茶树长期生活在某种环境里,受到周边环境(如气象、土壤、地形地势、生物、人为等生态因子)的影响。这些生态因子不是孤立存在,而是相互影响、相互作用、相互制约的,其中一个因子发生变化,势必影响其他因子的变化。可见,茶树在生长发育过程中,实际上是受各种生态因子的综合影响,而不是受单一生态因子的影响。只有满足茶树的生长和发育状况所需的环境条件,才能最大限度地发挥茶树的增产潜力。
■ 问题导入:
Q1: 光照对茶树生长发育有着怎样的影响 ? 如何理解“高山云雾出好茶 ”?
Q2: 什么是茶树生长的三基点温度 ? 三基点温度是如何划分的 ?
Q3: 土壤哪些条件对茶树的生长发育会产生重要影响 ?
Q4: 茶区的地形条件是由几个方面构成的 ? 各构成因素对茶树生长发育有哪些影响 ?
1.3.1 气象条件对茶树生育的影响
气象条件中的光照、温度、水分等气象因子与茶树生长发育关系最为密切。在生产中充分了解气象因子与茶树生育的关系,掌握各种气象因子对茶树生育的极限和最适指标,是科学制订茶树栽培技术措施的前提。
1)光照
茶树生物产量的90%~95%是叶片利用CO2和水通过光合作用合成的碳水化合物所形成的,所以茶树经济产量的形成主要依赖于光合作用。光照强度、光照时间和光谱成分对茶树的发育影响较大。茶树是耐阴植物,忌阳光直射,且对光照要求的可塑性较大。幼龄茶树的光饱和点大致为2.1 J /(cm 2 ·min),成龄茶树约为2.9~3.0 J /(cm 2 ·min),并且与季节有关。因遗传的耐阴习性,茶树对散射光能较好地利用,直射光会破坏原生质的叶绿体而对生长不利。
光谱成分对茶树生长发育以及茶叶品质也有影响。茶树在红、橙光下生长最好;在相同的光量子通量密度下,红光的光合作用速率大于蓝紫光,再次是黄光和绿光。蓝光为短波光,在生理上对氮代谢、蛋白质形成有重大意义;橙光偏长,对碳代谢、碳水化合物的形成具有很高的活性;紫光比蓝光更短,不仅对氮代谢、蛋白质形成有重大意义,而且与一些含氮化合物和香气成分的形成有直接关系。高山茶园森林繁茂,终年云雾缭绕,日照百分率较小,使茶树接受光照的时间短,强度弱,同时也使照射到茶园的太阳辐射能中的散射辐射和蓝紫光增多,增加了漫射效应等。这些都为茶树的生长发育和光合作用创造了适宜条件,从而有利于茶叶中含氮化合物,如叶绿素、全氮量、氨基酸含量的增加。这些物质在提高茶叶的色泽和滋味方面起着举足轻重的作用。因此,生长于高山密林或云雾之中的茶树,往往可获得较优良的品质,所谓“高山云雾出好茶”,就是这个道理。
茶树是短日照植物,遮光处理会使茶树开花期提前且开花数增加。反之,延长光照则会推迟茶花开放时间。日照时数对春茶早期产量有一定影响,尤其是越冬芽的萌发时间与日照时数直接相关。据印度D . N . Baura (1969)研究认为,当冬季连续6周每日光照短于大约11 h ,灌木型茶树有相对的休眠期,日照愈短,休眠期愈长;反之,人工延长光照达13 h ,就可以打破某些茶树品种的冬季休眠,促使茶树生长并抑制茶树开花。
为了有效地、经济地利用光能,除了做好园地和品种选择外,还可以通过合理密植、人工灌溉、茶园施肥、植树造林等措施来加以调节。
2)温度
(1)空气温度
热量状况一般用温度来表示,温度是茶树生命活动的基本条件。它影响着茶树的地理分布,也制约着茶树生育速度。温度对茶树的影响,主要表现在空气温度和土壤温度两个方面。气温主要影响茶树地上部的生长,地温主要影响茶树地下部的生长。通常,地温和气温是相互联系在一起的。
