氮肥減量下緩釋肥對烏龍茶鮮葉產量與品質的影響

黃毅彪 胡澤波 林燕萍 張見明 王飛權 尹應武 金日良 陳榮冰

摘要：[目的]研究氮肥減量下緩釋肥對烏龍茶鮮葉產量、品質的影響，為茶園減量施肥提供參考。[方法]采用武夷巖茶黃觀音為試驗材料，以不施氮肥（CKl）和常規(guī)施肥（CK2）為對照，設置緩釋氮肥減量10%（T₁）、20%（T2）、30%（T3）和40%（T4）等4個處理。[結果]與不施氮肥相比，緩釋肥顯著提高土壤有機質含量、pH值、茶葉產量、SPAD值、含氮量、氨基酸含量。T1、T2與CK2相比，茶葉產量無差異;有機質含量分別提高4.01%和3.10%;pH值分別提高5.82%和2.41%;氨基酸含量分別提高10.11%和9.04%;酚氨比分別降低10.11%和5.57%。對6個處理的成分指標進行主成分分析，提取前2個主成分，累積貢獻率達95.20%。經主成分分析，各處理得分差異顯著。T1處理tl得分4.418、櫻得分1.092，T2處理tl得分2。038和t2得分0.731，兩個處理得分較高。[結論]緩釋肥氮肥減量10%、20%促進茶鮮葉品質提升，可在茶葉生產上推廣應用。

關鍵詞：烏龍茶;緩釋肥;產量;品質;主成分分析

中圖分類號：S571.1文獻標志碼：A 文章編號：1008-0384（2020）05-0525-07

0 引言

（研究意義）茶產業(yè)對促進農村經濟發(fā)展和解決“三農”問題具有重要的現(xiàn)實意義。2019年中央一號文件強調開展農業(yè)節(jié)肥節(jié)藥行動，實現(xiàn)化肥農藥使用量負增長。茶園施肥是關鍵環(huán)節(jié)之一，施肥是否得當，直接影響茶的產量和品質，茶樹的生長及茶樹體內代謝物的產生和變化與施肥密切相關。近年來，茶葉生產過程中存在過量施肥的現(xiàn)象，不僅增加生產成本、酸化土壤、污染環(huán)境，還影響茶葉質量，已經引起高度關注。茶產業(yè)是福建省的特色產業(yè)，福建烏龍茶歷史悠久，品質優(yōu)異。增加施肥量可以提高烏龍茶的產量，但容易導致茶葉品質下降，反而影響茶農的經濟效益，特別是在供給側改革的大背景下，消費者越來越注重茶葉的品質和質量安全。2018年福建省政府辦公廳發(fā)布《關于推進綠色發(fā)展質量興茶八條措施的通知》，明確指出要優(yōu)化農藝措施，推動綠色生產。因此，迫切需要優(yōu)化茶園施肥技術來減輕化肥的負面影響。（前人研究進展）緩釋肥可以避免養(yǎng)分缺失，改善土壤生態(tài)，促進養(yǎng)分利用，增加有機質含量，在現(xiàn)代生產上日益增多，科研工作者在茶葉領域也開展了一系列緩釋肥研究，并取得了一定的效果。馬立峰等研究表明，控釋肥處理土壤中無機氮變化幅度較小，而且比較穩(wěn)定。韓文炎等研究表明，施控釋肥處理的施肥量適當降低，施肥次數(shù)減少，仍有明顯的增產提質效果。付瑞洲等研究認為緩控釋肥促進茶葉的營養(yǎng)生長，葉片累積更多的養(yǎng)分，使得百芽重顯著提高，從而茶葉產量大幅度提升。劉騰飛等研究認為控釋肥料可以有效提高茶園土壤中有效氮的含量。付乃峰等研究表明施用茶葉專用緩釋肥可以有效降低春茶的酚氨比、提高春茶的品質。（本研究切入點）目前關于氮肥減量下緩釋肥對烏龍茶鮮葉產量、品質影響的研究鮮見報道。（擬解決的關鍵問題）本試驗采用單因素田間試驗法，以不施氮肥（CKl）和常規(guī)施肥（CK2）為對照，以緩釋氮肥減量10%（T1）、20%（T2）、30%（T3）和40%（T4）為處理，分析氮肥減量下緩釋肥對烏龍茶鮮葉產量與品質的影響，為茶園減氮施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試茶樹品種為黃觀音適制烏龍茶，2015年設置試驗時樹齡為9a，茶樹長勢一致。供試緩釋肥由北京紫光英力化工技術有限公司生產，m（N）：07（P₂O₅）m（K₂O）=12：4：3.化學肥料，氮肥為尿素（含N46%）、磷肥為過磷酸鈣（含P₂O₅12%），鉀肥為硫酸鉀（含K₂O50%）。

