土壤處理方式對不同茶樹品種露地?zé)o心土扦插生根率及3 種氧化酶活性的影響

吳鵬川，宋育林，胡 靜，郭 飛，倪德江，王 璞*

1. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝林學(xué)學(xué)院/園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070；2. 秭歸縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖北 秭歸 443000

茶葉中富有營養(yǎng)物質(zhì)和功能性成分，具有多種藥理及保健功效[1]，深受大眾喜愛。茶樹在我國已有200 多年的種植歷史[2]。茶樹的繁殖技術(shù)主要分為有性繁殖與無性繁殖。無性繁殖主要包括扦插、壓條、分株以及嫁接等[3]，其中短穗扦插就目前而言在生產(chǎn)上應(yīng)用最為普遍，具有插穗易獲取、扦插密度大、土地面積利用率高等優(yōu)勢，同時(shí)在我國大部分茶區(qū)四季都可進(jìn)行，且插后插穗生根成苗速度快、存活率高及移栽易成活。茶樹短穗扦插又可分為穴盤育苗和露地扦插。肖輝等[4]采用單因素試驗(yàn)探討了不同留葉量、土壤消毒方式等對茶樹穴盤存活率與發(fā)芽率等的影響，提出最佳扦插條件。與穴盤育苗相比，露地扦插密度大、土地面積利用率高、操作簡便且易于管理，目前我國茶樹種苗繁育主要采取露地扦插。茶樹露地扦插，茶樹母本及土壤對扦插出苗率有重要的影響。為優(yōu)化茶樹露地扦插技術(shù)，本試驗(yàn)主要從土壤著手，選用‘鄂茶1 號’‘靖江1 號’和‘中茶108’等3個(gè)茶樹品種分別采取土壤消毒（棉隆、威百畝、石灰氮）、施加復(fù)合肥料和深耕處理，探討茶樹無心土（原土）條件下提高扦插茶苗的出苗率。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)為湖北省宜昌市秭歸縣建東姊杰采摘茶園，位于湖北省西部，介于北緯30°38' ～31°11'、東經(jīng)110°18' ～ 111°0'，試驗(yàn)地為園中一塊三年未耕種的荒地。

1.2 試驗(yàn)茶樹品種

選擇秭歸縣種植的‘中茶108’‘靖江1 號’和‘鄂茶1 號’3 個(gè)茶樹品種?！胁?08’由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所選育而成，育芽力強(qiáng)，持嫩性好，抗寒性、抗旱性、抗病性均較強(qiáng)[5]?！醪? 號’由湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果茶研究所采用雜交育種法育成，芽葉生育力和持嫩性強(qiáng)，抗寒性、抗旱性強(qiáng)，扦插繁殖力強(qiáng)?！附? 號’為當(dāng)?shù)夭铇淦废担m宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境，抗病蟲害能力強(qiáng)，扦插繁殖力強(qiáng)。

1.3 試劑與器具

棉隆（土壤消毒試劑，姜地康98%）、威百畝（土壤消毒試劑，利民沃野42%）、石灰氮（土壤消毒試劑，中奧生物）、復(fù)合肥料、二水磷酸二氫鈉（Na2HPO4·2H2O）、十二水磷酸氫二鈉（Na2HPO4·12H2O）、氯化錳、2,4-二氯酚、IAA粉末、無水乙醇、氯化鐵、高氯酸、鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、過氧化氫等。

農(nóng)耕機(jī)、黑色地膜、白色地膜、枝剪、鋤頭、萬分之一天平、離心機(jī)、分光光度計(jì)、酶標(biāo)儀等。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 試驗(yàn)處理

在清理空地表面碎石、樹枝、野草等雜物后利用農(nóng)耕機(jī)進(jìn)行10 ～ 20 cm 翻耕，清理大部分土壤中的雜物，人工起壟，壟高5 ～ 10 cm。（圖1）劃分成寬0.9 m、長36.7 m 的兩塊苗圃進(jìn)行平行試驗(yàn)，苗圃兩邊留出0.3 m 排水溝。苗圃內(nèi)每5.3 m 設(shè)置一個(gè)處理小區(qū)扦插3 個(gè)品種，小區(qū)之間設(shè)置0.7 m 保護(hù)行，各處理小區(qū)劃分為長0.5 m、寬0.9 m 的扦插地塊，間隔0.1 m。各品種重復(fù)三次（圖2）。

