石元值， 方 丽， 吕闰强

(1 中国农业科学院茶叶研究所， 浙江杭州 310008； 2 绍兴御茶村茶业有限公司， 浙江绍兴 312000 )

树冠微域环境对植物的生长有着显著影响，改善植物树冠环境可提升收获对象的品质[1]。茶树是一种多年生经济作物，获取高品质茶叶是茶叶生产者稳定客户、取得高效益的最佳途径。而茶树树冠的环境特征是影响茶叶生产者取得高品质茶叶原料的关键因素之一。已有研究表明，由于茶树树冠各部位所在方位的不同，茶树树冠的光、温、湿、风等因子也不同，从而导致树冠的微域环境对茶叶的生理生化均产生了相应影响[1]。茶树的树冠微域环境可能对茶叶的碳氮代谢有着较大的影响，而碳氮代谢产物直接影响着茶叶的品质。已有研究表明，高山出好茶缘于低温、高湿、弱光照等气候特点，而平地茶园的夏秋季茶却常常由于连续的高温、低湿干热、强光环境而不利于茶叶品质的形成[1-5]，这可能是外界环境的不同改变了茶树体内碳氮代谢所致。Ruan等[6]认为，表征茶叶品质的茶多酚与氨基酸含量可分别作为茶树碳库与氮库的重要数量表征。在茶叶生产特别是日本蒸青茶生产中常采用遮阳网遮荫来提升茶叶品质。已有的研究表明，遮荫是提升夏秋茶品质的有效方法之一，夏季对茶树进行适度遮荫有利于茶叶品质的提高[7-13]，因此改善茶树树冠微域环境可能是提升茶叶品质的有效途径之一。然而不同类型遮阳网对茶树树冠面微域环境影响的报道很少，已有研究表明不同遮荫度对茶叶品质的影响效果差异较大[14]。本文根据不同类型遮阳网对光与热等的阻隔能力差异，选取了三种不同类型遮阳网，采用直接覆盖在树冠上的方法，来改变茶树树冠微域环境，以探究不同树冠微域环境条件下，茶树的碳氮代谢变化及茶叶品质的差异，从而为茶叶生产者在改善茶叶品质特别是夏秋茶品质方面提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验设计

1.2 样品采集与测定

试验共采样三次，分别在晚春茶(5月11日)、夏茶(7月1日)、秋茶(8月29日)，采摘标准均为一芽四叶新梢样，各小区单独计产并采集样品。

茶树树冠面微域环境光照强度、温度及空气湿度等的测定：选择晴天在8：00、 10：00、 12：00、 14：00和16：00分别测定不同遮阳网处理茶树树冠面的光照强度、气温等的变化，测定时间为5月10日、 6月27日、 8月27日。

不同树冠微域环境参数测定：采用Li-6400型光合作用测定仪测定各种覆盖处理的茶树叶片温度变化、光响应曲线、光合速率等参数，测定时间为5月10日、 6月27日、 8月27日；用叶绿素测定仪测定芽梢第三叶的叶绿素含量，测定时间为5月11日、 7月1日、 8月29日。

茶叶生化成分含量分析：新梢氨基酸组分采用Sykam S433D型氨基酸自动分析仪分析；儿茶素组分采用液相色谱法分析；新梢中总氮采用Vario MAX CN型碳氮分析仪分析；新梢中的磷、钾等矿质元素采用iCAP6300DUO型电感耦合等离子体发射光谱仪分析。

儿茶素品质指数参照阮宇成(1964)[15]提出的经验公式计算；儿茶素苦涩味指数参照施兆鹏等[16]提出的经验公式计算。

采用SPSS 统计分析软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 覆盖不同遮阳网后微域环境的光照强度、温度及空气湿度等因子的日变化