1.2 試驗方法

1.2.1試驗樣地在武夷山市正山世家茶業(yè)有限公司峽腰示范園區(qū)，選取地勢平整、茶樹長勢一致的茶園作為試驗用地，該樣地的土壤理化性狀為：土壤類型為黃紅壤，土層深厚，0～20cm土層pH值5.31，有機質含量16.61g·kg^-1，堿解氮含量126.54mg·kg^-1，速效磷含量18.25mg·kg^-1，速效鉀含量113.79mg·kg^-1。

1.2.2施肥方案的設計在試驗茶園，選取18個小區(qū)，每個小區(qū)面積為30m²，施肥方案見表l.磷鉀肥施用量一致，即各處理P205、K₂O用量均為105kg·hm^-2、140kg·hm^-2，設不施氮肥的空白對照（CKl）和常規(guī)施肥對照（CK2），緩釋肥氮肥減量設置為分別減量10%（T1）、20%（T2）、30%（T3）和40%（T4）4個處理，每處理3次重復。Tl、T2、T3、T4處理以緩釋肥氮含量為基礎計算，不足的磷鉀含量采用磷肥、鉀肥調節(jié)。

18個小區(qū)隨機排列，各小區(qū)四周設置保護行，試驗期間茶園管理條件相同。試驗時間為2015-2018年，在試驗洋地連續(xù)3年進行施吧試驗，2018年田間調查、鮮葉取樣等。每年10月份按照試驗設計用量一次性施用相應的肥料。保護行施肥量與CKl處理一致。

1.3 測定方法

1.3.1 產量與葉片SPAD值測定2018年春茶產量測定方法為5點取樣測定法，每點面積為33.3cmX33.3cm，固定方框，從上至下采摘方框內所有的芽葉，記錄發(fā)芽密度和產量。選擇成熟茶鮮葉（駐芽小開面第3葉）測量葉長、葉寬并計算葉面積。各處理取適制烏龍茶標準（駐芽小開面3葉）的芽頭100個進行稱量，計算百芽重。選取各茶樹新梢上發(fā)育較好的葉片（駐芽小開面第3葉），利用葉綠素含量測定儀SPAD-502測定SPAD值。每個葉片測定時，避開有損傷的葉片和葉脈，在葉片的上部、中部和下部各測定1次，計算平均值。

1.3.2取樣、固樣與樣品制備取樣、固樣參照文獻[15]。取固樣后的試驗樣品按照國家標準《茶磨碎試樣的制備及其干物質含量測定》（GB/T830～2013）處理，處理后樣品置于-20℃冰箱保存，用于品質成分測定。

1.3.3分析方法采用《土壤檢測第6部分：土壤有機質的測定》（NY/T1121.6-2006）測定有機質含量;采用梅特勒FE20-KPluspH計測定pH值;采用凱氏定氮法測定含氮量，依據(jù)參考文獻[6]計算新梢氮素利用率;采用《茶水浸出物測定》（GB/T8305-2013）測定水浸出物含量;采用《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量檢測方法》（GB/T8313-2008）測定茶多酚含量;采用《茶游離氨基酸的測定》（GB/T8314—013）測定游離氨基酸含量;采用《茶咖啡堿測定》（GB/T8312-2013）測定咖啡堿含量;采用三氯化鋁比色法測定黃酮類化合物總量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，IBMSPSS Statistics 19.0進行數(shù)據(jù)的相關性分析，UmetricsSIMCA 13.0軟件進行數(shù)據(jù)的主成分分析，并采用OriginLab OriginPro 2018進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤有機質含量和pH值的影響

