滴灌施肥對幼齡茶樹生長和養(yǎng)分吸收的影響

楊清霖，楊向德，季凌飛，馬立鋒*，阮建云*

滴灌施肥對幼齡茶樹生長和養(yǎng)分吸收的影響

楊清霖1,2，楊向德1,2，季凌飛1，馬立鋒1*，阮建云1*

1. 中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所，農(nóng)業(yè)部茶樹生物學與資源利用重點實驗室，浙江 杭州 310008；2. 中國農(nóng)業(yè)科學院研究生院，北京 100081

通過田間試驗，研究了龍井43、白葉1號品種茶園滴灌施肥對幼齡茶樹生長、養(yǎng)分吸收、品質(zhì)成分等的影響，分析了不同施肥模式下的施肥成本投入情況。結(jié)果表明，與常規(guī)開溝施肥相比，采用滴灌施肥后，即使在化肥減量25%的情況下，樹高、主干直徑、樹幅都顯著增加，修剪物生物量增加明顯；茶樹對養(yǎng)分的吸收量明顯增加，而養(yǎng)分的滲漏損失明顯減少，從而提高了養(yǎng)分利用效率。從滴灌施肥的次數(shù)上分析，龍井43品種，在試驗條件下年施肥次數(shù)7次可以達到較好效果，而白葉1號品種，年施14次的效果較好。

滴灌施肥；生物量；主要品質(zhì)成分；養(yǎng)分吸收

茶樹是一種葉用經(jīng)濟作物，需要不斷地施肥來維持茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。茶園施肥通常以人工開溝、覆土的方式進行，但這種施肥方式勞動強度大、勞動力投入成本高，近年來因勞動力越來越緊缺，采用地面撒施方式也越來越普遍。常規(guī)施肥單次施用量較多，短期不能被茶樹吸收的養(yǎng)分（氮素）以硝化、反硝化的形式流失[1-2]，且對環(huán)境污染較嚴重。

滴灌施肥技術在果蔬、糧棉作物上已得到了廣泛應用[3-6]，獲得了良好的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，但應用在茶樹種植上尚處于起始階段。已有研究表明，滴灌施肥可有利于茶樹對氮素的充分吸收利用，可減弱無機氮對土壤的酸化作用[7]。茶園滴灌施肥還缺少系統(tǒng)研究，在實際應用中缺少施肥數(shù)量、施肥濃度、施肥次數(shù)等相應的關鍵參數(shù)，施用技術操作性不強，造成難以推廣的局面[8-10]。因此，本文在龍井43、白葉1號品種幼齡茶園中進行了滴灌施肥技術的研究，旨在通過田間試驗研究，獲得茶園滴灌施肥技術參數(shù)，為茶園滴灌施肥技術提供技術依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試肥料和茶樹品種

試驗使用的水溶性無機肥料配比為（N-P2O5-K2O為20%-20%-20%），其他肥料為尿素、菜籽餅、普通復合肥（N-P2O5-K2O為15%-15%-15%）等。

供試茶樹品種為龍井43、白葉1號，茶樹種植于2016年春季。

1.2 試驗設計

試驗開始于2016年10月，茶園選擇浙江省嵊州市中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所試驗基地（東經(jīng)120.82°，北緯29.74°，海拔高度23?m），茶園土壤為紅黃壤。設4個處理，每個處理設置4次重復，小區(qū)面積45?m2，具體試驗處理設計見表1。

1.3 調(diào)查和樣品處理

1.3.1 茶樹生長狀況調(diào)查和取樣

2017年10月測量了樹高、樹幅、主桿直徑（靠近地面5?cm處）等參數(shù)；2018年春季按一芽二葉初展標準采摘，每次記錄產(chǎn)量，采摘后采用微波殺青并制成樣品，留待品質(zhì)成分分析。2018年5月和8月分別對龍井43和白葉1號兩品種各修剪了1次，5月份距離地面40~50?cm處修剪，8月份在上一次剪口上提高5~10?cm處修剪，分別進行稱重，記錄生物量，并取修剪物于60℃烘箱烘干。

