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茶树生物学特征:茶树生育的相关特性

2019-11-13
茶树的地上部与地下部、营养生长与生殖生长、个体与群体之间,既有各自独立的生长发育规律,同时也有相互促进和相互制约的关系,这些关系统称为茶树生长发育的相关性。

1.茶树树冠与根系生长的相关性

茶树树冠与根系的生长,在外部形态上有一定的比例关系。从茶籽萌发后,根系生长和枝叶生长是齐头并进,进入幼苗期后,“根冠比”(即根重与枝叶重之比)值基本上在1左右。随着生长的延续,由于地上部光合能力增强,枝叶生长加速,其生长总量逐渐超过地下部,树冠比例相应增大,在自然条件下,根冠比常在1:1.5的范围内。在生产上常采用相应的技术措施来促进或抑制树冠或根系的生长,例如,修剪或采摘可打破地上部与地下部的平衡,使地上部生长较旺盛,其生长总量常可超过根系生长量的2~3倍。施用氮肥能促进树冠枝叶生长,而磷肥可增加根系的生长量。在生长的高(深)幅度上,亦有类似趋势。随着树龄增加,地上部树高、树幅与根系分布范围之间,仍保持一定的比例关系,通常根系扩张面大于树幅,而根系垂直生长的深度常小于树高,上下形态之间也具有较强的对应关系。

其次表现在茶树地上部与地下部的生长,在时间上有交替的关系。即当地上部相对静止时,地下部生长最活跃;当地上部生长旺盛时,地下部则生长缓慢。茶籽萌发后,地上部、地下部生长量,在年生育周期中,出现多次的交替生长现象,萌发当年不太明显,随着幼苗的成长,交替生长趋势逐渐明显。成年茶树地上部与地下部之间,一年有2次明显的交替生长现象,即当4~5月份地上部新梢生长旺盛时,根系生长相对缓慢,而当10月份后新梢生长相对休止时,根系生长又趋向活跃。

另外,还表现在树冠与根系物质转化机理上的依存关系。茶树体内产生的许多新物质,都是在树冠与根系密切配合、互为因果的条件下合成与转化的,这些物质的形成,又促进了茶树的生长与发育。例如,糖类(或称碳水化合物)是构成茶树有机体生命活动的基础物质,是光合作用合成、代谢、转化的产物,是器官结构和细胞壁的主要成份也是茶树根、茎中主要的贮藏物质。如果没有叶片进行光合作用,把光合产物源源运向根系,根系的生命活动就要受到影响;相反,如果没有根系及时提供水分和矿质营养,地上部分的光合作用就会受到阻碍,各种生理代谢活动也无法进行。又如,氨基酸是茶叶中的重要含氮物质,也是组成蛋白质的基本单位,而氨基酸的前期化合物是在叶片内形成的,并从叶片转移到根部,在根部进一步完成氨基酸的合成,再从根部运向地上部,供树冠生长需要。经研究验证,茶树新梢中全氮含量在萌发生长期明显上升,以后虽有起伏,但总趋势呈渐降变化;根系中的含氮量以3月新梢萌动前达到最高,新梢生长期又逐月下降。茶树体内经常进行着代谢物质的向下或向上的运输,相互影响,相互依存,在正常的生育过程中,保持着一定的动态平衡关系。

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茶树生物学特征:茶树生物学特性


茶树和其他植物一样,在它的系统发育过程中,经历了漫长的演化,逐渐适应了当地的生态环境条件。因此,茶树在个体发育上,既表现出与环境的统一性,也形成了与之相适应的结构和器官,具有自身的生物学所特有的性状。

(一) 茶树的生育特点

茶树的生长和发育,既受自身的生物学特性支配,还受环境条件的影响。两者之间,又是相辅相成的,生长是发育的基础,发育只是在一定的生长基础上才能进行。

1. 茶树的个体生育周期

茶树的生命周期很长,从种子萌芽、生长、开花、结果、衰老、更新直至死亡,要经历数十年到数百年。茶树一生的生命周期又称为总生育周期,某个体的发育是在总生育周期之中。由于茶树繁殖方式不同,它一生的生育期并不完全一致。例如,有性繁殖的茶树,是由种子萌发生长而成个体;无性繁殖的茶树,则是用其自身营养体的一部分,促使其再生而形成独立的个体,它既有母体的遗传性状与生育特性,但又区别于母体。

