CN105104076A - 一种加速工厂化茶苗生长的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加速工厂化茶苗生长的方法，包括（1）剪取茶穗；（2）茶穗水培；（3）穴盘设置；（4）扦插、生根培养；（5）采用CO_2？处理的人工气候箱培养茶苗。本发明通过反复实验，筛选出了可加快茶树生长的最佳CO2浓度，且本发明所述的方法可进行工厂化育苗，可以提高扦插苗的生根能力和茶苗的成活率，加速茶苗生长以缩短育苗周期，具有节约生产成本，提高经济效益的优势。

Description

一种加速工厂化茶苗生长的方法

技术领域

本发明涉及一种茶树栽培方法，尤其是涉及一种加速工厂化茶苗生长的方法，属于作物栽培技术领域。

背景技术

茶树属山茶科山茶属，为多年生常绿木本植物。由于茶树是异花授粉作物，有性繁殖个体间经济性状杂，生长差异大，一般不能保持母本原有的特性，因此在生产上常采用无性繁殖来繁育推广茶树良种。然而，目前茶树良种繁育速度慢，仍然沿用200多年的传统短穗扦插技术，生产和技术水平与现在茶叶产业的发展形势存在不相适应的地方：一是插穗生产与春茶生产存在矛盾，传统短穗扦插技术需要专用的插穗生产圃，而现在茶叶生产必须抓住春茶生产名优茶来实现高效，企业或茶农一般不愿意留蓄专门的插穗生产圃；二是传统短穗扦插技术育苗周期长，一般都要一年多，占地时间长，降低繁殖率、增加成本、减少效益；三是传统短穗扦插技术需要大量心土，每亩苗圃需要心土20立方米左右，挖掘心土时破坏表土和植被，容易造成水土流失和环境问题。茶树育苗也可以采用组织培养育苗途径，但组织培养育苗存在投资大、成本高、市场竞争力不强的问题。另外，茶树种植后约三年起可少量采收，十年后达盛产期，三十年后即开始老化，因此提高茶苗成活率，缩短茶树育种周期，加快茶苗生长速度，在茶叶生产和茶园品种更新等方面均具有重要的经济价值。

高浓度CO₂对植物形态结构、光合作用、抗逆性、生长和生物量等均有影响。近年来，已证实高浓度CO₂可促进植物根系(根重、根长及根表面积)及幼苗的生长；高浓度CO₂可明显改变C3植物根系分化发育特性，促进植物根系分支，但对C4植物影响不大。近年来，已证实高浓度CO₂能不同程度地降低蝶豆、花叶万年青、麒麟叶、牵牛、胡椒等C3植物的气孔导度和单位叶面积的蒸腾速率，增加其气孔阻力、水分利用效率及叶温。随着CO₂浓度的升高，植物鲜重增加，单位面积叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量增多，从而提高叶绿体对光能的吸收和激发能在PSⅠ和PSⅡ之间的分配调节能力。高浓度CO₂能提高冬小麦等植物耐盐胁迫的能力；同时，高浓度CO₂对植物的生物量及产量的提高有显著的正效应，也在多种植物上被证实。研究者也发现高浓度CO₂影响共生微生物及植物的生长，CO₂浓度升高，光合产物增加，促进菌根生长，反过来又促进植物的生长；而且CO₂浓度增加时，细根生物量增加大于粗跟，增加了根总表面积，进而增加了菌根菌的侵染几率。虽然高浓度CO₂对植物的影响并非单独起作用，而且和其他环境因子共同起作用，并且不同植物对高浓度CO₂的响应也存在差异；但是越来越多的研究表明浓度升高对植物生长有促进作用，对C3植物生长的促进作用最大。目前，CO₂对茶树生长的影响的研究较少。2007年，成浩等研究了在工厂化育苗条件下提高CO₂浓度对于茶苗光合作用、水分利用效率和生物量积累等的影响。研究结果表明，CO₂浓度加倍之后，平阳特早、龙井长叶和中茶102三个品种茶苗的光合能力、水分利用效率和胞间CO₂浓度都有显著增加，特别是光合速率分别提高了71.4％、96.2％和88.2％，同时根生物量的增加，促进了茶苗的生长，提高了繁育速度。由此可见，高浓度CO₂可促进茶苗的生长，但促进茶苗生长的CO₂最佳浓度尚不清晰，同时，CO₂对茶树中茶氨酸、茶多酚、咖啡碱等重要成分的影响也尚未有报道。

福鼎大白茶、苏茶早和白叶1号是目前福建、江苏、浙江等省推广率较高的品种。因此，筛选出可加快茶树生长的最佳CO₂浓度，用于加快茶苗生长，明显缩短茶苗育苗周期，且可进行工厂化育苗成为一种亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中茶树无性繁殖茶苗生根率低，育苗周期长的不足，本发明提供一种可有效提高茶穗的生根率的加速工厂化茶苗生长的方法。