茶树生长的温度可划分为最低温度(生物学最低温度)、最适温度、最高温度(生物学最高温度)三个基本点。引起茶树萌芽的平均温度称为生长的起点温度。对于多数茶树品种,春季日平均气温需要稳定在10℃以上,茶芽便开始萌动。但也有少数品种或者由于其生态环境的不同,在不到10℃时已开始萌动,如早芽种,而迟芽种的生长起点温度则高于10℃。
茶树生长最适温度是指茶树生育最旺盛、最活跃时的温度,因品种和产地不同而有所差异,大多为20~30℃。昼夜温差直接影响光合物质的积累,白天温度高,光合物质合成多,晚上温度低,呼吸产物消耗少,故昼夜温差大利于生物产量的形成。从不同季节来看,春季气温对新梢生育的影响明显大于夏秋季。
茶树在某一生育时期或整个年生长期中高于10℃的温度总和,称为茶树的活动积温。茶树生长适宜的活动积温在≥3000℃。进入12月以后,当平均气温低于10℃时,茶芽进入越冬休眠;当气温下降到1~2℃时,萌发的茶芽会枯焦;降至-2℃时,茶花大部分脱落而死亡。一般灌木型茶树耐低温能力强(-12℃左右),乔木型的茶树最弱(大叶种约为-5℃),小乔木型介于二者之间(-8℃)。茶树耐受的最低临界温度,因品种、树势、树龄以及出现低温时的天气状况而不同。温度过低固然会使茶树遭受冻害而损伤,温度过高也会引起茶树的热害。当温度上升到茶树本身所能忍受的临界高温时,茶树不能正常发育,产量下降甚至死亡,这种现象为茶树热害。通常,新梢和嫩叶比老化的枝条更容易受到这种逆境的危害。
(2)土壤温度
土壤温度简称土温或地温,是影响土壤肥力的重要因素之一,与茶树的生长发育关系密切。当地温为25~30℃时,最适宜茶树根系生长;地温低于10℃时不发根,高于35℃时根系停止生长。据测定,各土层地温与新梢生长均呈极显著正相关,地温为14~20℃时对新梢发育最适宜。地温对新梢、根系生长的影响与土壤质地、水分状况和茶树品种等有关。
3)水分
在茶树发育过程中,水分既是茶树的重要组成部分,同时又承担着茶树生长发育过程中参与复杂的生理生化反应、进行物质的吸收与运输等重要的功能。据测定,构成茶树体约55%~60%的成分是水分。茶树体内愈幼嫩的部位,其含水量愈高,芽叶含水量高达70%~80%。在茶叶采摘过程中,芽叶不断被采收,又要不断地生长新梢,所以,茶树需要的水分比一般树木多得多。
茶树喜湿怕涝。栽培茶树适宜年降雨量为1500 mm左右,生长季节月降雨量要求在100 mm以上,空气相对湿度为80%~90%,空气中相对湿度大小会直接影响茶叶的产量品质。土壤含水量以相当于最大持水量的70%~90%为宜,当降至70%以下,茶树的根会因水分不足而生长不良;高于90%时,茶树会出现烂根现象。因此,如果茶园建在平地及地下水位较高的地方,生产上要注意开沟向外排水。
1.3.2 土壤条件对茶树生育的影响
土壤是茶树的立地之本,也是茶树生长发育过程中吸收矿质营养元素和水分的源泉。因此,土壤的质地、土壤的温度、土壤的水分、土壤的酸碱度、土壤生物等对茶树根系和地上部都具有极为重要的作用。
1)土壤质地
实践表明,在黏性重、通气性差、排水不良的土壤中生长的茶树根系发育受阻,导致树冠生育不良;砂性过强的土壤保水力弱,土壤水分储存量少,干旱或严寒时枝叶容易受害;而在疏松、通气、排水性能良好的土壤中生长的茶树根系发达,枝叶繁茂。所以,生产上栽培茶树以壤土最为理想。壤土的标准是:一是土层厚度达标,一般有效土层厚达100 cm以上且不含石灰或其含量低于0.05%,土壤50 cm之内无硬盘层或粘盘层,表层土厚度为20~30 cm ,有机质含量在1%~2%以上;二是土壤结构合理,以表土层多粒状和团块状结构,心土层为块状结构较好;三是土壤松紧度适宜,表层10~15 cm的质量密度为1~1.3 g /cm3,孔隙度为50%~60%,心土层35~40 cm的质量密度为1.3~1.5 g /cm3,孔隙度为45%~50%;四是土壤固相、液相、气相比例科学,在0~20 cm的土层范围内,三者相比以(40%~50%)∶(30%~40%)∶(15%~30%)为好。