圖1 苗圃分布圖Figure 1 Nursery distribution map

圖2 處理小區(qū)分布Figure 2 Distribution of treatment plot

分別設(shè)土壤消毒、施用復(fù)合肥和深耕3 種處理。土壤消毒處理：（1）石灰氮，70 kg/667 m2，撒施；（2）棉隆，30 kg/667 m2，撒施；（3）威百畝，兌水300 倍噴施。施用復(fù)合肥處理：采用市售三元復(fù)合肥（N ∶P2O5∶K2O=15 ∶15 ∶15），66.7 kg/667 m2，撒施。深耕處理：采用農(nóng)耕機(jī)深耕22 ～ 30 cm。

1.4.2 扦插

2021 年9 月上旬使用農(nóng)耕機(jī)淺耕土壤，然后采用不同的土壤消毒試劑（棉隆、威百畝、石灰氮）、復(fù)合肥或者深耕（22 ～ 30 cm）對土壤進(jìn)行扦插前處理[6-10]，并以黑色地膜覆蓋30 d。去除黑色地膜，覆蓋白色地膜采取打小孔方式扦插。

2021 年10 月上旬，選取母本園當(dāng)年生健壯無病害且已木質(zhì)化的紅棕色枝條（頂芽停止生長，腋芽膨大或萌芽），剪成長3 ～ 4 cm、帶有一片葉與強(qiáng)壯飽滿腋芽的短穗，剪口平滑、傾斜[11]。插穗現(xiàn)剪現(xiàn)插或者短期貯存，避免陽光直射。插穗稍傾斜插入土壤中，露出葉柄，腋芽與白色地膜稍有距離，葉片不相互重疊，邊插邊壓緊土壤。及時(shí)澆水與管理。

1.4.3 取樣

分別于短穗扦插30 d、90 d、150 d 和180 d隨機(jī)取樣。每處理一個(gè)品種取30 株左右，液氮快速固定后置于-80℃冰箱保存。

1.4.4 粗酶液制備

樣品研磨后，取300 mg 于10 mL 離心管中，加入5 mL PBS（pH 7.0），預(yù)冷，4℃、12 000 g離心15 min，取上清液移至新的離心管中，制得粗酶液。

1.4.5 IAAO 活性測定

0.25 mL粗酶液 + 0.5 mL氯化錳（1 mmol/L）+0.25 mL 2,4-二氯酚（1 mmol/L） + 0.5 mL IAA（1 mmol/L）（制備時(shí)需先用少量無水乙醇溶解），在30℃的條件下孵育45 min，獲得混合液。使用前，按10 mL 0.5 mol/L 氯化鐵 + 500 mL 35%高氯酸比例配得合適體積的反應(yīng)液。取0.5 mL混合液+ 1 mL 反應(yīng)液，混合后置于30℃黑暗條件中30 min。于530 nm 處測定吸光值，以每分鐘每克鮮重變化0.01 吸光光度值為一個(gè)酶活性單位。

其中ΔA530 為反應(yīng)時(shí)間內(nèi)吸光度的變化，Vt為酶提取液的總體積（mL），W為茶葉鮮重的質(zhì)量（g），VS為參加反應(yīng)的酶液體積（mL），t為反應(yīng)時(shí)間（min）。

1.4.5 PPO 活性測定

400 μL鄰苯二酚（50 mmol/L）+400 μL PBS（pH 6.5）為反應(yīng)液，在反應(yīng)液中加入200 μL 粗酶液37℃水浴2 h 后420 nm 處連續(xù)讀數(shù)，以每分鐘每克鮮重變化0.01 吸光光度值為一個(gè)酶活性單位。

ΔA420 為反應(yīng)時(shí)間內(nèi)吸光度的變化，Vt為酶提取液的總體積（mL），W為茶葉鮮重的質(zhì)量（g），VS為參加反應(yīng)的酶液體積（mL），t為反應(yīng)時(shí)間（min）。