茶树的一生(见下图),是从种子的配偶子形成开始的。随着受精,子房发育成为果实,胚珠发育成为种子,并在母树上逐渐生长发育,种子不断增大,内含物质饱满,外壳色泽加深。在江南茶区,一般在霜降前后茶籽成熟。茶籽质量好的标准是:种壳硬脆,呈棕褐色,有光泽;种仁子叶饱满,硬韧、油润,呈乳白色;种子直径大於12毫米。好的茶籽不仅成苗率高,而且萌发长成的幼苗粗壮。据研究观察,种径在14毫米以上的要比12毫米以下的茶籽,其长成的幼苗重量当年即可超过一倍以上,这就是所谓“好种出好苗”的道理。因此,在茶树种子期间,茶籽未脱离母树之前,应加强采种园的肥培管理,促使茶籽饱满,并要适时采收,及时播种或做好贮藏保管工作,以保证茶籽质量。这对播种后能否全苗、壮苗关系很大。

茶籽在适宜的环境条件下,即开始萌发生长。首先种子吸胀,然后种皮破裂,由胚根突破种皮向土壤深处迅速伸展,胚芽也随之缓慢向上突破土层,露出土面,向阳展叶。覆土过厚或土壤板结均会造成出苗的障碍,影响幼苗正常生长。因此适当浅播,保持覆盖物的疏松,有利于种子发芽与幼苗生长。早在明代《月令广义》上即载着:“茶性恶水,宜肥地斜坡阴地走水处,用糠与焦土种之,每一圈可种六七十粒,覆土厚一寸……”,这样可以增强幼苗顶土能力,提早出土生长。

茶树个体生育周期模式图(图略)

茶籽萌发后,至植株第一次停止生长前为时约4~5个月,这阶段幼苗以垂直生长为主,主干和主根极少分枝,是茶苗形态建成期。茶苗的营养一方面依赖于叶内贮存的养分,另方面又利用绿色幼叶的光合产物,这时茶苗抗逆力很差,因此既要为茶树提供充足的土壤养分,又要对娇嫩的茶苗做好精心护理工作,保证壮功、全苗。

茶树地上部从第一次生长休止开始,至第一次孕育花果,历时3~4年,这阶段是茶树生理机能活跃的时期,根系和地上部迅速扩大,营养生长十分旺盛。自然生长的幼年茶树,其分枝方式在第二、三年内虽有二、三级分枝,但主干明显,分枝细弱。在此期间,根系也由明显的直根系逐渐过渡到侧根发达,向深处和四周发展。

幼年茶树由于营养生长旺盛,孕育花蕾少,落花、落蕾多,即使是4年生幼树结实也不多。根据这阶段茶树可塑性强的特点,应重视科学施肥,注意提高磷、钾肥用量,及时采用定型修剪,抑制主干生长,促进侧枝粗壮,以形成丰产型树冠的骨架枝。同时还要加强土壤管理,使茶树形成分布广深的根系。

茶树幼苗在正常的培、剪、采控制下,经3~4年后,它的营养生长和生殖生长均进入旺盛期。茶树这阶段的形态发育特点是,由单轴分枝发展为合轴分枝。在修剪的情况下,其分枝层次可达12级以上;根系也由直根系发展为分枝根系类型。因此,地上部树冠覆盖度增加,分枝茂密,树姿开张,结构逐渐固定;地下部根系的深度与幅度超过地上部,根深叶茂,开花结实渐趋高峰,茶叶品质、产量迅速提高,茶树开始进入定型阶段。这时相应的栽培技术,应以建立宽阔的树冠和强大的根系为主。要在幼年茶树定型修剪的基础上,继续进行轻修剪及合理采茶,抑制顶端优势,促使枝叶均匀分布,形成宽广的茶树采摘面。

茶树自定型后至第一次出现自然更新为止,为茶树壮年期。这一时期内,茶树生长极为旺盛,开花结果达到高峰,同时,茶树对肥、水及光、温等条件的要求也更为迫切,这是茶树一生中最有经济价值的时期。这一时期的茶树特征是,树冠分枝密集,芽多而密,花果增多,生长发育旺盛,因此,栽培管理的任务是要尽量延续茶叶高产优质年限,最大限度地提高经济效益。为此,要特别强调肥培管理,加强茶树营养,实行合理采剪,防止病虫危害,保持茶树旺盛生命,使茶树壮年期持续年限达到20~30年,甚至更长。

