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间作模式下大白茶净光合速率的影响 含视频

时间:2018-08-01 22:50

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我国茶叶主要分布于亚热带地区,茶园建设以纯茶园为主,多建于丘陵、山地地带。由于自然环境的破坏,水土流失、气候失常等,常易受到冷、热、干旱及病 虫等灾害的影响[1]。安徽是我国茶叶主产区之一,但安徽省现存茶园中,解放前遗留的衰老茶园和20世纪60~70年代发展的低产茶园竟达81%,致使安 徽茶叶生产陷入窘境。改造低产茶园是安徽茶叶生产再上台阶的必由之路。

林农复合生态系统可以利用种群之间存在着良好的生态位关系[2],多 维、高效、稳定地循环利用环境中的物质和能量资源,特别是在人口剧增、粮食短缺、资源危机、环境恶化的今天受到众多发展中国家和地区的普遍关注[3— 6]。研究就是利用茶树能防止水土流失,板栗为茶树适当遮阴的互利关系进行栗茶间作的经营模式,对不同生长时期的大白茶(Koilodepas hainanense)净光合速率进行比较分析,找出净光合速率的影响因子,为选择适合安徽省大别山地区的栽培管理措施提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地概况 安徽省大别山区金寨县油坊店乡的栗茶间作园,海拔400~600 m,年平均气温11.6~13.5 ℃,极端最低气温—22.5 ℃,年均降雨量1 500 mm,年无霜期161~176 d,土壤为山地黄棕壤,质地轻壤至轻沙壤,pH 6.5左右。

1.1.2 茶树的选择 选择坡向、坡度近乎一致的栗茶间作林中的健壮大白茶茶树3株。在选中的树梢上挂牌做标记,并在每棵样株的外围随机选择功能叶4片[1]。

1.2 净光合速率及相关数据的测定

1.2.1 测定时期 分别于茶树的生长初期(5月)、生长盛期(6月)和生长末期(10月)进行测定。

1.2.2 测定方法 自然条件下选择晴好相似的天气,每天8∶00到18∶00用光合作用仪对已经选好的茶树的4片外围功能叶进行光合性能跟踪测量,每隔1 h测量一组数据,循环测量,每次测量重复5次,所需测量指标包括净光合速率(Pn)、光合有效辐射(Par)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度 (Ci)、空气温度(Ta)、大气CO2浓度(Ca)等。

2 结果与分析

2.1 间作模式下茶树净光合速率的日变化

从图1可以看出,5月间作模式下茶树净光合速率日变化为单峰曲线。最高峰出现在13∶00,为5.48 μmol/(m2·s)。6月间作模式下茶树净光合速率日变化为单峰曲线(图2),最高峰出现在14∶00,为21.75 μmol/(m2·s)。8∶00~10∶00上升明显,但在10∶00~13∶00上升变得缓慢;而14∶00~15∶00急剧下降,15∶00后虽然 也在下降但幅度趋缓。10月间作模式下茶树净光合速率日变化为单峰曲线(图3),最高峰出现在12∶00,为11.70 μmol/(m2·s)。

2.2 间作模式下光合有效辐射的日变化

间作模式下茶树净光合速率日变化都呈单峰曲线,具体见图1至图3,间作茶树除了生长盛期,其他时期光合有效辐射的日变化与净光合速率日变化几乎一致,5 月的10∶00~11∶00光合有效辐射的日变化与净光合速率日变化相反,变化幅度不大,这可能与当时山区气候多变,给测量带来误差的原因。而6月的 11∶00~13∶00、15∶00~16∶00光合有效辐射的日变化与净光合速率日变化相反,变化幅度较大,总体上6月光合有效辐射比5月小,说明间作 茶树通过板栗对茶树的遮阴改变茶园环境,有利于茶树光合能力的提高。10月光合有效辐射日变化与净光合速率日变化一致,说明光合有效辐射对光合作用有影 响。

5月茶园光合有效辐射变化是不太明显的双峰,6月的光合有效辐射变化是三峰曲线,10月光合有效辐射变化为明显的单峰曲线,总体上,光和 有效辐射从大至小为5月、10月、6月,具体见图1至图3。间作茶园在不同季节表现出的光合有效辐射呈现不同的变化趋势,可能与季节太阳辐射变化有关,也 有可能与板栗遮阴对间作茶园的光合有效辐射产生影响有关。间作茶园光合有效辐射普遍低于单作茶园[7],说明间作茶园因为良好的遮阴有效地防止了强光导致 光合能力的下降。