2)土壤酸碱度
茶树喜酸怕碱,对土壤酸碱度的反应特别敏感。土壤酸碱度以pH =7为中性土,pH <7以下是酸性土壤,pH >7以上是碱性土壤。茶树是耐酸作物,以pH值4.5~6.5为适宜。
茶树之所以适应酸性的环境,首先与茶树根部汁液中含有较多的柠檬酸、苹果酸、草酸及琥珀酸等多种有机酸有关。这些有机酸所组成的汁液,对酸性的缓冲力比较大,而对碱性的缓冲较小。这样,就会导致茶树的根在土壤延伸过程中,即使碰到酸性的生长环境,它的细胞汁液也不会因酸的侵入而受到破坏,这就是茶树喜欢酸性土壤的重要原因。其次,从酸性土壤中所含微量元素的情况看,它有两个突出的性质:一是含有铝离子,酸性越强,铝离子也越多,中性及一般的碱性土壤中铝离子较少。铝对一般植物来说,不但不是一种必要的营养元素,而且多了反而有毒害作用。酸性强的土壤,对许多别的作物往往很不合适,其原因之一就在于铝离子过多,但对茶树来说则不同。化学分析表明,健壮的茶树含铝可高达1%左右,这说明茶树要求土壤能提供足够的铝,而酸性土壤正好能满足茶树这一特定的要求。二是酸性土壤含钙较少。钙是植物生长的必要营养元素之一,茶树也不例外。但茶树对钙的需求数量不多,当土壤中含钙量超过0.05%时,对茶叶品质有不良影响;超过0.2%时,便有害于茶树生长;超过0.5%时,茶树生长受严重影响。基于上述原因,茶树不宜在中性土壤中生长,否则会导致茶树生育不良,对产量和品质均有影响。而在偏碱性的土壤中,茶树也难以生存。所以酸性土壤条件特别适于种植茶树。
3)土壤养分
土壤养分是保证茶树生长发育良好,不断提高茶叶总量、品质和效益的根本保证。茶树对土壤养分的首要要求是氮、磷、钾三要素含量要充足。土壤中有机质含量要大于1.5%,有效氮含量为100 mg ~150 mg /100 g ,有效磷含量为70 mg /100 g ,有效钾含量为30 mg /100 g 。按我国现有生产水平,土壤有机质含量2.0%~3.5%为一等,1.5%~2.0%为二等,1.5%以下为三等。高产优质土壤有机质含量一般在2.0%以上。在茶园的农业技术操作过程中,除满足土壤质地、酸碱度、厚度等基本适宜茶树生长条件外,还要通过施肥、耕作、铺草、间作绿肥、有益微生物培养等农业综合措施来提高茶叶产量。
4)土壤生物
土壤生物环境与土壤肥力水平密切相关。土壤生物生活在土壤中,对土壤形成和土壤性质改变起主导作用,因此,土壤生物是衡量土壤质量和健康状况的重要指标之一。
土壤中的小动物,如蚯蚓、蚂蚁、蜗牛、蠕虫、螨类等,它们撕碎、搅动和搬运土壤中的有机物残体,使这些残体与土壤均匀掺和,进一步促进了微生物的分解作用。它们还以有机残体为食料,将含有丰富养分的粪便排入土壤,从而提高土壤肥力。蚯蚓、蚂蚁和微生物对改良土壤、土壤肥力形成以及植物营养转化均起着极其重要的作用,在生产实践中,常把蚯蚓和蚂蚁作为土壤肥力的标志之一。
