茶树栽培是以研究茶树的生长发育规律与环境条件的关系、有关的调节控制技术及其原理为主要任务的一门综合性的技术科学。它的研究和应用，对于提高茶叶的产量和品质、降低生产成本、提高劳动效率和经济效益具有重要意义。
一、“十三五”期间茶树栽培研究进展
“十三五”期间，茶树栽培方向主要围绕茶树营养与养分管理、茶园土壤、非生物逆境(干旱、冻害)响应、全球气候变化和茶树生长，以及环境信息感知技术与装备等展开研究，取得了较大进展。
1. 茶树营养生物学与养分管理技术
(1)茶树养分吸收利用生物学机制
“十三五”期间，对茶树养分吸收利用的生物学机制展开了深入研究。介导养分吸收的转运蛋白在相关离子跨膜运输及养分稳态调控中发挥了重要作用，通过克隆鉴定了多种转运蛋白，分析比较了不同钾效率品种根系和基因表达对低钾的响应。研究明确了CsTSI茶氨酸合成酶基因，主要在茶树根系中表达。对茶树不同形态氮素吸收利用的分子机制进行了研究，深入解析了茶树对铵的偏好利用特性及其分子机理。研究解析了春茶期间储藏氮素再利用的分子机制，分析了蛋白质降解自噬基因、氨基酸转运和代谢等基因表达及其与成熟叶氮素运出和新梢氮积累之间的关系。茶树开花消耗大量的养分，主要来源于当季根系吸收和成熟叶转运。有关研究解析了开花过程中成熟叶氮素向花的转运及相关基因表达情况。此外，还对养分供应水平影响茶叶品质成分代谢的分子机制进行了大量研究。
(2)茶树养分管理技术研究与应用
研究总结提出了茶园养分综合管理 5个方面的技术策略，即精准养分用量、有机肥替代部分化肥、调整肥料结构、改进施肥方法和配套土壤改良。研究揭示了茶树品质成分代谢对氮素用量的响应 ，明确了氮肥用量对土壤酸化、生物性状和温室气体排放的影响，建立了不同茶类和生产方式的茶园氮素总量定额。研究比较了不同有机肥替代比例对茶叶产量、品质、土壤生物性质的影响，提出了有机肥替代化肥的适宜比例为30%左右(按氮计)。研究揭示了冬季-早春期间根系氮素吸收动态，明确了氮素吸收与土壤活动积温的关系，据此提出优化追肥时期。在肥料创制方面，研制了茶树专用肥基础配方，研究比较了不同氮素形态吸收、代谢特征和土壤氮素转化(硝化)特性，筛选硝化抑制剂，有望应用于稳铵缓释功能性肥料，提升施肥效果。
在高效施肥技术方面，提出了滴灌施肥水肥一体化技术参数和叶面施肥技术，茶树养分吸收量明显增加，养分淋溶损失显著减少。化肥减施增效是一项综合技术，需要多方面的技术集成，为此，各地提出了多项化肥减施增效技术模式，在实际生产中发挥了十分重要的作用。例如，马立锋等提出的6套化肥减施增效技术模式与平均施肥模式(或当地习惯施肥模式)相比，茶园化肥减量23%～88%，增产3.3%～19.5%，新梢养分利用率明显增加，同时每公顷节本增效1.17万～2.25万元。伊晓云等报道茶树专用肥及其施用技术相较农民习惯施肥明显增产和增收。
中国茶科所专家讲授茶园化肥农药减施增效技术要领
2. 茶园土壤生物特性
“十三五”期间，对茶园土壤微生物群落结构与功能开展了大量研究。有研究比较了茶园土壤微生物群落组成和森林、其他农田生态系统之间的差异，明确了茶园土壤微生物组成和空间分布(如根际与非根际)特性、微生物群落结构与土壤pH、有机质含量密切相关，海拔、植茶年份等深刻影响细菌、放线菌和真菌组成和库量。
茶园土壤微生物在茶园土壤元素转化和循环中发挥重要作用，“十三五”期间，对茶园土壤氮循环的微生物机制特别是土壤硝化与反硝化作用开展了众多研究。研究表明，茶园土壤中氨氧化古菌(AOA)amoA基因丰度与硝化速率呈显著正相关，且在不施氮肥的情况下，AOA主导酸性茶园土壤的硝化过程，但随着氮肥施用量增加，氨氧化细菌(AOB)逐渐取代AOA，主导土壤的硝化过程。氮肥施用量增加引起的自养硝化和异养硝化作用进一步促进 N2O 的排放，嗜酸反硝化细菌和对酸性耐受性较强的真菌在高酸性茶园土壤N2O排放中起重要作用，茶园土壤pH在茶园N2O 排放过程中发挥着重要的调节作用。
3. 茶树对全球气候变化和逆境的响应
在全球气候变化的形势下，茶树生长、鲜叶产量和品质受到很大的环境挑战。近年来，由于干旱和冻害等极端气候的发生，导致了茶叶产量的大量损失和茶叶品质的大幅下降。“十三五”期间，利用蛋白质组学、基因组学、转录组学和代谢组学等组学技术，从信号感知、信号转导、基因表达、代谢调控等方面研究了茶树对 CO2浓度、气温升高、逆境(干旱、冻害)响应及其生物学机制。