从早上8时到下午18时茶树树冠面环境空气温度和叶表面温度均表现为先增加后降低，其中环境空气温度12时最高，叶面温度最高值出现时间受不同覆盖处理影响(表2、 表3)。覆盖遮阳网能降低茶树树冠面环境空气温度，其中覆盖隔热网降温效果最好，测定的各时间点均处于最低值，降温幅度最高可达3.1℃。覆盖银色网在早晚有较好的降温效果，降温幅度可达1.6℃，但在12时、14时和16时未有明显的降温效果。而覆盖黑网后早晨的树冠面空气温度与叶片温度却显著高于其他各处理，且随着外界温度的升高，黑网下的两种温度比不覆盖有明显的波动现象，这可能与黑色的吸热贮热特性有关。不同覆盖处理对叶表面温度的影响较对环境空气温度影响弱，其中覆盖隔热网处理在8时、10时和12时有较好的降温效果，10时的降温效果最好，达3.8℃，但午后茶树叶表温度未见降低。覆盖银色网在上午8时和10时能显著的降低叶表温度。覆盖黑色网增加了早上8时叶表温度，降低了10时、12时和14时的叶表温度，对16时和18时没有显著影响，即黑膜处理下茶叶叶表温度日差距缩小。不同类型遮阳网在降低树冠面环境空气温度效果方面表现为隔热网>银色网>普通黑网；在降低叶片表面温度效果方面却表现为隔热网>普通黑网>银色网。银色网与普通黑网对树冠面空气温度与叶表面温度影响的反差可能是由于银色网与黑色网的厚薄差异所致，黑色网虽然在吸收太阳能方面较银色网强，但黑色网明显厚于银色网，较薄的银色网在阻隔外部热空气对直接接触网布的新梢叶表面热量传递能力就显著弱于黑色遮阳网。

表2 覆盖不同类型遮阳网对树冠面环境空气温度的影响(℃，8月27日测定，晴天)

表3 覆盖不同类型遮阳网对树冠面叶表面温度的影响(℃，8月27日测定，晴天)

茶树覆盖不同类型遮阳网后，树冠面的环境湿度发生了显著变化(表4)，其中隔热网覆盖下树冠面空气湿度显著高于普通黑色网、银色网及不覆盖处理，这种变化在上午表现较明显，到下午2点后趋于一致。

在高温季节覆盖不同类型遮阳网后茶树树冠面的湿度得到了不同程度提高，而树冠面的空气温度、叶片温度及光照强度均得到了不同程度降低，因此可认为覆盖改善了茶树树冠面的小气候环境，这可能是覆盖能提升茶叶品质的主要原因。

从图1可看出，春、夏、秋三季茶树在覆盖不同类型遮阳网，特别是普通黑色网与隔热网后，当年生成熟叶片光饱和点与补偿点均得到了不同程度的降低，遮荫使茶树的生长环境更趋符合茶树喜弱光照特性。由于覆盖不同类型遮阳网后，茶树树冠面的光强均得到了不同程度的降低，茶树净光合速率与不覆盖处理相比也表现出显著的降低趋势，其中黑网覆盖处理与不覆盖处理在中午12点左右的光合速率均出现一个低谷，表现出了“午睡”的现象，而银色网与隔热网覆盖处理没有表现出“午睡”现象；覆盖后茶树叶片胞间二氧化碳浓度较不覆盖表现出升高的趋势，其中以隔热网处理为最高；自十点开始，覆盖处理降低了茶树的蒸腾作用，但黑网覆盖表现出了与不覆盖相类似的趋势。(图2)。

表4 覆盖不同类型遮阳网对树冠面环境空气相对湿度的影响(%，8月27日测定，晴天)

图1 不同类型遮阳网覆盖下茶树的光饱和点与光补偿点Fig.1 The light saturation point and the compensation point of teatree covered with different shelter nets

图2 8月27日茶树最上层成熟叶光合速率等参数Fig.2 The photosynthetic parameter on the upper maturate leaves measured in different time on August 27

2.2 覆盖不同类型遮阳网后对各季茶鲜叶品质的影响

2.2.1 对各季茶树鲜叶叶绿素含量的影响 覆盖不同类型遮阳网十天后对各季茶新梢第三叶的叶绿素含量进行了测定，结果表明(表6)，与不覆盖处理相比，覆盖不同类型遮阳网后，春茶后期新梢第三叶的叶绿素含量仅隔热网处理有显著增加，其他两种网覆盖后叶绿素含量变化并不显著；夏茶经不同类型遮阳网覆盖后茶新梢第三叶的叶绿素含量均有不同程度提高，但仅隔热网的增高幅度达到显著水平；秋茶覆盖后叶绿素含量都有不同程度增加，其中黑色网与隔热网的叶绿素含量增加幅度都达到了显著水平。因此可认为同时调控茶树树冠面的温度与光照强度等参数能使茶树鲜叶的颜色更绿。已有研究结果表明[17-18]，叶绿素是光合作用的启动者，叶绿素含量越高，光合作用越强。本文中黑色网与隔热网处理后的茶树叶片叶绿素含量升高，但光合速率反而降低可能主要是覆盖后光强降低幅度较大所致。