1.4.6 POD 活性測定

以50 mL PBS（pH 6.0）+ 28 μL 愈創(chuàng)木酚比例配得合適體積的溶液，加熱使其溶解，冷卻后加入19 μL 30%過氧化氫，得到反應(yīng)液。0.05 mL 粗酶液+2.95 mL 反應(yīng)液，在470 nm 下測定吸光值，每30 s 讀數(shù)一次，共計(jì)9 次，以每分鐘每克鮮重變化0.01 吸光光度值為一個(gè)酶活性單位。

ΔA470 為反應(yīng)時(shí)間內(nèi)吸光度的變化，Vt為酶提取液的總體積（mL），W為茶葉鮮重的質(zhì)量（g），VS為參加反應(yīng)的酶液體積（mL），t為反應(yīng)時(shí)間（min）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用Graph Pad Prism 8 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤處理方式對插穗存活率的影響

結(jié)果如圖3 所示。扦插30 d 時(shí)‘靖江1 號’（97.69%）和‘中茶108’（96.55%）使用石灰氮土壤消毒處理的存活率高于對照，扦插90 d時(shí)兩個(gè)品種的存活率（‘靖江1 號’96.62%、‘中茶108’95.57%）也均高于對照。使用威百畝進(jìn)行土壤消毒處理，扦插30 d 時(shí)‘靖江1 號’（99.66%）與‘中茶108’（96.33%）的存活率高于對照，扦插90 d 時(shí)‘鄂茶1 號’（97.68%）、‘靖江1 號’（98.06%）和‘中茶108’（95.39%）的存活率均高于對照。使用棉隆處理的存活率低于其他處理。表明使用威百畝和石灰氮進(jìn)行土壤消毒處理能提高茶樹扦插的存活率，其中威百畝的使用效果最好，棉隆處理對插穗存活率沒有正向影響。

圖3 不同土壤處理方式對不同茶樹品種扦插插穗存活率的影響Figure 3 Effects of different soil treatment methods on the survival rate of cutting of different tea cultivars

圖3 結(jié)果顯示，扦插30 d 時(shí)施復(fù)合肥處理與對照組插穗存活率相差不大，扦插90 d 時(shí)‘靖江1 號’（96.22%）和‘中茶108’（93.78%）的存活率高于對照組，表明施復(fù)合肥能保證茶樹插穗生根過程中需要的養(yǎng)分，可提高茶樹插穗扦插的存活率。

土壤采取深耕處理，扦插30 d 時(shí)‘鄂茶1號’（100%）和‘中茶108’（96.35%）的存活率比對照組高，扦插90 d 時(shí)3 個(gè)品種（‘鄂茶1 號’98.04%、‘靖江1 號’94.46%、‘中茶108’94.56%）的存活率均比對照組高（圖3）。表明深層土壤中營養(yǎng)物質(zhì)較淺層土壤豐富，深耕后將深層的土壤翻至土壤上層，提高了土壤有效肥力，有利于插穗吸收營養(yǎng)物質(zhì)，從而提高了茶樹插穗的存活率。

2.2 不同土壤處理方式對插穗病葉率的影響

圖4 結(jié)果顯示，扦插30 d 未出現(xiàn)病葉，扦插30 d 后開始出現(xiàn)病葉。與對照組比較，‘鄂茶1 號’（16.70%）、‘靖江1 號’（12.98%）和‘中茶108’（41.34%）3 個(gè)品種扦插土壤采取棉隆處理插穗的病葉率均低于對照；‘靖江1號’（18.87%）和‘中茶108’（47.16%）2 個(gè)品種扦插土壤采取威百畝處理的插穗病葉率低于對照，土壤采取石灰氮消毒處理，這兩個(gè)品種（‘靖江1 號’13.45%、‘中茶108’46.59%）插穗的病葉率也都低于對照?？梢?，使用棉隆、威百畝和石灰氮進(jìn)行土壤消毒處理都能在一定程度上降低插穗的病葉率?！醪? 號’插穗僅在棉隆處理的病葉率低于對照，可能與該品種本身原因有關(guān)。綜合插穗存活率和病葉率結(jié)果，土壤采用威百畝消毒處理的效果最好，插穗的存活率高、病葉率低。

