夏秋季出现连续的强光、高温干旱等天气很大程度上限制了茶树的生长发育[6]。近年来，中国茶叶科技工作者在茶园采用覆盖遮阳网或种植遮阴树等设施栽培措施，对茶树生态环境与茶叶生长、茶叶品质的关系开展了系列的探索研究[7-10]，但不同地区气候条件差异很大，适合茶树生长的遮阴条件存在较大差别，河南省信阳属亚热带地区，茶叶已成为主要的经济作物之一，为了有效地改善茶区茶园的生态环境，促进茶叶优质、高效生产，在信阳特定的生态条件下，在高温干旱季节开展了不同遮阴处理对茶树生态环境的影响研究，对提高茶园产量、品质及生态效益、经济效益具有重要的意义，同时可为茶树设施栽培应用提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况及供试材料

试验于2013年在信阳市农业科学院茶叶科研基地进行。试验地位于32°02′N、114°37′E，为北亚热带湿润季风气候区，年平均气温15.2 ℃，极端最高气温40 ℃，极端最低气温-20 ℃，全年大于等于10 ℃的活动积温为4 820～4 970 ℃，年均降雨量1 100 mm左右，土壤为砂质黏壤土。供试材料为无性系茶树品种乌牛早（7 a），茶树行距为 150 cm， 丛距33 cm，每丛定苗3 株。

1.2 试验设计

试验设70%，50%，30%遮光率和不遮光（CK）共4个处理，在春茶结束后对供试茶树进行轻修剪，将黑色遮阳网覆盖在搭建的大棚上，周边进行固定。遮阳网面积90 m2（15 m×6 m），高230 cm，试验完全随机设计，3次重复，试验茶园各项管理保持相对一致。

1.3 试验观测和测定方法

采用LI-6400便携式光合作用测定仪测定茶树光合作用有效辐射，在高温干旱晴好天气测定，每天从上午9：00至下午17：00每隔2 h测定1次，每次测定标记的叶片5片，共观测3次。用CB-0241红外测温仪测定茶树当季展开的第3片成熟叶的温度，每处理随机选取9片相同部位的叶子，将编好号的小标牌系于叶柄处，在高温干旱晴好天气，每天从上午7：00至下午19：00每隔2 h观测1次，共观测5次。在每个处理中央离地130 cm处定位设置通风干湿温表观测茶园空气相对湿度，每天7：00 开始测定， 隔2 h 测定1 次。在高温干旱晴好天气每个处理取5～10 cm、15～20 cm、25～30 cm和35～40 cm 4个土层土壤样品，每个土壤样品由3个样点的土壤组成混合样，用烘干法测定含水量。

1.4 数据处理

采用DPS数据处理系统进行数据分析，数据的统计和作图应用Excel 2003。

2 结果与分析

2.1 不同遮光率处理对茶园光合有效辐射的影响

由图1可以看出，不同遮光率处理茶园光合有效辐射先增强，且均在中午11：00时达到一天中的最高值，后又逐渐降低。同一时刻观测的光合有效辐射随着遮光率的升高而降低，变化趋势为70%遮光率处理<50%遮光率处理<30%遮光率处理<CK处理。对照茶园的光合有效辐射值峰为1 734.48 μmol·m-2·s-1， 70%，50%和30%遮光率处理茶园的峰值依次为470.14，568.35和943.65 μmol·m-2·s-1，与对照茶园差异显著。因此，茶园遮阴能大大降低茶树树冠的光照强度，遮光率越大光合有效辐射越小。

2.2 不同遮光率处理对茶树叶面温度的影响

由图2可以看出，茶树叶面温度在早上7：00观测时差异不大，随着光照强度的不断增强，叶面温度变化是先升高后下降，均在中午13：00 时达到最高值。同一时刻点观测的叶面温度不同，由低到高排序依次为70%遮光率处理<50%遮光率处理<30%遮光率处理<CK处理。由表1可以看出，70%，50%和30%遮光率处理茶园的茶树叶面日平均温度均比对照处理低3.4，2.6，1.3 ℃。

黄寿波[11]研究表明，20～30 ℃是茶树生长发育的最适宜空气温度，高于35 ℃时不适宜茶树生长发育，超过39 ℃茶树无净光合作用。由表1可以看出，70%，50%和30%遮光率处理茶树叶面≥39 ℃的有害高温出现频率均比对照茶园减少62.6%，47.5%和28.8%，≥35 ℃的不适高温出现频率均比对照茶园减少43.6%，38.0%和13.4%。

2.3 不同遮光率处理对茶园空气相对湿度的影响

由图3可以看出，在高温干旱季节不同遮阴处理茶园空气相对湿度与茶树叶面温度变化趋势相反，遮阴茶园空气相对湿度均高于对照茶园。随着光照强度的增强逐渐降低，到15：00时达到最低值，此时70%，50%和30%遮光率处理茶园的空气相对湿度均比对照茶园增加64.8%，50.5%和44.8%。

