茶树的抗性生理

茶事 2020-02-11

我国区分布广泛,自然环境复杂,冻害、旱热害以及病虫危害等威胁茶树生长,轻造成茶叶减产、品质下降,重则使茶树死亡。了解茶树对不良环境反应的律,便有可能提高茶树对不良环境的适应能力。

茶树抗性是茶树对不良环境的适应性和抵抗力。茶树抗性生理是指茶树在抵抗外界不良环境过程中而发生的一系列生理生化变化。就茶树抗性生理而言,目前研究较多的为抗寒生理和抗旱生理。随着无公害茶叶、有机茶叶的生产,茶树抗病虫生理逐渐引起人们的重视。

(一)茶树的抗寒生理

茶树抗寒性是茶树在生长期适应低温胁迫过程中通过自然和人工选择而逐步发展和形成起来的一种形态和生理生化特性,不同的茶树品种对低温胁迫表现出不同的适应能力。了解茶树的抗寒性,对茶树的引种,以及寻求提高茶树抗寒性栽培技术等具有十分重要的理论和实践意义。

1.茶树叶片解剖结构与抗寒性

根据茶树品种的叶片形态和解剖结构,估测品种抗寒性强弱,确定适宜栽培的气候地区。

2.保护性酶类与抗寒性

过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)等酶类及其他多种物质(如维生素C、谷胱甘肽)在茶树体内的浓度和活性的高低与茶树抗寒性的强弱有密切关系。研究表明,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶的活性可作为茶树品种抗寒性强弱鉴定的指标。

3.生物膜与茶树抗寒性

生物膜是生物体内的细胞与环境间的一个界面结构,在保护生物体的正常生理过程的稳定性上具有重要的作用。研究认为,茶树叶片细胞膜透性不仅随外界温度改变而改变,而且在越冬过程中膜自身也会发生变化以适应低温不良环境,细胞膜忍受低温处理的能力越来越强,茶树的抗寒力也逐渐提高;不同品种抗寒性的差异也表现在细胞膜特性的差异性。

4.生化成分含量与抗寒性

茶树抗寒性与体内水分及糖类的关系密切。研究认为,不同品种茶树的抗寒性与其叶片束缚水的含量密切相关,茶树能根据温度的变化,提前对叶片中水分的形态及含量作出反应,具有一定的自我调节能力。抗寒性强的品种组织束缚水含量高,抗寒性弱的品种组织束缚水含量低。越冬期间,茶树叶片上单糖和双糖及其总含量均随温度降低而升高。可溶性糖的含量显著增加,提高了细胞液浓度,因而增强了植株的抗寒能力。

5.茶树叶片光合、呼吸特性与抗寒性

茶树光合作用呼吸作用与抗寒性关系密切。研究认为,抗寒的品种在冬季光合作用下降较小,且在早春其光合活力稳定增加;相反,不抗寒的品种冬季光合作用严重受阻,且春季恢复缓慢。茶树在冬季呼吸作用的强弱与抗寒性呈现负相关,抗寒性强的品种其呼吸作用较弱,抗寒性弱的品种其呼吸作用较强。

茶树是一种喜温暖气候条件的多年生叶用植物,在整个生长过程中,不可避免地经常受到低温胁迫。茶树通过自身的调节作用,使其形态结构和生理上发生一定的适应性变化,从而能够忍受一定程度的低温胁迫。在茶叶生产上,可以选择耐寒性强的品种,从根本上防止寒害的发生。此外,加强肥培和水培管理、控制树冠高度、茶园铺草覆盖保水保温,均能在一定程度上提高茶树的抗寒力,减少寒害的发生。

(二)茶树的抗旱生理

茶树对土壤含水量有一定的要求,低于一定水平,对茶树产量、品质、生化组成甚至次年的产量都会造成严重影响。

研究认为,新梢水势高低以及水势的变幅大小可作为抗旱性的筛选指标,抗旱性强的无性系新梢水势较高,而抗旱性弱的品种新梢水势较低;脯氨酸作为重要的渗透调节物质,茶树遭受轻度干旱时,游离脯氨酸含量高,则茶树的抗旱性强。新梢中单糖和脯氨酸的增强与茶树的渗透调节有关。茶树体内的过氧化氢酶、过氧化物歧化酶、过氧化物酶酶促保护系统和谷胱甘肽(GSH)、维生素C、维生素E、类胡萝卜素等非酶保护系统,与茶树的抗旱性密切相关。在茶树引种中,过氧化氢酶、过氧化物歧化酶的活性高低,可作为茶树抗旱能力鉴定的指标之一。

