茶树光合作用photosynthesis of teaplant

绿色植物通过叶片中的叶绿体吸收光能，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧的过程。茶树光合作用形成的有机物质主要是碳水化合物。当光强或CO2浓度高于补偿点时， 才能累积干物质。茶树的干物质中有90～95%是有机物质， 如糖类、脂肪、蛋白质、核酸、氨基酸、茶氨酸、茶多酚和咖啡碱等等，它们基本上是从光合产物衍生的。而干物质中有5～10%是由土壤及肥料提供的无机物。茶树属C3植物。光合作用是茶树的能量和物质来源， 并受内外因素的影响。
据罗伯茨等(1978年)用¹⁴C₂和红外线CO₂分析仪研究， 茶树光合作用最初产物是3-磷酸甘油酸和磷酸糖类， 即按照卡尔文循环进行的。茶树净光合速率随氧浓度增加而降低， 光呼吸速率升高； 氧浓度降低光呼吸速率降低， 净光合速率增高（见表）。茶树光合作用CO₂补偿点亦随氧浓度的增加而提高：叶片在21%的氧浓度下， CO₂补偿点为60±4vpm; 将氧浓度降低到2%,CO₂补偿点则降至39±7vpm；增加氧浓度至55%,CO₂补偿点上升到129±6vpm。因此， 茶树属于C₃植物。C₃植物光呼吸速率高，CO₂补偿点高， 净光合速率低， 产量也低。茶树光合作用强弱可用真正光合强度或净光合速率表示。真正光合强度等于净光合速率加呼吸速率。茶树净光合速率的变化幅度约为3.6～30毫克CO₂/分米²·时。

茶树叶片的光合和光呼吸速率表(毫克CO₂/分米²·时)

CO2浓度%	2	21	55
净光合速率	10.0±0.9	8.3±0.7	3.6±0.5
光呼吸速率	0.3±0.1	1.6±0.1	2.5±0.4

茶树净光合速率因品种、年龄和生育期的不同而有差异。据测，龙井种高于鸠坑种(庄雪岚，1962年)，高桥中叶种与引进的云南大叶种、紫阳槠叶种比较， 以云南大叶种净光合速率为最高（湖南）, 浙农12号高于福鼎大白茶(刘祖生，1981年)，薮北种高于朝霞种(酒井慎介，1959年)，无性系柯尔希达高于杂种16号(伊·斯·沙·基洛夫等，1980年)，梅占茶高于龙井43，龙井43高于黄叶早(王立，1982年)。壮龄茶树净光合速率大于幼龄和老龄茶树。茶树叶片初展时， 净光合速率很低， 随叶片生长， 净光合速率提高， 叶片定型时， 净光合速率最高， 维持一段时期后， 随叶片衰老， 净光合速率下降。向阳叶比向阴叶光合能力高， 上层叶比下层叶高。春叶在6～11月份光合速率较强， 11月份以后下降， 夏秋叶直至12月份光合速率仍较高，休眠期下降，翌年3～4月份又提高， 随后逐渐降低。在新梢中， 以成熟新梢（出现驻芽）中部叶片净光合速率为最高。
茶树光合作用对环境因子有一定的适宜范围， 因不同品种、采摘和修剪等技术措施而有差异。❶光强度： 光是光合作用的能量来源。光与光合作用的关系存在着光饱和点和光补偿点。茶树单叶光饱和点低于茶树个体， 茶树群体光饱和点最高。幼龄茶树光饱和点在夏秋季约0.5卡/厘米²·分，冬季为0.4卡/厘米²·分， 光补偿点约0.003卡/厘米²·分。成龄茶树因生育期而有差异。各季新梢萌发生长初期， 光饱和点为0.5卡/厘米²·分，随芽梢生长，光饱和点渐增至0.7卡/厘米² ·分，至采摘前光饱和点达1卡/厘米²·分，采摘后，光饱和点降至0.5卡/厘米² ·分， 修剪后， 光饱和点低， 光补偿高。光质也影响茶树光合作用。以青绿光为最差。在红光下，光合产物以糖类较多， 在蓝紫光下， 其光合产物中氨基酸， 蛋白质较多。
❷温度： 温度影响光合作用的暗反应。阿萨姆大叶种叶温在20～35℃范围内，光合作用较强， 叶温高于35℃时，净光合速率急剧下降， 到39～42℃时， 就没有净光合作用； 中、小叶种茶树在气温10～35℃范围内， 光合作用以20～35℃时较强， 超过35℃, 净光合速率反而下降。当光强度在0 4卡/厘米2·分以上时，幼龄茶树光合适宜的气温范围为20～28℃，成龄茶树为25～35℃,25～30℃为茶树光合最适温。增加CO2浓度、提高光强， 则光合最适温也提高。生长季节， 茶树光合最适温高； 冬季则低。
❸CO2浓度： CO2是光合作用原料之一。CO2与光合作用的关系， 既有CO2饱和点， 也有CO2补偿点。在光照较强， 水分和温度适宜时， 只要茶树处于光合作用旺盛状态，空气中0.03%CO₂浓度常是光合作用的限制因素。增加CO2浓度， 光饱和点提高， 光合最适温也提高， 促进光合作用。但在弱光下，增加CO2浓度和提高温度并不能提高光合作用。因为暗反应受到促进， 光反应受到限制。茶树CO2饱和点约为1300ppm, CO₂补偿点为60±4vpm。
❹矿质营养：营养元素直接或间接影响茶树光合作用。氮、镁、铁、锰等是叶绿素合成必需的， 磷、钾参加糖代谢， 磷参与光合作用中间产物的转变和能量传递， 钾促进气孔张开。在氮、磷、钾三要素中， 以氮对光合作用的促进效果最大。在氮肥中， 又以铵态氮最优。
❺水分： 水分是光合作用原料之一。茶树供水不足，光合作用降低。水分缺乏， 气孔开度缩小， 增加气孔阻力， 限制CO₂进入气孔； 叶肉淀粉水解加强， 光合产物运输受阻， 都会引起光合速率下降。灌溉可以提高茶树光合速率，增加茶叶产量， 提高茶叶品质。各种环境因子对光合作用的影响是综合的， 茶树光合日变化和季节变化受内外因素的综合影响。光合日变化有单峰曲线， 也有双峰曲线（中午下降现象）以及中午前后出现极不规则的波动曲线。在一年中， 3月份以后随气温上升， 日照增强， 光合速率逐月递增， 以7～9月份光合速率为最高， 冬季下降到光合速率最强季节的30%左右。