茶园土壤中分布着种类众多的微生物,它包括细菌、真菌、放线菌、藻类及病毒等,其中有对提高土壤肥力和改善茶树生长显著作用的自生性固氮菌、氨化细菌和纤维分解细菌等种群。土壤中微生物的数量很多,每克土中约有几千万至几亿个,且集中于耕作层。耕作层中又以根附近最多,土壤越肥,微生物越多。根系分泌物的多少是影响土壤中微生物种类和数量的主导因素。各种土壤管理措施、土壤的物理和化学环境条件等都会影响茶园土壤微生物的种类、数量和分布,而土壤微生物又会反过来影响土壤的理化环境。
1.3.3 地形条件对茶树发育的影响
茶区大都建在山地,茶区地形比较复杂。茶园的地形条件主要由纬度、海拔、地形、地势、坡度和坡向等几个方面构成,它对温度、湿度、风、光照、水分、肥料、气体、热量等均有深刻的影响,从而综合地影响茶树的发育和品质。
1)地理纬度与海拔
地理纬度的不同,日照条件、气温、地温、降雨等气候因子均不同。在同一纬度下,海拔越高,气压与气温越低。而在一定海拔高度范围内,降雨量与空气湿度随着海拔升高而增加,当超过一定高度后又下降。
大多情况下,低纬度低海拔的茶区年平均气温较高,地表接受的日光辐射量较多,能为茶树正常的发育提供丰富的热量和光照条件,有助于茶树体内碳代谢的进行,有利于茶多酚的合成,此区生长的茶树品种适合于加工成红茶。而生长在低纬度高海拔茶区的茶树,光照、温度、湿度的条件利于蛋白质、氨基酸等含氮物质代谢,此区生长的茶树品种适合于加工成绿茶。
2)地形、坡度、坡向
由于山地茶园的坡向、坡度能影响小气候,因而也影响茶树的生长发育和产量、品质。如由于坡度和坡向不同,坡地上日照的时间和太阳辐射强度都有很大的差异,因而获得的太阳辐射总量也不一样,这样就形成不同坡向的茶园小气候。所谓的“茶园小气候”,就是指由茶树及茶园生物与环境因子相互作用,形成的从地表或土壤浅层到1.5~2.0 m高的贴地层小范围的特殊气候,也称微域气候或微域气象。
处于温带的茶区,南坡、东南坡、西南坡获得的太阳辐射总量要比平地获得的多。实践证明,背风向阳的半山坡茶园,冬季气温比谷地、沟槽地、平川地高。原因之一是向阳半山坡茶园受光面多,避免或减轻了寒风的侵袭;二是由于处于谷地,沟洼地的茶园受冷空气下沉所出现的逆温(小于2级风情况下)和辐射霜冻的危害要比山坡茶园重得多。因此,为避免茶树受冻,必须把地形选择作为种茶的重要条件加以考虑。处于北坡的茶区,获得太阳辐射总量比南坡或平地少得多,夏季南北坡地的差别较小,冬季差别较大。东坡和西坡接受到太阳辐射量介于南坡和北坡之间,差异不够明显。由于方位影响太阳光辐射,所以土壤温度也受到方位的影响。坡向的日平均气温变化规律与土壤温度相同。由此可见,阳坡(南坡、东南坡、西南坡)获得的太阳辐射及热量多,温度高,但湿度比较低,土壤较干燥,易发生干旱现象;而阴坡(偏北坡)的情况正好相反。调查显示,在春季偏南坡的茶园,茶芽萌动比偏北坡早1~3天,因此春茶采摘期也相应提早;而北坡冻害比南坡重。所以,从减轻冻害角度出发,亦应选择偏南坡种茶为好。
知识链接
中国茶区分布
中国茶区分布在北纬18°~37°,东经94°~122°的广阔范围内,有浙江、湖南、湖北、安徽、四川、福建、云南、广东、广西、贵州、江苏、江西、陕西、河南、台湾、山东、西藏、甘肃、海南等19个省区的上千个县市,地跨中热带、边缘热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带和暖日温带。在垂直分布上,茶树最高种植在海拔2600 m高地上,而最低仅距海平面几十米或百米。不同地区生长着不同类型和不同品种的茶树,从而决定着茶叶的品质及其适制性和适应性,形成了一定的茶类结构。
