江西茶園有機(jī)肥化肥配施對(duì)茶葉產(chǎn)量品質(zhì)和土壤肥力的影響

張 昆，孫永明，萬雅靜，李小飛，武 琳，林育炯，王永剛，葉 川*

(1.江西省紅壤研究所，江西 南昌 331717；2.江西省蠶桑茶葉研究所，江西 南昌 330203；3.江西省婺源縣茶業(yè)局，江西 婺源 333200)

江西茶園有機(jī)肥化肥配施對(duì)茶葉產(chǎn)量品質(zhì)和土壤肥力的影響

張 昆1，孫永明1，萬雅靜2，李小飛1，武 琳1，林育炯1，王永剛3，葉 川1*

(1.江西省紅壤研究所，江西 南昌 331717；2.江西省蠶桑茶葉研究所，江西 南昌 330203；3.江西省婺源縣茶業(yè)局，江西 婺源 333200)

試驗(yàn)研究了100%、70%、50%、30%和0%有機(jī)肥配施化肥處理對(duì)江西茶園春季茶葉產(chǎn)量品質(zhì)和土壤肥力的影響。結(jié)果表明：不施有機(jī)肥處理(CK)在第一批春茶采摘時(shí)產(chǎn)量最高，100%有機(jī)肥處理的產(chǎn)量最低，且差異顯著；第二批春茶采摘時(shí)以70%有機(jī)肥處理的產(chǎn)量最高，達(dá)161.7 kg/hm2；兩批樣品的芽頭密度均以50%有機(jī)肥處理的最大，百芽重則均以70%有機(jī)肥處理的最重。水浸出物、茶多酚和氨基酸含量隨著有機(jī)肥配施比例的提高而呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，均在70%有機(jī)肥處理時(shí)達(dá)到最大值，分別比CK提高7.83%、11.98和18.69%，達(dá)顯著差異水平；隨著有機(jī)肥配施比例的提高，土壤pH值、有機(jī)質(zhì)和堿解氮均有提高，以100%有機(jī)肥處理的最高，但同50%～70%有機(jī)肥處理差異不顯著。微生物量碳和微生物量氮隨著有機(jī)肥配施比例的提高呈先提高后降低的趨勢(shì)，微生物量碳以70%有機(jī)肥處理的最高，達(dá)89.85 μg/g；微生物量氮?jiǎng)t以30%有機(jī)肥處理的最高，達(dá)49.3 μg/g。綜合不同有機(jī)肥配施比例對(duì)茶葉產(chǎn)量品質(zhì)和土壤養(yǎng)分的影響，初步認(rèn)為配施70%有機(jī)肥是江西綠色茶園建設(shè)和生產(chǎn)上最佳的有機(jī)肥化肥配施比例。

江西；茶園；有機(jī)肥化肥配施；產(chǎn)量；品質(zhì)；土壤肥力

茶葉是江西重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，特別是在傳統(tǒng)茶葉產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中占有重要地位[1]。江西茶葉以綠茶為主，多在丘陵山地上種植，以典型紅壤為主，具有土壤結(jié)構(gòu)差、酸化嚴(yán)重、養(yǎng)分貧瘠的特點(diǎn)[2]。特別是由于長(zhǎng)期施用化肥，不施或少施有機(jī)肥，導(dǎo)致茶園酸化嚴(yán)重，進(jìn)而引起土壤肥力退化、茶葉產(chǎn)量和質(zhì)量下降等一系列問題[3]。諸多研究表明，施用有機(jī)肥可有效改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力，進(jìn)而提升茶葉的產(chǎn)量和質(zhì)量[4-5]。但是長(zhǎng)期單施或過量施用有機(jī)肥，也會(huì)對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生不利影響[6]。另外，有機(jī)肥肥效較長(zhǎng)且慢，養(yǎng)分含量低，難以滿足茶葉全生育期不同階段對(duì)養(yǎng)分的需求[7]。研究表明，有機(jī)肥和無機(jī)肥配合施用可明顯提升土壤微生物生物量碳和有效態(tài)養(yǎng)分，進(jìn)而提升土壤肥力和茶葉產(chǎn)量品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)茶園的可持續(xù)發(fā)展[8]。

