深入解析:茶树的生物学特性和完整年发育周期

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发布时间:2024-10-18 12:08:18

茶树年发育周期即指茶树的物候期。茶树除一生中的变化规律外,每年还随着四季气候而发生变化,有节奏地进行萌芽、抽梢、开花、结果和休眠等生命活动,这种生命活动就是茶树的物候期现象。茶树的物候期是茶树遗传性的表现,也受外界环境条件的综合影响。

根系的活动

茶树从种子萌发个体发育开始,每年的年发育周期直至贯穿一生,都是沿着先发根后发芽的生育规律进行的。说明栽培茶树首先是养根,以根促芽叶,根系的生长活动是制定正确农业技术措施的依据。

茶树根系在年发育周期内的活动,与地上部的生育活动有着密切的关系,其生长和休止期有相互交替进行的现象,当地上部分生长停止时,地下部分生长最活跃,地上部分生长活跃时,地下部分生长就缓慢或停止。

茶树新梢与根系生长相关示意图如下图所示:

当5-6月份,地上部分新梢生长缓慢时,根系生育则较活跃。10月份前后地上部分渐趋休止,而根系生育达到最活跃阶段。

这种交替生长现象的产生,是由于根系的生长是在碳水化合物丰富的情况下进行的。在根系活动期内,叶子通过同化作用制造的碳水化合物对芽的伸育不起作用,主要是促进根系的发育。而在新梢萌发生长期间,碳水化合物只供地上部分消耗,对根不起作用。新梢停止生育后,多余的碳水化合物供给发根,从而造成发芽和发根的交替现象。这种现象的产生是出于茶树有机体各器官间生长的协调关系。

在满足茶树生长要求情况下,根系没有明显的冬眠期,可以终年不断地生长,即使在最冷的1~2月份仍有少量白色吸收根出现。在全年不同时期仅有生长势强弱和生长量大小的差别。当环境条件不利时,根系也会出现被迫休眠。

在年生育周期内,茶根系有三次生长高峰:约分别在2~3月、6~7月、9~11月。具体高峰期的出现迟早因地区气候、品种、树龄和肥培管理等不同而有差异。热带、亚热带比暖温带早,早芽种又比中迟芽种早。但总的规律是根系第一次生长高峰早于越冬芽的萌发生长,这次生长主要靠上一年贮藏的养分,以后随着新梢的萌发,根的生长转入缓慢。第二次根系生长高峰是在春梢停止生长时开始的,此时叶片制造的营养物质转入了根系,以后随着夏梢展开,花芽的大量发生,地上部分消耗的养分增多了,根的生长又转为缓慢。第三次生长高峰于9-11月间,茶季将近结束,叶子制造养分下运积累于根系,所以根系生长最旺盛,为一年中的最高峰。以后随着地温下降,根的生长又转入微弱。

根系的死亡更新主要在冬季12月——翌年2月之间,吸收根每年不断死亡,也不断发生,吸收根的不断更新使其保持旺盛的吸收能力。

适宜茶根生长的地温为10~25℃,土壤空隙率在30%-50%,并要求土壤中有充足的氧气和水分,同时要求树体内有一定数量的营养物质的积累,才能适应根系的生长需要。

在根系生长高峰期内,新根发生多,吸肥效果好。因此,掌握在根系生长的高峰期前,分批追肥,是施肥的最佳时期。不采或少采秋茶,9月秋深挖施下基肥,在全年施用氮肥总量中拿出20%的氮肥与有机农肥、磷肥等同时施下,增加秋季养分积累,助长冬芽发育。

新梢的生育

茶树每年都有大量新梢萌发生育,可以扩大树冠,也可增加产量。因此,促进新梢的生长发育,是栽培茶树的主要任务之一。

1、新梢生育过程

新梢由营养芽生育而成。其过程是芽体膨大、鳞片展开、鱼叶展开、真叶展开,驻芽形成。

新梢生育过程如下图:

早春当日平均温度稳定在约10℃左右时,营养芽开始萌动。芽体内水分含量迅速增加,贮藏的物质如淀粉、蛋白质等水解提供呼吸基质,并为细胞的分裂和扩大准备营养物质。这种状况是随着温度升高,水分的吸收而加强。芽体膨胀使鳞片展开,鳞片常在新梢生长过程中脱落,只能留下一点痕迹,也有的可能不脱落,以后发育成为叶形狭长、色泽黄绿的变态型叶片。芽继续生长,鱼叶展开,接着第一真叶展开,以后陆续展开4-7片真叶(也有展开7片以上的)。展叶数的多少决定于叶原基分化的情况,同时受环境条件水分、养分状况的制约。在达到一定展叶数之后,便停止生长,形成驻芽。

从营养芽萌发到新梢形成,可分为萌芽期和展叶期二个阶段。萌芽期是指从芽膨大到鳞片开展,萌芽后发育成为成熟新梢的过程称为展叶期。在单位面积营养芽中,有10%~15%芽头的鳞片开展,为萌芽初期;有50%以上芽头的鳞片开展,为萌芽盛期。这是在生产上选择或估测茶园开采期的依据。

2、新梢生育时期

在茶树年发育周期内,营养芽有数次萌发生长为新梢的能力。萌发时期的迟早和快慢决定于品种、气候条件和养分的供应状况。

茶树不同品种的萌芽时期有差异。早芽种一般比迟芽种提前10~20天,有的甚至一个月以上,其原因是光合作用的临界温度随不同品种而变动,早芽种感温低而迟芽种感温高。如黄棪品种的生物学零度为7.2℃、福鼎大白茶为9℃、毛蟹为10℃、政和大白茶为12℃左右。不同品种对同一生态条件的反应有不同,无性系品种茶树的茶芽萌发较整齐,而群体品种萌发则先后不一,差异较大。

亚热带、温带地区,3月至11月为营养芽生长萌发期,茶树年发育周期中,有春、夏、秋三个茶树萌芽期。在热带地区,有春、夏、秋、冬四个萌芽期。各季之间有短暂的休止,但仅春茶萌发后的休止较明显,从夏茶开始以后各季营养芽因有不同轮次交叉萌发,其休止时间不如春茶明显。不同茶区的气候地域条件不同,也影响营养芽萌发时期的早晚。总的是:气候温和地区要比寒冷茶区早,平地茶园较高山或容易沉积冷空气的谷地早,阳坡地茶园较阴坡地的早,砂土的茶园较粘土的早,低纬度、低海拔的茶园较高纬度、高海拔的早,水分、养分供应充足的茶园较干旱、养分不足的早。

此外,营养芽萌发新梢的生育时期也与季节和茶芽着生的位置有关。一般冬芽发生迅速而整齐,明显地优于夏芽,因为越冬芽经过较长时期分化发育,营养充沛,而夏芽分化期短,养分贮备少,故萌发迟缓。在适宜温度,充足水分养分供应下,茶树枝条上的顶芽、腋芽和不定芽均能萌发。但顶芽具有明显的顶端优势,养分优先供应,故萌发早且萌发率高。其次是顶芽位置以下的第一、二个腋芽或具有良好叶片的腋芽也较占优势。而一般叶片弱位置在下面的腋芽,因受到顶芽组织分泌的高浓度生长素向下极性传导而产生的抑制作用等影响,其萌发强度明显不如顶芽。但如经过人工剪采或改变顶芽的位置后,腋芽的萌发也能占主导地位。根尖合成的细胞分裂素可以向上运输到腋芽,对高浓度的生长素有拮抗作用,可促进腋芽萌发。

3、新梢生育的轮次性

自然生长情况下的茶树和经过采摘的茶树,其新梢生育状况是不同的。前者是加长生长,后者是轮性生长。

自然生长条件下茶树新梢的生育进程:

如不加采摘修剪,任其自然生长,则茶树新梢生育总的情况是加长生长与展叶,少有侧芽和侧根发生,一般继第一次休止、驻芽形成后经短期休止、继续生长,一年可重复生长2次或3次。即越冬芽萌发→第一次生长→休止→第二次生长→休止→第三次生长→冬眠。第一次生长的新梢称为春梢,第二次为夏梢,第三次为秋梢。春夏梢之间有鱼叶,夏秋梢之间有时缺少鱼叶。

自然生长条件下新梢生育进程如下图:

另外,并非所有自然生长下的茶树都有2-3次生长和休止的。也有树冠内部一些细弱的小侧枝只生长1-2次,或第一次生长后即转入生殖生长。也有幼龄茶树修剪后或老茶树更新后当年抽发新梢,因生长旺盛全年一次性生长不出现驻芽的。

在采摘条件下茶树新梢生育轮次:

进行采摘的茶树,新梢生育进程因受采摘的影响而表现出另一种特性:即长了被摘,摘了又长的生育周期性。周期性的循环形式较复杂,因采摘标准,开采期迟早的不同,新梢生育周期长短也有不同。但总的情况是采摘茶树的新梢生育周期短于自然生长茶树,全年茶树新梢生育的次数明显增多,表现出明显的“轮次性”(或“轮性”)。所谓轮次性,即采摘茶树第一次萌发的新梢及采摘后萌发的新梢,在年周期中萌发的次序或次数。由越冬芽萌发的称为第一轮新梢,第一轮新梢采摘后留在树上的新梢茎部叶腋芽发育的为第二轮新梢,第二轮新梢采后就分生第三轮新梢,余类推,第四、五、六轮等。

茶树新梢的轮次如下图:

轮次多少,因生态条件、品种、采留标准而不同。据调查观察,在留一叶或鱼叶采一芽二三叶情况下:亚热带地区6~7轮,温带地区4~5轮,热带地区8~10轮。热带茶芽全年均能生长,无明显冬眠,只有相对的生长缓慢与间歇性的休止期。但在年周期中,新梢生长高峰期和阶段性仍然明显,其表现除与品种有关外,主要受雨湿条件和修剪时期的影响较大。

不同品种新梢轮次有不同。有些品种新梢只能生长2轮,但龙井43和梅占品种新梢能生长到4轮,5轮新梢也占较高比例。一般采摘茶树由越冬芽萌发的头轮梢算起,多数能接连生长3轮,少数能生长4~5轮。这种生育状况,是造成茶树季节产量分布不均衡的主要原因。

轮次变化幅度的大小,除品种、气候因素外,随肥水条件、剪采技术而改变。肥水充足,剪采合理,轮次和茶叶产量分布比较均衡;反之,茶叶产量多数集中在春茶一季,夏、秋茶比例很低。

新梢生长休止的周期性机理,目前还不大清楚。有如下几种看法:前苏联巴赫拉兹认为,新梢的生长和休止是茶树的遗传性,是生长的节奏性的表现。日本的中山仰认为茶树新梢的生长周期性是因为芽要经过充实,并进行新梢和茎的组织的分化和形成。斯里兰卡的庞得(Bond)认为新梢顶芽的休止是由于生长点叶原基分化受到阻碍。印度的巴瓦(D.N.Barwa)和达斯(S.C.Das)认为,由于茎的木质部组的生长跟不上新梢向上伸育的速度,导致了新梢顶部木质部范围的剧烈变化,组织之间面积比例失调,而产生“瓶颈”,这“瓶颈”的产生限制了新梢上部水分、养分向顶端的输送。综合上述看法,认为对新梢休止起主导作用的是茶树自身的生理机能上的需要,同时在组织上也要进行次轮叶原基的分化,为适应新的组织作准备。

茶树新梢具有多次萌发的特点,但每次萌发对气候条件的要求不甚相同。一般越冬芽萌发春梢生育要求适宜的温度,这是因为茶树冬眠期内积累了较多的养分,一旦春季气候适宜,冬芽就开始萌发生长。夏秋茶则不然,树体内养分和土壤水分状况,就成了夏秋梢生长的主导因子。如缺肥或干旱,茶叶生长就受抑制。入冬后,气温成为新梢生育最主要的限制因素。