我国茶区辽阔,茶区划分采取3个级别,即一级茶区,系全国性划分,用以宏观指导;二级茶区,系由各产茶省(区)划分,进行省区内生产指导;三级茶区,系由各地县划分,具体指挥茶叶生产。
国家一级茶区分为4个,即华南茶区、西南茶区、江南茶区、江北茶区。
华南茶区:位于大樟溪、雁石溪、梅江、连江、浔江、红水河、南盘江、无量山、保山、盈江以南,包括闽中南、台、粤中南、海南、桂南、滇南。华南茶区水热资源丰富,土壤肥沃,有机物质含量高,除闽北、粤北和桂北等少数地区外,年平均气温为19~22℃,最低月(一月)平均气温为7~14℃,茶年生长期为10个月以上,年降水量是中国茶区之最,一般为1200~2000 mm 。其中,台湾省雨量特别充沛,年降水量常超过2000 mm 。
西南茶区:在米仑山、大巴山以南,红水河、南盘江、盈江以北,神农架、巫山、方斗山、武陵山以西,大渡河以东的地区,包括黔、川、滇中北和藏东南。西南茶区地形复杂,大部分地区为盆地、高原。土壤类型亦多,在滇中北多为赤红壤、山地红壤和棕壤;在川、黔及藏东南则以黄壤为主。西南茶区栽培茶树的种类也多,有灌木型和小乔木型茶树,部分地区还有乔木型茶树。该区适制红碎茶、绿茶、普洱茶、边销茶和名茶、花茶等。云贵高原为茶树原产地中心。其地形复杂,大部分地区为盆地、高原。土壤有机质含量一般比其他茶区丰富,土壤状况也适合茶树生长。西南茶区内同纬度地区海拔高低悬殊,气候差别很大,大部分地区均属亚热带季风气候,冬不寒冷,夏不炎热。
江南茶区:在长江以南,大樟溪、雁石溪、梅江、连江以北,包括粤北、桂北、闽中北、湘、浙、赣、鄂南、皖南、苏南等地。江南茶区大多处于低丘低山地区,也有海拔在1000 m的高山,如浙江的天目山、福建的武夷山、江西的庐山、安徽的黄山等。这些地区气候四季分明,年平均气温为15~18℃,冬季气温一般为-8℃。年降水量为1400~1600 mm ,春夏季雨水最多,占全年降水量的60%~80%,秋季干旱。江南茶区基本上为红壤,部分为黄穰。该茶区种植的茶树大多为灌木型中叶种和小叶种,以及少部分小乔木型中叶种和大叶种。该茶区是发展绿茶、乌龙茶、花茶、名特茶的适宜区域,诸如西湖龙井、黄山毛峰、洞庭碧螺春、君山银针、庐山云雾等。
江北茶区:南起长江,北至秦岭、淮河,西起大巴山,东至山东半岛,包括甘南、陕西、鄂北、豫南、皖北、苏北、鲁东南等地,是我国最北的茶区。江北茶区地形较复杂,茶区多为黄棕土,这类土壤常出现粘盘层,部分茶区为棕壤,不少茶区酸碱度略偏高。茶树大多为灌木型中叶种和小叶种。茶区年平均气温为15~16℃,冬季绝对最低气温一般为-10℃左右。年降水量较少,为700~1000 mm ,且分布不匀,常使茶树受旱。江北茶区地形较复杂,是中国南北土壤的过渡类型,不少茶区酸碱度略偏高,但少数山区有良好的微域气候,故茶的质量亦不亚于其他茶区,如六安瓜片、信阳毛尖等。
全区大多为赤红壤,部分为黄壤。茶区汇集了中国的许多大叶种(乔木型和小乔木型)茶树,适宜制红茶、普洱茶、六堡茶、大叶青、乌龙茶、花茶、白茶等。
本章小结
复习思考题
一、名词解释
对夹叶 驻芽 新梢 不定根 茶树幼年期 茶树成年期 茶园小气候 茶树总发育周期 活动积温 茶树生长最适温 单轴分枝 合轴分枝 乔木型茶树 野生茶树
二、填空题
1. 茶树的 、 、 称为茶树的营养器官; 、 、 称为茶树的生殖器官。
2. 是连接茶树地上部分和地下部分的交界处部位,是茶树各器官中比较活跃的部分。
3. 在低倍镜下就能将茶树根的初生结构区分为 、 和 三部分。
