茶树品种树冠结构动态变化的

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 第 18 卷　第 4 期 经　济　林　研　究 V o1. 18　N o. 4 　2000 年 12 月 ECONOM IC　FOR EST　R ESEA RCH ES D ec. 2000　Ξ 文章编号: 100328981 (2000) 0420004203 茶树品种槠叶齐树冠结构动态变化的数学模型探讨 罗军武　唐和平　黄意欢 (湖南农业大学食品科学技术学院, 湖南 长沙, 410128) 摘　要: 本研究选用湖南省规范化栽培茶园 1～ 18 年生的槠叶齐品种为材料, 以与产量、品质密切相关的 14 项树冠结构指标的动态 变化规律。测定结果表明, 树冠结构指标与树龄均可建立相应的数学模型, 这为槠叶齐品种在规范化栽培条件下树冠结构的达标测定 提供了科学依据。 关键词: 茶树; 树冠结构; 槠叶齐; 数学模型 中图分类号: S571. 1; O 141. 4　　　　文献标识码: A The M athematica l M odels Show ing the D ynam ic Change of the Crown Structure of the Tea Tree LUO Jun2w u, TAN G H e2p ing, HUAN G Y i2huan (Co llege of Food Science and T echno logy, A gricu ltu ral U niversity of H unan P rovince, Changsha, H unan 410128, Ch ina) Abstract: "Zhuyeqi" is a fine tea clone developed by the T ea R esearch Inst itu te of H unan A gricu ltu ral A cadem y. It is good fo r b lack tea p roduction and is under w ide ex tension. In o rder to p rovide the grow ers w ith a standardized ho rt icu ltu ral techn ique, a test w as conducted in search of the changing patterns of the crow n structu re. T ea gardens from one to eigh teen years o ld w ere used, and 14 crow n- structu re2rela ted indices relevan t to the yield and quality of tealeaves w ere studied. R esu lts indicated that each index of the crow n structu re is m athem atically co rrela ted w ith the tree age. A cco rdingly, 14 models w ere derived to show the dynam ic change of the crow n structu re. Key words: T he tea tree (Cam ellia sinensis) ; crow n structu re; "Zhuyeqi" clone; m athem atical model. 槠叶齐系湖南省农业科学院茶叶研究所以当地群体品种作为原始材料, 通过单株选育成的无性系, 无性系 种茶树生长势旺盛、产量较高、制红茶品质较好, 在湖南省已广泛推广。本研究选用湖南省规范化栽培茶园 1～ 18 年生的槠叶齐为材料, 以与产量、品质密切相关的芽叶密度、百芽重、树幅等 14 项树冠结构指标为研究内 容, 系统地调查槠叶齐品种在各个生长阶段树冠结构指标的动态变化。