表6 覆盖不同类型遮阳网后茶新梢第三叶的叶绿素含量(SPAD值)

2.2.2 各季茶树鲜叶中碳、氮、C/N、磷、钾等含量变化 树冠微域环境的变化不但影响了茶树的碳氮代谢，也影响了茶树对部分重要养分元素的吸收。从表7可看出，采用不同类型遮阳网覆盖后，茶树新梢中总碳含量及C/N均出现了不同程度下降，而氮、磷、钾等养分元素含量则均表现出不同程度增加趋势，三种遮阳网中以隔热网对茶叶新梢中碳、氮、C/N、磷、钾含量影响最大。在夏茶、秋茶期间的变化幅度均达到了极显著水平。相同处理的不同季节茶鲜叶中总碳、C/N表现为春茶<夏茶<秋茶的趋势，其中C/N的这种季节间变化达到了极显著水平。相同处理的不同季节茶鲜叶总氮含量则表现出春茶>夏茶>秋茶的显著递减趋势，而磷、钾则表现为春茶>夏秋茶的趋势，夏秋茶之间则变化不显著。

表7 覆盖不同类型遮阳网后茶新梢中总碳、氮、C/N、磷、钾等含量的变化

不同类型遮阳网覆盖对茶鲜叶中钙、镁、铁、锰、铜、锌等含量影响并不明显(表8)。春季后期覆盖促进了茶树对铁与铜元素含量的吸收，秋季覆盖则促进了茶树对镁、铜、 锌元素的吸收，夏季覆盖均没有显著性影响。

2.2.3 各季茶鲜叶中茶多酚与氨基酸总量的变化 表9表明，春茶后期、夏茶及秋茶新梢经过不同类型遮阳网覆盖后，其茶多酚含量与游离氨基酸总量均发生了较大变化，其中茶树新梢中茶多酚含量为隔热网处理<黑色网处理<银色网处理<不覆盖处理的变化趋势，其中隔热网覆盖后茶树新梢中茶多酚含量显著低于不覆盖处理与银色网覆盖处理，其变化趋势与总碳变化基本一致。覆盖后茶树新梢中游离氨基酸总量表现出与茶多酚相反的变化趋势：隔热网处理>黑色网处理>银色网处理>不覆盖处理，隔热网、黑色网覆盖后新梢中氨基酸含量与不覆盖处理相比，其增幅达到了显著水平。其变化趋势与总氮变化相一致。因此茶树在春季后期及夏秋季通过遮荫覆盖后，茶叶新梢品质得到了一定程度的改善，这可能与覆盖后茶树树冠面的小环境改变而改善了茶树体内的碳氮代谢平衡有关，特别是夏秋茶，通过隔热网覆盖后营造了一个较不覆盖处理更适合茶叶品质形成的芽梢生长环境。覆盖隔热网后茶树树冠面温度与光照强度降低，使得茶树体内碳代谢得到了一定的抑制，氮代谢得到了一定的加强，茶树体内茶氨酸等氨基酸合成增加所致。

表8 应用不同类型遮阳网覆盖后茶树新梢中钙、镁及铁、锰等微量元素的含量

表9 覆盖不同类型遮阳网后各季茶鲜叶中茶多酚与氨基酸总量的变化(%)

2.2.4 各季茶鲜叶中儿茶素组分的变化 覆盖不同类型遮阳网十天后，测定各季茶鲜叶儿茶素各组分含量，结果表明(表10)，茶鲜叶中儿茶素总量均表现出不同程度降低，其变化趋势与茶多酚总量及总碳含量变化相一致，这结果也与前人的研究结果相一致[5-8，10，14]。其中以隔热网覆盖后茶新梢中儿茶素总量降低程度最显著，而且其咖啡碱含量与儿茶素组分品质指数最高，苦涩味指数最低。这进一步表明，在高温季节对茶树进行遮荫覆盖，尤其是采用隔热网进行遮荫覆盖来改善茶园树冠微域环境，能显著提高茶鲜叶的品质。

