茶園控釋復(fù)合肥肥效與施用技術(shù)研究

劉聲傳，林開勤，周弟鑫，鄢東海，魏 杰，喻云春，徐 霖，周玉鋒*

（1．貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，貴州 貴陽 5500061；2．貴陽學(xué)院生物與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽 550005）

中國茶園面積、產(chǎn)量世界第一，茶葉一直是我國重要的出口農(nóng)產(chǎn)品之一，對促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展和國家解決“三農(nóng)”問題具有重要的現(xiàn)實意義。葉用植物茶樹需肥量大，為了提高茶葉產(chǎn)量與品質(zhì)，化肥過量施用現(xiàn)象比較突出。過量施用化肥，不僅增加生產(chǎn)成本、酸化土壤、污染環(huán)境，還危及茶葉質(zhì)量安全和出口等，實現(xiàn)茶園化肥減施增效迫在眉睫［1-2］。

控釋肥具有養(yǎng)分釋放速率緩慢、釋放期較長、利用率高、增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、減少環(huán)境污染等優(yōu)點，減施增效效果好，越來越廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)［3-5］。近年來，控釋肥類型選擇、施用量等方面的研究已開展不少［6-7］?？蒯尫蕬?yīng)用于水稻［8-9］、玉米［10］、小麥［11］、馬鈴薯［12］等作物生產(chǎn)中的研究已有不少報道?？蒯尫逝c有機肥配施，更能促進化肥減施增效。相較于單施控釋肥，控釋肥與有機肥配施更能增加花生［13］、甜瓜［14］的產(chǎn)量，改善其品質(zhì)。目前，在茶樹方面，開展了一些控釋肥的肥效研究，但應(yīng)用于茶園生產(chǎn)中不多［15-17］。當(dāng)前，茶園化肥過量施用，肥料利用率低的現(xiàn)象較普遍，化肥減施增效已成為茶葉生產(chǎn)中的重大科學(xué)命題。為此，筆者在貴州黔南和黔東北茶區(qū)的3個茶園開展控釋復(fù)合肥肥效與施用技術(shù)研究，以期凝練化肥減施增效技術(shù)，促進茶產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 各試驗點概況

試驗于2016年10月至2017年10月在貴州黔南、黔東北共3個茶園進行，具體為思南晨曦生態(tài)農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社（SN）、貴定康潤香茗茶業(yè)有限公司（GD）和平塘云海茶業(yè)有限責(zé)任公司（PT）的茶園（表1）。

表1 試驗點茶園詳情

2016年，在茶園施基肥前，對每個試驗地土壤肥力進行了檢測分析（表2）。3個試驗點的pH值達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園標(biāo)準(zhǔn)；SN、PT的有機質(zhì)含量偏低；3個點的土壤全氮、全磷含量均未達(dá)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)；GD、PT土壤全鉀偏低；3個點的水解氮和有效磷均偏低；在速效鉀含量方面，僅PT未達(dá)標(biāo)。

表2 試驗點土壤肥力

1.2 試驗設(shè)計

各試驗點采用小區(qū)對比模式，共3個小區(qū)，每小區(qū)由相同技術(shù)模式組成，隨機排列。各小區(qū)每個技術(shù)模式的施肥面積140 m2。

本試驗共設(shè)置5個處理（表3），對照（CK）試驗茶園一年四季不施肥，其它管理方式同其它技術(shù)模式。習(xí)慣施肥（FFP）的基肥和追肥均采用行間撒施。施肥新模式1、2、3（T1、T2、T3），分別采用控釋肥、控釋肥與油菜籽餅搭配、控釋肥與酒糟有機肥搭配，溝施，2016年10月底至11月開溝20～25 cm深施基肥，2017年春茶開采前約30 d以及5月各施追肥1次，溝深5～10 cm（表3）。

表3 2016年至2017年化肥減施技術(shù)

茶樹專用復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=11∶5∶4，有機質(zhì)≥20%）、控釋肥（N∶P2O5∶K2O=22∶8∶12）、尿素（總氮≥46.4%）分別由公司生產(chǎn)，油菜籽餅（有機質(zhì)≥70%，N、P2O5、K2O含量分別為5.0%、1.8%、1.2%）購自當(dāng)?shù)赜筒俗颜ビ蛷S，酒糟有機肥購自公司（有機質(zhì)≥45%，總養(yǎng)分含量≥5%）。各技術(shù)模式化肥施用量及減施量如表4所示，化肥減施量以FFP為對照。