圖4 土壤處理對病葉率的影響Figure 4 Effect of soil treatment on disease leaf rate

與對照相比，施用復(fù)合肥處理插穗病葉率降低的是‘靖江1 號’（18.20%）和‘中茶108’（45.43%）2 個(gè)品種（圖4）。結(jié)合存活率，施用復(fù)合肥處理能夠提高‘靖江1 號’和‘中茶108’插穗的存活率，同時(shí)降低這兩個(gè)品種插穗的病葉率。露地土壤中的病蟲害爭光、爭水、爭肥，影響作物的產(chǎn)量。

深耕是有效防止病蟲害的措施之一。扦插90 d 時(shí)，‘鄂茶1 號’（20.05%）、‘靖江1 號’（19.98%）和‘中茶108’（40.25%）3 個(gè)品種插穗的病葉率與對照組相比均有所降低，表明通過深耕有利于降低茶樹扦插插穗的病葉率（圖4）。

2.3 不同土壤處理方式對插穗生根率的影響

結(jié)果如圖5所示。土壤采取棉隆消毒處理中，扦插120 d 時(shí)僅有‘中茶108’的插穗出現(xiàn)生根現(xiàn)象，生根率為16.67%；采取威百畝消毒處理，扦插120 d 時(shí)也僅有‘靖江1 號’的插穗出現(xiàn)生根，生根率為23.33%。表明土壤采用棉隆消毒處理和威百畝消毒處理，分別能夠促進(jìn)‘中茶108’和‘靖江1 號’的插穗生根，而對‘鄂茶1 號’的插穗生根均沒有促進(jìn)作用。

圖5 土壤處理對生根率的影響Figure 5 Effect of soil treatment on rooting rate

采取復(fù)合肥處理的扦插120 d 后，‘鄂茶1號’（6.67%）、‘靖江1 號’（20%）和‘中茶108’（10%）3 個(gè)茶樹品種皆出現(xiàn)生根（圖5）?？梢?，扦插時(shí)施用復(fù)合肥，插穗吸收養(yǎng)分后提高了其存活率，具有一定的抗病蟲害能力，并能有效促進(jìn)茶樹插穗的生根。

深耕處理，‘鄂茶1號’插穗的生根率（25.3%）高于對照（23.3%），但‘靖江1 號’（23.3%）和‘中茶108’（3.3%）均低于對照（36.7%和26.6%），說明深耕僅對‘鄂茶1 號’有促進(jìn)作用，對‘靖江1 號’和‘中茶108’均無促進(jìn)作用（圖5）。

2.4 不同土壤處理方式對插穗3 種酶活性的影響

研究表明，IAAO 能夠氧化內(nèi)源IAA，IAAO 活性越高，IAA 含量越低[12]。采取石灰氮與威百畝處理，‘鄂茶1 號’和‘靖江1 號’扦插30 d 時(shí)IAAO 酶活性均高于對照，而3 個(gè)品種扦插土壤采取棉隆處理的都低于對照，說明土壤采用棉隆處理對促進(jìn)生根效果差；3 種消毒劑處理，‘中茶108’的IAAO酶活性均低于對照，這也能解釋其生根率較低的原因。扦插90 d 時(shí)，采取棉隆和威百畝處理，‘靖江1 號’IAAO 酶活性顯著高于對照，結(jié)果‘靖江1 號’最先生根，其余處理IAAO 酶活性均低于對照。POD 能夠氧化IAA[10]，消除體內(nèi)過多的內(nèi)源IAA。扦插90 d 時(shí)3 種消毒處理方式對應(yīng)插穗的POD 酶都顯著高于對照（圖6）。PPO 酶活性與生根呈正相關(guān)，高含量的PPO 催化IAA 與酚類物質(zhì)形成不定根生成輔助因子“IAA-酚酸復(fù)合物”，促進(jìn)插穗生根[13]。

圖6 不同土壤處理方式對酶活性的影響Figure 6 Effect of different soil treatment methods on enzyme activity

土壤施用復(fù)合肥，‘靖江1 號’與‘中茶108’扦插90 d 時(shí)IAAO 酶活性均高于對照，‘鄂茶1 號’IAAO 酶活性則低于對照，而3 個(gè)品種的POD 和PPO 酶活性則均高于對照。結(jié)合存活率、生根率與病葉率情況，復(fù)合肥處理對‘鄂茶1 號’效果最差，對‘靖江1 號’效果最好。