并运用统计分析方法建立各个指标与树 龄的数学模型。旨在为槠叶齐品种规范化栽培提供科学依据, 并为茶树园相指标是否达标测定提供参考指标。 1　材料与方法 材料: 选用长沙、娄底、益阳、岳阳、常德、邵阳、衡阳、郴县 8 个地市规范化栽培试验园的 1～ 18 年生的槠叶齐。 测定内容: 一二级骨干枝数目、一二级骨干枝粗度、树高、树幅、绿叶层厚度、茶园覆盖度、单叶面积、生产枝 和芽叶密度、百芽重、1 芽 3 叶长度、分枝级数。 测定方法: 见《茶学实验技术》。测定日期为 1993～ 1998 年。 数据处理: 所测定数据取平均数, 并采用 SPSS 统计软件进行统计分析, 建立数学模型。 2　结果分析 2. 1　一二级骨干枝数的动态变化 从表 1 看出, 槠叶齐品种在规范化栽培条件下, 其一级骨干枝数比较稳定, 在每株 4 根上下波动, 二级骨干Ξ 收稿日期: 2000209207 湖南省农业厅和湖南省科技厅资助项目。 作者简介: 罗军武 (1955—) , 男, 湖南省人, 副教授, 博士研究生, 从事茶树栽培与育种工作。 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 枝数在 1～ 9 年内生, 随着树龄的增大而明显增多, 如 1 年生茶树二级骨干枝数平均为 6. 25 根ö株, 9 年生茶树 为 12 根ö株, 尔后基本趋向稳定, 维持 12 根ö株左右。这表明影响树冠结构的一级骨干枝数在幼龄期已经基本 定型, 二级骨干枝数在成龄初期已定型。一级骨干枝数 (y1)和二级骨干枝数 (y3)与树龄 (x)建数学模型 (表 2)。 表 1　不同树龄槠叶齐品种树冠结构主要指标的动态变化 树龄 (年) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 一级 骨干 枝 数目 (根ö株) 3. 2 4. 0 4. 1 4. 0 4. 3 4. 5 4. 3 4. 2 4. 4 4. 4 4. 5 4. 5 4. 2 4. 5 4. 3 4. 3 粗度 (cm ) 0. 45 0. 61 0. 79 0. 93 1. 63 1. 67 1. 79 1. 89 1. 92 2. 18 2. 20 2. 38 2. 43 2. 50 2. 54 2. 50 二级 骨干 枝 数目 (根ö株) 6. 25 7. 30 7. 60 8. 30 9. 70 10. 3 9. 90 10. 3 12. 0 11. 7 11. 4 11. 7 11. 5 12. 0 12. 1 12. 1 粗度 (cm ) 0. 35 0. 47 0. 52 0. 79 0. 93 1. 07 1. 00 1. 04 1. 10 1. 12 1. 15 1. 39 1. 43 1. 61 1. 60 1. 65 树高 (cm ) 33. 5 43. 5 55. 4 64. 3 71. 3 74. 1 79. 0 82. 2 89. 0 90. 0 92. 4 107 110 100. 5 10. 5 10. 3 树幅 (cm ) 21. 5 45. 0 74. 3 93. 0 100 112 122 118. 4 128 125 133. 4 134 128. 3 132 141. 5 13. 5 覆盖度 (% ) 14. 3 30. 0 49. 5 62. 0 66. 7 74. 7 78. 9 81. 3 85. 3 83. 8 88. 9 89. 2 85. 5 88. 0 94. 3 90. 0 绿叶层厚 (cm ) 28. 0 36. 5 48. 0 58. 0 46. 0 31. 0 26. 5 21. 0 17. 7 15. 0 13. 3 12. 0 8. 7 8. 81 7. 95 7. 75 单叶面积 (cm 2) 12. 0 12. 4 12. 7 12. 9 12. 0 11. 2 11. 1 10. 7 10. 9 10. 1 9. 5 9. 7 8. 7 6. 7 5. 6 6. 2 新 稍 密 度 ( 个ö0. 11cm 2) 76. 0 89. 