农作物间作论文15327.doc

山东新建茶园花生与春玉米间作效应的比较分析摘要：研究了间作花生、春玉米对山东新建茶园生态环境、茶籽萌发、茶苗生长以及光合作用的影响。结果表明：春玉米间作的茶园夏季空气温度、茶苗叶面温度、土壤温度、光照强度的降低幅度均显著大于花生间作，茶园空气湿度和土壤含水量增幅显著高于花生间作，茶苗光合速率日变化呈单峰型曲线，有效避免了花生间作和对照出现的“午休”现象，茶苗成活率、株高、茎粗、单株叶面积也均显著好于花生间作；由此表明：间作春玉米较适合山东新建茶园。关键词：茶树；间作；效应Study on comparison of the intercropping effect ofpeanut with that of spring maize in Shandongyoung tea plantation Abstract: The peanuts, of maize intercropping Shandong young tea plantation of ecological environment, and the tea seed germination, growth and the influence of photosynthesis. The results showed that: the tea garden maize interplanting summer air temperature, tea tree leaf temperature, soil temperature, light intensity was significantly lower rate than peanut intercropping, tea increased air humidity and soil moisture was significantly higher than that of peanut intercropping, tea tree photosynthesis diurnal variation showed a single peak curve, effectively prevent and control of peanut intercropping appears "midday depression", tea tree survival rate, plant height, leaf area per plant also were significantly better than the peanut intercropping; It is suggested that: Shandong is more suitable for intercropping maize new tea plantations.Key words: tea; intercropping; effects引言幼龄茶树尤其是新生茶苗对不良环境的抗性弱，加之新建茶园地表裸露面积大，生态系统单一，对光温水的调控能力差，不利于出齐苗和培育壮苗。幼龄茶园茶树地上部分生长旺盛，各部分都较幼嫩，根系不发达，多分存在土壤表层，1030cm范围内的根系占总根系的90%左右，干旱季节所吸收的水分不能满足茶树生长的需要，茶树树冠较小，不能覆盖整个地面，地表土壤蒸发量大，水分散失快。因此，在高温季节幼龄茶园不但容易发生茶园常的热害，还会因土壤缺水而易遭受旱害。高温持续时间较长时，热害导致旱害，旱害使热害加重，茶树受害程度加剧。经观察记录，当日平均温度达30.0以上，持续810天茶树就会因空气干燥而受到热害。空气干燥加速土壤水分的散失，使土壤含水量急剧减少，在热害症状出现后45天，茶苗就陆续出现旱害症状。成茶园结合抗旱全部盖草，可起到保墒降温除草增肥的作用，而幼茶园关键是保成活。就幼茶园的田间管理提出几点意见：1、茶园灌溉 对新发展幼茶园实行浇灌。条件允许的话可以在幼茶园灌半沟水，不能漫灌，并持水半天放掉，土壤保持湿润，土壤转干后再灌水，条件差一些的地方，必须找水源抗旱，确保田间土壤湿润，有利于茶苗成活。2、茶园铺草 用稻草或山草、茶园杂草等，亩铺35004000斤，达到8-10厘米厚，其作用是抑制杂草生长，抗旱保湿，增加有机肥，有利于土壤有益微生物繁殖，熟化土壤，提高肥力。