本发明采取的技术方案为：

一种加速工厂化茶苗生长的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)剪取茶穗：选择茶树品种中叶片新鲜、健康、无病虫害(要求母本园提前做好病虫害的防治工作)的青梗或嫩红梗的茶穗，剪取长度为2.0～2.5cm、带一片叶、一个腋芽的茶穗(腋芽要饱满)，下端剪口为平口或斜口，然后用浓度为2‰的多菌灵浸泡茶穗5～10min，再用125ppm的2,4-D浸泡茶穗12h，茶穗形成愈伤组织；

(2)茶穗水培：在5月～7月(最佳时间为5月份～6月上中旬)，将茶穗在温室内用营养液中进行水培，且温室的温度为25～30℃，培养时间为25～30d；

(3)穴盘设置：穴盘设置规格为：长×宽×高×穴直径×穴数＝55cm×32cm×6.0cm×5.0cm×54穴，然后，在穴盘中装入配方土(所述的配方土采用高压灭菌锅灭菌)，且配方土的装入量为整个穴盘的90％，且配方土要求不松不紧；

(4)扦插、生根培养：在步骤(3)所述的穴盘中插入步骤(2)培养后的茶穗，每个穴盘扦插1-2株茶穗，茶穗的叶片方向一致，避免叶片遮盖茶芽，且茶穗扦插的深度为茶穗的下端剪口与穴盘底端的距离为2.0cm，扦插完成后浇水定根，然后在网室内进行生根，日平均温度为20～30℃，为了促进苗茎长高，生根后进入温室进行升温提苗，然后，再在温室外进行炼苗；

(5)育苗：采用CO₂处理的人工气候箱培养茶苗，光暗周期12h/12h，昼夜温度25℃/20℃，光照强度为50klx，相对湿度75～80％，茶苗培养结束后在温度为25℃条件下培养茶树。

进一步，步骤(2)所述的营养液包括蒸馏水、尿素、KH₂PO₄，pH为6.0～7.0，且所述的蒸馏水、尿素、KH₂PO₄的质量百分含量分别为：

尿素：0.005％；

KH₂PO₄：0.005％；

蒸馏水：余量。

步骤(3)所述的配方土包括泥炭土、园土、蛭石、珍珠岩，且所述的泥炭土、园土、蛭石、珍珠岩的质量比为：4：1：3：2。

而步骤(5)所述的人工气候箱中的CO₂的浓度为600ppm

本发明具有以下有益效果：本发明通过反复实验，筛选出了可加快茶树生长的最佳CO2浓度，且本发明所述的方法可进行工厂化育苗，可以提高扦插苗的生根能力和茶苗的成活率，加速茶苗生长以缩短育苗周期，具有节约生产成本，提高经济效益的优势。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，并使本发明的上述优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

本实施例所用的材料及器材：

茶树品种：福鼎大白茶、苏茶早以及白叶1号。

剪刀、2,4-D、多菌灵、尿素、KH₂PO₄、穴盘、标签、pH试纸、喷雾器、基质(泥炭土、园土、蛭石、珍珠岩)。

CO2处理的人工气候箱(HP1000GS-D型，武汉瑞华公司生产)

具体培养方法为：

(1)剪取茶穗：选择三种茶树品种(福鼎大白茶、苏茶早以及白叶1号)中叶片新鲜、健康、无病虫害(要求母本园提前做好病虫害的防治工作)的青梗或嫩红梗的茶穗，剪取长度为2.0～2.5cm、带一片叶、一个腋芽的茶穗(腋芽要饱满)，下端剪口为平口或斜口，然后用浓度为2‰的多菌灵浸泡茶穗5～10min，再用125ppm的2,4-D浸泡茶穗12h，茶穗形成愈伤组织；

(2)茶穗水培：在5月～7月(最佳时间为5月份～6月上中旬)，将茶穗在温室内用营养液中进行水培，且温室的温度为25～30℃，培养时间为25～30d，所述的营养液包括蒸馏水、尿素、KH₂PO₄，pH为6.0～7.0，且所述的蒸馏水、尿素、KH₂PO₄的质量百分含量分别为：尿素：0.005％；KH₂PO₄：0.005％；蒸馏水：余量；

(3)穴盘设置：穴盘设置规格为：长×宽×高×穴直径×穴数＝55cm×32cm×6.0cm×5.0cm×54穴，然后，在穴盘中装入配方土(所述的配方土采用高压灭菌锅灭菌)，且配方土的装入量为整个穴盘的90％，且配方土要求不松不紧，配方土包括泥炭土、园土、蛭石、珍珠岩，且所述的泥炭土、园土、蛭石、珍珠岩的质量比为：4：1：3：2；

