氟铝及其交互处理对茶苗生长的影响

摘要 为了探讨氟铝交互作用下对茶树生长的影响，以水仙茶苗为材料，研究不同铝、氟浓度交互处理对茶苗生长过程中叶面积、茎长、根系生长等方面的影响。结果表明，氟铝交互处理下，在铝浓度为40 mg/L、氟浓度为8 mg/L时茶苗叶面积的增长量最大。随着氟、铝浓度比例范围的改变，茶苗根、茎、叶会产生不同程度的变化，说明铝、氟交互处理对茶苗的生长具有一定影响。

关键词 氟；铝；交互处理；茶苗；生长；影响

中图分类号 S517.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）19-0019-03

Effect of Fluorine and Aluminum Interaction on Tea Plants Growth

LU Li ZHANG Qi-fen

（College of Tea and Food Science，Wuyi University，Wuyishan Fujian 354300）

Abstract To analyze the influence of growth under fluorine（F）and aluminum（Al）interaction in tea plants（narcissus） through hydroponic cultivation experiments，the influence of the concentration of root length，stem length and leaf area was investigated.The results showed that in the process of fluorine and aluminum interaction，the growth of leaf area of tea plants were increased concentration of the largest，when the concentration of aluminum was 40 mg/L and the concentration of fluorine was 8 mg/L.As the proportion of fluorine and aluminum concentration changes in the scope，tea plants root，stem and leaf produced different degrees of change，which indicated that the interaction of fluorine and aluminum treatment resulted a certain effects on the growth of tea plants.

Key words fluorine；aluminum；interactive processing；tea；plants growth；effect

茶树中有2种特殊的元素，它们在茶叶中的含量水平远远超过其他农作物。一种是铝，铝能促进茶树的生长，主要表现为促进茶树根系的生长；另一种是氟，茶树是一种富氟植物，对氟有很强的积累能力。铝能促进茶树对氟的吸收[1]。茶树素有“氟、铝聚积体”之称[2]，1芽2叶新梢和成熟叶中的氟含量分别可达100～300、1 000 mg/kg，而铝大多分布在茶树的成叶和老叶中，老叶中的最高含量可达2 000 mg/kg[3]。氟具有高度的生物活性，与铝形成较稳定Al-F络合物，有效降低氟的生物毒性[4]。已有相关研究表明，在茶园的酸性土壤中，铝与氟络合构成一个平衡系统，其中Al3+、AlF2+、AlF2+、AlF3、AlF4-等可以共同存在，并以铝氟络合离子形态向叶部转移，从而消除铝、氟离子本身的毒性，并且不同部位的Al/F比值基本保持恒定[5-6]。本研究通过不同浓度氟铝交互处理，对茶苗进行观察，并测量根长、茎长、叶面积等。从测量的数据以及各阶段茶苗的生长情况来探讨氟铝交互处理对茶苗生长的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试茶苗为长势一致的二年生无性系水仙茶苗330株，购自武夷山星村水仙育苗圃。供试仪器设备为3 L黑色塑料桶75个、微型气泵38个、直尺1把。

1.2 试验设计

不同梯度的氟铝进行正交设计交互处理的浓度情况详见表1。试验中培养75桶茶苗，共25个处理，每个处理3次重复。

1.3 试验方法

选择长势一致的二年生水仙茶苗，洗净原有根部的土壤，然后移植到外壁涂有黑漆的3 L塑料桶中进行水培，每桶3～4株。先在每桶里加入基本培养液，基本营养液参考小西茂毅培养液[7]。再加入不同梯度的氟铝，放入温室（25±2）℃进行培养，每天通气2次，每次2 h，每7 d更换营养液。在各处理培养30 d以后，观察茶苗叶片变化并按时测定茶苗的根、茎长度及叶面积。根据以上测得的茶苗数据，分析氟铝交互处理对茶苗生长的影响。

2 结果与分析

2.1 氟处理对茶苗生长的影响

缺氟对茶苗生长没有明显的影响，长期缺氟培养没有发现明显的不良症状。方兴汉等[8]认为，氟不是茶苗的必需元素。缺氟对茶苗生长无明显抑制作用，当铝过剩的情况下氟具有中和铝毒的作用。从表2可以看出，在低浓度氟的处理下，茶苗根系的生长不明显，随着氟浓度的升高，茶苗根系增长量增加。当氟浓度为8 mg/L时，茶苗根系增长了3.26 cm，达到最大值；浓度增长到12 mg/L时，茶苗根系的增长量明显下降，说明氟浓度过高对茶苗根的生长促进作用减弱。茶苗在单因素氟的作用下，其茎的增长量先是呈现递增的趋势，随着氟浓度达到8 mg/L之后，茶苗茎的增长量下降。

