婁艷華 疏再發(fā) 劉瑜 吉慶勇 邵靜娜 鄭生宏 何衛(wèi)中

摘? 要? 本文比較研究了氣霧栽培對(duì)碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號(hào)4個(gè)茶樹(shù)品種短枝扦插的成活率、葉綠素SPAD值、生長(zhǎng)勢(shì)和根系吸收能力的影響。結(jié)果表明：氣霧栽培條件下4個(gè)茶樹(shù)品種的扦插成活率均達(dá)到96%以上;葉綠素SPAD、生長(zhǎng)勢(shì)、根系形態(tài)和根系活力在各品種間差異顯著;葉綠素SPAD、生長(zhǎng)勢(shì)和根系形態(tài)均隨栽培時(shí)間增長(zhǎng)而增加，均表現(xiàn)為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號(hào);根系活力在生根后30 d整體出現(xiàn)高峰期，表現(xiàn)為生根后30 d>生根后40 d>生根后20 d>生根后10 d，根系活力最高的是碧早香。

關(guān)鍵詞? 氣霧栽培;茶樹(shù);生長(zhǎng)勢(shì);根系;吸收能力

中圖分類(lèi)號(hào)? S571.1? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A

The Improvement of Aerosol Cultivation on Growth Potential and Root Absorption Ability of Tea Plants

LOU Yanhua， SHU Zaifa， LIU Yu， JI Qingyong， SHAO Jingna， ZHENG Shenghong， HE Weizhong*

Lishui Academy of Agricultural Sciences， Lishui， Zhejiang 323000， China

Abstract? The influence of aerosol cultivation on the survival rate， chlorophyll SPAD value， growth potential and root absorption ability was studied by the comparison of four different tea varieties short branchlet cutting （ i.e. Bizaoxiang， Fudingdabai， Lizaoxiang and of Huiming No. 1） in this article. The cutting survival rate of the cultivars reached 96% with aerosol cultivation treatment. Chlorophyll SPAD， growth potential， root morphology and root activity of the cultivars showed significant difference. Chlorophyll SPAD， growth potential and root morphology increased over the cultivation time and showed the regularity as follows： Bizaoxiang > Fudingdabai > Lizaoxiang > Huiming No. 1. The root system activity reached the peak after rooting 30 days and showed the regularity as follows： 30 days after rooting > 40 days after rooting > 20 days after rooting > 10 days after rooting. Especially， Bizaoxiang exhibited the highest root system activity.

Keywords? aerosol cultivation; tea plant; growth potential; root system; absorption ability

DOI? 10.3969/j.issn.1000-2561.2019.12.005

氣霧栽培是一種新型的無(wú)土栽培模式，它是讓植物的根系離開(kāi)了基質(zhì)與水，把植物的根系完全置于氣霧環(huán)境下進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育，以提供植物生長(zhǎng)所需的水分和養(yǎng)分[1]。氣霧栽培與傳統(tǒng)土培、水培相比，植物根系直接暴露在充滿霧化營(yíng)養(yǎng)的空氣中，具有充足的自由伸展空間，營(yíng)養(yǎng)液霧化過(guò)程中不斷溶解空氣中的氧，可有效解決水培中供氧、供肥的矛盾，具有土壤栽培和水培所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)。目前，氣霧栽培在植物生長(zhǎng)、品質(zhì)以及營(yíng)養(yǎng)液等方面已有大量研究。丁文雅等[2]研究發(fā)現(xiàn)，氣霧栽培條件下生菜的根系總長(zhǎng)、直徑、表面積、體積和根系活力均顯著高于水培。Souret等[3]在氣霧栽培條件下對(duì)藏紅花進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)氣霧栽培對(duì)藏紅花球莖的干質(zhì)量與其他栽培模式相比增長(zhǎng)最快。王珺玲等[4]研究表明，氣霧栽培條件下黃瓜的根系體積和根系長(zhǎng)度顯著高于水培和基質(zhì)栽培。Rietveld等[5]研究表明，氣霧栽培下加拿大短葉松的根系生長(zhǎng)勢(shì)顯著高于水培和普通土壤栽培。周劍等[6]研究了基質(zhì)培、水培和氣霧培3種栽培模式，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)紋甜瓜在氣霧栽培條件下的生長(zhǎng)勢(shì)、著葉數(shù)、根長(zhǎng)、根體積和根系活力均高于水培和基質(zhì)培，且根系發(fā)達(dá)，長(zhǎng)勢(shì)旺盛。Hayden[7]用氣霧栽培牛蒡和紫錐菊，生產(chǎn)周期大幅縮短，產(chǎn)量高于土培2倍。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上已有多種作物開(kāi)始嘗試設(shè)施氣霧栽培，而氣霧栽培在茶樹(shù)育苗中沒(méi)有發(fā)揮出它應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)快速繁育方法相比，氣霧栽培養(yǎng)分調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，供氧能力充足，植株生長(zhǎng)快，根系生長(zhǎng)中物理量差異比較明顯[8-9]。目前，氣霧栽培在作物、葉菜類(lèi)植物和藥用植物應(yīng)用方面稍顯成效，對(duì)于茶樹(shù)氣霧栽培研究方面成果較少[9]，對(duì)于該領(lǐng)域研究而言還相對(duì)落后，有關(guān)茶樹(shù)在氣霧栽培下的生長(zhǎng)勢(shì)和根系的適應(yīng)性研究鮮有報(bào)道。因此，本研究以4個(gè)茶樹(shù)品種為研究對(duì)象，采用塔式氣霧栽培方式，研究不同茶樹(shù)品種在氣霧環(huán)境下的短枝扦插成活率、葉綠素SPAD值、生長(zhǎng)勢(shì)和根系吸收能力，以期為茶樹(shù)扦插育苗技術(shù)的改良和新技術(shù)的應(yīng)用提供科學(xué)理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 材料及預(yù)處理

