綠肥替代對(duì)安化茶園土壤肥力與茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

摘 要：有機(jī)養(yǎng)分替代是化肥減量和茶葉提質(zhì)增效的重要措施。通過連續(xù) 5 a的茶園田間試驗(yàn)，研究了綠肥替代50%化肥對(duì)安化茶園茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力的影響。結(jié)果表明：與傳統(tǒng)施肥模式相比，綠肥替代模式隨著施用年限的增加春茶和夏茶產(chǎn)量先降低后增加 ；連續(xù)5 a的試驗(yàn)中綠肥替代模式均可顯著增加茶葉氨基酸含量，增加幅度為7.49%～84.92%，可降低茶多酚的含量，降低幅度為4.16%～22.73%，可降低茶葉酚氨比值0.34～6.72。綠肥替代模式下，茶園土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀指標(biāo)分別以每年0.048個(gè)單位、1.391 g/kg、0.045 g/kg、3.836 mg/kg、12.020 mg/kg和2.914 mg/kg的速率增長(zhǎng)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，綠肥替代化肥是安化茶園茶葉提質(zhì)增效、減少化肥施用、茶園土壤質(zhì)量保育等行之有效的有機(jī)培肥管理措施，可用于大面積優(yōu)質(zhì)茶葉的生產(chǎn)過程。

關(guān)鍵詞：綠肥替代；化肥減量；茶園地力；茶葉品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S482.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2023）07-00057-05

Abstract：Applying green manure is an important way to reduce the amount of chemical fertilizer and improve the quality of tea. The effects of replacing 50 % chemical fertilizer with green manure on tea yield and quality and soil fertility in the tea garden of Anhua County were studied by field experiments for five consecutive years. The results showed that compared with the traditional fertilization， in the 5-consecutive-year green manure treatment， the yield of spring tea and summer tea decreased first and then increased with the increase of application years; the amino acid content of tea was significantly increased by 7.49%-84.92%， the content of tea polyphenols was decreased by 4.16%-22.73 %， and the ratio of tea polyphenols to amino acids was decreased by 0.34-6.72; the soil pH， organic matter， total nitrogen， alkali-hydrolyzable nitrogen， available phosphorus， and available potassium levels in the tea garden increased yearly at rates of 0.048 units， 1.391 g/kg， 0.045 g/kg， 3.836 mg/kg， 12.020 mg/kg and 2.914 mg/kg， respectively. In conclusion， green manure instead of chemical fertilizer is an effective measure to improve the quality of tea， reduce the amount of chemical fertilizer application， and improve the soil quality of tea garden in Anhua County， which can be extended to the production of high-quality tea in more areas.

Key words：green manure substitution; fertilizer reduction; soil fertility of tea garden; tea quality

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2017年出臺(tái)《開展果菜茶有機(jī)肥替代化肥行動(dòng)方案》等多種形式的茶園化肥減施增效技術(shù)方案，旨在以有機(jī)肥替代化肥促進(jìn)資源的持續(xù)循環(huán)利用，緩解經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)保之間的矛盾，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展[1]。湖南安化是全國十大重點(diǎn)產(chǎn)茶縣、全國黑茶原產(chǎn)地，黑茶產(chǎn)量位列全國第一。其中，“安化黑茶”“安化紅茶”“安化松針”等公共品牌響譽(yù)全球。安化黑茶品種優(yōu)良、口感純正是安化縣最重要的經(jīng)濟(jì)作物，也是支撐安化縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源。但傳統(tǒng)的茶園存在偏施化肥、有機(jī)肥施用量不足、施肥方式落后等現(xiàn)象，導(dǎo)致茶園養(yǎng)分流失、化肥利用率低、茶園地力和茶葉品質(zhì)下降等問題。減少化肥施用，增加綠肥、畜禽糞肥、餅肥、生物有機(jī)肥等有機(jī)肥的施用是改善土壤質(zhì)量、提升作物品質(zhì)的常用方法[2-3]。但現(xiàn)階段綠肥替代化肥在茶園管理中還缺乏系統(tǒng)的研究和有力的數(shù)據(jù)支撐。因此，項(xiàng)目組研究連續(xù)5 a研究“綠肥＋有機(jī)肥＋配方肥”模式對(duì)茶樹的芽茶密度、百芽質(zhì)量、茶葉品質(zhì)、茶園土壤理化性質(zhì)的影響，為綠肥替代化肥在安化茶園的茶葉提質(zhì)增效、減少化肥施用、茶園土壤質(zhì)量保育培育中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概述