水分胁迫下茶树的光合作用能力是植物受胁迫危害程度的直观表现。不同品种间水分胁迫下的净光合速率变化趋势与品种耐旱性强弱是一致的,并与土壤含水量呈正相关。

植物对逆境的适应受遗传性和植物激素两种因素控制,它们可以通过基因控制或代谢作用改变膜系统,提高抗逆能力。水分胁迫过程中茶树叶片脱落酸/玉米素比值和水分利用率可同时作为茶树耐旱性强弱的鉴定指标。

(三)茶树抗病虫生理

利用作物抗病虫性选育优质丰产、抗病虫的良种,是病虫综合防治中的一个重要组成部分。这不仅可以减少病虫的种群数量,保证茶树高产、优质,而且有利于保持自然界的生态平衡。了解茶树的抗病虫机制,为茶树品种的选育和茶树的科学栽培提供科学依据。

1.茶树的抗病性机制

茶树的抗病性机制可分为抗病性、避病性和耐病性三种。茶树的抗病性是指茶树对病原物具有不同程度的抵抗能力。茶树对病原物侵染的抵抗能力强弱因茶树品种的形态学、生理学或生物化学的差异而不同。

在形态学抗性方面,主要是由于茶树的形态、解剖或机能上的特征,阻止或减少了病原物的侵入。如茶树小叶种的叶片结构角质层较厚,栅栏组织有两层,且排列紧密,不利于病原物侵入,对于云纹枯病等叶部病害抗性较强。大叶种的角质层较薄,栅栏组织仅一层或第二层不整齐,排列较疏松,柔软多汁,有利于病原物的侵入与扩展,感病就较重。日本研究茶炭疽病发现,该病菌是从嫩叶背面的茸毛侵入,并随着中间的孔腔进入叶组织,因茸毛周围有营养物质流出,随着叶片变化,茸毛细胞壁渐渐加厚,孔腔被填塞,故病菌只能侵害嫩芽叶。

在生理学抗性方面,植物在代谢过程中能产生抵抗病原物扩展的生理抗性,包括过敏性保卫反应和慢发性反应。过敏性保卫反应是指寄主植物受到病原物的侵染后即可自卫、限制或消灭侵入的病原物。慢发性反应是指抗性品种在受到病原物的侵染后,表现潜育期延长,这是一种相对抗性,是量的抗病性。

在生物化学抗性方面,如茶芽枯病菌对氨基酸的利用率较高,春茶期芽梢中氨基酸含量较其他茶季多,为芽枯病在春芽期发生流行创造了条件。茶树的病毒病害发生比其他作物轻,可能与茶树中多酚化合物的含量有关。茶白星病、圆赤星病在病斑周围形成一圈褐色物质,是多酚类物质氧化成醌类物质抑制了病菌的继续扩展。

茶树的避病性是指茶树感病时期与病原物盛发期不一致,避开了病原物的侵染。如茶芽枯病、茶白星病、茶饼病等都是危害新梢芽叶的病害,当品种新梢伸育期与这几种病原物盛发接近时,就会表现出较严重的感病结果;反之,感病则较轻。

2.茶树的抗虫性机制

茶树的抗虫性机制包括不选择性、抗生性和耐害性。

不选择性是指品种在害虫发生数量相同的情况下,通过化学、物理、机械作用以及物候作用,少被或甚至不被害虫选择或积极地拒斥害虫前来栖息、取食、产卵。如茶树品种中的白毫早毛蟹黔湄419、云抗十号等,由于茸毛多而密,螨类发生较少。

抗生性是指昆虫取食具有抗生性机制的植物后,由于植物体内生物化学成分的毒害作用或缺乏必要的营养,使之发育不良,体形变小,体重减轻,寿命缩短,死亡率增加,生殖力受到抑制。酚类物质中的没食子酸和儿茶素对蚜虫有毒;儿茶素尤其是脂型儿茶素对茶红叶螨有忌避作用。

耐害性是指某些植物或品种虽易被害虫取食,害虫也能依借所摄食的食物而存活、繁殖,但耐害性强的植物或品种具有很强的增殖和补偿能力,使所受损失很少。

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