1.3.2 土壤、滲漏液取樣

距離施肥帶15?cm處進行取樣，取樣深度0~40?cm，隨機取樣，6個點混合成一個大樣，一部分濕土樣直接進行NO3--N、NH4+-N的提取、測定分析，另一部分室內(nèi)風干后磨碎，進行有效養(yǎng)分的提取、測定分析。距離施肥帶15?cm處埋設40?cm和100?cm深的帶有陶瓷頭的土壤滲漏液收集管，定期進行收集。

表1 試驗處理設計

1.4 樣品分析方法

新梢中游離氨基酸總量采用茚三酮顯色法，茶多酚含量采用酒石酸鐵顯色法[11]測定；植物樣品全氮采用vario MAX CN元素分析儀（德國Elementar公司）進行分析[12]，植物樣品經(jīng)干灰化消化后用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP）測定磷、鉀、鎂含量[12]。土壤中的NO3--N和NH4+-N用2?mol·L-1的KCl浸提（水土比10∶1，振蕩30?min后過濾）后，采用流動分析儀（荷蘭SKALAR SAN++ system）測定。土壤中有效磷、有效鉀用Mehlich3浸提劑提取、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP）測定[13]。土壤滲漏液中的NO3--N、NH4+-N用連續(xù)流動分析儀（荷蘭SKALAR SAN++ system）測定，磷、鉀等用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP）測定。

1.5 養(yǎng)分利用率計算

養(yǎng)分利用率=新稍、修剪物累積的N、P2O5、K2O總量÷3年投入的總養(yǎng)分×100%

1.6 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)以平均值進行表示，各數(shù)據(jù)平均值±標準差等數(shù)學統(tǒng)計計算均采用Excel 2013和SPSS 21.0軟件分析進行，采用LSD法對數(shù)據(jù)進行顯著性檢驗和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥模式對土壤、滲漏水中養(yǎng)分含量的影響

茶樹根系吸收養(yǎng)分的有效土層深度一般在0~40?cm，對距離施肥帶15?cm，深度0~40?cm的土壤進行養(yǎng)分分析表明（表2），與常規(guī)基準施肥（T1）相比，常規(guī)化肥減施（T2）后土壤中NO3--N、NH4+-N、有效磷、有效鉀并未產(chǎn)生顯著性差異，但滴灌施肥后土壤中的有效磷顯著下降（<0.05）。同時不同茶樹品種之間NO3--N存在明顯差異，其中主要表現(xiàn)在白葉1號品種0~40?cm土層中NO3--N含量明顯高于龍井43品種（<0.05）。

對土壤液中養(yǎng)分進行了分析（表3），從分析結(jié)果來看，磷在土壤液中含量非常低。對40?cm處土壤液中養(yǎng)分含量的分析來看，龍井43品種，NO3--N、NH4+-N、鉀的含量都沒有表現(xiàn)出明顯的差異，但白葉1號品種，滴灌施肥次數(shù)增多后土壤液中NH4+-N、鉀的含量明顯增加。對100?cm處土壤液中養(yǎng)分含量的分析來看（表3），滴灌施肥后明顯減少土壤液中NO3--N、鉀的含量。對不同深度土壤液中養(yǎng)分含量的比值（100?cm/40?cm）來看，常規(guī)化肥減施（T2）后能降低NO3--N、鉀的數(shù)值，滴灌施肥后比值（100?cm/40?cm）進一步下降，說明淋溶損失的量明顯下降。而且品種之間有明顯的差異，白葉1號品種的養(yǎng)分淋溶損失要顯著高于龍井43品種。

表2 不同施肥模式對0~40?cm土壤中有效態(tài)養(yǎng)分含量的影響

注：同一品種同列不同小寫字母表示差異達5%顯著水平，下同

Note: Different small letters in the same cultivar and same column indicate the difference at 0.05 level. The same as follow