表4 各處理化肥施用量

1.3 樣品采集、處理、分析與新梢氮素利用率計算

按春茶一芽二葉、夏秋茶機采采摘新梢，每次記錄采摘產(chǎn)量。在通過一芽二葉期時，每個小區(qū)隨機取3個點，調(diào)查每點（33.3 cm×33.3 cm）10 cm葉層范圍內(nèi)萌動芽以上的芽梢數(shù)。取第1輪春茶一芽二葉，測定百芽重，3次重復(fù)。采摘第1輪春茶、秋茶的一芽二葉制作烘青綠茶生化成分檢測樣品，由中國茶葉研究所茶葉質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心分別采用GB 5009.3-2016、GB/T 8305-2013、GB/T 8312-2013、GB/T 8313-2018和GB/T 8314-2013的方法檢測水分、水浸出物、咖啡堿、茶多酚和游離氨基酸含量；由貴州大學(xué)環(huán)境與資源研究所采用NY/T 2017-2011的方法檢測氮、磷、鉀含量。每次采摘的新梢，隨機稱取500 g鮮葉，通過殺青、烘干、稱重，檢測鮮葉非水分含量。

參照馬立鋒等［16］方法，茶樹新梢氮素利用率（NUE）=（施肥區(qū)新梢氮素吸收量-非施肥區(qū)新梢氮素吸收量）/氮素用量×100%。茶樹新梢氮素生理效率（NPE）=（施肥區(qū)產(chǎn)量-非施肥區(qū)產(chǎn)量）/（施肥區(qū)氮素吸收量-非施肥區(qū)氮素吸收量）×100%。

1.4 統(tǒng)計分析

相關(guān)試驗數(shù)據(jù)用SPSS 20.0進行方差分析，LSD 法多重比較［19］。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對發(fā)芽密度和一芽二葉百芽重的影響

春茶發(fā)芽密度如表5所示，在3個試驗點，F(xiàn)FP、T1、T2、T3發(fā)芽密度顯著高于CK。在SN、GD試驗點，T1、T2的發(fā)芽密度顯著高于FFP。在PT試驗點，僅T2的發(fā)芽密度顯著高于FFP?？梢?，T1、T2的發(fā)芽密度較其他處理高。

表5 不同處理春茶發(fā)芽密度 （個/1 089 cm2）

圖1表明，SN試驗點，施肥的茶樹一芽二葉百芽重大于未施肥的茶樹（CK），各處理間無顯著性差異。在GD試驗點，T1的一芽二葉百芽重顯著高于CK，CK、FFP、T2、T3間無顯著性差異。在PT試驗點，T2的一芽二葉百芽重顯著高于其他處理，其他處理間無顯著性差異。結(jié)合表4和圖1初步表明，在產(chǎn)量方面，施肥較不施肥好，新施肥技術(shù)模式（T1、T2）較習(xí)慣施肥（FFP）好，但T3效果一般。

圖1 不同處理春茶一芽二葉百芽重

2.2 不同處理對產(chǎn)量的影響

從表6數(shù)據(jù)顯示，在各試驗點，T1、T2、T3、FFP的年產(chǎn)量顯著高于CK。在SN和GD試驗點，T1、T2的年產(chǎn)量顯著高于FFP，但FFP和T3之間無顯著性差異。在PT試驗點，僅T2的年產(chǎn)量顯著高于FFP。結(jié)合發(fā)芽密度、一芽二葉百芽重觀測結(jié)果，進一步表明施肥增產(chǎn)效果明顯，相較于習(xí)慣施肥，新施肥技術(shù)模式（T1、T2）茶葉增產(chǎn)效果更好。

