大量元素对茶树生理特性的影响

目录摘要....................................................21.大量元素对茶树生长特性的影响............2-1.1N对茶树生长特性的影响.......................................21.2P对茶树生长特性的影响.......................................31.3K对茶树生长特性的影响.......................................32.大量元素对茶树生理特性的影响.............42.1N对茶树生理特性的影响.......................................42.2P对茶树生理特性的影响.......................................52.3K对茶树生理特性的影响.......................................63.大量元素对茶树品质形成的影响.............63.1N对茶树品质形成的影响.......................................73.2P对茶树品质形成的影响.......................................73.3K对茶树品质形成的影响.......................................84.结语.....................................8参考文献.................................................92大量元素对茶树生长及其生理特性的影响摘要：氮、磷、钾等大量元素是茶树正常生长发育所必需的营养元素。它们的施用量不仅影响茶树的生长和生理特性，也与茶叶的产量和品质有着密切的关系。其中任何一种元素的缺乏或不足,造成茶树的生长缓慢或停止，物质及能量代谢受阻,形态转化不能顺利进行,器官的发育受到抑制。本文着重论述了这些必需元素对茶树生长和生理活动及其茶叶品质的影响。1.大量元素对茶树生长特性的影响由于茶树对营养的需求具有多样性，氮、磷、钾肥的配施既能满足茶树对各种肥料的需求，又能起到很好的互补促进作用。如施用氮、磷、钾复合肥的茶树芽叶密度极显著高于单独施尿素，对促进芽叶萌发效果极佳，对春茶百芽重的增重效果明显，施用氮磷钾复合肥的小区春茶总产量高于施尿素的小区，增产18.7%[4]。1.1N对茶树生长特性的影响氮素营养是茶树中具有重要地位的矿质养分，不仅仅是由于氮素在一般植物中的重要性，还在于茶树所采摘的茶叶的品质特征取决于氨基酸（尤其是茶氨酸）、多酚类物质（茶多酚等）和嘌呤类的生物碱（主要是咖啡碱）等的含量和比例，而氮素营养直接或间接影响这些物质在茶树体内的代谢及其代谢活动和生长发育。它是组成树体细胞原生质——蛋白质的主要成分，是形成植株，特别是形成芽叶的成分。核酸、磷脂、多种维生素（B1、B2、B6）、咖啡碱、大多数生物膜、激素和其他许多重要有机物中都含有氮素。树体中的全部代谢过程，如光合作用、呼吸作用和各类有机物之间的转化，都需要生物催化剂——酶来起作用，酶是蛋白质的一种形式，所以氮又参与酶的合成。氮也是叶绿素的主要成分。同时茶树作为叶用植物，采摘部位是鲜叶，其对氮素营养的需求显得较其它植物更加紧迫。因此氮含量的多少对茶树各种生理过程与生长发育有着重要影响。氮素形态对茶树的生长是有着重要影响的。有研究认为，在施用不同形态氮素后会对茶树的生长、发育、品质、产量等产生显著影响。施用铵态氮肥后，有利于提高茶叶产量，提高叶绿素含量，同时可提高氨基酸、咖啡碱等含氮有机物的产量，特别是茶氨酸、精氨酸和丝氨酸的含量有明显提高[19]。茶树对NH4+的吸3收代谢速度较快，在吸收溶液中含有同样浓度的NH4+和NO3-时，茶树24h内吸收同化的NH4+是NO3-的2倍[18]。