干旱对植物生长的影响实验 (干旱对茶产业造成的影响)

茶园生态化建设模式,涵盖茶叶品种、栽培、土壤、生物、植保、肥料等各个领域。秉承以人类为中心的理性生态伦理学为指导思想,集成成熟技术,为复兴茶产业而努力。

干旱天气对茶叶的影响,高温干旱对茶树的影响

干旱天气对茶叶的影响,高温干旱对茶树的影响

茶树属于喜阴喜湿植物,全年降水量需在1000mm以上,年经济产出好水系数0.90左右。但不同茶叶品种、不同地理环境、不同类型土壤及茶树不同生育期等都会影响茶树对水分的要求。

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CHen在福建省安溪县以四年生铁观音为材料,采取不同灌水时间对公示材料进行干旱处理,结果表明:茶树叶片水势、生物量等随着干旱时间的延长而降低,茶多酚和游离氨基酸则随干旱时间的延长而升高,最后认为要平衡茶叶产量及品质,建议10d左右为一个浇水周期。

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吴瑞普等在福建泉州以两年生铁观音茶树为材料研究其需水规律,结果表明:两年生铁观音需水关键时期为7-10月,最佳灌溉涂层为40~50cm,适宜灌溉水量为21mm,浇水周期为8~12d。

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邹战强等在广东梅州以不同树龄的丛茶和苦丁茶为材料研究表明,多年生茶树年需水总量为1274.6mm,日平均耗水量为1.07~6.51mm/d,茶树的适宜田间持水量为60%~90%,灌水量和周期分别为41.86~50.23mm和4~10d。

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干旱对茶树生长、生理生化的影响

当茶树水分长期处于不平衡状态时,就会引起植株体内水分亏缺,代谢活动受到影响,生长发育受到抑制。茶树受到轻度干旱时,茶树嫩叶受影响较小,部分老叶逐渐失水缺绿,随后叶缘慢慢卷曲,叶尖变褐;中度干旱时,茶树嫩叶开始受到影响,新稍叶间距变小,新叶小而且卷曲,随着中度干旱时间的延长,叶片萎蔫枯焦脱落,顶芽处于闭合状态,尚未干死。重度干旱时,茶树叶片枯焦脱落,出现大量的鸡爪枝,随着重度干旱时间的延长,大部分鸡爪枝枯死,主干尚有部分未干死。极度干旱时,土壤基本没有可利用水分,茶树地上部分叶片全部干死脱落,地下部分根毛干枯死亡,此时茶树整体随着干旱时间的延长而死亡。

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1内源激素

茶树内源激素对干旱十分敏感,在干旱胁迫中可能充当信使的作用。当植物受到干旱胁迫时,内源激素迅速做出反应,脱落酸(ABA)大量合成并运送到叶片,阻止气孔保卫细胞内Ca2+流出,诱导外部Ca2+流入,从而使叶片细胞内Ca2+浓度升高,促使气孔关闭,减少水分散失,增加叶片细胞可溶性蛋白含量,诱导生物膜系统保护酶形成,降低膜脂过氧化物程度保护膜结构的完整性,增强植物干旱胁迫下的抗氧化能力,同时诱导一些抗性基因表达,提高植物抗性。

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林金科在探究干旱对茶树影响时发现,土壤水势在-4~18kPa时,茶树叶片ABA含量变化不明显,低于-38kPa时,茶树叶片ABA大量积累。潘根生等认为干旱胁迫早期(3d),茶树ABA含量缓慢增加,到后期ABA含量迅速增加,ZT(玉米素)含量下降。研究表明:茶树干旱早期,ZT的变化不明显,但到干旱后期,ZT含量与茶树的耐旱性表现出一定的相关性,且ABA与ZT的含量比值越大,茶树越耐旱。

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2渗透调节

渗透调节是植物在逆境胁迫下,主动积累各种有机或无机物质来提高细胞液浓度,维持渗透势,提高细胞吸水或保水能力,从而适应水分胁迫环境的过程。Barnnett等研究百慕达草时发现,Pro是部分植物在干旱胁迫下游离氨基酸增加的主要成分,可占氨基酸总量的40%。