茶树新梢一般日平均温度在10℃左右时开始萌动,14-16℃开始生长展叶,17~30℃生长迅速,如气温在10℃以下或30℃以上也生长缓慢或停止。在采梢条件下的茶树新梢,每轮平均生长期一般在40天左右,但因品种、气候等因素的不同,短的30多天,长的70多天。展开一片新叶,短的2~3天,长的15~18天,一般在5~7天左右。在我国大部分茶区,茶叶生产是季节性的,从春季头茶开始到冬季休眠约经过7~9个月。在海南、台湾和闽南地区,气温终年较高,新梢全年均可陆续萌发生长。在江北淮北茶区寒冷期较长,如山东,新梢生长期仅5~6个月,近6~7个月处于休眠状态。但从国内大部分茶区总体情况来看,采摘茶树的新梢生育进程是年发生4~5轮新梢,或5~6轮,少数有7轮的。在生产上往往留养最后一轮新梢不采,可供采摘的一般是4轮或5轮。根据采摘茶树新梢生长轮次特性,应采取有效的农业技术措施,充分利用新梢的再生力,发挥新梢生育周期的特性,增加全年新梢的发生轮次数,特别是增加实采轮次,以取得茶叶增产稳产。

茶树的开花结实

开花结实是茶树的生殖生长。一般生育正常的茶树3~4龄开始开花,以后每年进行。掌握茶树的开花结实规律,不仅有利于栽培上采取相应措施,以提高或降低茶籽的产量和品质,而且在育种上便于进行人工有性杂交,创造新品种。

茶树大部分品种都能开花结实。有的品种如福建水仙、政和大白茶、福安大白茶、佛手等是只开花不结实或结实率极低的品种,育种上称为不稔种(不育性)。这些都是属于无性繁殖品系。但无性系品种也有是具有开花结实性能的。

茶树的花芽形成,每年自5月底至11月,甚至到翌年春季,都可不断有花芽分化。在热带气温条件下,花芽终年形成,但仍然有一个相对集中期。当年生春梢上孕育的花芽数量最多,结实率最高。夏梢上孕育的花芽也多,结实率次于春梢上的。秋梢上孕育的花芽一般不结实或结实后种子不饱满。

花芽的分化可依次分为分化初期、萼片形成期、花瓣形成期及雄蕊、雌蕊形成期四个时期。茶花常有2~3枚苞片,苞片原基在分化初期发生,并形成苞片,保护其内侧的花蕾。到雄蕊雌蕊形成时期,苞片脱落,萼片外露。花芽分化的整个过程,即从花芽分化到现蕾约需20~30天。

从花芽分化到始花约需100~110天。一般从10月下旬到12月上旬(个别例外),茶树持续不断地开花,一般10月下旬到11月中下旬开花最多,为盛花期。

一朵花由初开到全开需1~7天,从花瓣张开到凋落约50小时。每天开花以早晨7~8时为多。开花适宜的温度为18-20℃,相对湿度60%-70%。茶树开花期正是吸收作用、细胞分裂和伸长、酶的活性等表现强烈的时期。因此,

气温就成为其限制因子,若气温降到-2℃时,花蕾便停止开放,降到-4℃以下时,多数失去生命力。

花开放时依赖昆虫传粉受精。花粉富粘性,达到柱头后即行发芽,长成花粉管,花粉管将精细胞带入胚囊,与卵细胞进行受精发育成胚。茶树开花数甚多,但结果率仅2%~4%,其主要原因是:

1、茶树是异花授粉植物,一般柱头比雄蕊高,自花授粉困难,而且具有不育性。10月份以后气候渐冷,昆虫活动能力低,花粉传播受到限制,故一些花芽分化时期晚的茶花,授粉机会少。

2、花粉有缺陷。根据汉斯徒尔特在细胞学方面的研究认为:茶花花粉粒在其发育的最后阶段,会有发育不规则的现象。因为一般双子叶植物的花粉母细胞,在最后阶段经过3次减数分裂,而成为4个细胞,称为四分体。但是茶树这种分裂常出现不规则的现象:形成2个或3个细胞,这种花粉粒是处于退化的状态,呈赭色或黑色,是不能发芽的。