Ruan和张福锁等人对茶树的研究表明，在供应铵态氮时，导致茶树根际酸化，提高了P、Al、Mn的有效性，使茶树体内的P、Al、Mn浓度升高[23]。关于不同施氮量对幼龄茶树生长的影响，实验结果表明,抽梢数、新梢生物量和总生物量在处理间差异显著,并且随着施氮量的增加表现出不同的变化趋势;其中抽梢数和总生物量随施氮量的增加而减少,新梢生物量与施氮量呈二次曲线回归关系,过量的施氮造成新梢生物量下降。而平均梢长、茎叶生物量、根生物量和根冠比在处理间差异不显著,但茎叶生物量与施氮量直线相关,根生物量和根冠比与施氮量呈二次曲线回归关系，平均梢长与施氮量无显著相关。1.2P对茶树生长特性的影响很早以前人们就发现缺P会导致茶树幼芽和根部生长缓慢、叶小、分枝减少、植株矮小等症状。近年来人们发现，茶园缺P初期，茶树生长缓慢、根系生长不良、品质下降、茶叶产量、吸收根提早木质化。如果茶树进一步缺P，老叶失去光泽，并由绿色逐步变为暗绿或暗红色，每到严冬症状加剧。严重缺P的茶树植株，其嫩叶由暗红转为黄白色、分枝少、植株矮化、茎叶生长缓慢、花果少或甚至没有，生育几乎处于停滞状态。近年来，关于茶树磷素方面的研究，也日益完善。安徽农科院茶叶研究所[3]的实验表明，磷素对茶树有促进根系生长的效能。P促进茶树主根的伸长,使根幅扩大,同时也增加了根重。根的伸长与扩大是茶叶增产的一个重要关键。因为根系生长的增速,根系的强大,对于茶树吸收更多土壤养分,加强地上部分的生长是有益的。福建农林大学和福建省农业科学院茶叶研究所的实验表明，缺P降低茶树根茎叶K的含量，但对根茎叶Ca的含量影响不大。缺P降低根Mg的含量，增加茎Mg的含量，但对叶Mg的含量影响较小。不供P，叶有稍高的C含量，较低的N含量和较高的C/N比：供P对根和茎C和N含量及C/N比影响较小。总之，缺P不仅影响茶树根茎叶营养元素的含量，也改变其在根茎叶之间的分配。1.3K对茶树生长特性的影响K在茶树体内以离子状态存在，其含量仅次于氮素，主要存在于新梢部位。全株的含钾量约为0.6%-1.0%，芽叶中含量高达1.2%-2.5%[11]。钾在茶树体内的4流动性很大，可以提高茶树的抗逆性，能促进糖类的合成、运输和贮存，对吸水和蒸腾过程，有较好的调节作用，同时钾还有助于磷的吸收和转化。在氮、磷的基础上增施钾肥可显著增产。据湖南省农业科学院茶叶研究所试验[17]，单施钾肥比不施肥10年平均增产21.8%，在氮、磷基础上增施钾肥比单施磷肥增产37.1%。钾能加强光合作用，增强多种酶的活性，对蛋白质的代谢也有影响。钾肥充足，可以促进根系对氮的吸收，从而形成较多的蛋白质，增进茶叶的品质。缺钾则抑制糖转化为淀粉，妨碍蛋白质的合成。很多研究表明，钾能明显提高茶叶中的游离氨基酸、茶多酚等内含物的含量。据陈达中[2]研究，在氮磷基础上配施钾肥的处理，茶叶中的茶氨酸、丙氨酸、谷氨酸和天门冬氨酸四种氨基酸的总量最高。另外，NH4+和K+具有离子拮抗作用，长期大量施用铵态氮肥会影响茶树对钾的吸收，降低钾肥的效果[6]。茶树不断从土壤中吸收钾，以及茶园土壤酸性强的特点，导致土壤中的钾淋溶损失，钾素贫化严重，所以需定期施用钾肥维持土壤中钾元素的平衡。2.大量元素对茶树生理特性的影响2.1N对茶树生理特性的影响茶树为叶用作物，矿质营养尤其是氮素营养对茶树生长尤其重要。而随着研究的深入，近年来，氮素营养对茶树生理生态的影响备受关注。以下就茶树对氮素营养的生理代谢过程及其与茶树光合作用以及水分生理的影响展开论述。福建农林大学的实验表明，施氮对不同树龄的茶树的生理生化特性的影响有所不同。随着施氮量的增加，一年生和二年生的茶树全氮和咖啡碱的含量以及一年生茶树硝态氮、游离氨基酸和蛋白含量显著提高，二年生茶树硝态氮含量和所有树龄茶树碳氮比则显著降低：而两年生、三年生茶树游离氨基酸含量、三年生茶树可溶性糖含量、两年生茶树茶多酚含量与施氮量呈二次曲线回归关系；但其它树龄的其它生理生化指标与施氮量无显著相关。