研究发现，CO2浓度升高显著影响茶树光合作用和产物代谢。CO2浓度升高，增加Rubisco活性，促进茶树生长;较高的 CO2浓度抑制光呼吸，增加可溶性糖和淀粉的含量，降低了茶叶中天冬氨酸、丝氨酸等游离氨基酸含量。有研究表明，CO2升高显著诱导茶氨酸合成酶基因 CsTSI 和 CsAAPs 的表达，增加茶氨酸浓度。
“十三五”期间还有少量全球气候变化对茶叶产量影响的预测研究。对我国茶叶产量波动回溯研究发现，极端寒冷影响了中国一半以上的茶叶产量，年产量最多减少 56.3%。在假设全球升温1.5 ºC和2.0 ºC条件下，极端寒冷的负面影响降低到14%，长江流域(北纬30º附近)和南方(北纬25º以南)茶区极端高温带来的减产率达 14%～26%，预测气候变化对所有研究区域的茶叶产量产生积极的净影响。根据 2008—2016 年肯尼亚茶叶产量对水和热胁迫的反应，研究预测2040—2070年间，如单纯考虑温度上升影响，产量将下降10%(以1990—2020年为基准)，但如考虑降水和土壤含水量增加，总体气候变暖后产量仅下降5%左右。
4. 茶树生长和环境信息感知技术与装备
“十三五”期间，茶树生长和环境信息感知技术与装备取得了阶段性的成果。茶园智能化装备平台主要包括卫星、无人机、便携式装备、固定式基站以及信息集成系统等。目前可以实时获取茶园温度、湿度、光照、土壤水肥以及大气等信息，有关装备已经产业化生产，通过安装于固定式基站在茶园中广泛应用。利用近红外光谱设备快速测量茶园土壤有机质和总氮含量，判别准确率达到84.5%。无人机作为平台搭载成像仪或光谱反射仪，对茶树品种进行分类，最高识别精度达到 95%;对茶树叶片叶绿素和氮含量进行反演可以实现对茶树养分的智能化监测。利用图像识别区分茶树嫩芽，为开发采茶机器人奠定了基础。总体来看，方便、有效、快捷、准确获取茶树生长状况的技术和装备还处于研发阶段，离产业化应用尚有一段距离。
二、茶树栽培研究“十四五”发展方向
整体而言，“十三五”期间茶树栽培研究取得了重要的进展，但随着研究的细化和深入，各个研究方向学科交叉更加紧密，产业的发展也对栽培技术提出了新的更高要求，需要在“十四五”期间加强研究，主要包括以下6个方面。
1. 肥水资源高效利用生物学潜力的挖掘利用
茶树不同品种或种质资源对养分和水分等的利用效率存在巨大差异，如何进一步解析养分水分高效吸收利用的生物学机制，挖掘并利用高效基因资源，对于提高资源利用效率，促进农业绿色发展具有重要意义。
2. 茶园健康土壤理论与定向培育技术
土壤是茶树生长的介质，健康优质的土壤是维持茶园生产能力和提供优质茶叶的重要基础，为此需要进一步研究健康土壤理论和指标，研发茶园健康土壤的定向培育技术。
3. 茶树绿色肥料(有机肥、化肥、菌肥)创制与高效应用
传统化肥养分易损失、持续供肥能力差，普通有机肥肥效低，微生物(菌肥)发展迟缓，需要加强适合茶树养分需求特征、茶园土壤特点和生产要求的绿色高效肥料创制，实现对肥料—土壤—茶树—品质—环境综合调控，为推动我国茶园减施增效提供产品支撑。
4. 茶树抗逆(抗冻、抗旱、抗高温)减灾栽培技术
近年来，干旱和冻害等极端气候频繁发生，导致了茶叶产量的大量损失和茶叶品质的大幅下降。对茶树抗逆(抗冻、抗旱、抗高温)减灾栽培技术研究还存在较大不足，对便捷高效的抗逆栽培技术需求十分迫切。
5. 生态茶园理论、技术与系统碳汇管理
运用生态学原理，促进茶园生态系统内物质和能量循环利用效率，降低茶叶生产的碳排放，同时充分发挥茶园碳汇功能，让茶叶产业助力我国实现碳中和。
6. 茶园智慧型精准化管理技术与装备
茶树生长和环境快速感知、智能决策和实施是实现茶园智慧型精准化管理的重要前提，目前在基于物联网和大数据的茶树生长状况感知技术、精准变量施肥、智能采摘技术和装备等方面存在较大短板，需要在“十四五”期间加大研发力度并力争取得突破。
本文有删节，具体内容详见《中国茶叶》2021年第9期，P58-65，《茶树栽培研究“十三五”进展及“十四五”发展方向》，作者：阮建云，季凌飞，申瑞寒，杨豪宇，程俊杰，马立锋。
来源：中国茶叶
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