中翼鼎東植物精華液生物有機肥在有機茶園中施用效果研究

鄭文忠 王興華 蔣勛 張軍 羅朝光 姚啟萍 崔廷宏

(普洱市茶葉科學(xué)研究所，云南 普洱 665000)

茶葉是普洱市的第1支柱產(chǎn)業(yè)，茶產(chǎn)業(yè)也是普洱市山區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、脫貧攻堅、鄉(xiāng)村振興的主要支柱產(chǎn)業(yè)。有機茶園建設(shè)已是普洱市茶產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要組成部分，如普洱市思茅區(qū)正在創(chuàng)建“國家有機產(chǎn)品示范區(qū)”及打造以茶產(chǎn)業(yè)為“一縣一業(yè)”的示范區(qū)。為適應(yīng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，提升普洱市茶產(chǎn)業(yè)市場競爭力，普洱市已有更多的有機茶園替代常規(guī)茶園。但是多數(shù)茶園由于長期使用化肥或肥料使用單一，造成土壤結(jié)構(gòu)破壞，土壤有機質(zhì)含量降低，致使茶葉品質(zhì)下降，茶農(nóng)收入降低。目前農(nóng)戶使用的有機肥主要來自養(yǎng)殖場的禽畜糞便和作物的枯枝殘葉，但這樣的有機肥往往含有Zn、Cu、As等重金屬，長期施用會造成重金屬污染，進而影響到茶葉品質(zhì)的安全。生物有機肥是有益微生物菌群與有機肥結(jié)合形成的新型、高效、安全的肥料，是當(dāng)前農(nóng)業(yè)和生產(chǎn)綠色食品的重要肥料種類。李慶康等[1]、李巨[2]、俞燎遠等[3]、韋靜峰等[4]研究表明，生物有機肥可以促進茶樹生長，改善鮮葉品質(zhì)，生物有機肥兼具微生物肥料與有機肥料的雙重特點，具有明顯改土培肥和增產(chǎn)提質(zhì)的作用。“中翼鼎東植物精華液”生物有機肥由云南中翼鼎東投資集團有限公司生產(chǎn)，是一種棕黃色液態(tài)天然有機營養(yǎng)劑，含有豐富的有機礦物質(zhì)，該精華液是一種源自深埋土壤中6500萬年前的第3紀遠古植物，其中包括數(shù)10萬種被子植物及豐富的裸子植物、松柏類提取的精華液，內(nèi)含成分豐富，對各類植物均能有效吸收，并且能在極短的時間內(nèi)將微量元素、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化而被作物吸收利用，長期施用可改良土壤，提高作物產(chǎn)量。在茶園中使用后，茶葉品質(zhì)提升，產(chǎn)量增加。

1 材料與方法

1.1 試驗地情況

試驗地與對照均在云南省普洱茶樹良種場有機茶園，茶園自然生態(tài)環(huán)境良好，環(huán)境空氣質(zhì)量符合GB 3095標(biāo)準(zhǔn)，灌溉水質(zhì)符合GB 5084標(biāo)準(zhǔn)，土壤環(huán)境質(zhì)量符合GB 15618標(biāo)準(zhǔn)。該茶園為山地紅壤，面積98.67hm2；土壤理化性狀為pH4.9，有機質(zhì)28.5g·kg-1，全氮1780.0mg·kg-1，全磷133.5mg·kg-1，全鉀0.84g·kg-1。

1.2 供試材料

試驗茶樹品種與對照均為國家級茶樹品種“云抗10號”，樹齡為33齡。

1.3 試驗方法

試驗處理為A：噴施中翼鼎東植物精華液；CK：噴清水處理。為使試驗數(shù)據(jù)誤差縮小，按照大田生產(chǎn)，擴大試驗區(qū)及對照面積，使試驗區(qū)鮮葉數(shù)量達到正常加工的需要，試驗區(qū)A茶園面積與CK對照區(qū)茶園面積均為966.67m2，試驗區(qū)與對照區(qū)呈橫向排列[5]。