2.4 不同遮光率处理对土壤含水量的影响

由表2可以看出，同土层土壤含水量的变化趋势是70%遮光率处理>50%遮光率处理>30%遮光率处理>CK处理;70%，50%遮光茶园5～10 cm、15～20 cm、25～30 cm和35～40 cm土层土壤含水量均极显著高于30%遮光茶园和对照茶园，30%遮光率处理茶园35～40 cm土层土壤含水量极显著高于对照处理，其它土层土壤含水量和对照茶园差异不显著。

3 结论与讨论

光合有效辐射影响着茶树的光合作用和蒸腾作用[12]，茶园采用不同遮阳网遮阴，光照强度明显得到改善，随着遮光率增大光合有效辐射逐渐降低[13]。本试验结果表明，70%，50%和30%遮光处理茶园光合有效辐射先增强，中午11：00达到最高值后又逐渐降低，同时随着遮光率的升高光合有效辐射逐渐降低，同一时刻测定的光合有效辐射变化趋势为70%遮光率处理<50%遮光率处理<30%遮光率处理<CK处理。因此在高温干旱季节茶园遮阴能有效降低茶园光合有效辐射，且随着遮光率的提高光合有效辐射逐渐降低。

本试验结果表明，高温干旱季节茶园采用遮阳网遮阴，茶园田间小气候得到明显改善，尤其是茶园叶面温度、空气相对湿度和土壤含水状况，在高温干旱季节晴天7：00—9：00之间各个观测时段茶园叶面温度均低于对照茶园，70%，50%和30%遮阴处理茶树叶面日平均温度均比对照茶园低3.4，2.6，1.3 ℃，遮阴处理茶树叶温及高温出现频率显著低于对照茶园，70%，50%和30%的遮阴处理茶园茶树的叶面温度≥39 ℃有害高温出现频率减少62.6%，47.5%和28.8%，≥35 ℃的高温出现频率均比对照茶园减少43.6%，38.0%和13.4%。采用遮阴处理的茶园空气相对湿度和土壤水分含量均高于对照，70%和50%遮光率处理土层土壤含水量均极显著高于对照，30%遮光率处理茶园35～40 cm土层土壤含水量极显著高于对照处理，其它土层土壤含水量和对照茶园差异不显著。

因此，高温干旱季节茶园采用遮阴网遮阴，可有效改善茶园生态环境，降低茶园光合有效辐射，改善茶园的温湿条件，降低茶树叶温，加大茶园空气相对湿度，提高茶园土壤含水量。遮光率越高降温效果越明显，茶园空气相对湿度及土壤含水量变化趋势刚好相反，随遮光率的增加而增加，这样可以有效地避免连续高温干旱天气对茶树造成的热害，可以缓解或消除光合午休现象的发生，为茶园营造有利于茶树生长的条件， 从而提高茶叶产量。

参考文献：

[1] 王广铭.信阳茶区栗茶间作模式对生态环境的影响[J].湖北农业科学，2012，51（11）：2207-2211.

[2] 陈佩，杨知建，肖润林，等.遮阴对茶园生态环境及其茶树光合作用和产量的影响研究[J].安徽农业科学， 2010， 38（11）：5604-5605， 5639.

[3] 肖润林， 王久荣， 陈正法， 等. 亚热带丘陵茶园面临生态问题与对策[J]. 农业现代化研究，2004，25（5）： 360- 363.

[4] 张文锦， 林春莲， 熊明民. 茶树遮阴效应研究进展[J].福建农业学报，2007，22（ 4）：457- 460.

[5] 王玉花，秦志敏，肖润林，等. 遮光水平对丘陵茶园茶叶生长指标和品质的影响[J]. 经济林研究，2011，29（2）：48-53.

[6] 肖润林，彭晚霞，宋同清，等.稻草覆盖对红壤丘陵茶园的生态调控效应[J].生态学杂志，2006，25（5）：507-511.

[7] 肖润林，王久荣，单武雄，等.不同遮荫水平对茶树光合环境及茶叶品质的影响[J].中国生态农业学报，2007，15（6）：6-11.

[8] 汪春园，荣光明. 茶叶品质与海拔高度及其生态因子的影响[J].生态学杂志，1996， 15（1）：59-60.

[9] 段建真，郭素英.丘陵地区茶树生态的研究[J].生态学杂志，1991，10（6）：19-23.

[10] 彭萍， 徐泽， 侯渝嘉.复合生态茶园的建设目标及模式[J].西南园艺，2002，30（ 3）：45.

[11] 黄寿波. 茶树生长的农业气象指标[J]. 中国农业气象，1981，2（ 3）：54-57.

[12] BARMAN T S， BARUAH U， SAIKIA J K. Irradiance influences tea leaf（Camellia sinensis L.） photosynthesis and transpiration[J].Photosynthetica， 2008，46（4）：618-621.

[13] 付晓青，陈佩，秦志敏，等.遮荫处理对丘陵茶园生态环境及茶树气体交换的影响[J]. 中国农学通报，2011，27（8）：40-46.