1.1.1? 試驗(yàn)材料? 選用浙江省麗水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院茶葉研究所研究基地所收集種植的碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號(hào)4個(gè)茶樹(shù)品種，供試品種均為5年生茶樹(shù)，經(jīng)營(yíng)和管理水平一致。試驗(yàn)在麗水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院溫室氣霧大棚內(nèi)進(jìn)行，棚內(nèi)室內(nèi)溫度≤35 ℃，室內(nèi)濕度≥60%。

1.1.2? 枝條準(zhǔn)備? 采穗以上午10：00前或者下午3：00后進(jìn)行，所采穗條要求木質(zhì)化、新鮮、健康，無(wú)任何病蟲(chóng)害，剪取的每節(jié)穗條長(zhǎng)7.5～8 cm，帶2張成熟葉片和2個(gè)健壯的腋芽;剪穗時(shí)要求剪穗的葉片方向與斜切口方向相反傾斜，下剪口呈40°左右，插穗剪口要平滑;上剪口離芽基0.5 cm，平剪，剪時(shí)勿傷芽。

1.1.3? 插穗剪口消毒滅菌、激素處理? 多菌靈配成2%的水溶液5 L，浸泡5 min;使用生根粉浸漬插穗基部，濃度為400 mg/L，浸5 s左右，浸后放置3 h再定植。

1.1.4? 定植? 采用塔式氣霧栽培方式，將已消毒處理的插穗插入已打好孔的種植板上，用已剪成2 cm×2 cm×2 cm的小方塊海綿條進(jìn)行固定，株間距為12.5 cm×12.5 cm，每塊種植板上分別定植168個(gè)短穗，由農(nóng)業(yè)智能計(jì)算機(jī)對(duì)營(yíng)養(yǎng)液噴灑的間隔與時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行控制。

1.2? 方法

1.2.1? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)? 本試驗(yàn)每升營(yíng)養(yǎng)液中含硫酸銨98 mg/L、磷酸二氫銨8 mg/L、硫酸鉀29 mg/L、氯化鈣15 mg/L、硫酸鎂203 mg/L、硫酸鋁75 mg/L、EDTA鐵鹽2.7 mg/L、硼酸1.1 mg/L、硫酸亞錳0.41 mg/L、硫酸鋅0.02 mg/L、硫酸銅0.02 mg/L、鉬酸鈉0.01 mg/L，其余為水，母液稀釋1000倍，營(yíng)養(yǎng)液的pH為4.0～4.2，噴灑量為0.9～1.1 mS/cm。最后使用計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)調(diào)試氣霧裝置的時(shí)間和營(yíng)養(yǎng)液噴灑間隔與時(shí)長(zhǎng)，要確保葉片保持一層水膜狀態(tài)，室內(nèi)濕度不低于60%。

