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作物杂志,2018, 第3期: 155–161 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.03.024

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

低温对茶树光合特性及产量的影响

陈芳,刘宇鹏,谷晓平,胡家敏,于飞,张波   

  1. 贵州省山地环境气候研究所/贵州省山地气候与资源重点实验室,550002,贵州贵阳
  • 收稿日期:2018-02-12 修回日期:2018-04-27 出版日期:2018-06-20 发布日期:2018-06-20
  • 作者简介:陈芳,硕士,从事农业气象研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(41365008);中国气象局省所科技创新发展项目;贵州山地茶叶保险气象指数研究及平台建设;贵州省科技厅项目-贵州省高层次创新型人才培养(黔科合人才20164026号);贵州省气象局业务发展重大科技专项(ZD201504)

Effects of Low Temperature on Photosynthetic Characteristics and Yield of Tea (Camellia sinensis L.)

Chen Fang,Liu Yupeng,Gu Xiaoping,Hu Jiamin,Yu Fei,Zhang Bo   

  1. Mountain Environment and Climate Research Institute of Guizhou Province/Guizhou Provincial Key Laboratory of Climate and Resources, Guiyang 550002, Guizhou, China
  • Received:2018-02-12 Revised:2018-04-27 Online:2018-06-20 Published:2018-06-20

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4

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268

摘要：

以福鼎大白茶（Fuding white tea）为试验材料,探讨不同低温条件对茶树光合特性及产量的影响,为茶树的生产布局和管理提供理论依据。利用人工气候室设置-2℃、-1℃、0℃、1℃、3℃、5℃共6个低温,研究低温对茶树叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）以及蒸腾速率（Tr）和产量的影响。结果表明：（1）随着温度的降低,茶树的表观量子效率（Q）、最大光合速率（Pnmax）和暗呼吸速率（Rd）均表现出下降的趋势。（2）茶树叶片的Pn、Ci、水分利用效率（WUE）波动降低,Gs波动上升。（3）光合有效辐射为0μmol/(m 2·s)时,各处理的Pn均为负值,随着光合有效辐射的升高,Pn逐渐升高,到一定程度后,不再上升。（4）茶树叶片的Pn与Gs、Tr呈正相关,与Ci呈负相关,不同低温处理茶树叶片的Q、Pnmax、Rd、LCP和LSP等光合参数差异显著。（5）随着低温程度加强,茶树的百芽重均有不同程度的降低,温度降到-1℃后,持续3d,茶叶的减产率达到19.02%。在低温胁迫的过程中,与茶树光合特性相关的指标都发生显著变化,-2℃左右的低温会对茶树造成伤害,影响茶叶品质且严重减产,在栽培管理上应注意预防低温冻害。

关键词: 低温, 茶树, 光合特性, 产量

Abstract:

Fuding white tea was used as a test material to investigate the effects of different low temperature conditions on the photosynthetic, characteristics and yield of tea tree, and provide a theoretical basis for the production, distribution and management of tea tree. The effects of low temperature on the net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs), intercellular CO2 concentration (Ci) and transpiration rate (Tr), under -2℃, -1℃, 0℃, 1℃, 3℃, 5℃ low temperature. The results showed: (1) With the decreasing of temperature, the apparent quantum efficiency (Q), maximum photosynthetic rate (Pnmax) and dark respiration rate (Rd) of tea plants showed different degrees of response, and showed a downward trend. (2) Pn, Ci, water use efficiency (WUE)of tea leaves decreased, and Gs fluctuated. (3) When the photosynthetically active radiation was 0mol/(m 2?s), Pn of each treatment was negative, and with the increasing of photosynthetically active radiation, the Pn increased gradually, and then no longer increased after a certain degree. (4) The Pn of tea leaves was positively correlated with Gs and Tr, and negatively correlated with Ci, which reached an extremly significant level (P<0.01). The Q, Pnmax, Rd, LCP, LSP and other parameters of leaves of tea leaves were significantly different under different low temperature treatments. (5) As the degree of low temperature increased, 100-bud weight of tea plants decreased in different degrees. After the temperature dropped to -1℃, the yield of tea was continuously 3days, and the yield of tea production decreased by 19.02%. In the process of low temperature stress, indicators related to photosynthetic characteristics have changed significantly. Tea quality and yield were effected under -2℃ low temperature condition. So it should be paid attention to the prevention of freezing injury by cultivation and management measures.

