土壤處理方式對不同茶樹品種露地無心土扦插生根率及3 種氧化酶活性的影響

吳鵬川，宋育林，胡 靜，郭 飛，倪德江，王 璞*

1. 華中農業大學 園藝林學學院/園藝植物生物學教育部重點實驗室，湖北 武漢 430070；2. 秭歸縣農業農村局，湖北 秭歸 443000

茶葉中富有營養物質和功能性成分，具有多種藥理及保健功效[1]，深受大眾喜愛。茶樹在我國已有200 多年的種植歷史[2]。茶樹的繁殖技術主要分為有性繁殖與無性繁殖。無性繁殖主要包括扦插、壓條、分株以及嫁接等[3]，其中短穗扦插就目前而言在生產上應用最為普遍，具有插穗易獲取、扦插密度大、土地面積利用率高等優勢，同時在我國大部分茶區四季都可進行，且插后插穗生根成苗速度快、存活率高及移栽易成活。茶樹短穗扦插又可分為穴盤育苗和露地扦插。肖輝等[4]采用單因素試驗探討了不同留葉量、土壤消毒方式等對茶樹穴盤存活率與發芽率等的影響，提出最佳扦插條件。與穴盤育苗相比，露地扦插密度大、土地面積利用率高、操作簡便且易于管理，目前我國茶樹種苗繁育主要采取露地扦插。茶樹露地扦插，茶樹母本及土壤對扦插出苗率有重要的影響。為優化茶樹露地扦插技術，本試驗主要從土壤著手，選用‘鄂茶1 號’‘靖江1 號’和‘中茶108’等3個茶樹品種分別采取土壤消毒（棉隆、威百畝、石灰氮）、施加復合肥料和深耕處理，探討茶樹無心土（原土）條件下提高扦插茶苗的出苗率。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點為湖北省宜昌市秭歸縣建東姊杰采摘茶園，位于湖北省西部，介于北緯30°38' ～31°11'、東經110°18' ～ 111°0'，試驗地為園中一塊三年未耕種的荒地。

1.2 試驗茶樹品種

選擇秭歸縣種植的‘中茶108’‘靖江1 號’和‘鄂茶1 號’3 個茶樹品種?！胁?08’由中國農業科學院茶葉研究所選育而成，育芽力強，持嫩性好，抗寒性、抗旱性、抗病性均較強[5]?！醪? 號’由湖北省農業科學院果茶研究所采用雜交育種法育成，芽葉生育力和持嫩性強，抗寒性、抗旱性強，扦插繁殖力強?！附? 號’為當地茶樹品系，適宜當地環境，抗病蟲害能力強，扦插繁殖力強。

1.3 試劑與器具

棉?。ㄍ寥老驹噭?，姜地康98%）、威百畝（土壤消毒試劑，利民沃野42%）、石灰氮（土壤消毒試劑，中奧生物）、復合肥料、二水磷酸二氫鈉（Na2HPO4·2H2O）、十二水磷酸氫二鈉（Na2HPO4·12H2O）、氯化錳、2,4-二氯酚、IAA粉末、無水乙醇、氯化鐵、高氯酸、鄰苯二酚、愈創木酚、過氧化氫等。

農耕機、黑色地膜、白色地膜、枝剪、鋤頭、萬分之一天平、離心機、分光光度計、酶標儀等。

1.4 試驗方法

1.4.1 試驗處理

在清理空地表面碎石、樹枝、野草等雜物后利用農耕機進行10 ～ 20 cm 翻耕，清理大部分土壤中的雜物，人工起壟，壟高5 ～ 10 cm。（圖1）劃分成寬0.9 m、長36.7 m 的兩塊苗圃進行平行試驗，苗圃兩邊留出0.3 m 排水溝。苗圃內每5.3 m 設置一個處理小區扦插3 個品種，小區之間設置0.7 m 保護行，各處理小區劃分為長0.5 m、寬0.9 m 的扦插地塊，間隔0.1 m。各品種重復三次（圖2）。

圖1 苗圃分布圖Figure 1 Nursery distribution map

圖2 處理小區分布Figure 2 Distribution of treatment plot

分別設土壤消毒、施用復合肥和深耕3 種處理。土壤消毒處理：（1）石灰氮，70 kg/667 m2，撒施；（2）棉隆，30 kg/667 m2，撒施；（3）威百畝，兌水300 倍噴施。施用復合肥處理：采用市售三元復合肥（N ∶P2O5∶K2O=15 ∶15 ∶15），66.7 kg/667 m2，撒施。深耕處理：采用農耕機深耕22 ～ 30 cm。

