陳雪 楊海濱 盛忠雷 商靖 鄧敏
摘 要 茶樹是重慶市重要的多年生特色經濟作物,對溫度、濕度和水分等外界條件極為敏感,極端異常天氣會嚴重影響茶樹正常生長發(fā)育及茶葉產量、品質。2022年重慶市夏季出現(xiàn)自1961年以來罕見的平均氣溫高和降水量少的氣候異?,F(xiàn)象。為了解此次持續(xù)的極端高溫對茶樹的影響,調研重慶市主要產茶區(qū)縣的茶園旱熱害受災情況。調查結果顯示,80%以上的茶園出現(xiàn)不同程度的旱熱害癥狀,幼齡茶園基本全部死亡。通過對中國知網(CNKI)數(shù)據庫中已發(fā)表的茶樹高溫干旱相關的研究內容進行分析,總結茶園若遭遇高溫干旱時的災前預防、災時減災及針對不同受災程度的茶園災后補救措施,以期能降低高溫干旱對茶園的危害,使災后茶園盡快恢復生產,減少茶農損失。
關鍵詞 茶園;高溫;旱害;減災;重慶地區(qū)
中圖分類號:S571.1 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.11.002
茶樹[Camellia sinensis (Linn.) O. Kuntze]是山茶科屬的多年生常綠葉用經濟作物,喜溫、喜濕、耐陰,忌強光直射,其生長最適溫度為20~25 ℃,茶樹能耐最高溫度為35~40 ℃,生存臨界溫度為45 ℃[1]。近年來,因全球氣候變暖而導致異常天氣氣候事件頻發(fā)。2022年夏季,高溫干旱強勢來襲,重慶市遭遇創(chuàng)紀錄的持續(xù)高溫天氣。7—8月重慶大部分地區(qū)基本無雨,重慶多地持續(xù)超過35 ℃的高溫天氣達35 d以上,永川、榮昌、江津等主要產茶區(qū)縣連續(xù)17 d最高溫度超過40 ℃,對茶樹的生長發(fā)育造成嚴重的損害,直接影響到茶園夏秋茶的生產,并引起翌年春茶的產量和品質急劇下降,造成茶葉產業(yè)經濟效益嚴重下滑。
1? 茶園高溫干旱災害的癥狀
當日平均氣溫在30 ℃以上,最高氣溫在35 ℃以上,相對濕度60%以下,土壤相對持水量35%以下時,茶樹的生長發(fā)育會嚴重受抑,如果這種條件持續(xù)一段時間,茶樹將受到高溫干旱的危害。茶樹輕度受害表現(xiàn)為部分葉片逐漸變黃綠,芽和葉片開始出現(xiàn)淺褐色斑點,并伴隨葉片輕度卷曲、變形。隨著危害時間延長,茶樹多數(shù)嫩葉(以1~4葉為主)出現(xiàn)大量紅褐色斑點,葉邊呈燒焦狀,葉片卷曲、萎蔫、枯焦脫落,但頂端茶芽梢(1芽2葉)仍有部分存活,此時受害程度為中度。高溫干旱情況如果進一步延續(xù),受害也發(fā)展為重度,此時茶樹的老葉和嫩葉都會枯焦脫落,形成光桿枝,除主干枝未完全枯死外,多數(shù)枝條枯死。旱熱害程度達到極度時,茶樹根系死亡,葉片全部脫落,地面?zhèn)戎爸鞲煽菟?,茶樹整株死亡[2-3]。
2? 高溫干旱對茶樹的影響
2.1? 高溫干旱對茶樹生長的影響
高溫干旱會影響茶樹生理與代謝過程,抑制茶樹生長發(fā)育[4]。光合作用是植物物質轉化與能量代謝的關鍵過程,其對高溫非常敏感[5]。有研究表明,高溫脅迫會導致植物吸收過多的光能,植物細胞內產生大量的活性氧,從而損傷光系統(tǒng)Ⅱ活性,降低光系統(tǒng)電子傳遞速率,使光合速率下降[6-7]。干旱脅迫會加速葉片衰老,損傷葉綠體膜系統(tǒng),葉綠素合成受阻,分解加快,光合酶活性降低,光能吸收和電子傳遞受阻,氣孔關閉從而阻礙CO2進入細胞,迫使光合作用減弱或停止[8-10]。同時,高溫干旱會使茶樹葉片呼吸作用加劇,干物質積累減少,持續(xù)高溫干旱使葉片蒸騰作用加劇,但根系難以從土壤中吸收到足夠的水分彌補蒸騰消耗,無法維持細胞膨壓,導致細胞膜系統(tǒng)結構受損,細胞代謝失調,從而致使茶樹枯萎落[11-12]。
2.2? 高溫干旱對茶葉品質的影響