土壤深耕處理，‘鄂茶1 號’與‘中茶108’的IAAO 酶活性低于對照，POD 酶活性高于對照；PPO酶活性3個(gè)品種均高于對照。（圖6）結(jié)合生根率結(jié)果，土壤深耕處理只對‘鄂茶1 號’存在明顯促進(jìn)作用。

3 討論

3.1 土壤消毒對茶樹露地?zé)o心土扦插的影響

茶樹無心土扦插，土壤采取威百畝和棉隆消毒處理，‘靖江1 號’生根最快，同時(shí)威百畝處理的存活率高、病葉率低、3 種酶活性高，因此使用威百畝對土壤消毒處理效果最好，其次是石灰氮，最后是棉隆。威百畝是二硫代氨基甲酸酯類殺線蟲劑，在土壤中降解成異硫氰酸甲酯發(fā)揮熏蒸作用，從而有效殺滅結(jié)線蟲與雜草等有害生物。石灰氮是常用土壤消毒試劑，具有殺菌滅蟲等作用，適用于酸性土壤，可用于基肥。棉隆是一種廣譜性農(nóng)藥，在土壤中分解成異硫氰酸酯、甲醛、硫化氫等殺滅線蟲。棉隆還能去除馬鈴薯絲核菌等真菌、殺滅地下害蟲以及抑制雜草生長等[14]。本試驗(yàn)使用棉隆進(jìn)行土壤消毒的作用不明顯且效果與對照相比更差，原因可能是棉隆不僅消滅了土壤中有害生物，還消滅了部分有益生物或者對插穗產(chǎn)生一定的毒害。威百畝和石灰氮處理可以有效提高插穗的存活率，降低病葉率?？梢?，對土壤消毒處理在一定程度上對茶樹露地?zé)o心土扦插有正向影響。

3.2 復(fù)合肥對茶樹露地?zé)o心土扦插的影響

本試驗(yàn)結(jié)果表明施用復(fù)合肥處理的效果最好，存活率高、病葉率低且生根速度相對較快。由于土壤的長期使用，部分元素過多積累會(huì)抑制插穗生長，土壤中養(yǎng)分不均易導(dǎo)致插穗產(chǎn)生缺素癥狀。施用復(fù)合肥可緩解土壤養(yǎng)分不足與不均等狀況，改善土壤的環(huán)境，提高土壤中微生物的活性。從插穗存活率和病葉率來看，采取施用復(fù)合肥，插穗的存活率升高，病葉率降低，出現(xiàn)生根。從酶活性變化來看，扦插90 d 時(shí)的‘靖江1 號’與‘中茶108’的IAAO 酶活性均高于對照，POD 和PPO 酶活性3 個(gè)品種均高于對照，有利于插穗生根。表明施用復(fù)合肥對茶樹露地?zé)o心土扦插有正向影響。

3.3 深耕對茶樹露地?zé)o心土扦插的影響

深耕可在一定程度上改變土壤性質(zhì)，疏松土壤，消除雜草和防病蟲害。本試驗(yàn)結(jié)果顯示土壤深耕可降低插穗的病葉率，提高存活率。3 個(gè)品種的病葉率都低于對照，存活率都高于對照，但在生根率方面則只對‘鄂茶1 號’具有正向促進(jìn)作用。整體來看，深耕效果沒有施用復(fù)合肥和土壤消毒處理好，但是在扦插之前對土壤進(jìn)行深耕是有益的。

4 結(jié)論

‘靖江1 號’作為秭歸縣當(dāng)?shù)仄贩N適應(yīng)性更強(qiáng)，扦插表現(xiàn)最好。3 種處理方式都具有正向促進(jìn)作用，其中土壤施用復(fù)合肥處理效果最好，其次是土壤消毒處理，最后是深耕處理。消毒處理中以威百畝的效果最好，其次是石灰氮，最后是棉隆。復(fù)合肥處理對‘靖江1 號’最好，對‘鄂茶1 號’促進(jìn)效果最差。深耕處理在生根率方面僅對‘鄂茶1 號’具有促進(jìn)作用，但均能提高插穗的存活率，降低病葉率。