1.4.2 扦插

2021 年9 月上旬使用農耕機淺耕土壤，然后采用不同的土壤消毒試劑（棉隆、威百畝、石灰氮）、復合肥或者深耕（22 ～ 30 cm）對土壤進行扦插前處理[6-10]，并以黑色地膜覆蓋30 d。去除黑色地膜，覆蓋白色地膜采取打小孔方式扦插。

2021 年10 月上旬，選取母本園當年生健壯無病害且已木質化的紅棕色枝條（頂芽停止生長，腋芽膨大或萌芽），剪成長3 ～ 4 cm、帶有一片葉與強壯飽滿腋芽的短穗，剪口平滑、傾斜[11]。插穗現剪現插或者短期貯存，避免陽光直射。插穗稍傾斜插入土壤中，露出葉柄，腋芽與白色地膜稍有距離，葉片不相互重疊，邊插邊壓緊土壤。及時澆水與管理。

1.4.3 取樣

分別于短穗扦插30 d、90 d、150 d 和180 d隨機取樣。每處理一個品種取30 株左右，液氮快速固定后置于-80℃冰箱保存。

1.4.4 粗酶液制備

樣品研磨后，取300 mg 于10 mL 離心管中，加入5 mL PBS（pH 7.0），預冷，4℃、12 000 g離心15 min，取上清液移至新的離心管中，制得粗酶液。

1.4.5 IAAO 活性測定

0.25 mL粗酶液 + 0.5 mL氯化錳（1 mmol/L）+0.25 mL 2,4-二氯酚（1 mmol/L） + 0.5 mL IAA（1 mmol/L）（制備時需先用少量無水乙醇溶解），在30℃的條件下孵育45 min，獲得混合液。使用前，按10 mL 0.5 mol/L 氯化鐵 + 500 mL 35%高氯酸比例配得合適體積的反應液。取0.5 mL混合液+ 1 mL 反應液，混合后置于30℃黑暗條件中30 min。于530 nm 處測定吸光值，以每分鐘每克鮮重變化0.01 吸光光度值為一個酶活性單位。

其中ΔA530 為反應時間內吸光度的變化，Vt為酶提取液的總體積（mL），W為茶葉鮮重的質量（g），VS為參加反應的酶液體積（mL），t為反應時間（min）。

1.4.5 PPO 活性測定

400 μL鄰苯二酚（50 mmol/L）+400 μL PBS（pH 6.5）為反應液，在反應液中加入200 μL 粗酶液37℃水浴2 h 后420 nm 處連續讀數，以每分鐘每克鮮重變化0.01 吸光光度值為一個酶活性單位。

ΔA420 為反應時間內吸光度的變化，Vt為酶提取液的總體積（mL），W為茶葉鮮重的質量（g），VS為參加反應的酶液體積（mL），t為反應時間（min）。

1.4.6 POD 活性測定

以50 mL PBS（pH 6.0）+ 28 μL 愈創木酚比例配得合適體積的溶液，加熱使其溶解，冷卻后加入19 μL 30%過氧化氫，得到反應液。0.05 mL 粗酶液+2.95 mL 反應液，在470 nm 下測定吸光值，每30 s 讀數一次，共計9 次，以每分鐘每克鮮重變化0.01 吸光光度值為一個酶活性單位。

ΔA470 為反應時間內吸光度的變化，Vt為酶提取液的總體積（mL），W為茶葉鮮重的質量（g），VS為參加反應的酶液體積（mL），t為反應時間（min）。

1.5 數據分析

采用Excel 2019 進行數據統計，采用Graph Pad Prism 8 進行數據分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 不同土壤處理方式對插穗存活率的影響

結果如圖3 所示。扦插30 d 時‘靖江1 號’（97.69%）和‘中茶108’（96.55%）使用石灰氮土壤消毒處理的存活率高于對照，扦插90 d時兩個品種的存活率（‘靖江1 號’96.62%、‘中茶108’95.57%）也均高于對照。使用威百畝進行土壤消毒處理，扦插30 d 時‘靖江1 號’（99.66%）與‘中茶108’（96.33%）的存活率高于對照，扦插90 d 時‘鄂茶1 號’（97.68%）、‘靖江1 號’（98.06%）和‘中茶108’（95.39%）的存活率均高于對照。使用棉隆處理的存活率低于其他處理。表明使用威百畝和石灰氮進行土壤消毒處理能提高茶樹扦插的存活率，其中威百畝的使用效果最好，棉隆處理對插穗存活率沒有正向影響。

圖3 不同土壤處理方式對不同茶樹品種扦插插穗存活率的影響Figure 3 Effects of different soil treatment methods on the survival rate of cutting of different tea cultivars