目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于有機(jī)肥和化肥配合施用的研究很多，但是關(guān)于具體配施比例的研究相對(duì)較少，且具體的有機(jī)肥和化肥配合施用比例需要根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥李愋秃突A(chǔ)肥力來確定。筆者以江西茶園典型紅壤茶園開展有機(jī)肥和化肥配合施用的研究，評(píng)價(jià)其對(duì)茶葉產(chǎn)量品質(zhì)和土壤肥力的影響，以期獲得改善茶園土壤的最佳有機(jī)肥施用比例，為有機(jī)肥的精細(xì)高效化投入提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)置在江西省蠶桑茶葉研究所(江西南昌)生態(tài)觀光茶園內(nèi)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)116° 0′13″，北緯28° 22′19″，年平均氣溫18.5 ℃，年降雨量1765.4 mm。茶樹品種為群體種，樹齡28年。土壤類型為典型的第四紀(jì)紅粘土發(fā)育的紅壤，基礎(chǔ)肥力狀況詳見表1。

表1 茶園基礎(chǔ)肥力狀況

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)處理，分別為處理1(CK)：100%化肥；處理2：30%有機(jī)肥+70%化肥；處理3：50%有機(jī)肥+50%化肥；處理4：70%有機(jī)肥+30%化肥；處理5：100%有機(jī)肥。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積30 m2(10 m×3 m)。

供試肥料為：尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(含P2O512%)、硫酸鉀(含K2O 50%)、商品有機(jī)肥(總養(yǎng)分N+P2O5+K2O≥20%,N∶P2O5∶K2O為12∶4∶4，有機(jī)質(zhì)≥45%)。肥料總量水平保持一致，施肥量(施N 225 kg/hm2，施P2O575 kg/hm2，施K2O 75 kg/hm2)。肥料施用方法：全部肥料于冬季(11月28日)作基肥一次性開溝施入，茶園其他管理措施一致。各小區(qū)肥料施用量見表2。

表2 各處理小區(qū)的施肥量 kg

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 茶樹生長(zhǎng)性狀 2016年春茶期間調(diào)查各處理的發(fā)芽密度，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)套取0.09 m2(0.3 m×0.3 m)，觀察并記錄芽頭的個(gè)數(shù)，最后取平均值。芽頭長(zhǎng)度：各處理區(qū)隨機(jī)取25個(gè)1葉1芽，并測(cè)量其長(zhǎng)度；百芽重：各處理區(qū)內(nèi)隨機(jī)取樣100個(gè)1葉1芽新梢，稱重，稱量3次以上的平均值，即為該處理的百芽重。產(chǎn)量：各小區(qū)每次采摘后全部的芽頭重量。

1.3.2 茶葉生化成分 以1芽1葉樣制作烘青樣，并進(jìn)行生化成分檢測(cè)。水浸出物總量測(cè)定參照GB 8305─1987測(cè)定方法，茶多酚測(cè)定參照GB 8313─1987酒石酸鐵比色法，氨基酸總量測(cè)定參照GB 8314─1987茚三酮比色法，咖啡堿測(cè)定使用高效液相色譜法。

1.3.3 土壤養(yǎng)分測(cè)定 分別于試驗(yàn)前(2015年11月28日)和試驗(yàn)后(2016年5月26日)按“S”形采集5個(gè)0～20 cm土層土樣，均勻混合，按四分法保留500 g為測(cè)定土壤樣品。按照鮑士旦主編的《土壤農(nóng)化分析(第三版)》中的方法進(jìn)行土樣養(yǎng)分測(cè)定。

1.3.4 土壤微生物量碳氮測(cè)定 于試驗(yàn)后(2016年5月26日)按“S”形采集5個(gè)0～20 cm土層土樣，均勻混合過2 mm篩，并放置冰箱保存待測(cè)。采用氯仿熏蒸K2SO4提取-TOC/N測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，DPS 7.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機(jī)肥配施比例對(duì)茶葉生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

