龙文聪 于嘉欣 肖析蒙 刘君艺 王永康周 剑 徐晓东 杨瑶君

（1.乐山师范学院，竹类病虫防控与资源开发四川省重点实验室，四川 乐山 614000；2.中国移动通讯集团四川有限公司广元分公司，四川 广元 628000；3.中国移动（成都）产业研究院，四川 成都 610000）

2018 年，浙江安吉黄杜村向广元市青川县沙洲镇青坪村捐赠540 万株“白叶一号”茶苗，在广元青川形成了1517 亩“白叶一号”茶叶园区，也是四川最大的扶贫茶基地[1-2]。“白叶一号”首次引入四川广元青川县栽培，青川地区海拔高，昼夜温差大，“高山地薄”[3]，再加该品种本身抗旱性弱[4]，导致茶苗根系发育不良，生长受到了影响。国内外关于促进茶树根系生长、改善其生长发育已有大量研究，如施肥[5-6]、修剪[7]、添加外源物[8-9]等，但这些措施人工成本高、劳动强度大还容易污染环境。根系是植物生长发育的基础，不同层次根系对作物营养生长及产量形成具有显著影响[10-11]。根际环境是根系生长发育、吸收水分营养物质和进行新陈代谢的场所[12-14]，但根际生态平衡却屡屡因为农药化肥土壤盐化碱化[15]而遭到破坏，这直接影响了植物的生长发育[16]。

基于竹纤维高分子材料的根际微生态促生体系（简称竹纤维根际促生体系）主要由竹纤维高分子材料、与竹纤维共生的微生物功能菌群和植物根际三者组成，笔者项目组前期大量试验结果表明，该系统可以调节作物根际微生态，促进植株的生长发育。龙文聪[17]等研究发现其能显著提升石榴果树土壤微生物含量，改善土壤生物活性；成思轩[18]等研究发现其能明显改善土壤微环境，促进雷竹笋生长；付春、赵铭阳[19-20]等实验结果表明其能使柑橘土壤层含水量增加39.10%、大蒜根重增加158.90%、番茄根系活力提升120.30%；肖开兴[21]等前期研究发现其能使茶叶茶多酚增加11.00%。尚未见有关竹纤维根际促生体系对茶树根系及营养生长作用的研究报道。

本文采用大区对比和定点观察试验方法，主要探讨以下三个问题：（1）竹纤维根际促生体系对“白叶一号”叶片生长的影响；（2）对茶园土壤养分的影响；（3）对“白叶一号”根系发育的影响，以期为竹纤维根际促生体系在茶树上的促根促生作用提供理论支撑和适用技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于四川省广元青川县沙洲镇浙川共建茶叶基地，平均海拔1 104 m，属亚热带湿润季风气候，年平均气温16.1℃，年降水量800~1 000 mm。土质黄壤，pH5.0，有机质11.22g/kg，碱解氮45.92mg/kg，有效磷17.10 mg/kg，速效钾174.86 mg/kg，肥力偏低。

1.2 试验材料

供试“白叶一号”幼苗为1 年生茶苗，于2022年3 月23 日移栽，株行距0.25 m×1.2 m，每穴种2 株，每亩茶苗3 000 株左右；供试竹纤维高分子菌肥，由竹类病虫防控与资源开发四川省重点实验室提供，由竹纤维高分子材料、贝莱斯芽孢杆菌、棕色固氮菌等多种功能菌组成，有效活菌数≥5×108/g，吸水倍数＞50 倍，有机质≥60%。

1.3 试验处理

试验地选择肥力、光照均匀的茶园基地进行，分为2 个组，以当地常规大田施肥为对照组CK，处理组T 为常规施肥＋竹纤维高分子菌肥，每处理重复3 次，每处理面积0.56 hm2，大区面积共3.33 hm2。常规施肥管理：有机肥3 750 kg/hm2作基肥于3 月中下旬条播施入，复合肥75 kg/hm2分别在春、夏、秋各打穴追肥一次；竹纤维高分子菌肥165 kg/hm2，每株7 g，兑水稀释50 倍穴施，所有处理在同一天完成。2022 年4 月22 日和7 月8 日（处理后30 天和100 天），于试验大区每个处理组选取健壮、长势一致的茶树8 株在根系附近采集5~20 cm 耕层土壤，去除土壤中的可见动植物残体及石块等自然风干，过40 目筛后混合备用；叶片于植株东南西北4 个方向采摘8 片，取回后冰箱低温保存备用。