圖3 結果顯示，扦插30 d 時施復合肥處理與對照組插穗存活率相差不大，扦插90 d 時‘靖江1 號’（96.22%）和‘中茶108’（93.78%）的存活率高于對照組，表明施復合肥能保證茶樹插穗生根過程中需要的養分，可提高茶樹插穗扦插的存活率。

土壤采取深耕處理，扦插30 d 時‘鄂茶1號’（100%）和‘中茶108’（96.35%）的存活率比對照組高，扦插90 d 時3 個品種（‘鄂茶1 號’98.04%、‘靖江1 號’94.46%、‘中茶108’94.56%）的存活率均比對照組高（圖3）。表明深層土壤中營養物質較淺層土壤豐富，深耕后將深層的土壤翻至土壤上層，提高了土壤有效肥力，有利于插穗吸收營養物質，從而提高了茶樹插穗的存活率。

2.2 不同土壤處理方式對插穗病葉率的影響

圖4 結果顯示，扦插30 d 未出現病葉，扦插30 d 后開始出現病葉。與對照組比較，‘鄂茶1 號’（16.70%）、‘靖江1 號’（12.98%）和‘中茶108’（41.34%）3 個品種扦插土壤采取棉隆處理插穗的病葉率均低于對照；‘靖江1號’（18.87%）和‘中茶108’（47.16%）2 個品種扦插土壤采取威百畝處理的插穗病葉率低于對照，土壤采取石灰氮消毒處理，這兩個品種（‘靖江1 號’13.45%、‘中茶108’46.59%）插穗的病葉率也都低于對照?？梢?，使用棉隆、威百畝和石灰氮進行土壤消毒處理都能在一定程度上降低插穗的病葉率?！醪? 號’插穗僅在棉隆處理的病葉率低于對照，可能與該品種本身原因有關。綜合插穗存活率和病葉率結果，土壤采用威百畝消毒處理的效果最好，插穗的存活率高、病葉率低。

圖4 土壤處理對病葉率的影響Figure 4 Effect of soil treatment on disease leaf rate

與對照相比，施用復合肥處理插穗病葉率降低的是‘靖江1 號’（18.20%）和‘中茶108’（45.43%）2 個品種（圖4）。結合存活率，施用復合肥處理能夠提高‘靖江1 號’和‘中茶108’插穗的存活率，同時降低這兩個品種插穗的病葉率。露地土壤中的病蟲害爭光、爭水、爭肥，影響作物的產量。

深耕是有效防止病蟲害的措施之一。扦插90 d 時，‘鄂茶1 號’（20.05%）、‘靖江1 號’（19.98%）和‘中茶108’（40.25%）3 個品種插穗的病葉率與對照組相比均有所降低，表明通過深耕有利于降低茶樹扦插插穗的病葉率（圖4）。

2.3 不同土壤處理方式對插穗生根率的影響

結果如圖5所示。土壤采取棉隆消毒處理中，扦插120 d 時僅有‘中茶108’的插穗出現生根現象，生根率為16.67%；采取威百畝消毒處理，扦插120 d 時也僅有‘靖江1 號’的插穗出現生根，生根率為23.33%。表明土壤采用棉隆消毒處理和威百畝消毒處理，分別能夠促進‘中茶108’和‘靖江1 號’的插穗生根，而對‘鄂茶1 號’的插穗生根均沒有促進作用。

圖5 土壤處理對生根率的影響Figure 5 Effect of soil treatment on rooting rate

采取復合肥處理的扦插120 d 后，‘鄂茶1號’（6.67%）、‘靖江1 號’（20%）和‘中茶108’（10%）3 個茶樹品種皆出現生根（圖5）?？梢?，扦插時施用復合肥，插穗吸收養分后提高了其存活率，具有一定的抗病蟲害能力，并能有效促進茶樹插穗的生根。

深耕處理，‘鄂茶1號’插穗的生根率（25.3%）高于對照（23.3%），但‘靖江1 號’（23.3%）和‘中茶108’（3.3%）均低于對照（36.7%和26.6%），說明深耕僅對‘鄂茶1 號’有促進作用，對‘靖江1 號’和‘中茶108’均無促進作用（圖5）。