從表3可知，不同有機(jī)肥配施比例對(duì)不同時(shí)期的春茶產(chǎn)量有不同的影響。施用有機(jī)肥處理會(huì)造成第一批次茶葉產(chǎn)量下降，下降幅度為2.00%～14.87%。其中，以施用100%有機(jī)肥處理的產(chǎn)量下降幅度最大。4月1日第二批茶葉產(chǎn)量則以70%有機(jī)肥處理的最高和不施有機(jī)肥的最低，分別為161.7和144.4 kg/hm2，差異顯著。與不施有機(jī)肥相比，相同有機(jī)肥配施處理間的產(chǎn)量增幅都有所提高，其中100%有機(jī)肥處理的提高比例最大，達(dá)到68.11%。2次產(chǎn)量之和以配施70%有機(jī)肥最高，達(dá)到267.8 kg/hm2，比其他處理增產(chǎn)4.56%～8.51%。

3月16日取樣測(cè)定，配施有機(jī)肥比純施化肥的芽頭密度和百芽重高，但是各處理間差異不顯著。4月1日取樣測(cè)定，以50%有機(jī)肥處理的芽頭密度最大，70%有機(jī)肥處理的百芽重最重，分別為101.0個(gè)/0.09 m2和12.7 g，與其他處理間差異顯著。

表3 不同有機(jī)肥配施比例對(duì)茶葉生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母分別表示差異顯著(P<0.5)。下同。

2.2 不同有機(jī)肥配施比例對(duì)茶葉品質(zhì)的影響

茶葉品質(zhì)是從外形、色澤、香氣、滋味4個(gè)方面評(píng)定，其中香氣和滋味是茶葉品質(zhì)構(gòu)成的核心因子。研究表明：水浸出物、茶多酚、氨基酸總量和咖啡堿等對(duì)茶葉品質(zhì)起決定作用。

從表4可知，不同有機(jī)肥配施比例對(duì)茶葉各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)有較明顯的影響，但是不同的品質(zhì)指標(biāo)呈現(xiàn)出不一樣的變化規(guī)律。水浸出物、茶多酚和氨基酸含量隨著有機(jī)肥配施比例的提高而呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，均在70%有機(jī)肥處理時(shí)達(dá)到最大值，分別比不施有機(jī)肥處理提高7.83%、11.98和18.69%，差異達(dá)到顯著水平。方差分析顯示，茶多酚含量在30%有機(jī)肥處理時(shí)與不施有機(jī)肥差異顯著，而水浸出物和氨基酸含量在配施50%有機(jī)肥時(shí)與不施有機(jī)肥的差異才達(dá)顯著水平。不同的處理間咖啡堿含量的變化則不同，沒有呈現(xiàn)規(guī)律性，且處理間差異不顯著。

表4 不同有機(jī)肥配施比例對(duì)茶葉品質(zhì)的影響 %

2.3 不同有機(jī)肥配施比例對(duì)茶園土壤養(yǎng)分的影響

從表5可知，相比不施有機(jī)肥處理，配施有機(jī)肥能夠提高土壤pH值，調(diào)節(jié)土壤酸度，但是處理間差異不顯著。隨著配施有機(jī)肥比例的提高，土壤有機(jī)質(zhì)的含量也隨著提高，以100%有機(jī)肥處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，顯著高于不施有機(jī)肥處理，而其他有機(jī)肥配施處理與不施有機(jī)肥處理差異不顯著。堿解性氮含量也是隨著有機(jī)肥配施比例的提高而提高，以100%有機(jī)肥的含量最高，達(dá)188.6 mg/kg，與其他處理間顯著差異，而其他配施比例有機(jī)肥則同不施有機(jī)肥處理差異不顯著；有機(jī)肥配施化肥對(duì)土壤有效磷、速效鉀、全氮、全磷和全鉀含量的影響較小。

表5 不同有機(jī)肥配施比例對(duì)茶園土壤養(yǎng)分的影響

2.4 不同有機(jī)肥配施比例對(duì)茶園土壤微生物量碳、氮的影響

土壤微生物量碳、氮是土壤有機(jī)碳、氮中較活躍的組分之一，與土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和供應(yīng)及溫室氣體的排放有密切關(guān)系，常用來評(píng)價(jià)施肥、耕作等措施對(duì)土壤性質(zhì)的影響[9-10]。