表10 覆盖不同类型遮阳网后茶鲜叶中的儿茶素的变化

2.2.5 各季茶鲜叶中氨基酸组分含量变化 覆盖不同类型遮阳网后,茶鲜叶中氨基酸组分变化趋势与总氮含量趋势相一致，茶树新梢中主要氨基酸组分如茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等均表现出增加趋势，而且这种增加趋势表现出了隔热网>黑色网>银色网>不覆盖的趋势，与不覆盖CK相比，隔热网处理的增加幅度达到了显著差异水平(表11)。从不同茶季看，覆盖对春茶后期茶叶品质的提升效果明显优于夏秋季，秋季又略优于夏季。春季后期覆盖后，黑色网与隔热网覆盖后氨基酸含量均显著高于不覆盖处理，但夏秋茶则只有隔热网的氨基酸增加幅度达到了显著水平。说明在高温季节调控茶树树冠面微域环境的光与热能等参数能显著影响茶叶品质。

3 讨论与结论

本研究结果表明，通过遮荫覆盖方式调控树冠微域环境，可对茶树生理代谢(如碳氮代谢、主要营养元素吸收、氨基酸儿茶素合成等)产生显著影响。覆盖不同类型遮阳网后，茶树树冠面的光、温度及空气湿度等微域环境因子发生了不同程度改变，促使茶树树体的光合生理等发生了变化。前人研究结果表明，气象条件等环境因子对茶树生育影响十分明显，其中光、热、水等气象因子对茶树生育影响尤为明显[19]。可见光是茶树进行光合作用制造有机物质的主要光源。但光照过强会对植物产生光抑制，导致植物光合作用下降，暗呼吸、光呼吸增强。在可见光中，植物在红光下的光合速率高于蓝、紫光，红光能促进碳水化合物的形成，利于茶多酚的形成，而蓝、紫光则促进氨基酸、蛋白质及含氮芳香物质的形成。高温促进新梢嫩茎木质部发育，嫩叶展开和增大增厚也越快，嫩叶转绿加快，对夹叶发生量增加，茶树碳代谢增强，多酚类物质增加，茶树氮代谢减弱，茶氨酸和氨基酸总量下降，茶滋味变苦涩，品质下降。

表11 不同季节茶树用不同类型遮阳网覆盖后茶鲜叶中氨基酸组分的变化

不同类型遮阳网在改变茶树树冠微域环境方面效果不一，隔热网在高温季节覆盖能形成一个相对适宜茶树新梢生长的树冠微域环境，从而改善了茶树碳氮代谢平衡，提高了茶鲜叶的品质。隔热网的主要功能之一是阻隔波长较长的红光、红外光等长波光透过，并且降低茶树树冠面的环境温度，因此经过隔热网覆盖后，可能使网下茶树树冠面的光质中以蓝紫光等短波为主的可见光比例明显高于其他网，从而使茶树的碳代谢受到一定抑制，而氮代谢得到一定的强化，新梢品质明显提升。黑色遮阳网可能也具有同样功能，但由于黑色网本身的黑色具有吸热作用，其阻隔红光及红外光等长波光透过效果没有隔热网效果好，在降低树冠面环境温度方面效果差于隔热网；银色网较薄，透光率明显高于其他两种网，在阻隔红光、红外光等长波段光质透过及隔热方面的效果明显差于黑色遮阳网与隔热网，这可能是银色网的遮荫提质效果没有其他两种网好的主要原因。

通过遮荫覆盖以改善茶树碳氮代谢等生理活动，提高茶鲜叶品质的研究结果可在解决当前夏秋茶效益不高、利用率低、逆境频发的生产实际问题中发挥作用。由于夏秋茶品质普遍差于春茶，夏秋茶的价格也相对较低，我国的茶叶生产出现了只采春茶不采夏秋茶的现象，这造成了茶树的利用率低，如何提高夏秋茶的利用率是我国茶叶行业需要考虑的一个问题。同时，近年来我国各茶区高温干旱的天气时有发生，如何在高温干旱条件下提升茶树的抗逆能力，也成了茶叶生产者普遍关注的问题。而通过遮荫覆盖来调控适宜的茶树树冠微域环境是解决上述问题的有效方法之一。

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