2.4 不同土壤處理方式對插穗3 種酶活性的影響

研究表明，IAAO 能夠氧化內源IAA，IAAO 活性越高，IAA 含量越低[12]。采取石灰氮與威百畝處理，‘鄂茶1 號’和‘靖江1 號’扦插30 d 時IAAO 酶活性均高于對照，而3 個品種扦插土壤采取棉隆處理的都低于對照，說明土壤采用棉隆處理對促進生根效果差；3 種消毒劑處理，‘中茶108’的IAAO酶活性均低于對照，這也能解釋其生根率較低的原因。扦插90 d 時，采取棉隆和威百畝處理，‘靖江1 號’IAAO 酶活性顯著高于對照，結果‘靖江1 號’最先生根，其余處理IAAO 酶活性均低于對照。POD 能夠氧化IAA[10]，消除體內過多的內源IAA。扦插90 d 時3 種消毒處理方式對應插穗的POD 酶都顯著高于對照（圖6）。PPO 酶活性與生根呈正相關，高含量的PPO 催化IAA 與酚類物質形成不定根生成輔助因子“IAA-酚酸復合物”，促進插穗生根[13]。

圖6 不同土壤處理方式對酶活性的影響Figure 6 Effect of different soil treatment methods on enzyme activity

土壤施用復合肥，‘靖江1 號’與‘中茶108’扦插90 d 時IAAO 酶活性均高于對照，‘鄂茶1 號’IAAO 酶活性則低于對照，而3 個品種的POD 和PPO 酶活性則均高于對照。結合存活率、生根率與病葉率情況，復合肥處理對‘鄂茶1 號’效果最差，對‘靖江1 號’效果最好。

土壤深耕處理，‘鄂茶1 號’與‘中茶108’的IAAO 酶活性低于對照，POD 酶活性高于對照；PPO酶活性3個品種均高于對照。（圖6）結合生根率結果，土壤深耕處理只對‘鄂茶1 號’存在明顯促進作用。

3 討論

3.1 土壤消毒對茶樹露地無心土扦插的影響

茶樹無心土扦插，土壤采取威百畝和棉隆消毒處理，‘靖江1 號’生根最快，同時威百畝處理的存活率高、病葉率低、3 種酶活性高，因此使用威百畝對土壤消毒處理效果最好，其次是石灰氮，最后是棉隆。威百畝是二硫代氨基甲酸酯類殺線蟲劑，在土壤中降解成異硫氰酸甲酯發揮熏蒸作用，從而有效殺滅結線蟲與雜草等有害生物。石灰氮是常用土壤消毒試劑，具有殺菌滅蟲等作用，適用于酸性土壤，可用于基肥。棉隆是一種廣譜性農藥，在土壤中分解成異硫氰酸酯、甲醛、硫化氫等殺滅線蟲。棉隆還能去除馬鈴薯絲核菌等真菌、殺滅地下害蟲以及抑制雜草生長等[14]。本試驗使用棉隆進行土壤消毒的作用不明顯且效果與對照相比更差，原因可能是棉隆不僅消滅了土壤中有害生物，還消滅了部分有益生物或者對插穗產生一定的毒害。威百畝和石灰氮處理可以有效提高插穗的存活率，降低病葉率?？梢?，對土壤消毒處理在一定程度上對茶樹露地無心土扦插有正向影響。

3.2 復合肥對茶樹露地無心土扦插的影響

本試驗結果表明施用復合肥處理的效果最好，存活率高、病葉率低且生根速度相對較快。由于土壤的長期使用，部分元素過多積累會抑制插穗生長，土壤中養分不均易導致插穗產生缺素癥狀。施用復合肥可緩解土壤養分不足與不均等狀況，改善土壤的環境，提高土壤中微生物的活性。從插穗存活率和病葉率來看，采取施用復合肥，插穗的存活率升高，病葉率降低，出現生根。從酶活性變化來看，扦插90 d 時的‘靖江1 號’與‘中茶108’的IAAO 酶活性均高于對照，POD 和PPO 酶活性3 個品種均高于對照，有利于插穗生根。表明施用復合肥對茶樹露地無心土扦插有正向影響。

3.3 深耕對茶樹露地無心土扦插的影響

深耕可在一定程度上改變土壤性質，疏松土壤，消除雜草和防病蟲害。本試驗結果顯示土壤深耕可降低插穗的病葉率，提高存活率。3 個品種的病葉率都低于對照，存活率都高于對照，但在生根率方面則只對‘鄂茶1 號’具有正向促進作用。整體來看，深耕效果沒有施用復合肥和土壤消毒處理好，但是在扦插之前對土壤進行深耕是有益的。

4 結論

‘靖江1 號’作為秭歸縣當地品種適應性更強，扦插表現最好。3 種處理方式都具有正向促進作用，其中土壤施用復合肥處理效果最好，其次是土壤消毒處理，最后是深耕處理。消毒處理中以威百畝的效果最好，其次是石灰氮，最后是棉隆。復合肥處理對‘靖江1 號’最好，對‘鄂茶1 號’促進效果最差。深耕處理在生根率方面僅對‘鄂茶1 號’具有促進作用，但均能提高插穗的存活率，降低病葉率。