进行单因素氟处理时，茶苗叶片表现为低浓度的促进生长和高浓度促进作用减弱现象。试验结果表明，在氟浓度为8 mg/L以下，叶面积的增长量随氟浓度的升高而加快；高于12 mg/L后，叶面积的增长率随氟浓度的升高而降低。4 mg/L时的叶面积增长量比12 mg/L的叶面积增长量要多，说明浓度过高后对茶苗的促进作用减弱。

2.2 铝处理对茶苗生长的影响

环境中适当的铝浓度有利于茶苗根系的生长和细根、根毛发达。高浓度铝处理，则促进作用减弱。试验中观察到高浓度铝处理下的植株，根短粗，根毛少。从主根的生长情况来看，铝浓度为40 mg/L处理生长最好。当铝浓度高于40 mg/L时，则有下降趋势（表3）。

铝在茶苗体内大量存在，老叶含量最高。方兴汉等[8]试验表明，缺铝茶苗生长不良，铝是茶苗需要的元素，其对促进根系生长、枝叶繁茂方面有明显的作用，能改善其他元素（如氟）的利用。

从表3可以看出，同主根的生长相似，即铝浓度40 mg/L处理茎的生长最好，2个月内增长2.34 cm，而铝20 mg/L和80 mg/L处理分别仅增长约1.95、1.93 cm。试验说明，茶苗在铝浓度为40 mg/L时的增长最快，高于此浓度，茶苗的增长速度下降，促进作用减弱。铝对茶苗外部形态的影响在预试验中非常明显，在本次试验中由于各浓度处理都在茶树正常生长所能忍受的浓度范围之内，因而从外形上看差异并不大。

在较低浓度铝处理下，茶苗生长良好，叶色鲜绿。另外，铝20 mg/L处理在生长后期，新叶黄色，节间缩短，叶有簇生趋势。从茶苗的叶面积看，随着环境中铝浓度的提高，叶面积的增长越快。但是随着浓度升高到一定浓度后，叶面积的增长趋势变缓慢，铝浓度在80 mg/L时的叶面积增长量仅有0.48 cm2。

2.3 氟铝交互处理对茶苗生长的影响

2.3.1 氟铝交互处理对茶苗根系生长的影响。从表4可以看出，交互处理的茶苗长势都普遍比单因素氟处理的更好。当铝浓度为40 mg/L时，茶苗根的增长量基本都在2 cm以上，此时，氟浓度为8 mg/L时的根系增长量有2.97 cm，为增长的最大值，说明铝浓度为10 mg/L、氟浓度为4 mg/L分别是促进茶苗生长的最适值，氟铝交互处理对茶苗有协同作用。

2.3.2 氟铝交互处理对茶苗茎生长的影响。从表4可以看出，茶苗在铝浓度为10 mg/L、氟浓度为12 mg/L的处理下，茎增长量最多，超过此浓度，茶苗的茎增长量呈现减少趋势。总体来看，茶苗随着铝浓度的升高，其增长趋势是增加的，而氟的增长规律，在铝元素的参与下，生长情况没有明显规律，这说明铝元素对茶苗的影响更大。茶苗茎的增长率随着氟铝浓度的增加而升高，氟浓度在铝浓度增加的基础上，茶苗茎的生长更加快速。

2.3.3 氟铝交互处理对茶苗叶面积的影响。当氟元素与铝元素的浓度分别处于8 mg/L和40 mg/L时，其叶面积的增长量最大，D4处理和D5处理（表4）其增长量几乎是其他茶苗的2倍，说明铝对氟铝交互处理下，铝浓度在80 mg/L时，对茶苗的生长最好。氟铝交互处理对茶苗的叶面积普遍比单因素处理时好，证明氟铝存在交互作用。

2.3.4 氟铝交互处理对茶苗生长态势的影响。试验发现，氟铝交互处理的茶苗，比单因素处理的茶苗长势要好一些，叶片的病斑减少，发黄、掉叶现象也没有单因素处理时严重，说明氟和铝存在交互作用；在8 mg/L范围内，随着氟铝浓度的提高，茶苗的枯叶、病斑减少明显。处理的交互比例范围改变，茶苗根长、茎长和叶面积的增长量产生了不同程度的变化，表明氟铝交互产生的效应对茶苗的生长具有一定影响。

3 结论与讨论

目前已有大量茶树的单氟处理及单铝处理的研究[9-11]，试验对茶苗进行氟铝交互处理分析其影响，同时也对单因素处理下的影响进行分析。

在单因素氟的处理下，低浓度氟处理对茶苗根系的生长影响不明显，随着氟浓度的升高，茶苗根系增长量增加。氟浓度小于8 mg/L时，茶苗根系生长的的增长率随氟浓度的升高而加快，高于8 mg/L后，叶面积的增长率随氟浓度的升高而降低。其茎的增长量先是呈现递增的趋势，随着氟浓度达到8 mg/L之后，增长量下降。茶苗叶片则表现为低浓度的促进生长和高浓度对茶苗的促进作用减弱。