夏茶噴施中翼鼎東植物精華液時間段為2019年6月18日—7月18日，共噴施3次；秋茶噴施時間段為2019年9月12日—10月12日，共噴施3次，2個時間段中間隔期為15d。每次噴施液濃度均為500倍液；對照區(qū)(CK)則噴施等量清水，同期同法進行。

1.4 試驗時間

試驗時間為2019年6月18日—11月20日；2019年6月18日開始噴施，10月12日結(jié)束噴施。2019年夏茶開始進行調(diào)查和測算，直至11月20日采摘期結(jié)束。

1.5 調(diào)查方法

用100cm×100cm方框即1m2對各試驗區(qū)梅花型5點進行取樣，采摘標(biāo)準(zhǔn)為1芽1葉，測試發(fā)芽密度、百芽重(g)，從6月30日—11月20日根據(jù)發(fā)芽輪次，共重復(fù)調(diào)查3次，每次調(diào)查取樣5個點；1芽1葉鮮葉每667m2產(chǎn)量，即試驗區(qū)每667m2產(chǎn)量=試驗區(qū)全年產(chǎn)量÷試驗區(qū)面積，對照區(qū)每667m2產(chǎn)量=對照區(qū)全年產(chǎn)量÷對照區(qū)面積。

1.6 茶葉產(chǎn)品品質(zhì)鑒定及安全評價

分別制蒸青樣用于理化分析、感官審評和安全性檢測評價，依照歐盟法規(guī)(EC)No 396/2005農(nóng)殘最大殘留限量水平進行安全性測定。應(yīng)用恒重法、茚三酮比色法、酒石酸亞鐵比色法，測定樣品水浸出物、游離氨基酸、多酚；應(yīng)用實驗室建立的高效液相色譜法測定上述樣品的咖啡堿(CA)、兒茶素(C)、表兒茶素(EC)、表沒食子兒茶素(EGC)、沒食子兒茶素(GC)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、兒茶素沒食子酸酯(CG)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)、沒食子酸(GA)和1,4,6-O-沒食子?；?β-D-葡萄糖(GG)含量。應(yīng)用實驗室建立的高效液相色譜法測定18種氨基酸即天門冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、絲氨酸(Ser)、谷氨酰胺(Gln)、組氨酸(His)、甘氨酸(Gly)、蘇氨酸(Thr)、精氨酸(Arg)、丙氨酸(Ala)、茶氨酸(Thean)、賴氨酸(Lys)、γ-氨基丁酸(GABA)、甲硫氨酸(Met)、纈氨酸(Val)、色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)、異亮氨酸(Ile)和亮氨酸(Leu)含量。

1.7 經(jīng)濟效益分析

每667m2鮮葉產(chǎn)量乘以當(dāng)時試驗的鮮葉價格后，扣去各處理的成本來計算經(jīng)濟效益，詳細看表5。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥處理對新稍生長的影響

施用中翼鼎東植物精華液有機肥的處理與對照相比，夏、秋茶新稍長勢強、發(fā)芽密度大、發(fā)芽輪次多、發(fā)芽整齊，光澤性好，持嫩性增強，與對照差異顯著；百芽重處理A比對照CK增1.3%，這與處理新稍長勢強有密切關(guān)系；發(fā)芽密度處理A比對照CK增17.66%，發(fā)芽輪次比對照多2輪，差異顯著。從采摘的樣品直觀看，對照的芽葉相對嫩些，處理的葉片顏色偏油綠[6]。

表1 各處理區(qū)茶樹發(fā)芽密度、1芽3葉初展百芽重比較

2.2 施肥處理對茶葉產(chǎn)量的影響

試驗處理的產(chǎn)量與對照差異顯著，施用中翼鼎東植物精華液有機肥的處理A夏、秋茶1芽1葉鮮葉產(chǎn)量266.90kg·667m-2,對照CK鮮葉產(chǎn)量245.24kg·667m-2，比對照增產(chǎn)15.49%。