表6 不同處理對茶葉鮮葉年產(chǎn)量的影響 （kg/hm2）

如表7所示，各處理的茶葉鮮葉非水分含量非常接近。

表7 不同處理的茶葉鮮葉非水分含量 （%）

2.3 不同處理對品質(zhì)成分的影響

如圖2、3所示，各處理的春、秋季茶樹一芽二葉的水分含量≤7.0%，水浸出物含量＞45%，咖啡堿含量接近。施肥處理（FFP、T1、T2、T3）的春茶的一芽二葉茶多酚含量低于CK，游離氨基酸高于CK，酚氨比低于CK。各試驗點秋茶FFP、T1、T2的酚氨比略低于CK。在PT試驗點，秋茶T1、T2的酚氨比略低于FFP。各試驗點春茶T1、T2、T3的酚氨比略高于FFP?？梢?，施肥可提高茶葉品質(zhì)，相對于習(xí)慣施肥，控釋肥、有機肥部分替代控釋肥，溝施，綠茶品質(zhì)無明顯改善。

圖2 不同處理對春季茶樹一芽二葉品質(zhì)成分的影響

圖3 不同處理對秋季茶樹一芽二葉品質(zhì)成分的影響

2.4 不同處理對茶樹新梢全氮、磷、鉀含量及氮素利用率的影響

從表8結(jié)果來看，在SN、PT試驗點，施肥的茶樹新梢年均氮含量顯著高于CK。GD試驗點，施肥處理的茶樹新梢年均氮含量高于CK，僅FFP和T1的結(jié)果顯著高于CK。SN試驗點，T1、T2、T3的茶樹新梢年均氮含量高于FFP，但無顯著差異。GD試驗點，T1的茶樹新梢年均氮含量與FFP無顯著差異，但T2、T3的結(jié)果顯著低于FFP。PT試驗點，T1的茶樹新梢年均氮含量顯著高于FFP，F(xiàn)FP、T2、T3之間無顯著差異。茶樹新梢年均磷含量在各處理之間無顯著差異。SN試驗點，F(xiàn)FP的茶樹新梢年均鉀含量顯著低于CK、T1、T2，而在GD和PT試驗點，各處理間的茶樹新梢年均鉀含量無顯著差異?？梢姡┓誓茉黾硬铇鋵Φ奈?，控釋肥更能促進氮素的吸收。

表8 不同處理對茶樹新梢年均全N、P、K含量的影響 （%）

如表9所示，施肥能夠顯著提高茶樹新梢年均氮素吸收量，在3個試驗點，T1和T2的新梢年均氮吸收量、氮利用率顯著高于FFP。SN、GD試驗點，T3和FFP的新梢年均氮吸收量無顯著差異，但在PT試驗點，T3的新梢年均氮吸收量顯著高于FFP。SN、GD試驗點，T3的新梢氮利用率顯著高于FFP，但在PT試驗點，T3和FFP的新梢氮利用率無顯著差異。SN試驗點，F(xiàn)FP、T1、T2之間氮素生理效率無顯著差異，但T3的氮素生理效率顯著低于FFP、T1、T2；GD試驗點，T1、T2、T3的氮素生理效率顯著高于FFP；PT試驗點，T2的氮素生理效率顯著高于T1、T3，T1、T3、FFP之間無顯著差異。這些結(jié)果表明施肥有利于提高茶葉新梢氮含量，相較于習(xí)慣施肥，控釋肥（T1）、油菜籽餅部分替代控釋肥（T2），均能顯著提高茶樹新梢的氮素吸收量、氮素利用效率；酒糟有機肥部分替代控釋肥（T3）可提高茶樹新梢氮素吸收及其利用率，但效果不顯著。

表9 不同施肥處理對茶樹新梢年氮素吸收及其利用率的影響

3 討論

葉用茶樹需肥量大，一定程度上，施肥對茶樹的生長及茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)起重要作用，本研究中CK產(chǎn)量、品質(zhì)均低于FFP、T1、T2、T3。與不少研究結(jié)果類似，相對于肥料撒施，溝施不僅可增加茶葉產(chǎn)量，改善茶葉品質(zhì)，還可提高肥料利用率，改善茶園土壤理化性質(zhì)［16，20］。