(4)扦插、生根培养：在步骤(3)所述的穴盘中插入步骤(2)培养后的茶穗，每个穴盘扦插1-2株茶穗，茶穗的叶片方向一致，避免叶片遮盖茶芽，且茶穗扦插的深度为茶穗的下端剪口与穴盘底端的距离为2.0cm，扦插完成后浇水定根，然后在网室内进行生根，日平均温度为20～30℃，为了促进苗茎长高，生根后进入温室进行升温提苗，然后，再在温室外进行炼苗；

(5)育苗：采用CO₂处理的人工气候箱培养茶苗，人工气候箱中的CO₂的浓度为600ppm，光暗周期12h/12h，昼夜温度25℃/20℃，光照强度为50klx，相对湿度75～80％，茶苗培养结束后在温度为25℃条件下培养茶树一周。

(6)将步骤(5)培养后的茶苗均分至六个培养室中(处理编号分别为T1、T2、T3、T4、T5、T6)，每个培养室的温度和CO₂浓度设定如表1所示，而除温度与CO₂浓度不同，其它条件完全相同，实验期间，保证正常的水肥供应。

表1：不同处理的温度和CO₂浓度设定

在培养室内生长60天后，进行生长分析：随机选取生长良好的苗，测定每个处理茶苗蒸腾速率、水分利用率、气孔导度、细胞间隙CO₂浓度、叶生物量(LW)、茎生物量(Sw)、根生物量(RW)和总生物量(W)(80℃烘至恒重)，叶生物量比(leafmassratio，LMR＝LW/W)和根生物量比(rootmassratio，RMR＝RW/W)生长参数。每个处理5个重复，同时，采用GB8312测定茶氨酸含量；采用GB8313测定茶多酚含量；采用GB8312-87测定茶咖啡碱含量。

数据分析：实验数据使用Excel2010进行整理和平均值、标准差计算。采用SPSS20.0软件进行方差分析，并应用新复极差法进行因素内不同处理间的多重比较分析。

结果与分析：

(1)温度和CO₂对茶苗蒸腾速率和水分利用率的影响

表2为温度和CO₂浓度对三种茶树品种蒸腾速率和水分利用效率的影响。由表2可见，随着温度的升高，福鼎大白茶、苏茶早以及白叶1号蒸腾速率和水分利用率均升高，而随着CO₂浓度的升高，三种茶树品种的蒸腾速率显著降低，水分利用率显著升高。CO₂浓度与温度相比，CO₂浓度对三种茶树品种的蒸腾速率和水分利用率的影响更为显著，CO₂浓度为800ppm时，蒸腾速率低于浓度为600ppm，水分利用率高于浓度为600ppm时，但均未达到极显著的水平。

表2温度和CO₂浓度对三种茶树品种蒸腾速率和水分利用效率的影响

(2)温度和CO₂对茶苗气孔导度和细胞间隙CO₂浓度的影响

表3为温度和CO₂浓度对三种茶树品种气孔导度和细胞间隙CO₂浓度的影响。如表3可知：温度以及CO₂浓度对茶苗气孔导度影响不显著，温度升高对气孔导度略有提高，随着温度的升高，三个茶树品种的细胞间隙CO₂浓度略有提高；而随着CO₂浓度的增加，显著增加了三个茶树品种的细胞间隙CO₂浓度。

表3温度和CO₂浓度对三种茶树品种气孔导度和细胞间隙CO₂浓度的影响

(3)温度和CO₂对茶苗叶生物量、根生物量和总生物量的影响

表4为温度和CO₂浓度对三种茶树品种叶生物量、根生物量和总生物量的影响。由表4可知，随着温度升高，福鼎大白茶、苏茶早和白叶1号三种茶树品种叶生物量、根生物量以及总生物量均增加，但提升幅度不十分显著。在同等温度下，随着CO₂浓度的升高，三个茶树品种的叶生物量、根生物量和总生物量均显著提高。

表4温度和CO₂浓度对三种茶树品种叶生物量、根生物量和总生物量的影响

(4)温度和CO₂对茶苗叶生物量比和根生物量比的影响。

表5为温度和CO₂浓度对三种茶树品种叶生物量比和根生物量比的影响。由表5可知：温度升高以及CO₂浓度的增加对于福鼎大白茶、苏茶早和白叶1号三个茶树品种叶生物量比的影响不十分显著。温度的升高以及CO₂浓度的增加，显著提高了三个茶树品种的根生物量比，并且CO₂浓度的增加比温度的升高对于茶树根生物量比的影响更为显著。同时，800ppm与600ppmCO₂浓度相比，根生物量比间差异不十分显著。