氮能提高茶树叶片中叶绿体数目，叶绿体表面积增大，光合场所增多，氮还能够提高茶树叶片气孔导度，扩大了叶绿体与外界的物质能量交换界面，CO2供应速度加快，光合色素充分发挥作用，光合作用因此也大大增强，使茶树净光合产物提高。叶绿体中的氮绝大多数用于分配到光合作用的各个组分中去，比如植物固定CO2的原初酶RUBP羧化酶，这种酶是一种双功能酶，具有催化羧化反应5和加氧反应两种功能。在茶树体内氮素营养充分，但气候干旱时茶树吸收水分亏缺，茶树新梢中硝酸还原酶和苯丙氨酸解氨酸活性下降，影响茶树碳氮代谢，同时，根据张岁岐等[12[13]研究报道，严重干旱时，施氮能增强植物叶片的保水能力，干旱时过强的蒸腾作用所带走的水分会打破植物体内原有的水分平衡，植物根系内源激素ABA大量增加并且随体内水分传递至叶片迫使减少叶片气孔张开度，植物蒸腾失水作用减缓，植物水分生理重新达到平衡。茶园土壤中的氮对整个茶树对水分吸收影响也很大。当茶树根系附近土壤氮素营养缺乏时，茶树根系受到刺激，生长加速，根冠比增加，根系对土壤中水分吸收空间就会增大。反之，茶园土壤尤其是茶树根系附近氮营养丰富会阻碍茶树根系延长，整个根系吸收水分的空间就会受到制约[14]。2.2P对茶树生理特性的影响磷在茶树体内是以有机磷和无机磷酸盐等形式存在，其中有机磷约占80%，无机磷酸盐约占20%。磷是核酸、磷脂以及高能磷酸化合物等物质的组成元素，同时茶树中的许多生理过程，如光合作用、呼吸作用、各种酶促反应、能量传递等都需有磷参与。磷在茶树体内的含量虽少于氮和钾，但其起到的生理功能不容忽视。磷对茶树的生理作用有：作为各种酶的活化剂参与许多生理代谢活动；促进氮素的吸收、利用；促进同化产物的运输；提高作物抗旱、抗病虫、抗倒伏等能力。磷与茶树的碳、氮代谢有密切关系，对产量、品质亦有重要的影响。氮、磷配合施用，可以提高茶叶产量。据杭州茶叶试验场研究[1]，在施用氮肥的基础上，增施磷肥3年平均比单施氮素增产21%；据湖南茶叶研究所试验，氮、磷配施，增产幅度高达33.7%。随氮肥施用量的不断增加，磷肥必须在施氮的基础上，按氮磷比例2:1或3:1配施效果比较明显[5]。磷对提高茶叶品质的作用，主要表现在香气和滋味两个方面。磷可以增加多酚类含量，特别是没食子儿茶素及表儿茶素，对茶叶的香气和滋味均有良好影响[10]。此外，茶叶中咖啡碱的合成，也需要磷酸化合物的作用。随着磷肥施用量的增加，茶叶中茶多酚和水浸出物含量也会相应提高。然而由于各种磷肥所含磷的形态不同，对茶叶品质的作用效果会出现显著差异。如磷矿粉对红茶品质作用最好，而过磷酸钙对绿茶最好。另外，磷肥施用方法还与土壤磷素供应水平的高低有关[5]。62.3K对茶树生理特性的影响钾虽然不是茶树体内有机物的组成成分,但却是茶树生长所必需的大量营养元素之一,茶叶中钾的含量高达1.2%~2.5%,仅次于氮素。钾常以离子状态存在于有机体中,参与各种生理生化过程。其主要生理作用有以下四个方面。在茶树碳、氮的运输转移过程中,钾作为伴随离子与NO3-一起经木质部向地上部运输,若钾供应不足,会引起地上部分碳水化合物的积累,降低光合作用速率[21]。在氮磷保证供应条件下施钾肥后,茶树对C14的同化速率和光合作用效率都有明显的提高,含钾量高的茶叶同化氧化碳的数量比含钾量低的要多两倍[17]。这是由于钾离子能较多地累积在茶树的细胞中,使细胞的渗透压增加,并使水分从低浓度的土壤溶液中向高浓度的根细胞中移动。在钾供应充足时,茶树能有效的利用土壤水分,并保留在体内,减少水分的蒸腾。据阮建云等对钾素生理作用研究的结果表明,钾能明显促进根系生长和增加根细胞质浓度,促进根对土壤水分的吸收。如在茶园土壤田间持水量55%~65%的条件下,不施钾肥的茶苗只成活66.7%~88.9%,施钾肥的茶苗成活率提高到88.9%~100%[8]。据统计,以钾为活化剂的酶约有60多种。如果茶树缺钾,首先许多酶促反应无法进行,生理功能就会出现紊乱,生长受阻,以致死亡。