Key words: Low temperature, Tea tree, Photosynthetic characteristics, Yield

表1

6个低温处理的温度变化及持续天数"

试验编号
Test
number		 组合代号
Combination
code		 温度与时间组合
Combination of temperature and duration
最低温度(℃)
Minimum
temperature		 最高温度(℃)
Maximum
temperature		 持续时间(d)
Duration
1-1 -2-3-1d -2 3 1
1-2 -2-3-2d -2 3 2
1-3 -2-3-3d -2 3 3
2-1 -1-4-1d -1 4 1
2-2 -1-4-2d -1 4 2
2-3 -1-4-3d -1 4 3
3-1 0-5-1d 0 5 1
3-2 0-5-2d 0 5 2
3-3 0-5-3d 0 5 3
4-1 1-6-3d 1 6 3
4-2 1-6-5d 1 6 5
4-3 1-6-7d 1 6 7
5-1 3-8-3d 3 8 3
5-2 3-8-5d 3 8 5
5-3 3-8-7d 3 8 7
6-1 5-10-3d 5 10 3
6-2 5-10-5d 5 10 5
6-3 5-10-7d 5 10 7

表2

不同低温处理对茶树叶片光合特性的影响"

处理Treatment Pn [μmol/(m2·s)] Tr [mmolH2O/(m2·s)] Gs [molH2O/(m2·s)] Ci [μmol CO2/mol] WUE [μmol/mmol]
-2-3-1d 1.82±0.66cd 0.78±0.22a 0.16±0.011cd 311.18±2.11e 0.43±0.49e
-2-3-2d 1.65±0.60d 0.69±0.20ab 0.14±0.002d 311.71±7.29e 2.61±0.60cd
-2-3-3d 1.53±0.52de 0.26±0.03cd 0.11±0.003d 311.45±9.42e 3.15±0.88c
-1-4-1d 1.70±0.69cd 0.42±0.14bc 0.27±0.005bc 498.45±5.00a 1.12±0.94cd
-1-4-2d 2.49±0.82c 0.33±0.05c 0.08±0.008de 444.86±1.90ab 2.92±0.70c
-1-4-3d 2.17±0.84c 0.32±0.14c 0.05±0.004de 369.74±1.20cd 0.83±0.35de
0-5-1d 3.88±1.64b 0.89±0.05a 0.28±0.017bc 424.08±3.84ab 5.47±0.27bc
0-5-2d 3.48±1.72b 0.21±0.08cd 0.17±0.014c 344.94±5.12de 9.77±0.75a
0-5-3d 2.72±1.02bc 0.56±0.08b 0.35±0.007b 391.29±4.31cd 6.36±0.16bc
1-6-3d 3.53±1.15b 0.46±0.15bc 0.37±0.022b 353.66±5.04de 7.17±0.69b
1-6-5d 3.54±1.48b 0.66±0.15ab 0.75±0.036a 412.24±9.50b 6.91±0.45b
1-6-7d 4.82±1.86ab 0.52±0.19b 0.32±0.013b 312.24±5.20e 9.28±0.51a
3-8-3d 4.79±1.71ab 0.47±0.21b 0.16±0.010cd 317.71±4.33e 4.90±0.47c
3-8-5d 3.35±0.12b 0.15±0.11d 0.04±0.001de 378.39±1.65cd 0.82±0.33de
3-8-7d 3.53±1.31b 0.35±0.04bc 0.12±0.002d 492.58±1.63a 2.88±0.81c
5-10-3d 5.71±2.20a 0.28±0.07cd 0.03±0.001e 405.15±3.86b 8.34±0.91b
5-10-5d 3.82±0.89b 0.14±0.03de 0.05±0.006de 448.87±1.09ab 5.14±0.09bc
5-10-7d 4.29±0.15ab 0.11±0.03de 0.05±0.001de 427.01±2.60ab 4.55±0.81c
CK 3.36±1.08bc 0.75±0.19ab 0.03±0.020b 395.24±2.61cd 4.30±0.69c

图1

不同低温处理茶树叶片的光响应曲线"

表3

不同低温处理对茶树叶片光合参数的影响"