3、茶园间作 幼茶园间作既改善土壤结构，又增加幼茶园行间覆盖度，减少土壤水份蒸发，达到保墒、遮阳、保苗的作用。有研究表明17：在幼龄茶园中间作一些作物，不仅可以增加经济收入，而且能有效改善茶园的生态环境，如：降低地表温度，提高土壤含水量和空气湿度等，从而有利于茶苗的生长发育。茶树与木本或草本植物间作既可调节茶园的光、温、水和大气状况，改变茶园的小气候，使茶园群落环境得到改善，利于茶叶产量与品质的提高，又可提高土地和光能利用率，对茶树病虫害的发生也有一定的抑制作用。各地区幼龄茶园常见间作物以粮食作物为主，根据植株高度可分为高秆和矮秆作物两类1-7，其中：高秆作物以玉米为主，矮秆作物主要以花生、大豆等豆科植物为主。然而对幼龄茶园中究竟选用高秆作物还是矮秆作物这一问题目前存在两种截然不同的观点。贵州1茶区研究认为：间作高秆作物优越性强，玉米间作好于花生间作；湖北3、福建5茶区则认为：间作矮秆作物效果更好，间作玉米效果甚至不及对照3。目前在山东幼龄茶园中既有间作高秆作物玉米的，也有间作矮秆作物花生、大豆的，但至今未见对这两类间作物效应进行比较研究的相关报道。本试验拟在茶籽直播的新建茶园中分别间作高秆作物玉米和矮秆作物花生，研究其对茶园生态环境、茶籽萌发、茶苗生长及光合作用的影响，旨在确定山东生态环境条件下幼龄茶园的适宜间作物，从而有利于高产优质茶园的建立。1 材料与方法1.1 试验材料茶籽采自福鼎大白无性系良种；茶园间作物花生种子选用鲁花15号，玉米种子选用农大108。1.2 试验设计试验于2009年4月9日至8月31日在“淄博鲁山茶树种植试验基地”进行。试验地所处海拔高度约450m，微酸性棕壤土，茶行为东西走向，面积为375m2（25m×15m）。茶籽采用双行穴播，大行距140cm，小行距30cm，穴距20cm，每穴播35粒种子。试验地自南向北均分为三区，依次为CK、T1、T2三个处理。CK处理不种植任何间作物，为对照；T1处理在大茶行中间作三行花生，行距为30cm，株距25cm；T2处理在大茶行中间作两行玉米，行距为60cm，株距25cm。间作物与茶行的间距均为40cm。茶籽与间作物于4月9日播种，播后覆盖地膜。试验期间三个处理茶园的田间管理措施一致。1.3 测定指标与方法1.3.1 茶园生态指标每个处理随机在茶行中央定点设置3个干湿温度计（离地20cm处），同时于土壤深处12cm处设置3个温度计。间作物生长定型（花生和玉米平均株高、株幅分别为40cm、40cm和 229cm、122cm）后的78月间选择晴朗天气，采用TES1332数字式照度计（深圳市源恒通科技有限公司生产）于茶行中央地面位置定时（8:00、13:00、15:00）测定光照强度，并定点（10:00、15:00）记录茶园土壤温度；从7:0019:00每隔1h或2 h调查记录茶园行间的空气温度、空气相对湿度，并同步采用TPS-2便携式光合测定系统（英国PP Systems公司生产）定叶测定茶苗叶面温度（分别用小标牌编号系于叶柄处），所有测定设3次重复。并用容量采土器于各处理小区多点（3点）采取茶苗根系活动土层位置（1020cm处）土样，用烘干法测定土壤含水量。1.3.2 茶苗光合作用指标2009年78月间于晴朗天气采用TPS-2便携式光合测定系统定叶（分别用小标牌编号系于叶柄处）测定不同处理茶园主茎中部相同叶位、叶龄的活体成熟叶片的净光合速率；叶室面积为2.5cm2，叶片直接夹入叶室，每天从7:00至19:00，每隔2h测定1次，每个处理重复测定3次。1.3.3茶苗萌发及生长指标茶籽播种时每处理随机取3个样点，每样点量取1m长的大茶行，统计茶籽的播种数，于8月底间作物收割后统计茶苗成活率（出苗数/播种数），并采用等距取样法每一处理选取幼苗各10株，采用直尺或游标卡尺测定其株高(地面至芽头基部)、茎粗（鱼叶上面第一节）、单株叶面积(叶面积叶长×叶宽×0.7)，并将幼苗分根和茎叶两部分，在104通风干燥箱中烘干48h后分别称重，计算幼苗根冠比（根干重/茎叶干重）。1.3.4 统计分析所有数据采用Excel-2003上机处理，运用DPS（data processing system）软件进行方差分析和显著性检验。