以養(yǎng)分利用更高效、環(huán)境更友好的控釋肥等新型肥料產(chǎn)品替代傳統(tǒng)、常規(guī)的低效化肥產(chǎn)品，是化肥“減量增效”的有效途徑之一［21-22］。相較于傳統(tǒng)肥料，在玉米［23］、花生［24］、番茄［25］、水稻［26］等作物生產(chǎn)中施用控釋肥（如控釋復(fù)合肥、控釋尿素），有效地改善了葉片光合性能，提高了產(chǎn)量，改善了品質(zhì)，減少了化肥施用量，提高了化肥利用率。不少研究表明，在茶園施用控釋肥也產(chǎn)生了較好的效果。例如，控釋肥與尿素配施顯著增加茶葉的氨基酸和咖啡堿含量［27］；韓文炎等［28］研究發(fā)現(xiàn)與普通尿素相比，控釋氮肥可減少30%氮肥用量而不影響茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)，相同的施肥量和施肥次數(shù)或施肥次數(shù)減少一次，還可提高茶葉品質(zhì)；劉聲傳等［17］在茶園中施用控釋肥，也起到了減施增效的結(jié)果。與這些研究結(jié)果類似，相較于習(xí)慣施肥，新施肥技術(shù)，不僅減少了茶園化肥施用量，還提高了茶葉產(chǎn)量，維持了茶葉品質(zhì)，提高了氮素利用率。

長期單一施用化肥加劇了土壤肥力下降與質(zhì)量劣化。有機肥養(yǎng)分完全，但存在養(yǎng)分含量低，釋放速度慢，施肥量大等不足。有機肥與化肥，尤其是控釋肥，配合施用比單施化肥或有機肥優(yōu)勢更明顯，是化肥減施增效的有效途徑［21-22］。牛糞配施75%化肥可顯著提升小麥品質(zhì)，單施牛糞提升小麥品質(zhì)作用不顯著［29］。與常規(guī)施用化肥相比，化肥減量配施生物有機肥對促進烤煙養(yǎng)分吸收利用，提高化肥利用率，提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量的作用更佳［30］。在多種有機肥中，油菜籽餅富含有機質(zhì)，養(yǎng)分含量高，質(zhì)量安全，易生產(chǎn)推廣，與化肥配施減施增效更好［17，31］。本研究表明，油菜籽餅與控釋肥配施效果好于酒糟有機肥配施控釋肥，這可能與酒糟有機肥養(yǎng)分含量相對較低有關(guān)，需加大施用量。有機無機肥配施不僅增產(chǎn)、提質(zhì)或維持品質(zhì)，還可提高肥料利用率。有機無機肥配施可以在減少27.1%的氮肥用量情況下，提高14.7%的小麥籽粒產(chǎn)量，氮肥利用率提高 20.2%［32］。在黃瓜［33］、番茄［34］、水稻［35］等作物研究中也得到了相似結(jié)果。相較于常規(guī)化肥配施有機肥，有機肥與控釋肥配施，更具有養(yǎng)分全面、肥效期長、供肥平穩(wěn)等優(yōu)點，已在番茄［36］、小麥［37］、茶樹［17］等作物生產(chǎn)中產(chǎn)生了較好效果。這些研究表明，相較于常規(guī)肥料配施有機肥或控釋肥配施尿素，控釋肥與油菜籽餅配施更具有減施增效的優(yōu)勢。

然而，目前茶園施用常規(guī)有機無機復(fù)混肥較多，有機無機控釋復(fù)混肥較少，而后者具有緩釋性能好，環(huán)境更友好等優(yōu)點［38］。此外，茶園追肥以普通尿素為主，易揮發(fā)、淋失，施用控釋氮肥可提高茶樹氮素利用率［16，28］。

4 小結(jié)

本研究表明，相較于常規(guī)肥料撒施的習(xí)慣施肥方式，茶園溝施控釋肥，不僅減少了化肥施用量，還提高了茶葉產(chǎn)量，維持了茶葉品質(zhì)，提高了氮素利用率，控釋肥與有機肥配施的減施增效效果更好。當(dāng)前，已有商業(yè)化生產(chǎn)的、適合于茶園生產(chǎn)施用的控釋復(fù)合肥，但還缺乏有機無機控釋復(fù)混肥、控釋尿素的商業(yè)化生產(chǎn)、推廣應(yīng)用。