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王守生研究表明:干旱5d后,茶树叶片Pro含量极显著增加,其中蜀永1号较对照增加78.48%,早白尖较对照增加54.29%。潘根生则发现:干旱过程中耐寒性的品种Pro含量变化较小,耐旱性弱的品种在干旱加重或减弱时变化均较大。Upadhyaya[8]等研究表明:干旱胁迫下,茶树叶片可溶性糖、Pro均增加。因此,Pro与茶树抗旱型的关系还不十分清楚,在判定茶树抗旱性时不能仅仅以Pro含量为标准。

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3保护酶活性

茶树的保护酶主要有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT),SOD能催化2O2-+2H+→H2O2+O2的反应,将O2-转化为H2O和O2,POD能催化RH2+H2O2→2H2O+R的反应,将O22-转化为H2O;CAT也能将H2O2催化为H2O和O2。在干旱胁迫下,茶树产生大量的活性氧,损伤细胞膜系统,从而导致茶树衰老甚至死亡。前人研究表明,茶树的抗旱性可能跟保护酶活性有关,但是不同人研究结果不同。

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刘玉英等研究表明:干旱后茶树叶片SOD和POD活性先升高后下降,并且品种间有差异。韦朝领等研究认为,茶树的抗旱性跟SOD、POD和CAT的活性有关;干旱胁迫下茶树POD和CAT呈先升后降趋势,且活性增加的速度与叶龄有关。对于POD活性与茶树抗旱性的关系,不同人看法不同:童启庆等认为POD与茶树抗旱性没有相关性,而王小萍等则认为有相关性。

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4光合作用

干旱条件下,植物细胞内产生大量活性氧,损伤叶绿体膜系统,导致叶绿素含量减少,光合酶活性降低,光能的吸收和电子传递受阻,气孔关闭从而阻碍CO2进入细胞,迫使光合作用减弱或停止。研究表明:干旱条件下,茶树叶片原初光能转化率(Fv/Fm)随光照强度增大急剧降低;叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降;光化学反应速率降低,天线色素热耗散速率降低,品种间有差异;水分利用率降低。

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干旱对茶叶产量和品质的影响

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1干旱对茶叶产量的影响

近年来,随着全球气候变暖和茶叶产区的年降水量分布不均匀,国内外不少茶园受到了不同程度的干旱灾害。在国内,2010年春旱使云南省约266667hm2茶园受害,春茶减产约50%,损失近10亿元;2011年干旱导致湖南省春茶、夏茶分别减产20%、30%,经济损失约5亿元;2013年干旱导致四川省部分茶园最高667m2产量下降80%,云南省4000hm2茶园产量下降,浙江近66667hm2茶园受灾;2010-2013年连续干旱导致贵州部分茶园幼树大量死亡,茶园减产。

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在国外,干旱导致肯尼亚、坦桑尼亚、斯里兰卡和印度茶叶分别减产4%~20%、33%、26%和17%~31%,甚至还导致6%~19%的茶树死亡。中国农业科学研究院茶叶研究所研究表明,与对照相比,干旱茶树芽叶、新稍长度、百芽重和芽数均明显下降。LIN等研究水分胁迫对乌龙茶的影响发现,浇水对茶叶鲜重有积极的影响,干旱条件下的茶树叶片干重低于正常供水的茶树叶片,差异不明显,但正常供水的茶树产量显著高于干旱条件下的茶叶产量。吴瑞普等研究表明,干旱条件下铁观音叶片鲜质量和干质量较正常供水的分别下降75%和61.22%。

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2干旱对茶叶品质的影响

咖啡因、氨基酸和茶多酚等物质含量是茶叶品质的重要组成部分,干旱条件下,茶叶中茶多酚、总儿茶素含量减少,儿茶素品质指数下降;茶叶总游离氨基酸、咖啡碱和水浸出物等品质成分均减少。吴瑞普等研究发现,干旱查理下铁观音茶树叶片总叶绿素和类胡萝卜素显著下降,鲜茶叶中茶多酚和蛋白质含量增加,咖啡因含量减少。张宝千研究发现,干旱条件下,铁观音茶树叶片水势降低,还原糖、蔗糖和果糖含量升高,合理的灌溉可以在保证茶叶产量的前提下提高铁观音茶叶品质。还有研究表明,干旱抑制茶树咖啡碱合成酶基因的表达,从而减少了咖啡因的合成。

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安根团队 因为好茶

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