2 结果与分析2.1 不同处理对茶园生态环境的影响2.1.1 不同处理对茶园空气温度、茶苗叶面温度和土壤温度的影响图1-a、1-b分别为茶园空气温度和茶苗叶面温度日变化，各观测时段下茶园空气温度、茶苗叶面温度均呈现CK>T1>T2的趋势；且各时段T2较CK的温度降低幅度均高于T1，T2、T1所测时刻平均空气温度降幅分别为2.8、0.5；叶面温度降幅分别为2.7、0.5。据报道：茶树生长的最适宜空气温度为2030左右，超过35时不利生长；茶树叶片温度超过35时，茶树净光合作用急剧下降 8，9。图中所示，各处理茶园空气温度和茶苗叶面温度日变化中超过35的时间以CK 最多（4.5h、3.5h），T1次之（3.75h、3h），T2最少（1.25h、1.25h）。T2与T1相比，空气温度和叶面温度超过35的时间分别减少2.5h和1.75h。图1不同处理下茶园空气温度日变化(a)和茶苗叶面温度日变化(b)Fig. 1 Diurnal variations in air temperature (a) and tea leaf temperature (b) under different treatments表1不同处理下茶园的土壤温度和光照强度Table 1 Soil temperature and light intensity in tea plantation under different treatments 处理Treatments土壤温度Soil temperature（）光照强度Light intensity（klux）10:0015:008:0013:0015:00CK23.6±0.00a28.3±0.12a80.4±1.49a114.1±0.61a57.1±0.03aT123.0±0.03b27.5±0.21b78.6±0.45a109.8±0.09b56.6±0.68aT221.9±0.03c23.4±0.06c4.1±0.39b10.2±0.62c7.9±0.47b注：表中数据为3个重复的平均值及其标准误差，同列数据后标不同小写字母表示差异显著(P0.05)不同处理下茶园土壤温度的变化情况见表1，10:00、15:00时观测下茶园土壤温度均为CK>T1>T2，且各处理之间差异显著性。T1、T2所测时刻平均温度较CK分别降低了0.7、3.3。有研究表明：在1526时茶树根系生长和吸收养分、水分最好10。各处理仅T2茶园土温处于适宜的生长温度范围。由此可见，T2较T1处理效果好。2.1.2 不同处理对茶园光照强度的影响从表1可以看出：各观测时刻茶园的光照强度为CK>T1>T2，其中CK、T1的光照强度分别为：57.1114.1klux、56.6109.8klux，显著大于茶树的光饱和点3040klux9，11，12，而T2的光照强度仅为4.17.9klux，远低于茶树的光饱和点，不会产生光抑制或光损伤现象。此外，与CK相比，T1的光照强度降低仅0.883.77%，差异不显著；T2的光照强度降幅则高达86.294.9%，遮荫效果极为显著。2.1.3 不同处理对茶园空气湿度和土壤水分含量的影响不同处理下茶园空气湿度日变化如图2所示，各观测时段茶园空气湿度几乎均表现为T2>T1>CK，其空气湿度日变化范围依次为：5591%、4290%、4191%，其中T2空气湿度全天高于50%，新梢生长不会受到抑制13；此外，与CK相比，T2、T1所测时刻平均湿度增加9.1%、1.3%，T2较T1增幅显著。 15.316.317.318.319.4CKT1T2处理土壤含水量(%)图3 不同处理的茶园土壤含水量Fig. 3 soil moisture in tea plantation under different treatments图2 不同处理下茶园空气湿度日变化Fig. 2 Diurnal variation of air humidity in tea plantation under different treatmentsFig. 2 Diurnal variation of air humidity in tea plantation under different treatments由图3可知：土壤含水量高低表现为T2>T1> CK。T1、T2较CK分别增加了3.2%、17.5%。可见，春玉米间作（T2）在增加茶园土壤含水量方面较花生间作（T1）更为有效。2.2不同处理对茶苗光合作用的影响自然条件下茶树的光合作用日变化曲线有单峰型和双峰型12。