不同處理對土壤有機質含量和pH值的影響如表2所示。施肥前土壤有機質含量16.61g·kg^-1，pH值5.31.施肥后，CK2土壤有機質含量和pH值最低;隨著施氮量的減少，Tl、T2、T3、T4有機質含量和pH值逐漸減少，但均顯著高于CK2處理。Tl、T2與CK2相比有機質含量分別提高了4.01%和3.10%，pH值分別提高了5.82%和2.41%。施用緩釋肥可以提高土壤有機質含量，減緩pH值的下降趨勢，從而改善土壤的物理性質。

2.2 不同處理對烏龍茶產量和葉片SPAD值的影響

結果表明（表3），適量施用氮肥和緩釋肥能顯著提高發(fā)芽密度、百芽重、產量和SPAD值。Tl、T2、T3和CK2相比，葉長、葉寬、葉面積、發(fā)芽密度、百芽重、產量、SPAD值差異不顯著，但明顯高于CKl，其中發(fā)芽密度、百芽重、產量和SPAD值顯著高于CKl.T4與CK2相比，發(fā)芽密度、百芽重、產量分別降低6.64%、2.37%、8.85%，差異均達顯著水平，說明緩釋肥減氮40%導致發(fā)芽密度、百芽重、產量明顯下降。CKl的SPAD值最低，顯著低于CK2、Tl、T2和T3;其次為T4，顯著低于CK2、Tl和T2，其中與CK2相比SPAD值降低14.18%，可能是因施氮量明顯不足，輸送到葉片中的氮素減少，限制了葉片葉綠素的合成，導致SPAD值下降。對茶葉產量的指標進行相關性分析，結果表明（表4），葉長、葉寬、葉面積、發(fā)芽密度、百芽重、SPAD值均與產量顯著相關，相關性排序為：發(fā)芽密度>SPAD值=葉面積>葉寬>百芽重>葉長。

2.3 不同處理對烏龍茶鮮葉氮含量、吸氮量和氮素利用率的影響

不同處理對烏龍茶鮮葉氮含量、吸氮量和氮素利用率的影響如表5顯示。CKl含氮量3.55%、吸氮量62.72kg·hm^-2，在各處理中均為最低。Tl含氮量最高，但與CK2差異不顯著。Tl與CK2相比，吸氮量、氮素利用率分別提高8.57%和44.28%。緩釋肥Tl、T2、T3、T4氮素利用率高于CK2，Tl氮素利用率最高，其次為T3，均顯著高于CK2，說明緩釋肥處理有助于提高鮮葉的氮素利用率。

2.4 不同處理對烏龍茶鮮葉品質成分的影響

不同處理對烏龍茶鮮葉品質成分的影響如表6所示。結果表明，CKl水浸出物含量、氨基酸含量、咖啡堿含量最低;茶多酚含量、黃酮類含量、酚氨比最高。Tl、T2與CK2相比，水浸出物含量、茶多酚含量、咖啡堿含量、黃酮類含量、酚氨比均無顯著差異，氨基酸含量則分別提高10.11%和9.04%，差異顯著。