2.3 施肥處理對茶葉產(chǎn)品品質(zhì)影響及安全評價

2.3.1 茶葉理化成分分析評價

測定發(fā)現(xiàn)與對照相比，實驗組A的多酚、游離氨基酸、水浸出物含量升高；實驗組的咖啡堿、5個兒茶素單體包括兒茶素(C)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、沒食子兒茶素沒食子酸(GCG)含量顯著上升(p<0.05)；實驗組的丙氨酸(Ala)、精氨酸(Arg)、天冬氨酸(Asp)、異亮氨酸(Ile)、苯丙氨酸(Phe)、絲氨酸(Ser)、蘇氨酸(Thr)、茶氨酸含量顯著上升(p<0.05)。審評發(fā)現(xiàn)實驗組茶樣香氣嫩香持久、滋味鮮爽回甘，而對照組茶樣香氣為栗香持久、滋味為鮮甜；比較而言，實驗茶樣比對照組滋味更鮮爽，這與其氨基酸含量更高有關(guān)。實驗組A的茶樣編號為S，對照組的茶樣編號為D1。

2.3.1.1 水浸出物、游離氨基酸、可溶性糖和茶多酚含量

分別取茶樣2份，按照方法提取測定，每個提取測定2次，各樣品的水浸出物、游離氨基酸、和茶多酚含量見圖1。由圖1可知，經(jīng)過實驗處理后多酚、游離氨基酸、水浸出物無顯著差異(p>0.05)。

圖1 茶樣水浸出物、游離氨基酸、茶多酚含量

表2 試驗處理區(qū)鮮葉產(chǎn)量比較

2.3.1.2 兒茶素、咖啡堿含量

各樣品兒茶素測定色譜見圖2，各樣品平均含量見圖3。由圖可知，實驗處理后C、ECG、EGCG、GCG含量顯著上升(p<0.05)，其它含量無顯著變化。

圖2 兒茶素、咖啡堿測定高效液相色譜圖

圖3 各樣品咖啡堿兒茶素含量

2.3.1.3 氨基酸含量

各樣品氨基酸單體測定色譜圖見圖4～6，各樣品平均含量見圖7、8。測定發(fā)現(xiàn)經(jīng)過處理丙氨酸(Ala)、精氨酸(Arg)、天冬氨酸(Asp)、異亮氨酸(Ile)、苯丙氨酸(Phe)、絲氨酸(Ser)、蘇氨酸(Thr)、茶氨酸含量顯著上升(p<0.05)。

圖4 16個氨基酸單體高效液相色譜圖

圖5 γ-氨基丁酸測定高效液相色譜圖

圖6 茶氨酸測定高效液相色譜圖

圖7 各樣品氨基酸含量

圖8 茶氨酸、GABA含量

2.3.1.4 聚類分析

以歐式距離的平方為不同類別數(shù)據(jù)點間距離(相似度)的計算準(zhǔn)則，以組間平均連接法為組群的合并準(zhǔn)則，對實驗組和對照組各4個茶樣進行聚類分析，結(jié)果見圖9。在35歐氏距離處，可將8個茶樣聚為2類，D-1、D-2、D-3和D-4聚為一類，S-1、S-2、S-3和S-4聚為第2類。從聚類結(jié)果看，在施用中翼鼎東植物精華液生物有機肥后，品質(zhì)成分變化較顯著，能夠各自聚為一類，說明該有機肥可明顯改善茶樹品質(zhì)。

圖9 施用有機肥前后茶樣品質(zhì)成分聚類樹狀圖

2.3.2 茶葉感官審評

審評發(fā)現(xiàn)，實驗組湯色淺綠明亮清澈、香氣嫩香持久、滋味鮮爽回甘；而對照組茶樣綠湯色黃明亮清澈、香氣為栗香持久、滋味為鮮甜，見表3。比較而言，實驗茶樣比對照組滋味更鮮爽，這與其氨基酸含量更高有關(guān)。