茶树随着年龄的增长,生长势趋衰退,主要表现为树冠面上新梢节间缩短,芽叶变小,“对夹叶”大量出现,“鸡爪枝”与枯枝不断产生,从而促使下部枝条与根颈处的潜伏芽萌发,“地蕻枝”相继生长,逐步取代衰老枝,开始出现“自然更新”现象;同时地下部根系亦开始萎缩、更新,侧根与吸收根减少,吸收水肥的营养面渐小,根颈处陆续生出不定根群,分担茶树衰老根系的吸收功能。这阶段茶树外貌逐渐呈现衰老状态,如枝干灰白光滑,着叶稀小,生机衰退,落花、落蕾增多,产量品质明显下降。

茶树进入衰老期,人们利用其树体具有较强的再生能力,经自然或人为更新,仍可复壮,构成新的树冠。例如,采用人工改造的技术措施,按照茶树衰老程度,采用重修剪、抽刈或台刈等复壮措施,结合肥培管理,重新培养新的树冠,使之“返老还童”,延长经济年龄。尔后经一定年限或人为的多次修剪、采摘、培育后,再次衰老,又进行第二次更新。如此往复循环,经多次更新后,复壮效果锐减,新生枝越来越少,复壮间隔的时间亦愈来愈短。从人工栽培的意义讲,当茶树衰老后,采用反复人为更新,即使加强肥、水等培育管理,其所得效益,已无经济价值时,则应挖除老茶树,进行换种改植,重新建园。

茶树生物学特征:花果的生育过程


花是茶树的生死器官。花芽由当年生新梢上腋芽处分化而成;由花芽发育到开花受精形成胚,最后形成果实与种子,繁衍后代。 从花芽分化到开花结实,可分两个阶段。 (1)花芽分化与花蕾形成阶段 全过程包括: 花芽分化期:6~7月,花芽生长锥细胞分裂迅速,横径加长,锥体弧度增大,其最下两个芽原基发育成苞片,使幼芽基部膨胀,在物候学上称为膨胀期; 萼片形成期:花芽生长锥继续分裂,出现萼片突起,花柄生长迅速,使花芽伸出鳞片外侧,又称鳞片开张期; 花瓣形成期:生长锥分化出花瓣,并继续生长,花蕾膨大呈绿豆状,又称花蕾期; 雄蕊形成期:出现雄蕊原始体,并迅速增大,使花蕾苞片开展,又称苞片开张期; 雌蕊形成期:在雌蕊群中央出现雌蕊原始体,并进一步分化为子房与花柱,雄蕊出现花药和花丝,紧紧顶住花瓣,而使蕾体坚实下垂,苞片脱落,物候学上称为花蕾成熟期。 (2)花蕾形成到种子成熟阶段 包括三个过程: 开花过程:花蕾成熟后即进行休眠,花粉与卵细胞继续发育,为开花受精准备条件。开花过程大体为:露白→破绽→初开→全开→雄蕊谢→花落。从花芽分化到始花需100~110天,由始花到终花需60~80天。一朵花从露白到初开约15天,由初开到全开需1~7天。 茶树花粉粒的萌发(图略) 1.外壁 2.内壁 3.脂肪滴 4.原生质 5.纹孔 6.细胞核 7.生殖核 8.花粉蕾 受精过程:茶花在自然条件下,主要靠昆虫传粉而受精。花粉粒受雌蕊柱头粘液的刺激作用,在适宜的温度下(20~25℃),经2~3小时便开始萌发,迅速长出细长的花粉管,沿着柱腔将2个精细胞带入胚囊。一个精子使胚囊内前端的卵细胞受精,发育成胚;另一精子使胚囊中央的次级细胞受精,发育成胚乳,这种现象称为双受精现象。 果实发育过程:雌蕊10~11月受精后,开始休眠越冬,第二年3~5月受精卵分化为原胚与乳胚,同时内外珠被发育为内外种皮,子房壁分化为果皮,茶果体积不断增大,干物质相应增加。6~7月,胚乳逐渐被子叶吸收,使子叶膨大,内种皮相应延展,并出现输导组织。通过胚柄输送母体的营养,外种皮逐渐石质化,硬度加强,逐步形成种子的固有形态。同时果皮生长迅速,并在果皮组织中形成石细胞,细胞间隙扩大,破坏叶绿粒,使果皮由绿色变为黄绿或褐色。8~9月份,胚乳全被子叶吸收,外种皮变为黄褐色,10月中旬果实成熟,外种皮转为黑褐色,子叶脆硬,种子含水量在40~50%,脂肪含量为30%,幼胚具有发芽能力。果皮呈棕褐色,干燥时即可自背缝线裂开,使种子脱落。 茶树从开花到结实长达17个月之久,因此在同一株茶树上,上年的果实发育与当年花芽分化可同时出现,这是茶树花果生育的重要特性。 茶树花果生育进程(图略) 1.花芽 2.花蕾 3.茶花 4.幼果 5.茶果 我国大部分茶区的茶树开花期在9~12月,盛花期在10月中旬至11月中旬。在云南的西双版纳和海南省等地,每月均有茶花开放,但盛花期多在12~1月。茶树花蕾开放率与开花期,不同的品种之间差异较大,有的在蕾期就自然脱落,尤其是后期形成的花蕾。茶花开放率较低,开花差异主要表现在始花期和盛花初期。 茶花能全日开放,以上午5~9时为多。自然生长茶树的开花顺序为:短枝先开,长枝后开;在同一枝条上,中下部先开,上部后开。茶花寿命长短与气候条件有关,如天气晴暖,寿命只有1~2天;如低温多雨,可长达5~6天。开花期的平均气温为16~25℃,如气温降到—2℃以下,花蕾不能开放。茶树结实率较低,一般在2~4%,高的达10%左右,这与开花期有关。凡开花期早的品种,一般结实率较高,相反则结实率较低。 茶树没有专门的结果枝,但一般短枝比长枝结实率高,茶树阳面比阴面结实率高,树冠中、下部比上部结实率高,树冠外层比内层结实率高。

