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叶面肥对茶籽苗生长以及根系茶氨酸含量的调节

2019-06-25胡长玉叶玉娟马寅集马雪泷房江育

茶业通报 2019年2期
关键词:茶苗主根叶面肥

胡长玉 ,叶玉娟 ,马寅集 ,马雪泷 ,房江育

(1.黄山学院生命与环境科学学院,安徽黄山 245041;2.安徽省祁门红茶发展有限公司,安徽祁门245600)

茶树为双子叶植物,其种子中肥厚的两片子叶里面积累有丰富的营养物质,供给茶籽萌发时期和幼苗早期生长阶段对养分的需要[1]。在生产实践中茶树实生苗在苗期是不需要人为补充肥料的。随着科学界揭示茶树根系为体内茶氨酸等氨基酸的合成部位[2],因而人们可以通过气雾栽培等措施不断获取茶苗根系,使其成为获取茶氨酸等天然产物的重要原料[3]。为了使得茶籽苗在气雾栽培前的剪根环节获得更多的氨基酸,对茶籽苗喷施N、PK、NPK三种叶面肥,比较茶苗生长以及根系中的氨基酸含量差异。本结果也将为气雾栽培叶面肥的喷施具有指导意义。

1 材料与方法

1.1 茶籽萌发与栽培

将成熟的鸠坑品种茶树种子保存于实验室7~13oC,相对湿度40~50%环境条件下,次年3月20~23日后在室内用自来水浸泡,每天清洗种子2次,大约15d后将沉入水底、种皮开裂的茶树种子取出,按照行距10cm/株,播种于大棚里面的珍珠岩中(图1)。每天观察珍珠岩的湿度,必要时喷水:以珍珠岩抓在手中捏成团,伸手即散开为喷水标准。5月5~8日后茶苗陆续破土。从6月5日~7月24日前期的40d中,每周喷施一次叶面肥共喷 5次,以喷自来水为对照。叶面肥有3种:N肥为0.1%尿素,PK肥为0.2%KH2PO3,NPK肥为单周喷0.1%尿素和双周喷0.2%KH2PO3。

1.2 茶苗生长测量与生化指标测定

将茶苗从珍珠岩中挖出,每个处理随机取40株,用自来水洗净根上的珍珠岩,用吸水纸快速吸下表面水分,称苗重和根重(根重以10株为一个试验单位称量),计数叶片数,测量地上高、最大叶片的长和宽、主根长;用Dualex便携式植物多酚-叶绿素仪(法国Force-A公司)测定第三片叶片中叶绿素含量、茶多酚含量以及N平衡指数。用多功能酶标仪(奥地利Spectra Max i3x)测定茶苗根系中的游离氨基酸总量[4]。根系中茶氨酸含量参照国标用HPLC(大连依利特分析仪器有限公司3100高效液相色谱仪)法测定[5],色谱柱为依利特 AAK氨基酸专用柱。用SPSS20.0对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

观察各处理下茶苗的形态(图1),可以看出叶面肥对茶苗早期的生长具有促进作用,表现在茶苗普遍增高,叶片增多,变大,根系更加发达。除了N肥处理下根系色泽有褐化外,其余处理和对照的根系皆为纯白色。

图1 喷施叶面肥后的茶苗(从左往右:左1,对照;左2,N肥;左3,PK肥;左4:NPK肥)

除根重在各个处理中没有差异外(根重显著性水平p=0.58),茶籽苗其余8个指标在不同处理之间的差异均达到显著或极显著水平(p<0.5或0.1)。由此,必须通过多重比较进一步了解究竟哪些处理之间有差异。

对需要进一步分析的8个指标进行方差齐性检验后,有4个指标包括苗重、地上高、最大叶片和多酚含量等在各处理中的显著性p<0.1,表明不同处理之间的方差不齐,因此选择“Tamhane's T2(M)”方法进行两两比较[6];而另外4个指标包括叶片数、根长、叶绿素含量和N平衡指数的方差检验结果是齐性(p>0.1),所以选择”S-N-K”方法比较各处理均值[6]。

与不施肥的茶籽苗相比,喷施N肥和NPK叶面肥能够显著或极显著地增加苗重(见表1):N肥苗重提高28.91%,NPK肥苗重则提高64.84%,而喷PK肥后苗重虽然略有提高,却未达到显著水平;由于叶面肥喷施后茶苗根重方差分析不显著,所以不同处理之间根重的不同源于个体间的误差。喷施叶面肥后主根长度受到抑制,比对照缩短7.96%~12.47%。喷施PK肥后茶苗地上高度保持不变,而N肥和NPK处理均极显著地促进了茶苗地上部的生长,苗高分别是对照的1.27倍和1.42倍;与此类似的趋势还有叶片数,N肥处理展叶数是对照的1.13倍,NPK处理是对照的1.19倍,而PK肥的影响不显著。此外,喷施3种叶面肥后茶苗最大叶片的面积都有增加,均达到极显著水平,其中PK肥增加41.03%,N肥增加51.17%,而NPK增加达到95.81%。