1.2.2? 數(shù)據(jù)采集? 短穗扦插30 d左右開(kāi)始進(jìn)行調(diào)查，直到形成愈傷組織，之后每隔3 d進(jìn)行觀察，直到扦插的短穗生根，開(kāi)始進(jìn)行成活率統(tǒng)計(jì)，自生根后每隔10 d進(jìn)行樣品采集和數(shù)據(jù)調(diào)查，連續(xù)取樣4次，3次重復(fù)，每次取樣均在各個(gè)茶樹(shù)品種種植板上隨機(jī)采取30個(gè)植株，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行葉綠素含量的測(cè)定，測(cè)完后將30個(gè)植株置于自封袋中，裝入冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室，一部分用來(lái)分析生長(zhǎng)勢(shì)和根系形態(tài)等指標(biāo)，一部分根系過(guò)液氮冷凍后置于?80 ℃冰箱中保存，待分析根系活力。

1.2.3? 測(cè)定指標(biāo)及方法? 將采集帶回的植株每個(gè)品種隨機(jī)各抽取10株，分別用小剪刀將根系從植株上剪取下來(lái)，倒入0.1 mm篩進(jìn)行浸泡、沖洗，用根系分析系統(tǒng)（GXY-）進(jìn)行根系掃描并分析;根系活力測(cè)定采用TTC法測(cè)定[10-11];葉綠素含量使用葉綠素計(jì)SPAD-502 Plus進(jìn)行測(cè)定，分別選取茶樹(shù)新梢上發(fā)育最好的葉片進(jìn)行測(cè)定，要求避開(kāi)葉脈，測(cè)定每株葉片的第3張，計(jì)算平均值。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖，采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 氣霧栽培下不同茶樹(shù)品種的成活率

調(diào)查發(fā)現(xiàn)氣霧設(shè)施環(huán)境下碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號(hào)4個(gè)茶樹(shù)品種的扦插成活率均在96%以上，其中碧早香的成活率最高為98.41%，福鼎大白成活率為97.92%，麗早香成活率為96.83%，惠明茶1號(hào)成活率為96.23%，其成活率高低為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號(hào)。魯雪利[12]研究發(fā)現(xiàn)，與基質(zhì)培生根法相比，采用氣霧培生根法的植株根系生長(zhǎng)發(fā)育更早，根系生長(zhǎng)更快速，根系吸收水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力更強(qiáng)，成活率更高。

2.2? 氣霧栽培下不同茶樹(shù)品種的葉綠素SPAD

由圖1可以看出，茶樹(shù)葉片的葉綠素SPAD值均隨著栽培時(shí)間的增長(zhǎng)而增加，碧早香的葉片SPAD值最高，顯著高于其他3個(gè)品種，與碧早香相比，福鼎大白、麗早香和惠明茶1號(hào)的葉綠素SPAD分別平均增長(zhǎng)30.04%、44.98%和59.50%（P?0.05），葉綠素SPAD值的大小表現(xiàn)為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號(hào)。生根后40 d，碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號(hào)的SPAD值均比生根后10 d的SPAD值分別增長(zhǎng)58.37%、36.39%、46.69%和40.48%?？梢?jiàn)，碧早香茶樹(shù)品種的葉綠素SPAD值最高，說(shuō)明光合作

用較強(qiáng)，營(yíng)養(yǎng)液中氮素營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)充足，間接性的增加茶葉產(chǎn)量;惠明茶1號(hào)茶樹(shù)品種的葉綠素SPAD值較低，說(shuō)明光合作用較弱，營(yíng)養(yǎng)液中氮素營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足以滿足該茶樹(shù)品種所需養(yǎng)分，可間接導(dǎo)致茶葉產(chǎn)量的下降[13]。

不同小寫(xiě)字母表示在0.05水平差異顯著。

2.3? 氣霧栽培下不同茶樹(shù)品種的生長(zhǎng)勢(shì)