处理Treatment Q [μmol CO2/(m2·s)] Pnmax [μmol/(m2·s)] Rd [μmolCO2/(m2·s)] LCP [μmol/(m2·s)] LSP [μmol/(m2·s)]
-2-3-1d 0.025±0.78de 13.90±0.81d 0.34±0.14e 13.60±0.75d 569.60±3.46a
-2-3-2d 0.029±0.29de 14.74±0.91cd 0.31±0.33e 10.69±0.32e 518.97±2.15ab
-2-3-3d 0.037±0.13cd 12.71±0.79e 0.51±0.15d 13.78±0.68d 357.30±1.89cd
-1-4-1d 0.031±0.42d 13.73±0.12d 0.35±0.34e 11.29±0.26e 454.19±2.21bc
-1-4-2d 0.047±0.06bc 21.63±0.94ab 0.56±0.30cd 11.91±0.35e 472.13±3.20b
-1-4-3d 0.032±0.01d 14.41±0.98cd 0.63±0.16c 19.69±0.78bc 470.00±2.48b
0-5-1d 0.022±0.02e 13.43±0.32de 0.76±0.90b 34.55±0.91a 645.00±6.31a
0-5-2d 0.046±0.01bc 10.47±0.34e 0.72±0.50bc 15.65±0.21cd 243.26±1.02e
0-5-3d 0.048±0.74bc 13.75±0.61d 0.68±0.68bc 14.17±0.65d 300.63±1.56de
1-6-3d 0.036±0.81cd 14.39±0.89cd 0.59±0.14cd 16.39±0.52c 416.11±2.41bc
1-6-5d 0.042±0.75c 19.70±0.39b 0.56±0.78cd 13.33±0.34d 482.38±2.98b
1-6-7d 0.047±0.03bc 15.16±0.96c 0.73±0.37b 15.53±0.25cd 338.09±1.95d
3-8-3d 0.053±0.01b 14.10±0.52cd 0.84±0.13ab 15.85±0.48cd 281.89±1.35e
3-8-5d 0.046±0.01bc 13.56±0.87de 0.92±0.04a 20.00±0.31b 314.78±2.64de
3-8-7d 0.044±0.01c 19.99±0.61b 0.95±0.04a 21.59±0.29b 475.91±3.51b
5-10-3d 0.046±0.25bc 13.87±0.42d 0.73±0.03b 15.87±0.51cd 317.39±2.47d
5-10-5d 0.051±0.01b 19.88±0.22b 0.88±0.05ab 17.25±0.37c 407.06±3.06c
5-10-7d 0.071±0.02a 23.37±0.42a 0.92±0.38a 12.96±0.13de 342.11±2.59cd
CK 0.075±0.84a 24.77±0.82a 0.96±0.11a 12.80±0.22de 343.07±3.12cd

表4

不同低温处理茶树叶片Pn与其他光合参数间的相关性"

处理Treatment Gs Ci Tr
-2-3-1d 0.950** -0.937** 0.949**
-2-3-2d 0.433 -0.792** 0.771**
-2-3-3d 0.692* -0.935** 0.795**
-1-4-1d 0.459 -0.381 0.852**
-1-4-2d 0.950** -0.846** 0.975**
-1-4-3d 0.805** -0.697* 0.863**
0-5-1d 0.979** -0.692* 0.120
0-5-2d 0.871** -0.674* 0.876**
0-5-3d 0.599 -0.781** 0.607
1-6-3d 0.339 -0.855** 0.794**
1-6-5d 0.926** -0.779** 0.426
1-6-7d 0.594 -0.810** 0.689*
3-8-3d 0.861** -0.776** 0.952**
3-8-5d 0.850** -0.945** 0.883**
3-8-7d 0.778** -0.464 0.894**
5-10-3d 0.716* -0.599 0.943**
5-10-5d 0.992** -0.830** 0.936**
5-10-7d 0.531 -0.448 0.537
CK 0.921** -0.812** 0.924**

表5

低温对茶叶产量的影响"

处理Treatment 芽数Bud number 总重Total weight (g) 百芽重100-bud weight (g) 减产率Yield reduction (%)
-2-3-1d 31 3.11±0.04c 10.01±0.005e 11.56
-2-3-CK 25 2.83±0.04d 11.32±0.003d -
-1-4-1d 27 3.08±0.04cd 11.39±0.002de 6.57
-1-4-2d 26 2.81±0.03d 10.78±0.003e 11.57
-1-4-3d 32 3.16±0.04c 9.88±0.002e 19.02
-1-4-CK 30 3.66±0.04bc 12.19±0.003d -
0-5-1d 14 1.71±0.04e 12.17±0.004de 3.14
0-5-2d 15 1.66±0.04e 11.05±0.003de 12.08
0-5-3d 17 1.79±0.04e 10.51±0.002e 16.39
0-5-CK 10 1.26±0.04e 12.57±0.006d -
1-6-3d 8 1.61±0.04e 20.05±0.001ab 5.88
1-6-5d 15 2.96±0.04d 19.71±0.003b 7.47
1-6-7d 13 2.49±0.04de 19.21±0.003bc 9.86
1-6-CK 12 2.56±0.04de 21.31±0.007a -
3-8-3d 25 5.11±0.04a 19.42±0.005ab 1.68
3-8-5d 27 5.26±0.03a 19.47±0.003bc 1.66
3-8-7d 21 3.98±0.04b 18.98±0.002c 4.13
3-8-CK 18 3.56±0.05bc 19.80±0.006b -
5-10-3d 19 3.91±0.04b 20.54±0.004a 0.95
5-10-5d 25 5.16±0.04a 20.63±0.006a 0.56
5-10-7d 17 3.47±0.16bc 20.39±0.003ab 1.72
5-10-CK 22 4.56±0.04ab 20.75±0.003a -
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