茶树生物学特征:茶树的年生育周期


茶树在一年中的生长发育过程,是受内外各种因素影响而变化的,它既受总生育周期的制约,表现出同一器官在不同的生育阶段各年间变化不尽一致,又与环境条件保持着高度的统一性。因此茶树在年生育周期中,仍具有若干共同的生育规律与特点。

(1)茶树年生育周期的顺序性

在一年中,茶树的地上部与地下部各器官的生长发育,都是按一定的顺序进行的。年初,当地上部生长休止时,根系生长却处于活跃状态;随着气温上升,茶芽开始萌动,芽叶生长逐渐旺盛,而地下根系生长又相对减弱。在一年中,根系与芽叶有多次交替生长的现象。地上部生长从营养生长开始,尔后才有生殖生长,形成花芽,一边生长新梢,一边开花结实。这种顺序性是不可逆的。

(2)茶树体内营养物质运转的方向性

深秋与严冬季节,茶树地上部停止生长时,叶片的光合产物,主要向下运输,部分供根系生长需要,部分贮藏于粗根和茎干中;春天,随着气温的逐步回升,茶芽萌动,茶树叶片的光合产物主要运向腋芽部位,根、茎中的贮藏物质也迅速向芽梢运转,供新梢生长。当地上部花蕾盛发时,则体内养分既运向芽梢,又运向花蕾,供营养生长和生殖生长的需要。在一年中的不同时期,茶树养分运转方向虽有不同,但重点均是运往各时期中生长最活跃的器官。

(3)茶树生长的周期性

茶树生长的周期性主要表现在昼夜生长周期和季节生长周期。在季节性气候变化明显的地区,这种生长周期性就愈显著。例如在杭州茶区,春季末期,茶树生长量是白天大于夜间,而夏季则夜间生长量大于白天。这种差异主要是温度和光照等生态条件影响的结果。春季光照弱,雨水充分,平均气温在20℃左右,相对湿度约80%,养分充足,白天比夜晚的环境条件对生长更有利;而夏季日照强,白天气温常可高达35℃以上,空气相对湿度较低,茶树呼吸与蒸腾强度大,水分供应常感亏缺,养分消耗增加,而夜晚时这种矛盾趋向缓和,其环境条件对生长比白天有利。