表3 兩組茶樣感官審評結(jié)果表

圖10 茶樣感官審評圖

2.3.3 依照歐盟法規(guī)(EC)No 396/2005農(nóng)殘最大殘留限量水平進行安全性測定

通過噴施后茶葉產(chǎn)品送樣檢測，由圖11可知，檢測結(jié)果符合歐盟法規(guī)(EC)No 396/2005農(nóng)殘最大殘留限量水平，證明該精華液是安全的生物有機肥，可在有機茶園中使用。

圖11 依照歐盟法規(guī)(EC)No 396/2005農(nóng)殘最大殘留限量水平測定結(jié)果

2.4 中翼鼎東植物精華液對茶園土壤改良效果

分別對試驗對照、噴施中翼鼎東植物精華液土壤進行取樣分析，結(jié)果見表4。試驗區(qū)土壤全氮、全鉀、有機質(zhì)含量增加較多，茶園土壤肥力增強；噴施精華液后加強了茶樹對磷的吸收，從而降低了全磷的含量。

表4 噴施前后土壤分析檢測結(jié)果

2.5 施肥處理的經(jīng)濟效益

由于試驗處理的夏秋茶每667m2產(chǎn)量增加顯著，從表5可以看出扣除肥料及人工成本，試驗處理A比對照新增利潤達603.2元·667m-2，經(jīng)濟效益顯著。

表5 試驗處理及對照夏秋茶經(jīng)濟效益

3 小結(jié)與展望

試驗結(jié)果表明，施用中翼鼎東植物精華液生物有機肥的處理A與對照CK相比，夏、秋茶新稍長勢強、發(fā)芽密度大、整齊，光澤性好，鮮葉持嫩性增強，鮮葉產(chǎn)量顯著增加；試驗茶的多酚、游離氨基酸含量增加；實驗組的咖啡堿、5個兒茶素單體包括表實驗樣兒茶素(C)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、沒食子兒茶素沒食子酸(GCG)含量顯著上升(p<0.05)；實驗組的丙氨酸(Ala)、精氨酸(Arg)、天冬氨酸(Asp)、異亮氨酸(Ile)、苯丙氨酸(Phe)、絲氨酸(Ser)、蘇氨酸(Thr)、茶氨酸含量顯著上升(p<0.05)。審評發(fā)現(xiàn),實驗組茶樣香氣嫩香持久、滋味鮮爽回甘，而對照組茶樣香氣為栗香持久、滋味為鮮甜；比較而言，實驗茶樣比對照組滋味更鮮爽，這與其氨基酸含量更高有關(guān)。通過內(nèi)含成分分析及感官審評發(fā)現(xiàn)，噴施精華液的茶園，茶葉品質(zhì)得到了顯著提升。由于產(chǎn)量增加、茶葉品質(zhì)提升，茶農(nóng)夏秋茶可新增利潤達603.2元·667m-2，經(jīng)濟效益顯著。

該肥噴施后經(jīng)過安全性檢測分析評價，可以在有機茶園中使用，對土壤的改良效果極好，土壤中全氮含量增加34.78%、全鉀含量增加41.67%、有機質(zhì)含量增加52.98%，噴施后還能促進茶樹對磷的吸收。施用后補充了有機茶園缺鉀元素的問題，使茶園土壤有機質(zhì)含量顯著增加，達到高產(chǎn)茶園所需的有機質(zhì)，從而使茶園高產(chǎn)。

通過本試驗，認為中翼鼎東植物精華液生物有機肥可以作為云南有機茶園的有機肥源之一供選擇施用，能在極短的時間內(nèi)被作物吸收利用，長期施用可改良茶園土壤，增加土壤的肥力，提升茶葉產(chǎn)量及品質(zhì)，增加茶農(nóng)收入，在云南有機茶園肥料選擇中具有較高的推廣價值，也為生物有機肥在有機茶園中使用效果提供數(shù)據(jù)支撐。