在单因素铝的处理下，主根在铝40 mg/L处理时生长最好。高于此浓度处理，则有下降趋势。随着环境中铝浓度的提高，叶面积呈增长趋势，但是随着浓度升高到一定程度后，叶面积的增长趋势变缓慢。从茎的生长来看，同一主根的生长相似，也是铝浓度40 mg/L处理生长最好。观察茶苗生长的外部形态，也与根、茎、叶测量结果相符。据此认为，茶苗在铝浓度为40 mg/L时的增长最快，超过此浓度，茶苗的增长速度会下降，促进作用不明显。铝对茶苗促进生长的浓度范围以控制在40 mg/L为宜，但一定浓度范围内的铝浓度能促进茶苗生长，这在其他多种作物也已观察到[12-13]。

大量的试验表明，适量的铝可以促进茶树的生长[14]。李海生等[9]通过水培方法，就环境中的铝离子对茶苗生长影响进行初步研究，茶苗在一定的铝浓度范围内，会随着铝浓度的升高而促进生长，超过此范围，则使茶幼苗受害。这与本试验研究结果一致。

试验结果表明，氟铝交互处理下茶苗长势都普遍比单因素氟处理的更好。铝浓度为10 mg/L、氟浓度为4 mg/L处理为促进茶苗根系增长的最大值，是茶苗根系生长的最适值，说明氟铝交互处理对茶苗有协同作用。茶苗在铝浓度为10 mg/L、氟浓度为12 mg/L的处理下，茎增长量最多，超过此浓度，茶苗的茎增长量呈现减少趋势。总体来看，茶苗随着铝浓度的升高，其增长趋势是增加的，而氟元素在铝元素的参与下，生长情况没有明显规律，说明铝元素对茶苗的影响更大。当氟元素与铝元素分别处于8 mg/L和40 mg/L时，其叶面积的增长量也最大，氟铝交互处理对茶苗的叶面积普遍比单因素处理时好，说明氟铝存在交互作用。

试验结果证明，氟和铝确实存在交互作用，随着氟铝交互比例范围的改变，茶苗根的生长、茎的生长、茶苗的叶面积以及茶苗的长势都产生不同程度的变化，表明氟铝交互产生的效果对茶苗的生长具有一定影响。氟铝对茶苗的作用都具双重性，表现为较低浓度氟铝水平下，促进茶苗生长；氟铝胁迫下，抑制茶苗生长。超过此范围以后呈缓慢上升或下降趋势。氟对茶苗生长无非常明显的促进作用，在铝过剩的情况下氟具有中和铝毒的作用。

4 参考文献

[1] 骆耀平.茶树栽培学[M].北京：中国农业出版社，2008：213-214.

[2] 顾谦，陆锦时，叶宝存.茶叶化学[M].合肥：中国科技大学出版社，2002.

[3] MICHAEL P WHYTE，KEVAN ESSMYER，FRANCIS H GANNON，et al.Reinus.Skeletal fuorosis and instant tea[J].The American Journal of Medicine，2005（118）：78-82.

[4] JIAN Y R，MING H W.Accumulation of fluoride and aluminum related to different varieties of tea plant[J].Envimnmenta1 Geochemistry and Heahh， 2001（23）：53-63.

[5] DING R X，HUANGX.Biogechemical cycle aluminum and fluoride in tea garden soil system and its relationship to soil acidification[J].Acta Pedo1ngica Sinica，1991，28（3）：229-236.

[6] AKIO M，HIDEKI H，YOUSUKEF，et al.Chemical forms of aluminum in xylem sap of tea plants（Camellia sinensis L.）[J].Phytochemistry，2004（65）：2775-2780.

[7] 小西茂毅.铝对茶树生长的促进作用[J].茶叶，1995，21（3）：18-22.

[8] 方兴汉，吴彩.铝对茶树无机营养吸收和分布的影响[J].中国茶叶，1989，11（4）：34-35.

[9] 李海生，张志权，陈连周.铝对茶幼苗生长的影响[J].广东教育学院学报，2000，20（3）：107-110.

[10] 唐茜，赵先明，杜晓，等.氟对茶树生长、叶片生理生化指标与茶叶品质的影响[J].植物营养与肥料学报，2011，17（1）：186-194.

[11] 于翠平，潘志强，陈杰，等.铝对茶树生长与生理特性影响的研究[J].植物营养与肥料学报，2012，18（1）：182-187.

[12] FOY C D，CHANG R C，WHITE MC.The physiology of metal toxicity in plants[J].Ann.Rev P1.Physiol，1978（29）：511-566.

[13] WILLEM G.Keltjens and Elisabeth van Loenen.Effects of aluminium and mineral nutrition on growth and chemical composition of hydroponically grown seedings of five different forest tree species[J].Plant and Soil，1989（119）：39-50.

[14] 向勤锃，刘德华.茶树富铝的研究进展及展望[J].茶叶通讯，2003（2）：33-36.