表3 不同施肥模式對土壤液中養(yǎng)分含量的影響

2.2 不同施肥模式對茶樹生長和產(chǎn)量的影響

對茶樹樹高、樹幅、地徑等指標進行分析表明（表4），與常規(guī)基準施肥（T1）相比，龍井43品種，常規(guī)化肥減施（T2）后樹高、樹幅、主干直徑都顯著下降，而白葉1號品種，常規(guī)化肥減施（T2）后樹幅、主干直徑?jīng)]有明顯變化，而樹高顯著增加；滴灌施肥后，樹高、樹幅、主干直徑顯著增加，龍井43品種，適當減少滴灌次數(shù)，茶樹的主干直徑更粗、樹幅更為寬大，而白葉1號品種，加密滴灌施肥次數(shù)，樹高、茶樹的主干直徑更粗、樹幅更為寬大。

2018年對茶樹采摘的新梢產(chǎn)量、百芽重、修剪物生物量進行分析（表5），各處理產(chǎn)量、百芽重都沒有表現(xiàn)出顯著差異，只有白葉1號品種增加滴灌次數(shù)增產(chǎn)作用明顯。與常規(guī)基準施肥（T1）相比，龍井43品種，常規(guī)化肥減施（T2）后修剪物生物量有下降趨勢，而加密滴灌施肥次數(shù)有增加修剪物生物量的趨勢，但白葉1號品種，常規(guī)化肥減施（T2）后修剪物生物量有上升趨勢，而減少滴灌施肥次數(shù)能明顯增加修剪物生物量。

品種之間樹高、樹幅、主干直徑、修剪物生物量都產(chǎn)生了極顯著差異，龍井43品種的樹高、樹幅、主干直徑、修剪物生物量都要明顯高于白葉1號品種。

表4 不同施肥模式對樹高、主干直徑、樹幅的影響

表5 不同施肥模式對茶葉產(chǎn)量、修剪物生物量和百芽重的影響

2.3 不同施肥模式對茶樹養(yǎng)分吸收的影響

對2018年春茶、修剪物中氮、磷、鉀等養(yǎng)分吸收累積情況分析表明（表6），龍井43品種，各處理新梢氮、磷、鉀和修剪物氮的吸收累積量并未表現(xiàn)出顯著性差異，加密滴灌施肥次數(shù)顯著增加修剪物中磷、鉀吸收量，顯著提高養(yǎng)分的利用效率。白葉1號品種，只有加密滴灌施肥能夠顯著增加新梢氮、磷、鉀吸收累積量，而修剪物磷、鉀的吸收累積量即使在常規(guī)化肥減施（T2）后依然顯著增加，滴灌施肥修剪物磷、鉀的吸收累積量進一步增加，但適當減少滴灌施肥次數(shù)磷、鉀的吸收累積量反而增加，提高養(yǎng)分的利用效率。

品種之間在修剪物氮、磷、鉀的吸收累積量、養(yǎng)分利用效率產(chǎn)生了極顯著差異，龍井43品種修剪物的氮、磷、鉀吸收累積量、養(yǎng)分利用效率明顯高于白葉1號品種。

2.4 不同施肥模式對春茶品質(zhì)成分的影響

表7可知，龍井43品種，各施肥模式春茶中游離氨基酸總量、茶多酚含量、酚氨比并沒有表現(xiàn)出顯著性差異。而白葉1號品種，各施肥模式春茶中茶多酚含量、酚氨比并沒有表現(xiàn)出顯著性差異，只有14次滴灌施肥模式下游離氨基酸總量要明顯高于7次滴灌，白葉1號品種適當?shù)脑黾拥喂啻螖?shù)，有助于提高新梢游離氨基酸總量。