游離氨基酸、茶多酚、可溶性糖、咖啡堿等物質含量是茶葉品質的重要組成部分[13-14]。高溫干旱會使茶樹葉片碳氮合成代謝減弱,氨基酸分解加速,腺嘌呤核苷酸合成受阻,沒食子酸含量顯著降低,苯丙氨酸合成水平降低,氨基酸、蛋白質合成受阻;咖啡堿合成基因受到抑制;GOGAT等茶氨酸合成酶活性增加,促使茶氨酸前體合成減少;從而使茶樹新梢纖維素含量明顯增加,茶多酚、咖啡堿等含量顯著降低,導致茶葉的品質下降[15-20]。
根據重慶市農業(yè)科學院茶葉研究所對永川、榮昌、秀山等茶葉主產區(qū)縣調研,80%以上的茶園出現(xiàn)不同程度的旱熱害癥狀。其中,幼齡茶園因栽植時間短、根系發(fā)育不完全,茶園行間裸露面積大,土壤失水快,基本全部死亡。70%以上的成年茶園出現(xiàn)頂部幼葉萎蔫、葉片泛紅并開始有焦斑的現(xiàn)象,約20%的成年茶園出現(xiàn)老葉葉色變?yōu)辄S綠、淡紅、細莖易折斷甚至部分枝條直接干枯死亡的現(xiàn)象。若不及時采取茶園抗旱和災后恢復生產技術措施,將會對來年春茶的產量和品質產生明顯不利的影響,嚴重影響茶農收入。
3? 茶園災前預防、災時減災和災后恢復生產技術措施
3.1? 茶園高溫干旱災害預防措施
3.1.1? 茶園的選址條件
茶樹的生長發(fā)育與外界條件密切相關,茶園環(huán)境直接影響到茶園高溫干旱災害的發(fā)生程度。因此,在選擇園地時,環(huán)境條件也應作為重要依據。一般來說,茶園旱熱害嚴重的地塊往往存在土層淺薄、有障礙層、易積水、保水力差、太陽直射時間長等問題。因此,對于易發(fā)生高溫干旱的地區(qū),茶園應建立在土層較厚、結構良好、質地疏松、保水保肥能力較好,可避免太陽長時間直射的地塊[21]。
3.1.2? 選擇優(yōu)良的抗性品種
由于茶樹的形態(tài)和生理特性與其抗高溫干旱能力密切相關,因此應選擇葉片角質層、柵欄組織較厚,葉被茸毛多、葉色深綠、單位葉面積葉片氣孔多而小、根深和根系發(fā)達的茶樹品種。如華南茶區(qū)可選擇福鼎大白茶、福鼎大毫茶等品種種植,江南、江北茶區(qū)可選擇中茶108、中茶302等品種,選擇時應注意有性系和無性系品種搭配,規(guī)避高溫干旱災害的風險[22-23]。
3.1.3? 完善茶園基礎設施
為減輕自然氣象災害對茶樹的影響,在茶園建設前應對園地進行合理規(guī)劃,重視基礎設施建設,如修建具有保水、供水、排水功能的茶園水利網、種植防護林與遮陰樹等,以達到茶園可持續(xù)發(fā)展的目的。灌溉是茶園生產管理中保障茶樹生長和防止高溫干旱的主要措施。夏秋季應當密切關注當?shù)貧鉁刈兓?,隨時掌握高溫干旱的發(fā)生動態(tài),若連續(xù)多日平均氣溫接近30 ℃,最高氣溫維持在35 ℃以上,日平均水面蒸發(fā)量達9 mm,便可能發(fā)生高溫干旱危害,需要及時安排灌溉。目前推廣的灌溉方式為滴灌和噴灌,可根據實際生產需要選擇合適的灌溉方式。
3.2? 高溫干旱期間茶園減災措施
3.2.1? 應停止采摘、修剪、施肥等農事操作
高溫干旱期間,應全面停止采摘、修剪、施肥、噴藥、耕作和除草等農事操作,以免加重茶園旱熱害。
3.2.2? 早晚灌溉
對有灌溉條件的茶園,可采用澆灌、噴灌和滴灌等方式,在清晨或傍晚進行適時灌溉,以抗高溫干旱、防高溫灼傷,噴灌整體效果最好,滴灌最為節(jié)水。首次灌溉一定要使土壤濕透,若持續(xù)晴天,則應每隔2~3 d灌溉1次[24]。
3.2.3? 遮陰覆蓋
對茶樹進行科學有效的遮陰,能夠有效降低茶樹蓬面溫度,從而緩解高溫干旱對茶樹的危害。有條件的茶園,可采用架空方式,根據陽光強度采用不同密度的遮陽網進行遮擋,特別是幼齡茶園和苗圃應加強遮陰,遮陽網應高出茶樹蓬面50 cm以上,避免緊貼茶樹,造成燙傷[3,25]。
3.2.4? 地表覆蓋