茶树在一年中随季节而变化的生长特性,称季节生长周期,主要表现在新梢具有明显的轮性长长特点(如下图)和花果、根系生长的季节性变化。

我国大部分茶区,在自然生长条件下,茶树全年有3次生长和休止,即:越冬芽萌发→第一次生长(春梢)(下旬/3月~上旬/5月)→休止→第二次生长(夏梢)(上旬/6月~上旬/7月)→休止→第三次生长(秋梢)→冬季休眠(中旬/7月~上旬/10月)但在人工采摘条件下,全年可萌发5~6轮新梢。在四季温差不大的华南茶区,新梢虽也具轮性生长特征,但休止期并不明显。

茶树新梢生长轮次示意图(图略)

1.去年老枝2.头轮3.二轮4.三轮5.四轮

根系在年生育周期内的生长,也具有明显的季节性生长节律,会出现多次的高峰与低峰,并与地上部的生长呈现交错现象,体现了茶树有机体的协调与统一性。

茶树花果的生长发育,大部分茶区5~6月份开始出现花芽分化,9月中、下旬开始开花,10月进入盛花期,12月为终花期。6~12月既是当年茶花孕蕾、开花和授粉的时期,又是上一年已受精花果发育成熟的时期,从花芽分化到茶籽成熟约460~500天时间。所以茶树花果生育既具有持续和跨年的特性,又具有年生育周期内的季节性变化。

茶树在年生育周期中的各种变化,均为体内物质代谢过程由量变到质变的一些外观表现,并带有不可逆性,由此年复一年地经历着周期性的变化,促使茶树生长发育沿着总生育周期发展。

茶树生物学特征:茶树茎叶与花果生育的关系


茶树茎叶生长与花芽分化和果实发育之间既相互联系,又相互制约。茶树营养生长的结果,扩大了树冠与叶面积,发展了根系,促进了物质代谢,从而导致了生殖器官的形成,促进了花果发育,使茶树能有效地繁殖后代。当营养器官消耗养料多,生长旺盛时,生殖生长就受到抑制;相反,当茶树开花结实过多,茎叶生长就相对减少,但在茶树有机体养料丰富、代谢协调的情况下,营养生长旺盛时也会促进生殖生长,使开花结果增加。这些情况,与茶树体内物质代谢有关,例如,当体内的碳代谢旺盛时,开花结实就多,而当氮代谢旺盛时,就有利于芽叶等营养器官的发展。因此,当重施氮时,营养生长就旺,生殖生长相对受到抑制;当磷、钾营养增加时,生长中心偏向花果发育,芽叶产量相对减少。如果这时摘除花蕾,迫使营养物质集中运向芽叶,就又能促进营养生长。

茶树在年生育周期中,其营养物质代谢的分配,随生长中心而转移,当春芽萌动开始,养分即源源不断地运向新梢。芽叶生长到一定基础后,花芽开始分化,体内养分又逐渐分送到花芽部分,以供生殖生长需要。在花果生长旺季,茶树吸收的磷素中几乎有一半运向生殖器官,运向新梢的仅占总量的35.3%;而在茎叶生长旺盛的春季,磷素吸收总量中约有80%以上是运向新梢部位;在10月以后,吸收养分则大部分运往根系。因此,对多次开花结实的茶树,在个体发育过程中,都处于营养生长和生殖生长交替进行的过程,而营养物质的输导方向,对生长中心的转移起着调节和控制的作用。

在茶枝上的分配(图略)

茶树的营养生长和生殖生长中心的交替现象,还表现在生理机能的变化方面。例如,在花芽分化、幼蕾大量形成时,正是春梢生长进入相对休止期,形成层的活动明显下降,6~8月份茶树的光合和呼吸作用等生理功能都达到了年周期中的最高水平,对营养物质的吸收量也最多,以后生理机能就逐渐下降。

茶树的茎叶生长和花果生长之间相互转换的关系,还和光照、温度、水等环境因素,生态条件、群体结构以及品种特性等有关。如在不同群体环境条件下,适度植改变了茶树生态环境,使生殖生长受到抑制,花果产量就会相对减少。又如对于采收芽叶为主要目的专业茶园,为获取优质高产的茶叶,应采取重施氮肥,配施磷、钾肥,合理灌溉,及时勤采,秋季留叶,并运用乙烯利疏蕾等措施,使营养物质集中输向新梢,转化生长中心;对于采种茶园,则应适当提高磷、钾比例,实行春夏季留叶采摘,以提高花果着生数与结实率。

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