從表6可知，不同有機(jī)肥配施比例對(duì)微生物量碳和微生物量氮有著不同的影響。隨著有機(jī)肥配施比例的提高，微生物量碳含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，以70%有機(jī)肥處理的最高，達(dá)到89.85 μg/g，顯著高于不施有機(jī)肥和100%有機(jī)肥處理；微生物量氮含量以30%有機(jī)肥處理的最高，達(dá)到49.3 μg/g，且隨著配施比例的提高而降低，達(dá)顯著差異水平。微生物量碳、氮均以不施有機(jī)肥處理的最低，表明不施有機(jī)肥處理中土壤微生物量較低，表明單施化肥造成土壤微生物含量減少，可能會(huì)影響土壤養(yǎng)分的釋放。

表6 不同有機(jī)肥配施比例對(duì)土壤微生物量碳、氮的影響

3 結(jié)論與討論

土壤是作物賴以生存的基礎(chǔ)，土壤肥力的改變直接影響茶樹對(duì)養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[11-15]。大量研究表明，施用有機(jī)肥可以明顯改善茶園土壤的養(yǎng)分性狀，且隨著有機(jī)肥施用量和施用比例的提高，土壤的有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮、有效磷和速效鉀含量、土壤碳氮比越高[16]，有機(jī)肥化肥配施還可以提高土壤微生物活性及脲酶、過氧化氫酶等酶活性[17-20]。本研究也得出相似結(jié)論。但本研究還發(fā)現(xiàn)，隨著有機(jī)肥施用比例的提高，土壤微生物量碳和微生物量氮呈先增加后降低的趨勢(shì)，且有機(jī)肥比例70%和30%時(shí)土壤微生物量碳和土壤微生物量氮各達(dá)到最大值，可能是隨著有機(jī)肥配施比例的提高，增加了有機(jī)碳的碳源，土壤碳氮比增加，微生物活性提高，但當(dāng)有機(jī)肥施用比例達(dá)到30%～70%時(shí)，微生物氮源不足，造成土壤微生物量碳含量下降和土壤微生物量氮含量下降。許多研究表明：有機(jī)肥和化肥配合施用比單施化肥或單施有機(jī)肥在產(chǎn)量和品質(zhì)上均有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)有機(jī)肥化肥配施也能起到改土培肥的作用，還具有適度降低單施有機(jī)肥帶來的產(chǎn)量下降和施肥成本帶來的不利影響，是適合江西省茶園發(fā)展的施肥模式[21-22]。

但對(duì)于茶園具體的有機(jī)肥配施比例，許多研究卻得出不同的結(jié)論，吳志丹等[21]認(rèn)為配施25%有機(jī)肥有利于茶葉產(chǎn)量的提高，且茶葉綜合評(píng)分最高。李昱等[23]認(rèn)為：50%有機(jī)復(fù)混肥配合50%硫酸鉀復(fù)合肥可以最大程度地提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。李萍萍等[16]則認(rèn)為，施肥處理以配施70%有機(jī)肥配施30%化肥對(duì)茶葉百芽重、新稍長(zhǎng)和芽密度均高于其他施用有機(jī)肥配施處理。朱旭君等[24]認(rèn)為75%有機(jī)肥配施化肥可提高茶葉百芽重和芽葉密度，且茶多酚和氨基酸含量高于其他處理。這可能與其試驗(yàn)的有機(jī)肥類型、施肥方式、施肥水平和茶樹品種等因素有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)肥造成第一次茶葉產(chǎn)量下降，對(duì)第二批茶葉才有增產(chǎn)作用，可見，施用有機(jī)肥養(yǎng)分釋放慢，影響了第一批春茶的生長(zhǎng)，造成第一批春茶產(chǎn)量下降；化肥肥效不持久，而配施有機(jī)肥既能有利于發(fā)揮有機(jī)肥養(yǎng)分齊全，肥效持久的優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮化肥肥效快，養(yǎng)分集中的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)到提高茶葉產(chǎn)量的目的。從二批茶葉產(chǎn)量計(jì)算，施用70%有機(jī)肥配施30%化肥產(chǎn)量可獲得最高的增產(chǎn)效果，同時(shí)還可以提高茶葉水浸出物、氨基酸和茶多酚含量，提高茶葉的品質(zhì)。綜上所述，綜合農(nóng)資投入及人工成本增加，茶葉產(chǎn)量品質(zhì)及價(jià)格，土壤結(jié)構(gòu)、肥力及可持續(xù)發(fā)展和茶園地點(diǎn)、品種及樹齡等諸多因素考慮，江西綠色茶園建設(shè)和生產(chǎn)中可采用有機(jī)肥化肥配合施用，其最佳有機(jī)肥配施比例為70%。