4. 茶树的 是发生侧根的部位。
5. 活动的结果是茶树茎不断增粗的原因。
6. 利用种子繁殖的茶树根系是由 、 和 三部分所组成。利用扦插、压条繁殖的茶树根系, 根一般不明显。
7. 茶树根尖从顶端起依次分为 、 、 、 四个区。 区细胞迅速伸长是根尖深入土层的主要推动力。
8. 根冠位于根尖的最顶端,形似 状,能分泌黏液,起 作用,便于根尖向土壤深处伸进。
9. 茶树的主根具有很强的 性、 性和 性,可使根伸入土壤深层。
10. 茶树根的初生木质部主要由 和 组成,其功能是运输水分和无机盐,初生韧皮部主要由 、 、 和 组成,其功能是运输有机质。
11. 茶树的叶片可分为 、 和 三部分。
12. 和 构成茶树树冠的骨架。
13. 茶树分枝有 分枝和 分枝两种形式。
14. 依据树型、植株的高度及分枝习性不同,可将茶树分为 、 、 三种类型;依据分枝角度及伸展姿态不同,可将茶树树冠分为 、 、 三种类型。
15. 茶树幼嫩的茎自外向内分为 、 、 三部分。
16. 在茎的中心,由不规则的椭圆形薄壁细胞所组成,具有贮藏养分的功能。
17. 按芽将形成的器官,可将茶树的芽分为 与 。
18. 和处于休眠状态而未萌发芽统称为茶树的休眠芽。
19. 冬芽外部鳞片上着生 ,能减少水分散失,并具有一定的御寒作用。
20. 茶树叶片的气孔器由两个 形的保卫细胞和它们之间裂生的细胞间隙围合而成。
21. 叶片下表皮向外突起的 ,能分泌芳香物质,是茶叶具有特殊香气的原因。
22. 茶树花属完全花,由 、 、 、 、 和 六部分组成。
23. 茶花的每个雄蕊由 和 两部分组成;每个雄蕊由 、 和 三部分组成。
24. 着生三粒种子的茶树果形呈 形;着生四粒种子的果形为 形。
25. 茶籽由 、 两部分构成。直径在 毫米左右的茶树种子,活力较差。
26. 生产上茶树的生物学年龄从 或从 来开始计算。
27. 幼苗期茶树叶片角质层 ,根系吸收能力 ,为此要做好遮阴、防旱和防寒工作。
28. 是茶树营养生长和生殖生长都进入旺盛期的阶段。
29. 自 至 为止,为茶树壮年期。
30. 茶籽萌发过程中 、 、 是必需的三个基本条件。
31. 茶树生长的温度可划分为 、 、 三个基本点。
32. 茶树是耐酸作物,原因是根部汁液中含有较多的 酸、 酸、 及 酸等多种有机酸,能对酸性有较大缓冲力。
33. 茶树对土壤养分的首要要求是 、 、 三要素含量要充足。
34. 茶树对土壤酸碱度的反应特别敏感,土壤酸碱度以pH值 为宜,在偏碱的土壤中则难以生存。
35. 土壤生物包括 、 和 ,土壤生物环境与土壤肥力密切相关。
36. 土壤微生物重要的类群有 、 、 、 及 等。
37. 茶园土壤中的 、 、 等种群,对提高土壤肥力和改善茶树生长有显著作用。
38. 山地茶园的 和 能影响小气候,进而影响到茶树的生长发育和产量、品质。
39. 在土壤动物中 和 在形成团粒结构方面有重要作用,常作为土壤肥力的标志之一。
40. 主要影响茶树地上部分的生长, 主要影响茶树地下部分的生长。通常,二者是相互联系在一起的。
三、填表
四、问答题
1. 你认为土壤条件对茶树生育有哪些影响?
2. 怎样理解“根深叶茂”和“本固枝荣”?
3. 地形、坡度、坡向对茶树生长发育及产量、品质的影响表现在哪些方面?
4. 你对“高山云雾出好茶”是怎样理解的?
5. 茶树枝梢生育有哪些规律?
6. 茶树的一生可划分为几个时期?各期有何特点?栽培上要做好哪些工作?
7. 简要概述茶树的生物学特征。