0 102 113 165 158 160 178 208 212 199 171 176 162 164 生产枝密度 ( 个ö0. 11cm 2) 21 37 47 67 84 112 130 126 128 126 122 124 109 112 98 98 百芽重 (gö100 个) 28. 0 31. 5 42. 0 48. 0 56. 0 50. 0 42. 0 33. 0 31. 0 32. 0 27. 0 26. 0 22. 0 25. 0 14. 0 15. 5 一芽三叶长 (cm ) 6. 4 7. 2 7. 4 8. 8 9. 1 9. 0 7. 3 7. 2 6. 2 7. 4 6. 2 5. 7 5. 0 5. 7 5. 3 5. 6 分枝级数 (级) 2. 2 3. 0 4. 5 6. 0 7. 0 8. 0 8. 8 9. 0 9. 0 10. 0 11. 0 11. 8 11. 5 12. 0 12. 0 12. 5 2. 2　一二级骨干枝粗度的动态变化 茶树一二级骨干枝粗度在 1～ 5 年生内变化幅度大 (如表 1) , 几乎呈直线增长, 以后随着树龄的增大而逐 渐增粗。通过数学分析, 1～ 18 年生槠叶齐品种一级骨干枝粗度 (y2) , 二级骨干枝粗度 (y4)的变化与树龄 (x) 建 立数学模型 (表 2)。从上述结果可以看出, 骨干枝的增粗以 1～ 5 内最为明显, 故这一时期是培养强壮骨干枝的 关键, 应加强修剪技术和培育管理, 为高产稳产奠定良好的枝干系统。 2. 3　茶树树高的动态变化 茶树树高是在人为修剪和采摘条件控制下变化的, 从调查结果 (表 1) 来看, 树高在 1～ 5 年生变化最大, 以 后逐渐增长。在规范化栽培条件下, 茶树树高的变化规律数学模型 (表 2)。 2. 4　茶树树幅的变化 茶树树幅是茶园茶叶产量估测的重要树冠指标。本试验结果表明 (表 1) , 茶树在 1～ 7 年内, 茶树的树冠在 规范化栽培条件下迅速扩展, 以后随着树龄的增长而缓慢增加。树冠幅度最后趋向理论极限 154. 64cm。其变化 规律可用数学模型予以表达 (表 2)。 2. 5　茶园覆盖度的变化 茶园覆盖度是树幅与行距之比的百分比, 因而覆盖度表现出与树幅相一致的变化规律 (如表 1) , 其数学模 型见表 2。从数学模型可以看出, 在规范化栽培条件下, 茶园覆盖度的最大理论值可到 103%。 2. 6　茶树绿叶层厚度的动态变化 表 1 表明: 在 1～ 4 年生茶树, 绿叶层厚度随着树龄的增大而几乎呈直线增加, 第 4 年到达顶峰, 以后随着 树龄的增大、树幅扩展, 绿叶层厚度下降。这是保持茶树树体合理叶量的一种控制。其数学模型 (表 2)。 2. 7　茶树单叶面积的动态变化 茶树单叶面积在茶树栽培后 1～ 4 年内, 随着树龄的增大扩大, 至第 4 年达到最大值。以后随着树龄的增 大, 树冠的扩大, 芽叶密度增加, 单位面积上总叶片数增加, 单叶面积逐步减少。其变化数学模型表达式 (表 2)。 2. 8　茶树生产枝密度和芽叶密度的动态变化 槠叶齐品种生产枝密度在 1～ 7 年生内随树龄增大而显著增加, 这是修剪和采摘所致。在 8～ 12 年内相对 5第 4 期　　　　　　　　罗军武等: 茶树品种槠叶齐树冠结构动态变化的数学模型探讨　　　　　　　　 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 稳定, 12 年后, 随树龄增大, 树势下降, 生产枝出现自疏现象, 其密度缓慢下降。其数学模型 (表 2)。 芽叶密度表现出与生产枝密度相一致的趋势, 在幼龄阶段增长迅速稳定, 尔后逐渐下降。从表 1 看出芽叶 密度出现最大值的时期较生产枝密度要晚 3～ 4 年, 这表明两者的一致性和差异性。芽叶密度与树龄的相关数 学模型 (表 2)。 2. 9　一芽三叶长度的动态变化 从表 1 可见: 一芽三叶和长度在 1～ 5 年内, 随着树龄增大及树势增强, 呈显著的增长趋势, 至第 5 年到达 最大值, 以后随着单位面积上芽数的增加, 树龄的增大, 树势的衰弱, 一芽三叶长度逐年下降。