由表1可知，氣霧栽培生根后10、20、30、40 d后，全株鮮重、株高、主根長(zhǎng)度、根數(shù)、莖

干長(zhǎng)度和著葉數(shù)相對(duì)增長(zhǎng)量均呈逐漸增加的趨勢(shì)，且表現(xiàn)為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號(hào)。生根后40 d，碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號(hào)的全株鮮重均比生根后10 d同比增長(zhǎng)34.61%、20.25%、23.10%和19.51%（P?0.05）;株高均比生根后10 d同比增長(zhǎng)37.49%、42.86%、34.57%和23.01%（P?0.05）;主根長(zhǎng)度均比生根后10 d同比增長(zhǎng)46.29%、48.38%、43.42%和48.13%（P?0.05）;根數(shù)均比生根后10 d同比增長(zhǎng)66.88%、38.25%、23.28%和30.53%（P?0.05）;莖干長(zhǎng)度均比生根后10 d同比增長(zhǎng)52.41%、26.13%、28.08%和17.13%（P?0.05）;著葉數(shù)均比生根后10 d同比增長(zhǎng)52.15%、50.62%、41.72%和22.73%（P?0.05）?？梢?jiàn)，碧早香茶樹(shù)品種的生長(zhǎng)勢(shì)最強(qiáng)，較適合氣霧設(shè)施短穗扦插育苗。

2.4? 氣霧栽培下不同茶樹(shù)品種的根系形態(tài)

根系形態(tài)與養(yǎng)分、水分的吸收能力有密切關(guān)系[14]。不同茶樹(shù)品種根系的投影面積、表面積、體積和平均直徑在氣霧栽培條件下均達(dá)到差異顯著水平（P?0.05），且表現(xiàn)為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號(hào)。如圖2所示，在氣霧栽培條件下，茶樹(shù)根系投影面積隨時(shí)間的增加而增加，生根后40 d碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號(hào)的根系投影面積達(dá)到556.36、466.35、406.14和393.01 cm2（P?0.05）;如圖3所示，茶樹(shù)根系表面積隨栽培時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，生根后40 d碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號(hào)的根系表面積比生根后10 d同比增長(zhǎng)49.34%、39.90%、42.95%和44.48%（P?0.05）;如圖4所示，茶樹(shù)根系體積隨栽培時(shí)間的增長(zhǎng)變大，生不同小寫(xiě)字母表示0.05水平差異顯著。

根后40 d碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號(hào)的根系體積比生根后10 d增長(zhǎng)183.58、191.81、217.16和192.17 cm3（P?0.05），同時(shí)又增加了根系與養(yǎng)分的接觸;由圖5可以看出，茶樹(shù)根系不同小寫(xiě)字母表示0.05水平差異顯著。

不同小寫(xiě)字母表示0.05水平差異顯著。

不同小寫(xiě)字母表示0.05水平差異顯著。

的平均直徑均隨著栽培時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，生根后40 d碧早香、福鼎大白、麗早香和惠明茶1號(hào)的根系平均直徑達(dá)到4.72、4.58、4.39和4.01 mm，且比生根后10 d同比增長(zhǎng)21.70%、24.35%、30.01%和41.87%（P?0.05）?？傮w上，氣霧栽培對(duì)茶樹(shù)根系形態(tài)構(gòu)型有極顯著影響（P?0.01），說(shuō)明，氣霧栽培茶樹(shù)根系長(zhǎng)勢(shì)好，不同茶樹(shù)品種的根系形態(tài)整體變化趨勢(shì)一致，這有利于增大根表面與養(yǎng)分和水分的接觸，提高養(yǎng)分和水分的利用率。

2.5? 氣霧栽培下不同茶樹(shù)品種的根系活力

根系活力是植物生長(zhǎng)的重要生理指標(biāo)，根系陽(yáng)離子交換量是潛在評(píng)價(jià)植物離子吸收能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)[15]。如圖6所示，氣霧栽培條件下不同茶樹(shù)品種的根系活力表現(xiàn)為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號(hào)，而不同時(shí)間階段根系活力表現(xiàn)為生根后30 d>生根后40 d>生根后20 d>生根后10 d?？傮w來(lái)看，碧早香茶樹(shù)品種的根系活力最高，植株吸收養(yǎng)分的能力最強(qiáng)，而惠明茶1號(hào)根系活力最低;與碧早香相比，惠明茶1號(hào)在生根后10、20、30、40 d根系活力依次降低9.67、9.56、7.04、4.05 ?g/（g·h），福鼎大白的根系活力較強(qiáng)，平均活力為118.36 ?g/（g·h），與碧早香的平均根系活力相差4.94 ?g/（g·h）?？梢?jiàn)，根系活力的變化規(guī)律與茶樹(shù)品種的生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)，生根后30 d不同茶樹(shù)品種的根系活力出現(xiàn)高峰期，隨后根系活力開(kāi)始降低，4個(gè)茶樹(shù)品種的根系吸收利用高峰期基本一致。