茶多酚含量、酚氨比在品種之間產(chǎn)生了極顯著差異，龍井43品種的茶多酚含量、酚氨比要明顯高于白葉1號，這也是白葉1號的滋味要比龍井43淡薄的原因。

表6 不同施肥模式對新梢、修剪物中養(yǎng)分吸收累積的影響

表7 不同施肥模式對2018年春茶品質(zhì)成分的影響

3 討論和結(jié)論

3.1 討論

本研究結(jié)果表明，常規(guī)開溝施肥條件下，化肥減施25%，對龍井43品種茶樹生長（樹高、主干直徑、樹幅）產(chǎn)生不利影響，修剪物的生物量也有所下降，但對養(yǎng)分吸收累積量、新梢品質(zhì)成分等指標沒有產(chǎn)生明顯影響，養(yǎng)分利用效率還有所增加；而對白葉1號品種，常規(guī)化肥減施（T2）后樹高明顯增加，修剪物生物量有上升趨勢，對養(yǎng)分的吸收累積量也在增加，明顯提高養(yǎng)分利用效率。這主要與龍井43品種本身對肥料的需求相對較高，吸肥能力極強有關，供肥良好的情況下，生長勢才旺盛[14]，減少化肥用量在一定程度上會影響龍井43品種的生長；而白葉1號品種植株矮小，生長勢弱，根系不發(fā)達，對肥料的需求不是太高[15-16]，減少化肥用量不會影響白葉1號品種的正常生長。這與減量施肥在不同品種水稻中表現(xiàn)出的結(jié)果相似[17]。因此，茶園減肥要與茶樹品種相結(jié)合，不能盲目減少化肥用量。

從養(yǎng)分的平衡來看，龍井43品種，0~40?cm土層中有效養(yǎng)分含量、40?cm深處土壤滲漏液中養(yǎng)分含量沒有差異，但在100?cm深度土壤滲漏液中減少化肥用量25%后，NO3--N、鉀的濃度有降低趨勢，而且它們的100?cm/40?cm的比值下降明顯；白葉1號品種，0~40?cm土層中有效養(yǎng)分含量、40?cm深處土壤滲漏液中養(yǎng)分含量、100?cm深處土壤滲漏液中養(yǎng)分含量明顯降低，說明減少施肥量，可以降低養(yǎng)分的損失，提高養(yǎng)分利用效率，這與侯云鵬等[18]的研究結(jié)果相一致。

滴灌施肥是目前提高養(yǎng)分利用效率最有效手段[19]，采用滴灌施肥后，即使化肥減量25%的情況下，與常規(guī)開溝施肥相比，樹高、主干直徑、樹幅都有顯著增加，同時修剪物生物量明顯增加，養(yǎng)分的吸收量也明顯增加，明顯提高養(yǎng)分利用效率。從養(yǎng)分的平衡來看，總養(yǎng)分投入減少，0~40?cm土壤中有效磷含量與常規(guī)施肥相比顯著降低，其他有效養(yǎng)分沒有差異，可能說明常規(guī)施肥中的磷被土壤固定保存；40?cm處土壤滲漏液中養(yǎng)分含量沒有產(chǎn)生明顯的變化，但100?cm處土壤滲漏液中養(yǎng)分含量明顯降低，說明養(yǎng)分的損失明顯減少，因此滴灌條件下雖然養(yǎng)分投入減少，但因為水肥協(xié)同供應更有利于作物對養(yǎng)分的吸收利用[20-21]。40?cm和100?cm深度土壤滲漏液中磷的含量非常低（在檢測方法檢出限以下），說明磷易被土壤固定，在土壤中的移動性很差[22]，因此依據(jù)磷移動性差的特點，磷肥可以考慮開溝施的方式進行，以減少成本投入。

滴灌施肥的另一個重要參數(shù)是施肥次數(shù)，品種對施肥有直接關系[23]。從我們的結(jié)果來看，龍井43品種，增加滴灌施肥次數(shù)，提高茶樹對磷、鉀的吸收，提高養(yǎng)分利用效率，但對茶樹生長、茶葉產(chǎn)量，修剪物生物量、百芽重、新梢品質(zhì)成分等方面并沒有顯著影響，根據(jù)龍井43品種養(yǎng)分利用效率高的特點，綜合考慮，在試驗條件下年施肥次數(shù)7次可以達到較好效果。而白葉1號品種，增加滴灌施肥次數(shù)，有利于茶樹生長（樹高、主干直徑、樹幅）、增加茶葉產(chǎn)量、增加茶葉氨基酸含量，考慮到白葉1號對養(yǎng)分利用效率低的特點，年施14次的效果較好。