一芽三叶长度与 百芽重呈显著的正相关 (r= 0. 9483 3 )。其变化的数学模型 (表 2)。 表 2　槠叶齐品种主要树冠结构指标 (Y)与树龄 (X)的数学模型 树冠结构指标 数　学　模　型 1. 一级骨干枝数目 (Y1) yδ= 3. 6073+ 0. 3236lnx　　　　　 (F= 26. 08, P= 0. 000)　 2. 一级骨干支粗度 (Y2) yδ= e (0. 8958- 2. 0718öx)　 (F= 64. 81, P= 0. 000) 3. 二级骨干枝数目 (Y3) yδ= 5. 0410+ 1. 1555x- 0. 064x2+ 0. 0012x3　 (F= 100. 41, P= 0. 000) 4. 二级骨干支粗度 (Y4) yδ= e (0. 1506- 0. 4800öx)　 (F= 149. 21, P= 0. 000) 5. 树高 (Y5) yδ= 27. 022+ 9. 3516x- 0. 2310x2- 0. 0028x3　 (F= 165. 37, P= 0. 000) 6. 树幅 (Y6) yδ= e (5. 0411- 2. 0697öx)　 (F= 834. 86, P= 0. 000) 7. 覆盖度 (Y7) yδ= e (4. 6359- 2. 0723öx)　 (F= 876. 39, P= 0. 000) 8. 绿叶层厚度 (Y8) yδ= 27. 1234+ 7. 915x- 1. 4139x2+ 0. 00513x3　 (F= 18. 62, P= 0. 000) 9. 单叶面积 (Y9) yδ= 11. 7605+ 0. 4715x- 0. 0904x2+ 0. 0025x3　 (F= 69. 48, P= 0. 000) 10. 新梢密度 (Y10) yδ= 3. 6479+ 33. 7892x- 1. 7161x2+ 0. 0167x3　 (F= 29. 03, P= 0. 000) 11. 生产枝密度 (Y11) yδ= - 23. 133+ 34. 7605x- 2. 5251x2+ 0. 0528x3　 (F= 68. 66, P= 0. 000) 12. 百芽重 (Y12) yδ= 17. 5783+ 12. 355x- 1. 5714x2+ 0. 0492x3　 (F= 22. 76, P= 0. 000) 13. 一芽三叶长度 (Y13) yδ= 5. 2900+ 1. 3631x- 0. 1807x2+ 0. 0059x3　 (F= 17. 84, P= 0. 000) 14. 分枝级数 (Y14) yδ= 0. 5122+ 1. 5781x- 0. 07x2+ 0. 0011x3　 (F= 359. 37, P= 0. 000) 2. 10　百芽重的动态变化 百芽重在 1～ 5 年生内, 随着树龄的增大, 栽后的管理使树势得以恢复, 百芽重呈明显的增长趋势, 由 28gö 100 个 (1 年生)增加 50gö100 个 (第 5 年生)。尔后随树幅的扩展, 育芽面增大, 芽叶数猛增, 百芽重却明显下降, 如表 1 所示。百芽重变化的数学模型 (表 2)。 2. 11　茶树分枝级数的变化 从表 1 的结果可以看出, 茶树的分枝级数在 1～ 12 年内, 随着树龄的增长和人为修剪的控制而增加, 最后 稳定在 12 级左右, 这既有利于保证生产枝的密度芽叶密度, 又能保证生产枝一定的粗度, 以兼顾芽数和芽重, 保证茶园鲜叶的高产和优质。分枝级数变化的数学模型 (表 2)。 3　结论与讨论 1) 通过对湖南省 8 个地市规范化栽培茶槠叶齐品种茶树结构主要指标调查及数据分析, 茶树树冠结构主 要指标均呈现有规律的变化趋势, 均可用相应的数学模型予以表达, 如表 2 所示。 2)从表 1 可以看出, 在茶树幼龄阶段, 各主要指标增幅度大, 是茶树理想树冠形成的关键时期, 故在肥培管 理, 修剪技术等方面要严格按技术规程操作, 确保理想树冠的形成。