在茶樹行間或茶行兩側用草或秸稈進行覆蓋,可降低地表溫度,減少土壤水分蒸發(fā),是保水降溫的有效措施。在高溫干旱發(fā)生前,可采用秸稈、雜草、谷殼、食用菌棒肥料等物資覆蓋茶園地面,覆蓋厚度為3~10 cm[26-27]。
3.2.5? 噴施外源植物激素
外源植物激素可以調節(jié)作物生長發(fā)育以及提高其應對逆境脅迫的能力。外源噴施5-氨基乙酰丙酸可以提高茶樹的抗氧化能力,減少活性氧的積累,減輕干旱脅迫對茶樹的損傷[28]。脫落酸、油菜素內酯、赤霉素、甲基水楊酸等植物激素能夠緩解高溫干旱對茶樹光合作用的抑制,提高茶樹對逆境的抵抗力[3,29-31]。因此,可通過噴施合適外源植物激素用于提高茶樹對高溫干旱的耐受性,以減輕高溫干旱對茶樹的影響。
3.3? 高溫干旱緩解后茶園恢復技術措施
3.3.1? 適時合理修剪
根據茶樹受害程度,進行不同程度的修剪。若受害茶樹葉片枯焦或脫落,但枝條頂端葉片或茶芽仍活著,便不修剪,讓茶樹自行發(fā)芽,恢復生長。若受害茶樹葉片枯焦脫落且蓬面枝條已枯死,可在枯死部位1~2 cm處將已枯死的枝條剪去,且應在高溫干旱緩解后立即進行[4,32]。
3.3.2? 加強肥培管理
當高溫干旱天氣緩解,應及時科學施肥。當茶樹恢復生長、新芽萌發(fā)至1芽1~2葉后,成齡茶園每667 m2施用10~20 kg復合肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15];幼齡茶園每667 m2施用5~10 kg復合肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15]。茶樹長勢恢復前不宜過多施用肥料。在入冬前(9—10月底前),每667 m2施用100~200 kg菜籽餅肥和5~10 kg尿素,混勻后開溝深施,溝深15~20 cm,施后覆土,可促施根系向下生長[33]。
3.3.3? 做好秋茶留養(yǎng)
受旱茶園無論是否修剪,秋茶均應留養(yǎng),以復壯樹冠。秋末茶樹停止生長后,茶芽尚嫩綠的宜進行一次打頂或輕修剪。
3.3.4? 及時補種茶苗
幼齡茶樹由于根系淺,抗旱能力弱,容易因干旱而死亡。若幼齡茶園少數(shù)茶苗死亡,應在當年秋冬季及時補種茶苗。對于個別因高溫干旱嚴重而導致茶苗大量死亡的地塊,應及時深翻土壤,加培客土,根除土壤障礙因子后再重新種植茶苗。對于不適宜茶樹生長的地塊,則建議改作他用[21]。
4? 結語
持續(xù)高溫干旱對茶樹的生長發(fā)育及茶葉的產量和品質影響較大,災前采取茶園地表覆蓋,茶樹遮陰等措施積極預防茶園發(fā)生旱熱害,災時及時澆灌、噴施外源激素等措施提高茶樹對高溫干旱的抵御能力,災后進行合理修剪、科學施肥、做好秋茶留養(yǎng),及時補苗等措施,有利于茶園保產減災,降低損失。
參考文獻:
[1]? 駱耀平.茶樹栽培學(第五版)[M].北京:中國農業(yè)出版社,2015.
[2]? 劉聲傳,陳亮.茶樹耐旱機理及抗旱節(jié)水研究進展[J].茶葉科學,2014,34(2):111-121.
[3]? 李鑫,張麗平,張?zhí)m,等.茶園高溫干旱災害防控技術[J].中國茶葉,2018,40(7):38-41.
[4]? 申瑞寒,馬立鋒.茶園秋季干旱的危害及應對措施[J].中國茶葉,2021,43(12):42-45.
[5]? 劉敏,房玉林.高溫脅迫對葡萄幼樹生理指標和超顯微結構的影響[J].中國農業(yè)科學,2020,53(7):1444-1458.
[6]? 穆心愿,馬智艷,張?zhí)m薰,等.不同耐/感玉米品種的葉片光合熒光特性、授粉結實和產量構成因素對花期高溫的反應[J].中國生態(tài)農業(yè)學報(中英文),2022,30(1):57-71.
[7]? 余欣,童飛,詹妮,等.干旱-高溫交叉脅迫對水稻幼苗光合特性的影響[J].干旱地區(qū)農業(yè)研究,2022,40(3):72-78.