從投入成本來看，雖然在滴灌施肥中使用的可溶性肥、滴灌系統(tǒng)的損耗費用增加了投入成本，但是滴灌施肥能夠明顯降低勞動力成本，我們的試驗結(jié)果表明，與常規(guī)基準施肥（T1）相比，采用滴灌施肥7次（T3）或14次（T4），盡管存在滴灌系統(tǒng)的折舊費用，但由于施肥勞動力成本明顯下降，每年每公頃總投入成本分別下降了0.93萬元和0.86萬元，對茶農(nóng)的收入增加有明顯的促進作用，另外滴灌施肥能增加茶葉產(chǎn)量，如果將茶葉收入也計算在內(nèi)，則對茶農(nóng)收入的促進作用更加明顯。滴灌施肥的節(jié)本增效作用在其他作物上也有類似的結(jié)果，如每公頃葡萄園節(jié)約人工成本0.95萬元，年均增收5.03萬元[24]。綜上所述，滴灌施肥技術具有使用簡單、施肥效率高、少量多次的施用特點，可以實現(xiàn)化肥減施25%，明顯減少施肥成本、降低肥料損失、增加茶農(nóng)收入，具有明顯的社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益。

3.2 結(jié)論

與常規(guī)施肥相比，茶園采用滴灌施肥后，龍井43實現(xiàn)化肥減量25%，白葉1號的生長顯著改善，促進2個品種幼齡茶樹快速成園，明顯減少養(yǎng)分淋溶損失，提高養(yǎng)分利用效率。茶園滴灌施肥經(jīng)濟效益明顯，能明顯降低施肥勞動力投入而提高茶農(nóng)收入。試驗條件下龍井43品種每年滴灌施肥施7次左右較好，白葉1號品種每年施14次左右較好。

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[24] 王銳, 孫權. 基于水肥一體化的釀酒葡萄高效栽培與效益分析[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報, 2016, 47(10): 115-121. Wang R, Sun Q. High-efficiency cultivation and benefit analysis of wine grape based on fertigation [J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(10): 115-121.

《茶葉科學》征訂征稿啟事

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Effects of Fertigation on Young Tea Plant Growth and Nutrient Absorption

YANG Qinglin1,2, YANG Xiangde1,2, JI Lingfei1, MA Lifeng1*, RUAN Jianyun1*

1. Tea Research Institute, Chinese Academy of Agriculture Sciences, Key Laboratory of Tea Biology and Resources Utilization, Ministry of Agriculture, Hangzhou 310008, China; 2. Graduate School of Chinese Academy of Agriculture Sciences, Beijing 100081, China

Through field experiment, the effects of fertigation on the growth, nutrient absorption and quality components of young tea plants of Longjing43 and Baiye 1 were studied. We also compared the input costs under different fertilization patterns. The results show that the tea plant growth including tree height, trunk diameter and canopy width increased significantly under fertigation, even if the chemical fertilizer was reduced by 25%, compared with conventional furrow fertilization, and pruning biomass and nutrient uptake also increased significantly. At the same time, nutrient leakage loss was significantly reduced and nutrient use efficiency was improved. From the analysis of the times of fertigation, it could achieve better results by applying fertilizer 7 times per year under the experimental conditions for Longjing 43, and 14 times per year for Baiye 1.

fertigation, biomass, tea quality components, nutrient absorption

S571.1；S154.1

A

1000-369X（2020）01-096-09

2019-03-27

2019-04-29

國家重點研發(fā)項目（2016YFD0200900）、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項資金（CARS23）、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS-0X）

楊清霖，男，碩士研究生，主要從事茶樹生理與營養(yǎng)調(diào)控方面的研究。

*通信作者：malf@tricaas.com，jruan@ tricaas.com