2.3 其他环境因子对净光合速率的影响

从图4可以看出,胞间CO2浓度的日变化比较稳定,变化趋势为早晚高午间低。总体上,胞间CO2浓度从大到小为5月、10月、6月,与净光合速率季节变化几乎相反,说明胞间CO2浓度对净光合速率是有影响的。

同时又对气温(图5)、气孔导度(图6)、大气CO2浓度(图7)的日变化进行分析,结果表明,茶园气温5、6月差别不大,都高于10月。6月净光合速 率大于10月,10月净光合速率又大于5月。5月气温最大值出现在15∶00,而净光合速率最大值出现在13∶00。从对光合有效辐射的分析可以看出,遮 阴使茶园气温最大值出现较晚,避开中午强光高温,通过气孔的调节,胞间CO2浓度先升后降然后一直上升。光合作用下降的原因是气孔和非气孔因素共同限制的 结果。

6月气温最大值出现在14∶00,净光合速率最大值也出现在14∶00。气温与净光合速率同步达到最大值,14∶00后气孔导度逐渐增 大、胞间CO2浓度升高,而大气CO2浓度先降后升,光合作用下降的原因是气孔和非气孔共同限制的结果。但高温并未引起光合作用下降,是因为间作茶园良好 的气候环境有利于气孔调节进行光合作用。10月气温最大值出现在13∶00,而净光合速率最大值出现在12∶00。   10月气温在20~30 ℃,低于5月,气温适宜所以净光合速率高于5月。12∶00后胞间CO2浓度持续增加,但气孔导度逐渐减小,大气CO2浓度时高时低,所以光合作用下降的 原因是气孔和非气孔因素共同限制的结果。另外,10月山区已经有明显降温,说明茶树可能通过调节自身气孔和胞间CO2浓度减少光合能力的降低。

3 小结

间作模式下的茶树生长末期的光合能力强于生长初期,而单作茶树生长初期的光合能力强于生长末期,通过对茶园的生态指标平均值比较分析发现,气温、光合有 效辐射与茶树光合能力大小排序不完全一致,试验表明间作茶园气温和光合有效辐射变化缓和,茶园生态环境有明显改善,有利于提高茶树的光合能力。就整株树和 群体的季节变化还应考虑内膛叶片光合作用强弱、叶片的数量以及叶片的分布情况等,所以用什么指标如何分析光合作用的季节变化还有待进一步研究。

由于地理条件[8]不同和使用仪器[9]的不同,茶树净光合速率的观测数值差别很大。茶树光合作用效率的高低,是外界生态环境与茶树内在生理机能相互影 响的结果。这些内外因素是紧密联系的,有时促进,有时抑制,千变万化,十分复杂,由于研究手段的限制,目前尚只能用对比法进行研究和分析。

参考文献:

[1] 饶 军,袁风辉,李 江.复合生态茶园建设及其效益评价[J]. 江西林业科技,2000(1):35—38.

[2] 刘桂华,李宏开.桕茶间作立体经营模式的生态学基础[J]. 安徽农业科学,1996,24(2):145—148.

[3] BUCK L E. Agroforestry policy issues and research directions in the US and less developed countries: insights and challenges from recent experience[J]. Agroforestry Systems,1995, 30(1—2):57—73.

[4] HERZOG F. Streuobst: a traditional agroforestry system as a model for agroforestry development in temperature Europe[J]. Agroforestry Systems,1998,42(1):61—68.

[5] SCHULTZ R C, COLLETTI J P, FALTONSON R R. Agroforestry opportunities for the United States of America[J]. Agroforestry Systems, 1995,31(2):117—132.

[6] 张劲松,孟 平,尹昌君.果农复合系统中果树根系空间分布特征[J].林业科学,2002,38(4):30—33.

[7] 李庚飞,孙 磊.单作模式下大白茶光合午休现象的影响因子研究[J]. 安徽农业科学,2012,40(10):5843—5844,5897.

[8] 黄承才,常 杰,葛 滢.中亚热带东部茶树叶片光合及呼吸的研究[J]. 科技通报,1999,15(3):173—177.

[9] 柯世省,金则新,李钧敏.浙江天台山茶树光合日变化及光响应[J]. 应用与环境生物学报,2002,8(2):159—164.

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