但是由于試驗(yàn)?zāi)晗薅?，得出的結(jié)論具有一定的局限性，今后需進(jìn)行長(zhǎng)期、系統(tǒng)和全面的研究，比如研究不同配施比例對(duì)不同茶樹品種和不同生長(zhǎng)年限茶園的影響，對(duì)茶園土壤生態(tài)的影響也需要進(jìn)行長(zhǎng)期的深入研究，不僅包括化學(xué)肥力，還有物理肥力和生物肥力。

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(責(zé)任編輯：曾小軍)

Effects of Combined Application of Organic Manure and Chemical Fertilizer on Tea Yield and Quality, and Soil Fertility in Jiangxi Province

ZHANG Kun1, SUN Yong-ming1, WAN Ya-jing2, LI Xiao-fei1, WU Lin1, LIN Yu-jiong1, WANG Yong-gang3, YE Chuan1*

(1. Red Soil Institute of Jiangxi Province, Nanchang 331717, China; 2. Jiangxi Sericulture and Tea Research Institute, Nanchang 330203, China; 3. Tea Bureau of Wuyuan County in Jiangxi Province, Wuyuan 333200, China)

The author studied the effects of the application of chemical fertilizer combined with 100%, 70%, 50%, 30% or 0% organic manure on the yield and quality of spring tea, as well as the soil fertility in tea garden in Jiangxi province. The results showed that the yield of the first batch of spring tea was the highest in the control (0% organic manure, CK), but it was the lowest in the treatment of 100% organic manure, and the difference was significant. The yield of the second batch of spring tea was the highest in the treatment of 70% organic manure, and it reached 161.7 kg/hm2. In these two batches of samples, the bud density was the highest in the treatment of 50% organic manure, while the 100-bud weight was the heaviest in the treatment of 70% organic manure. The contents of water extract, tea polyphenols and amino acids in tea leaf increased first and then decreased with the increase in the proportion of organic manure application, all reached the maximum in 70% organic manure treatment, and they were 7.83%, 11.98% and 18.69% higher than those in CK respectively, which were significantly different. When the proportion of organic manure application increased, the soil pH-value, organic matter content and alkali-hydrolyzed nitrogen content were increased, and they were the highest in 100% organic manure treatment, but they were not significantly different from those in 50%～70% organic manure treatments. The microbial biomass carbon and microbial biomass nitrogen increased first and then decreased with the increase in the proportion of organic manure application; the microbial biomass carbon was the highest (89.85 μg/g) in 70% organic manure treatment; the microbial biomass nitrogen was the highest (49.3 μg/g) in 30% organic manure treatment. Comprehensively considering the effects of the combined application of organic manure and chemical fertilizer on tea yield and quality, and soil fertility, we thought that the combined application of 70% organic manure and 30% chemical fertilizer was the best for the tea production and green tea garden construction in Jiangxi province.

Jiangxi; Tea garden; Combined application of organic manure and chemical fertilizer; Yield; Quality; Soil fertility

2016-12-29

江西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金(JXARS-02)；江西丘陵茶園土壤培肥改良技術(shù)集成與示范(20161BBI90007)。

張昆(1984─)，男，河南商丘人，碩士研究生，助理研究員，主要從事栽培耕作與資源環(huán)境研究。*通訊作者：葉川。

S571.1

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1001-8581(2017)05-0057-05