茶树进入成龄阶段以后, 各项指标相对稳 定, 技术应围绕如何充分发挥芽叶密度和树幅这个优势, 加大肥水用量, 特别是氮肥施用量, 同时运用合理 的修剪技术, 协调芽叶密度和百芽重的矛盾, 以充分利用芽叶密度优势, 确定百芽重量, 达到增加产量、产值并 延长高产年限。随着树龄的增大, 各主要树冠指标下降, 这就要求在生产上采取加强肥培和修剪技术以恢复树 势, 争取茶园再度高产优质高效。 (下转第 16 页) 6　　　　　　　　　　　　　　　　经　　济　　林　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　18 卷　　 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 复合模式)综合评价值 (0. 6807)最高。所以模式A 最优, 其次为模式B , 模式C, 模式D 最劣。 表 4　权重系数计算表 生长指标 增量 比　　重 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑ 权重系数 (Κ1)∃V 1 0. 6 0. 4 0. 5 0. 4 1. 9 0. 19∃V 2 0. 4 0. 4 0. 6 0. 4 1. 8 0. 18∃V 3 0. 6 0. 6 0. 7 0. 5 2. 4 0. 24∃V 4 0. 5 0. 4 0. 3 0. 4 1. 6 0. 16∃V 5 0. 6 0. 6 0. 5 0. 6 2. 3 0. 23 ∑ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 表 6　各模式综合评价值计算表 模式 A B C D 综合评价值 (W i) 0. 6807 0. 6700 0. 6422 0. 2861 　　　　说明: (W i) = ∑ N i= 1 ΚiU ij 4　小结与建议 通过对银杏—黄花梨不同复合经营模式生长效益的研究表明, 模式A、模式B、模式C 的综合评价值均比 模式D 高得多。所以, 银杏—黄花梨—作物是一种较理想的复合经营模式。体现了复合经营模式优越性。这是 今后经济林发展的新思路之一。模式A 为最优模式, 生长效益最佳。由此, 建议对发展果用, 叶用或果叶兼用的 经济林应选择花生类作物, 它们个体矮小, 枝叶量大, 而且还能增加林木氮素供给, 自身消耗也小。 为加大银杏生产规模, 在福建省中亚热带经济林区及广大类似地区, 模式A 值得进一步推广。 参　考　文　献 [1 ]　熊文愈等编. 中国农林复合经营研究与实践[M ], 江苏科学技术出版社, 1993 [2 ]　何宗明等. 杉木—山苍子不同套种模式综合效益的研究[J ], 福建林学院学报, 1996, 16 (3) : 251～ 254 [3 ]　洪伟. 多目标决策在林业中的应用. 林业勘察[J ], 1987, (2) : 40～ 46 [4 ]　洪伟, 林思祖. 计量林学研究[M ], 电子科技大学出版社, 1993: 291～ 296 (上接第 6 页) 3)从槠叶齐和福鼎大白茶两品种树冠结构指标分析, 其基本趋势是一致的, 但品种间具有一定的差异。从 树冠指标的增幅来看, 在 1～ 6 年间, 槠叶齐明显地优于福鼎大白茶, 如树幅、芽叶密度、百芽重均以槠叶齐较 优。但同时可以看到在后阶段, 百芽重和芽叶密度下降速度则槠叶齐快于福鼎大白茶, 这表明品种不同, 其生育 特性不同, 在生产上应根据品种特性的不同采取相应的农业技术措施。 参　考　文　献 [1 ]　中国农业科学院茶叶研究所主编,《中国茶树栽培学》[M ]. 上海科技出版社, 1986 年: 153 [2 ]　王威廉, 张贻礼. 茶树良种槠叶齐选育[J ], 茶叶通讯, 1987 (3) : 1～ 5 [3 ]　华茶, 国家级茶树品种介绍 (2) [J ], 中国茶叶, 1995 (2) : 16～ 17 [4 ]　黄意欢主编,《茶学实验技术》[M ], 中国农业出版社, 1997: 1～ 41 61　　　　　　　　　　　　　　　　经　　济　　林　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　18 卷