不同间作下测定发现：茶苗净光合作用日变化规律存在差异（图4），T2净光合速率日变化呈现单峰型曲线，峰值出现在13:00；而T1出现了午休现象，呈现双峰型曲线，峰谷出现在13:00，与CK表现一致。1d中7次净光合速率观测的平均值呈现T2>T1>CK的趋势，CK处理日均净光合速率是1.10umol.m-2.s-1，T1、T2处理分别为1.51umol.m-2.s-1，2.96 umol.m-2.s-1，分别是CK的1.4倍、2.7倍。可见，春玉米间作下茶苗的光合生理并未受到夏暑季节不良环境的影响。图4不同处理下茶园净光合速率日变化Fig. 4 Diurnal variations in photosynthetic photon flux under different treatments2.3不同处理对茶苗萌发及生长的影响由表2可看出，各处理茶苗萌发和生长状况除茶苗根冠比差异不显著外，其余测定指标（成活率、株高、茎粗、单株叶面积）均表现为T2显著好于T1、CK。T2处理下茶苗成活率、株高、茎粗、单株叶面积较CK分别增加了25.6%、55.6%、31.0%、211.3%。可见茶园中间种春玉米（T2）较间种花生（T1）更能有效促进茶苗成活和茶树生长，从而有利于高产茶园的建立。表2 不同处理对茶苗萌发、生长的影响Table 2 Effects of different treatments on seed germination and growth of tea plant 处理Treatments成活率（%）Survival rate株高（cm）Plant height茎粗（cm）Stem diameter单株叶面积（cm2）Leaf area per plant根冠比Root-shoot ratioCK56.4±1.84b6.58±0.36b0.184±0.01b15.54±1.58b0.86±0.16aT157.3±0.54b6.97±0.33b0.184±0.00b17.00±0.94b0.84±0.05aT271.0±2.12a10.24±0.78a0.240±0.01a48.36±0.56a0.49±0.10a注：表中数据为3或10个重复的平均值及其标准误差，同列数据后标不同小写字母表示差异显著(P0.05)3 结论与讨论本文通过对山东常用的高秆间作物玉米和矮秆间作物花生在新建茶园中的效应研究，结果表明：玉米间作下茶园空气温度、茶苗叶面温度、土壤温度、光照强度降幅均显著大于花生间作，空气湿度、土壤含水量增幅和日均光合速率则显著大于花生间作；茶苗成活率、株高、茎粗、单株叶面积也均显著好于花生间作。由此可见，山东地区间作高秆玉米比间作矮秆花生对新建茶园更为有利。不同地区（山东、贵州1、湖北3 、福建5）幼龄茶园在选择高秆还是矮秆间作物这一问题上存在异同的主要原因可能有两个：第一，与当地的气候有关。山东属暖温带季风气候，空气干燥；贵州则为高原气候，空气稀薄，太阳辐射强。对于这两个茶区，提高空气湿度和遮荫降低光照强度有利于改善生态环境，满足茶树生长发育的需求。与矮秆作物相比，高秆作物在提高微域环境的空气湿度，降低光照强度上具有明显的优势，所以在这两个茶区间作高秆作物效果好。而湖北、福建均为亚热带湿润季风气候，空气湿度大，散射光所占比重大，幼龄茶园遮荫度不宜太大，所以间作矮秆作物的效果好。第二，与茶苗所处时期有关。本试验新建茶园采用茶籽播种，在茶籽发芽期，新生苗抵抗力弱，对光照、水分、温度等环境因子敏感，易受强光灼伤，并受空气湿度低的影响而出现芽枯现象。但随着茶苗的生长，其对环境的适应能力逐渐增强，则不宜遮荫度过大，选用矮秆的豆科类间作物较好，如：湖北3、福建5的幼龄茶园系一年生无性苗，种植矮秆作物花生、黄豆的效应比高秆作物玉米的效果好。综上所述，不同地区茶园间作应因地因时合理选择间作物种类，同时做到合理密植，才能取得预期的效果。此外，有关山东新建茶园玉米间作适宜密度这一问题还有待作进一步研究。【参考文献】1 王国华幼龄茶园间作的实践与思考J茶叶通讯，2000，(4)：14152 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学院四年来为我提供的良好学习环境。最后还要感谢我的家人，是他们给予的鼓励和支持使得我顺利完成了本科期间的学习。9