表1还表明,3种叶面肥不同程度地提高了茶苗叶片中叶绿素的含量,显著降低叶片中的茶多酚含量,从而有效地提高植株的N平衡指标,它是叶绿素含量与茶多酚含量的比值。对N平衡指标按照从小到大的排序分别为PK肥处理,其叶绿素含量是对照的0.64倍,茶多酚含量仅为对照的82.22%,N平衡指数是对照的1.39倍;其次为NPK处理,其叶片中叶绿素含量是对照的1.32倍,茶多酚含量是对照的82.31%,NN平衡指标是对照的2.17倍;效果最明显的是N肥处理,其叶绿素含量是对照的1.82倍,茶多酚含量仅仅是对照的70.08%,N平衡指数是对照的2.17倍。

与对照相比,3种叶面肥中PK肥有降低根系氨基酸含量的趋势,而N肥和NPK综合处理能够有效提高茶苗根系中游离氨基酸含量和茶氨酸含量(见表2)。在游离氨基酸总量的增加中可以发现,N肥对主根的作用大于NPK肥,而NPK肥料对侧根的作用大于主根,前者使主根中的游离氨基酸总量提高87.04%,后者使侧根中的游离氨基酸总量提高1.04倍。从茶苗整个根系中游离氨基酸总量来看,NPK综合施肥的效果显著,提高了88.99%,N肥次之,提高了42.73%。从茶氨酸含量来看,无论是主根还是侧根,NPK综合肥料的促进作用均大于N肥单独处理:前者使得根系中茶氨酸增加1.01倍,后者仅仅增加9.38%。由此可见,N肥对游离氨基酸含量的贡献是促进多种氨基酸的合成,而NPK综合喷施主要是促进了根系中茶氨酸的合成。

表1 三种叶面肥处理后茶苗生长及其相关指标的测定

表2 三种叶面肥处理后茶苗根系中氨基酸含量

3 讨论与结论

尽管茶籽苗能够依靠两片肥厚的子叶完成早期幼苗的生长,但是外源喷施叶面肥,能够在一定程度上促进它们更快地生长。三种叶面肥均能促进茶苗的生长,只是在程度上有差异,综合各指标的情况,NPK综合喷施肥效最明显,其次为N肥,PK肥的作用相对较弱,说明N、P、K三种元素在茶苗早期生长中均具有正向调节,N元素喷施后,与生长速度有明显正相关,P和K与生长速度正相关性相对较弱。而N、P、K三种元素组合后具有显著的协同效应,这与这三种元素对植物的一般生理作用是一致的[7]。叶面肥对茶苗地上部生长的促进作用比对根系更加明显。叶面肥对茶苗根系生长的调节表现为不影响根重,但限制主根的伸长,由此推断NPK叶面肥可能增加生根量或者促进根系变粗,具体是哪种方式有待进一步确认。由于喷施NPK后茶苗鲜重增加,但根系鲜重不变,所以该生物量源自于肥料对地上部的生长有促进。通过实地测量发现,苗重与地上部高度、叶片数量以及最大叶片面积均呈现正相关关系,相关系数分别为0.774、0.847和0.983。因此,叶面肥对苗期叶片的生长具有显著的促进作用,其中最大叶片叶面积能够灵敏地反映茶苗生长状况。此外,叶面肥极大地促进叶片中叶绿素合成,显著降低多酚的含量,从而有效提高 N平衡指数。

叶面肥对根系的生长调节没有地上部那么明显和全面。从根量和色泽来看,叶面仅仅喷施N肥将不利于茶苗根系的生长。而NPK综合喷施后能够使茶苗根系保持洁白的色泽,表现出健康的状态。然而,叶面肥深刻地影响着茶苗地下部根系中氨基酸的含量。N肥表现出对根系尤其是主根中各类氨基酸的全面增加,PK肥对根系氨基酸有负向调节,但在与N肥共同作用下,NPK三种元素对根系中茶氨酸等氨基酸的合成显著提高,显示出这三种元素对茶苗根系茶氨酸等氨基酸的协同作用。

此外,本试验中茶苗主根和侧根中无论是游离氨基酸总量还是茶氨酸含量,皆为主根要高于侧根。这与一些研究不完全一致[8]。究其原因,可能与不同试验采取的样品的生长阶段有关系。大部分研究者都以三年生以上的茶苗或者茶树为研究对象,而本试验采集的样品处于种子刚刚萌发后的幼苗,还带着子叶,作为幼苗的重要器官,主根尚处于生长旺盛阶段,其吸收与合成作用尚不能完全由侧根取代而担任,因此有较高的氨基酸含量。

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