2.5 基于主成分分析的施肥方案篩選

試驗數(shù)據(jù)通過SIMCA軟件進行PCA分析，得出其對應的主成分得分圖（圖1）、主成分分析載荷圖（圖2）。對6個處理成分指標進行主成分分析，提取2個主成分，累積貢獻率達95.20%，包含17項成分指標信息。第一主成分貢獻率為84.70%，第二主成分貢獻率為10.50%。圖l所示各處理樣品的差別，Tl、T2、T3分布在第一象限，T4分布在第二象限，CKl分布在第三象限，CK2分布在第四象限，結果表明各處理之間有顯著差異。Tl處理的tl得分4.418、t2得分1.092，T2處理的tl得分2.038、t2得分0.731，2個處理得分較高。T3處理的tl、t2得分均為正值，但是得分較低。CK2處理的tl得分為正值，t2得分為負值。CKl、T4處理得分較低。從主成分載荷圖可以看出pl值較大的成分主要有葉寬、葉面積、含氮量、產量、發(fā)芽密度、咖啡堿、吸氮量、水浸出物、SPAD值、游離氨基酸，較小的成分主要有酚氨比、黃酮類、茶多酚。p2值的較大的成分主要有pH值、有機質、茶多酚、黃酮類、游離氨基酸、咖啡堿，p2值較小的成分主要有水浸出物、發(fā)芽密度、百芽重。因此緩釋肥減氮量10%（T1）和20%（T2）具有較高的得分。

3討論與結論

本研究探討了不同處理對土壤有機質和pH值的影響。試驗表明，施用氮肥減量10%和20%的緩釋肥處理與常規(guī)施肥相比，有機質含量分別提高4.01%和3.10%、pH值分別提高5.82%和2.41%，差異顯著，與丁方軍等、丁濟娜等的研究結果相似。

氮素對茶樹生育的影響是多方面的，氮素供應充足時，生理活動加強，營養(yǎng)生長旺盛，促進了芽葉萌發(fā)和新梢伸長。增加施氮量可以顯著提高茶葉的產量，緩釋肥可以促進葉片累積更多的養(yǎng)分，使得百芽重顯著提高，從而茶葉產量大幅度提升。本研究探討了不同處理對烏龍茶產量、SPAD值、氮素利用率的影響。結果表明，施用氮肥減量10%～30%的緩釋肥處理與常規(guī)施肥相比，茶葉產量無顯著差異，說明適當減少氮肥并不影響茶葉產量;但是氮肥減量過多，將明顯影響茶樹生長，減產顯著，施用氮肥減量40%的緩釋肥處理與常規(guī)施肥相比，發(fā)芽密度、百芽重、產量分別降低6.64%、2.37%、8.85%。茶葉產量指標相關性分析結果顯示，產量相關性大小排序為發(fā)芽密度>SPAD值=葉面積>葉寬>百芽重>葉長。

茶葉中的茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿等物質直接影響茶葉品質。氨基酸是使茶湯鮮爽的主要物質。陳勛等研究結果表明使用緩釋肥能夠提高茶葉中氨基酸含量。已有研究表明氨基酸含量越高，茶多酚含量適中，酚氨比降低，則綠茶品質較好。本研究結果表明，施用氮肥減量10%和20%的緩釋肥處理與常規(guī)施肥相比，氨基酸含量分別提高10.11%和9.04%、酚氨比分別降低10.11%和5.57%。PCA分析結果表明，緩釋肥減氮量10%（T1）和20%（T2）處理具有較高的綜合得分。這與Tl、T2土壤有機質含量、pH值、氮素利用率、氨基酸含量較高，酚氨比較低密切相關。鮮葉是茶葉品質形成的重要物質基礎，試驗通過分析發(fā)現(xiàn)，不同處理對烏龍茶鮮葉產量和品質影響差異顯著。然而茶葉品質的形成與加工工藝密切相關，因此為進一步明確不同處理對烏龍茶品質的影響，本試驗下一步將通過烏龍茶加工試驗予以驗證。

綜上所述，本試驗采用的緩釋肥可提高土壤有機質含量、緩解pH值下降的趨勢，施用氮肥減量10%和20%的緩釋肥處理產量沒有下降，茶鮮葉品質顯著提升。說明適度減氮施用緩釋肥能有效減少氮肥過剩對環(huán)境的污染，提升茶葉的品質，可在茶葉生產上推廣應用。