1.4 检测方法

植株叶片叶绿素采用HED-YD 便携式叶绿素荧光仪测定，叶片全氮采用凯氏定氮法测定，全磷采用钒钼黄比色法测定，全钾采用原子吸收分光光度法测定；土壤有机质采用重铬酸钾容量法，碱解氮采用碱解扩散法测定，有效磷采用碳酸氢钠浸提、钼锑抗比色法测定，速效钾采用原子吸收分光光度计测定；植株根系活力采用TTC 法测定。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2016、SPSS23.0 软件进行数据处理与方差分析，表中数据均以“平均数±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 叶片生长及营养元素变化

由图1 可以看出，与处理组相比，对照组茶树新生叶叶缘枯死现象严重（图1A），而处理组（图1B）新生叶缘枯死数量大幅减少，叶片表现为舒展挺立，其新生叶和新发芽数量较对照组有显著增加；处理100 d 后，两种处理下叶缘枯死量均大幅减少，但对照组茶苗叶片依旧呈白化状（图1C），处理组植株生长更加旺盛，叶色转绿，发育状态有了极大改善（图1D）。观察两种处理下的植株叶片生长情况可以看出，竹纤维根际促生体系处理下可缓解“白叶一号”茶树叶缘枯死、新叶数量少、新发芽数少等不良性状，显著改善其生长情况。

图1 植株长势差异

在叶片生长指标方面（表1），处理组30 d 后叶缘枯死数较对照组降低了92.99%，新生叶片数和新发芽数则分别提升了32.05%和18.46%，其中叶缘枯死数和新生叶片数组间差异极显著（P<0.01），在茶苗生长100 d 后叶缘枯死现象有所缓解，处理组较对照组下降了83.72%，新生叶片数和发芽数则增加了52.51%和31.25%，组间均为显著差异（P<0.05）；而在叶片营养元素变化方面，处理组30 d后“白叶一号”叶片营养元素除全氮外均高于对照组，其中叶片全磷、全钾、叶绿素分别提高了16.10%、38.33%和1.53%，叶片全氮则较对照组降低了3.94%，但组间差异不显著（P>0.05），而处理组100 d 后“白叶一号”叶片全氮全磷全钾叶绿素较对照组均有一定的上升，增幅分别为15.93%、64.82%、8.27%和31.40%，组间差异显著（P<0.05）。试验结果表明，随着生长周期的推移，处理组叶缘枯死数减少，而新生叶片数、新发芽数增加，生长状况较对照组有了显著改善，其中叶片全氮、全磷、全钾和叶绿素含量均较对照组有所增加，这也显示竹纤维根际促生体系处理下“白叶一号”植株营养供应充足，植株光合作用增强，有助于加强茶树叶片及植株的生长。

表1 竹纤维根际促生体系下“白叶一号”叶片生长及营养元素的变化

2.2 土壤养分的变化

由表2 可以看出，处理组30 d 后土壤养分含量均高于对照组，其中土壤中碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量较对照组分别提高了49.75%、175.20%、16.47%和14.61%，组间差异显著（P<0.05），而处理组100 d 后土壤中碱解氮和有机质含量较对照组增加了6.18%和25.95%，土壤有效磷和速效钾含量却下降了20.33%和37.19%，这可能与处理组叶片全磷和全钾含量升高有关，茶树在生长过程中从土壤中汲取了更多的养分，因此处理组土壤养分明显降低，而植株叶片养分则有所升高。试验结果表明，竹纤维根际促生体系对于提升土壤养分有促进作用。

表2 竹纤维根际促生体系下茶园土壤养分的变化

2.3 “白叶一号”根系生长势和根系活力的变化

由图2 可以看出，处理100 d 后，与对照组比较，处理组“白叶一号”茶苗根系数量（图3B）显著高于对照组（图3A），新生根数量增加，根系数量与根系面积也显著高于对照组。观察两种处理下植株根系生长情况可以看出，竹纤维根际促生体系可显著促进“白叶一号”植株根系生长，主根和一级侧根数量显著提升，根系生长更快，“白叶一号”生长发育越茁壮。

图2 植株根系差异（左为对照组，右为处理组）

由表3 可知，“白叶一号”茶树主根长度、一级侧根数、根尖数、根系总吸收面积、活跃吸收面积和根系活力均随生长周期呈逐渐增加的趋势，其中处理组根系生长势和根系活力均显著高于对照组（P<0.05），30 d 后其“白叶一号”主根长度、一级侧根数、根尖数、根系总吸收面积、活跃吸收面积和根系活力分别较对照组提高33.33%、66.30%、262.74%、26.74%、27.78%和57.48%，而处理组100 d后根系各项指标较T1 增幅分别为61.54%、66.88%、161.76%、12.50%、42.86%和58.20%，其中根尖数和根系活力呈极显著水平（P<0.01)。试验结果表明，竹纤维根际促生体系处理下“白叶一号”植株主根长度、一级侧根、根尖数快速增加，根系总吸收面积、活跃吸收面积和根系活力也随之提升，有利于“白叶一号”茶苗的根系生长势。