[8]? 劉彥,汪志威,張冬蓮,等.茶樹抗旱研究進展[J].江西農業(yè),2018(14):56-57.
[9]? 羅俊,張木清,呂建林,等.水分脅迫對不同甘蔗品種葉綠素a熒光動力學的影響[J].福建農業(yè)大學學報,2000(1):18-22.
[10] CHAKRABORTY U, DUTTA S, CHAKRABORTY B N. Response of tea plants to water stress[J]. Biologia Plantarum,2002,45(4):557-562.
[11] 楊菲,李蓓蓓,何辰宇.高溫干旱對茶樹生長和品質影響機理的研究進展[J].江蘇農業(yè)科學,2017,45(3):10-13,40.
[12] GUPTA S, BHARALEE R, BHORALI P, et al. Identification of drought tolerant progenies in tea by gene expression analysis[J]. Functional & Integrative Genomics,2012,12(3):543-563.
[13] 宛曉春,李大祥,張正竹,等.茶葉生物化學研究進展[J].茶葉科學,2015,35(1):1-10.
[14] 單武雄.生境管理對亞熱帶丘陵茶園生態(tài)環(huán)境與茶葉品質的影響[D].長沙:湖南農業(yè)大學,2010.
[15] JEYARAMRAJA P R, PIUS P K, KUMAR R R, et al. Soil moisture stress-induced alterations in bioconstituents determining tea quality[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2003,83(12):1187-1191.
[16] MUNIVENKATAPPA N, SARIKONDA S, RAJAGOPAL R, et al. Variations in quality constituents of green tea leaves in response to drought stress under south Indian condition[J]. ScientiaHorticulturae, 2018,233:359-369.
[17] UPADHYAYA H, DUTTA B K, SAHOO L, et al. Comparative effect of Ca, K, Mn and B on post-drought stress recovery in tea [Camellia sinensis (L.) O Kuntze][J]. American Journal of Plant Sciences,2012,3(4):443-460.
[18] LI X, WEI J P, AHAMMED G J, et al. Brassinosteroids attenuate moderate high temperature-caused decline in tea quality by enhancing theanine biosynthesis in Camellia sinensis L.[J]. Frontiers in Plant Science,2018:1016.
[19] 魏鵬.茶樹抗旱性部分生理生化指標的研究[D].重慶:西南農業(yè)大學,2003.
[20] KATO M, KITAO N, ISHIDA M, et al. Expression for caffeine biosynthesis and related enzymes in Camellia sinensis[J]. Zeitschrift fur Naturforschung, C. A Journal of Biosciences,2010,65(3-4):245-256.
[21] 韓文炎,肖強.2013年夏季茶園旱熱害成因及防治建議[J].中國茶葉,2013,35(9):18-19.
[22] 楊亞軍,梁月榮.中國無性系茶樹品種志[M].上海:上海科學技術出版社,2014.
[23] 熊飛.新建無性系茶園要注意抗旱[J].中國茶葉,2017,39(10):30.
[24] 盧健,朱全武,駱耀平.茶園旱熱害及其防治與補救措施[J].茶葉,2013,39(3):153-155.
[25] 張文錦,梁月榮,張方舟,等.夏暑烏龍茶覆蓋遮蔭效應及其對產量、品質的影響研究概況[J].茶葉科學技術,2006(4):1-5.
[26] 朱俊欣.高溫干旱對貴州省茶葉產量的影響[J].現(xiàn)代農業(yè)科技,2019(8):42-43.
[27] 石偉昌.黎平茶園旱害及抗旱主要技術措施[J].茶葉通訊,2012,39(4):25,28.
[28] 楊妮,李逸民,滕瑞敏,等.外源5-氨基乙酰丙酸對干旱脅迫下茶樹抗氧化和滲透系統(tǒng)及相關基因表達的影響[J].植物生理學報,2022,58(10):1899-1906.
[29] 陳博雯,覃子海,張燁,等.干旱脅迫下澳洲茶樹生理活性及內源激素動態(tài)變化研究[J].山東農業(yè)科學,2019,51(10):55-59.
[30] 孫曉春,黃文靜,李鉑.水楊酸對干旱脅迫下桔梗幼苗生理生化指標及相關基因表達的影響[J].中國農業(yè)科技導報,2022,24(1):63-70.
[31] 劉文婷.3種外源植物激素對葦狀羊茅苗期耐旱性的影響[D].蘭州:蘭州大學,2021.
[32] 楊菲.近55年來浙江省茶葉高溫干旱災害特征及防御技術研究[D].南京:南京信息工程大學,2017.
[33] 何辰宇,李蓓蓓,楊菲.高溫干旱對茶葉生產的影響及應對措施[J].江蘇農業(yè)科學,2016,44(4):215-217.
(責任編輯:敬廷桃)