表5温度和CO₂浓度对三种茶树品种叶生物量比和根生物量比的影响

(5)温度和CO₂对茶苗茶氨酸、茶多酚和咖啡碱含量的影响

表6为温度和CO₂浓度对三种茶树品种茶氨酸、茶多酚和咖啡碱含量的影响。由表6可知：福鼎大白茶、苏茶早和白叶1号三个茶树品种随着温度升高以及CO₂浓度的增加，茶氨酸、茶多酚以及咖啡碱含量有所增加，茶氨酸和茶多酚含量变化达到显著水平，而咖啡碱含量变化不十分显著。

表6温度和CO₂浓度对三种茶树品种茶氨酸、茶多酚和咖啡碱含量的影响

结论：

通过以上结果表明，随着CO₂浓度的升高可显著降低三个茶树品种的蒸腾速率同时提高茶苗的水分利用率，蒸腾速率以及水分利用率在扦插苗生长过程中起着重要的作用，适宜的蒸腾速率以及高效的水分利用率十分利于茶树的生长。CO₂浓度是植物光合作用的限制因子，随着CO₂浓度的升高，茶树细胞间隙CO₂浓度显著增加，可有效的促进茶树的光合作用，促进茶树的生长。实验结果表明CO₂浓度显著提高茶苗的叶生物量、根生物量和总生物量，而且CO₂浓度显著提高了茶树根生物量比，说明CO₂浓度的升高能有效的促进根系的生长。CO₂浓度的增加对于茶树的重要成分(茶氨酸、茶多酚和咖啡碱)影响不显著。此外，当CO₂浓度分别为600ppm和800ppm时，测定的各项参数间差异不十分显著。在同等CO₂浓度环境下，昼夜温度为25℃/20℃时，茶树的水分利用率、细胞间隙CO₂浓度、叶生物量、根生物量、总生物量均高于昼夜温度为20℃/15℃。

综上所述，在昼夜温度为25℃/20℃时较为适宜茶树扦插苗生长，同时考虑生产成本以及种植效果，将茶苗培养环境CO₂浓度设为600ppm时，可有效的促进茶苗的生长。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种加速工厂化茶苗生长的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）剪取茶穗：选择茶树品种中叶片新鲜、健康、无病虫害的青梗或嫩红梗的茶穗，剪取长度为2.0～2.5cm、带一片叶、一个腋芽的茶穗，下端剪口为平口或斜口，然后用浓度为2‰的多菌灵浸泡茶穗5～10min，再用125ppm的2,4-D浸泡茶穗12h，茶穗形成愈伤组织；

（2）茶穗水培：在5月～7月，将茶穗在温室内用营养液中进行水培，且温室的温度为25～30℃，培养时间为25～30d；

（3）穴盘设置：穴盘设置规格为：长×宽×高×穴直径×穴数＝55cm×32cm×6.0cm×5.0cm×54穴，然后，在穴盘中装入配方土，且配方土的装入量为整个穴盘的90%；

（4）扦插、生根培养：在步骤（3）所述的穴盘中插入步骤（2）培养后的茶穗，每个穴盘扦插1-2株茶穗，茶穗的叶片方向一致，且茶穗扦插的深度为茶穗的下端剪口与穴盘底端的距离为2.0cm，扦插完成后浇水定根，然后在网室内进行生根，日平均温度为20～30℃，生根后进入温室进行升温提苗，然后，再在温室外进行炼苗；

（5）育苗：采用CO₂处理的人工气候箱培养茶苗，光暗周期12h/12h，昼夜温度25℃/20℃，光照强度为50klx，相对湿度75~80％，茶苗培养结束后在温度为25℃条件下培养茶树。

2.根据权利要求1所述的一种加速工厂化茶苗生长的方法，其特征在于，茶穗水培的时间为5-6月。

3.根据权利要求1所述的一种加速工厂化茶苗生长的方法，其特征在于，步骤（2）所述的营养液包括蒸馏水、尿素、KH₂PO₄，pH为6.0～7.0，且所述的蒸馏水、尿素、KH₂PO₄的质量百分含量分别为：

尿素：0.005％；

KH₂PO₄：0.005％；

蒸馏水：余量。

4.根据权利要求1所述的一种加速工厂化茶苗生长的方法，其特征在于，步骤（3）所述的配方土包括泥炭土、园土、蛭石、珍珠岩，且所述的泥炭土、园土、蛭石、珍珠岩的质量比为：4：1：3：2。

5.根据权利要求1所述的一种加速工厂化茶苗生长的方法，其特征在于，步骤（5）所述的人工气候箱中的CO₂的浓度为600ppm。