表3 竹纤维根际促生体系下“白叶一号”根系生长势和根系活力的变化

3 结论与讨论

本文研究了由竹纤维高分子材料与竹纤维共生的微生物功能菌群和植物根际构建的根际微生态促生体系对广元青川“白叶一号”茶苗的促生作用，竹纤维根际促生体系中含有的竹纤维高分子材料能迅速固定水分，水分持续供给微生物与根系，这能为茶树根系生长提供高湿度环境和碳源，而茶叶根系具有向肥性、向湿性[22]，从而促进茶苗根系大量生长。根系是否旺盛直接影响茶树的生长情况，而植株根系形态与其对养分和水分的吸收能力则有着密切的关系[23]，竹纤维根际促生体系处理下，“白叶一号”茶树植株吸收根与运输根的快速生长有利于增大根表面积与土壤养分及水分的接触[24]，吸收水分和营养物质的能力也就越强，则更有利于“白叶一号”茶苗的生长。

茶苗在生长前期需要大量的养分[25]，与对照组相比，竹纤维根际促生体系中含有的大量功能菌以竹纤维为培养基大量繁殖参与了土壤活性调控，不仅可加速土壤有机质矿化分解还分泌多肽、多糖从而提升土壤速效养分与肥力，土壤性质得到了明显改善，在提高茶树根系活力的同时还增强了茶树与根际微环境间的联系，增加茶树对营养的汲取，这与王玉娟、Upadhyaya[26-27]等研究结果相似，而随着茶苗生长，其生长发育需要的肥效持续增大，所以较对照组更能促进“白叶一号”茶树生长。

土壤养分的平稳供应也有利于提高茶树叶片的叶绿素含量，进而促进茶树的光合作用和营养物质的积累，这与邓敏、Ruan[28-29]等的研究结果一致，叶片叶绿素含量又与植物光合能力密切相关，叶绿素起到了吸收和传递光能的作用[30]，还能反应植株叶片氮素的供给状况，竹纤维根际促生体系作用下，处理组30 d 后“白叶一号”叶片全氮含量较对照组有所降低，这可能与处理组新叶数量大量增加有关，符合“报酬递减率”[31]，而随着植株生长，100 d 后处理组叶片全氮、全磷、全钾和叶绿素含量均较对照组有所增加，光合作用增强，其叶绿素含量也更高[32]，这也证实了处理组植株营养供应充足，在提高茶树叶片氮磷钾的含量的同时能更好的促进芽叶萌发和新叶伸长，发芽多，新叶数越多，植株生长更茂盛，这与罗凡[33]等的研究结果相似。

本研究结果与现有的采用滴灌、遮荫、气雾栽培等研究结果相比有所不同。杨清霖[34]等采用滴灌技术显著改善了幼龄茶树“白叶一号”生长状态，但设备损耗增加了成本；娄艳华[35]等采用气雾栽培能使茶树根系平均活力达到116.87 μg/g·h，提升了根系吸收能力和生长势，但气雾栽培不适用大面积茶园；焦海珍[36]等采用物理遮光的方法发现茶树新发吸收根和一级侧根增加32.83%和22.98%，孙立涛[37]等则发现地表覆盖下茶树水分利用率提高43%、茶叶产量增加12%，但都增加了人工成本；在本研究中，竹纤维高分子材料起到微型水库和养分贮存的作用，不仅提供水分还可以为植物根系和微生物菌群提供碳源等，最终被微生物利用和降解，茶树叶片营养元素、土壤养分含量、根系生长势都能提升至极显著水平，达到促生增效又可省工省时省肥，对新建茶园种苗促生具有显著效果。

本研究探索了竹纤维根际促生体系对“白叶一号”茶苗的促生效果，定点观察发现该促生体系能够缓解茶苗叶片皱缩等生长不良情况。竹纤维根际促生体系能显著提升“白叶一号”土壤中碱解氮、有效磷、速效钾等速效养分与有机质的含量，从而提高植株叶片营养元素和叶绿素含量，同时对茶苗根系数量、根系长度、根系活跃面积以及根系活力都有显著的促进作用，从而改善“白叶一号”茶苗生长发育，促进植株生长，其在“白叶一号”上的应用表明其拥有能改善土壤浅薄、保水性差地区土壤供水供肥的能力，并能提高茶树植株的抗逆性，显著促进其生长发育，在实际生产中具有重要的指导与应用价值。