另外,也有的是因为胚珠发育不健全而引起落果,这种花即使授了粉也不结实。

3.因气温低、阴雨等原因,影响昆虫活动和花粉传播。气温低也影响花粉粒发芽,虽授粉而未能受精。此外,茶树体本身的营养状况也影响授粉和结实率。

茶花受精后,花冠、雄蕊和花基部分离脱落,子房发育膨大,萼片不脱落保护子房。当冬季低温时,则处在休眠状态,待翌年入春气温回升时,又继续发育,直至9-10月间种子成熟。从花芽分化开始到果实成熟,约需经历一年零三、四个月。

在茶树年发育周期内,在同一株茶树上,花芽分化时期又是果实发育时期;开花受精时期又是果实成熟时期。同时进行着花和果生育的两个过程,这就是茶树的“花果相会”现象,是茶树的生物学特性之一。

茶树的休眠

茶树的休眠有两种:一种是“自然休眠”,另一种是“被迫休眠”。

所谓“自然休眠”是指每两轮新梢生长之间的休止期(间歇期)。持续几天或几周就能自然解除,开始下一轮次生长。所谓“被迫休眠”,即指“冬眠”,所需时间较长,需1-2个月甚至4-5个月,是由于外界温度和日照等条件不能满足茶芽生长要求而形成的。

茶树休眠的原因还不是十分清楚。从现象上明显地看出地上部分新梢生长休止是由于自身生理机能和进行新组织分化形成上的需要。从茶树整体来看,很可能是由于一器官的生长发育影响另一器官的形成和生育之故。在茶树各器官相互关系中,以新梢和根系生长的相关较为突,新根和根系在年周期内生长都需要营养物质,因此在养分需求上有矛盾,故茶树通过自然休眠形式来自动调节养分的供需。在生产上也存在某些营养物质供需矛盾不突出时,茶树出现全年一次性连续生长,例如幼龄期茶树和更新复壮后茶树所萌发的新梢,几乎全年呈现一次性生长展叶,而并无自然休止现象。栽培上掌握这一特性,人为地调节满足养分供应,新梢的生育期便能相应延长。反之,新梢容易出现驻芽和对夹叶,自然休止期也会延长,就达不到经济栽培目的。

所谓“被迫休眠”是指冬眠,引起冬眠最主要的因素是温度和日照。据观察:日平均温度在10℃以下,冬季白天日照时数短于11时13分钟的临界值时,茶树就处于冬眠。因此,茶树冬眠可能是由于短的白昼(或长的黑夜)通过影响茶树体内部生长调节剂的形成而产生的结果,日照长度与低温通常也是相互影响的。

茶树还借助冬眠以忍受不适宜的环境,使生活周期可以顺利进行。在我国大部分茶区,当晚秋气温还适宜茶芽生长的范围,茶树就停止发芽,枝叶制造的光合产物主要积贮在根、茎。入冬后,内部贮藏的淀粉又转化为糖,以提高细胞液的浓度,增强了植株的抗寒力。茶树进入冬眠以后,生长芽被富有蜡质的鳞片所包围,形成所谓冬芽,鳞片对芽起着机械性保护作用,防止低温干旱,以利安全越冬。

越冬后,当春季气温回升,茶树又重复第二个年周期的活动。

从茶树越冬休眠的生理机能看,加强秋冬季茶园管理显得十分重要。因为茶树在秋末冬初芽叶生长停止,根系的冬季休眠虽不明显,但也处于相对生长缓慢状态,其光合作用产物,大部分贮藏准备越冬供翌年萌发生育需要。在生产上,为了使茶树安全越冬和保证第二年春茶的产量品质,通常应掌握适时停采封园,在低温到来之前施下足量基肥,有利吸收利用,使枝条和根系生长充实,也助长冬芽的分化发育。

用户评论

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