不同小寫(xiě)字母表示0.05水平差異顯著。

3? 討論

早期人們對(duì)根系的研究不夠重視，認(rèn)為良好的物理?xiàng)l件可以通過(guò)精細(xì)的耕作而得到，從而很少注意根系的生長(zhǎng)狀況，在氣霧環(huán)境下?tīng)I(yíng)養(yǎng)液物質(zhì)供給插穗生根，提高茶樹(shù)短枝扦插的成活率和生長(zhǎng)勢(shì)，間接提升了插穗的形態(tài)和生理特征。周順珍等[16]研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)扦插茶苗的生根率達(dá)到83%以上，牛素貞等[17]研究發(fā)現(xiàn)，茶樹(shù)扦插成活率達(dá)到90%以上，而本研究發(fā)現(xiàn)氣霧栽培的短枝扦插成活率均在96%以上，與周順珍研究相比提高13%，與牛素貞研究相比提高6%。本研究結(jié)果表明，不同茶樹(shù)品種根系的投影面積、表面積、體積和平均直徑在氣霧栽培條件下均達(dá)到差異顯著水平（P?0.05），表型能力的強(qiáng)弱直接反映了不同茶樹(shù)品種生長(zhǎng)勢(shì)的高低。于海業(yè)等[18]研究發(fā)現(xiàn)，氣霧栽培條件下生菜的根系表面積、體積和平均直徑等形態(tài)學(xué)參數(shù)均達(dá)到差異顯著水平，與本研究結(jié)果一致。植株葉片的葉綠素SPAD值能夠反映出光合作用的強(qiáng)弱，以及營(yíng)養(yǎng)液中氮素的供給狀況[19]，王麗鴛等[20]研究發(fā)現(xiàn)不同茶樹(shù)品種的葉綠素SPAD值存在顯著差異，與本研究結(jié)果基本一致。本研究發(fā)現(xiàn)，氣霧栽培條件下不同茶樹(shù)品種的全株鮮重、株高、主根長(zhǎng)度、莖干長(zhǎng)度和著葉數(shù)的相對(duì)增長(zhǎng)量均呈逐漸增加的趨勢(shì)，且表現(xiàn)為碧早香>福鼎大白>麗早香>惠明茶1號(hào)，說(shuō)明在氣霧環(huán)境下植株的根系能有效吸收營(yíng)養(yǎng)液中的養(yǎng)分，充分發(fā)揮了根系的能量運(yùn)輸功能，促使根系吸收的水分和養(yǎng)分能有效的供給植株的葉片。

氣霧栽培條件下茶樹(shù)根系活力與陽(yáng)離子交換量差異，通過(guò)根系活力指標(biāo)的測(cè)定反映氣霧栽培條件下根系生長(zhǎng)健康狀況、營(yíng)養(yǎng)狀況和產(chǎn)量水平的差異，本研究結(jié)果表明，根系活力的變化規(guī)律與茶樹(shù)品種的生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)，生根后30 d不同茶樹(shù)品種的根系活力出現(xiàn)高峰期，氣霧栽培條件下茶樹(shù)的平均根系活力為116.87 ?g/（gh），而陳棟等[21]研究的茶樹(shù)平均根系活力為108.17 ?g/（gh），相比本研究的平均根系活力減少了8.7 ?g/（gh）。通過(guò)研究反映葉片、根系生長(zhǎng)勢(shì)和吸收能力在形態(tài)和生理特征上的差異，有助于在茶樹(shù)設(shè)施栽培優(yōu)劣上做出探討，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)氣霧栽培對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)勢(shì)和根系吸收能力的差異，為茶樹(shù)扦插育苗技術(shù)的改良和新技術(shù)的應(yīng)用提供科學(xué)理論依據(jù)，對(duì)氣霧栽培效果和應(yīng)用具有重要意義。

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