試驗(yàn)地位于湖南省益陽市安化縣，縣域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫16.2℃，無霜期長(zhǎng)達(dá)275 d，日照時(shí)長(zhǎng)1 335.8 h，降水量達(dá)1 706.1 mm。2017年10月至2022年10月選擇海撥相同、耕地地力相近、培管水平一致的馬路鎮(zhèn)七仙洞村（湖南千秋界茶業(yè)有限公司）、江南鎮(zhèn)馬路新村（湖南華萊生物科技有限公司）、小淹鎮(zhèn)聯(lián)盟村“鈞澤源”有機(jī)生態(tài)茶園（湖南白沙溪茶廠股份有限公司）這3個(gè)基地的幼齡茶園進(jìn)行試驗(yàn)，供試土壤理化性質(zhì)見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在3個(gè)基地分別設(shè)置傳統(tǒng)施肥和綠肥替代2個(gè)施肥模式。每個(gè)基地每個(gè)模式設(shè)置5個(gè)重復(fù)，小區(qū)面積為33 m2，共計(jì)30個(gè)小區(qū)，隨機(jī)排列。

1.2.1 傳統(tǒng)施肥模式 冬季基施商品有機(jī)肥150 kg/667m2（有機(jī)質(zhì)含量≥45%，氮磷鉀養(yǎng)分含量≥5%，湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司）；每年9—10月基肥茶葉專用配方肥（18-6-6）100 kg/667m2，3—5月追肥茶葉專用配方肥（18-6-6）50 kg/667m2。

1.2.2 “綠肥＋有機(jī)肥＋配方肥”綠肥替代模式 冬季種植“紫云英、肥田蘿卜、油肥1號(hào)”等冬季綠肥，夏季種植“茶肥1號(hào)”等夏季綠肥。冬季綠肥第二年3—4月，人工或機(jī)械刈割綠肥，覆蓋于茶園或翻壓深埋；夏季綠肥于7月中旬開始至10月下旬連續(xù)割青3次翻埋茶園行間。周年綠肥產(chǎn)量平均為3 220 kg/667m2，替代化肥50%，其余冬季基施商品有機(jī)肥150 kg/667m2、追施茶葉專用配方肥（18-6-6）75 kg/667m2，施肥時(shí)間與傳統(tǒng)施肥模式一致。

1.3 茶葉產(chǎn)量與品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定方法

1.3.1 茶葉產(chǎn)量測(cè)定 2018年為采收的第一年，春茶采摘時(shí)間為每年的3月上旬—4月中旬，采摘標(biāo)準(zhǔn)為一芽一葉和一芽二葉。夏茶采摘時(shí)間為每年的4月下旬—6月中旬，采摘標(biāo)準(zhǔn)為一芽三葉至一芽四葉，青梗，茶葉枝梢長(zhǎng)10～14 cm。小區(qū)單采單收，換算667 m2的產(chǎn)量。

1.3.2 百芽質(zhì)量計(jì)算 各處理區(qū)內(nèi)分別隨機(jī)取3個(gè)點(diǎn)采摘100個(gè)一芽一葉或一芽二葉，稱量計(jì)算平均值。

1.3.3 茶芽密度記錄 各小區(qū)隨機(jī)采摘1 m2 內(nèi)的芽頭，記錄芽頭個(gè)數(shù)。

1.3.4 茶葉內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)測(cè)定 采摘一芽二葉鮮葉，經(jīng)100℃蒸汽殺青固樣，80℃干燥后磨細(xì)，供茶葉品質(zhì)內(nèi)含物的測(cè)定使用。咖啡堿采用GB/T 8312—2013紫外分光光度法測(cè)定[4]。氨基酸采用GB/T 8314—2013茚三酮比色法測(cè)定[5]。茶多酚采用GB/T 8313—2018酒石酸亞鐵比色法測(cè)定[6]。水浸出物采用GB/T 8305—2013差重法測(cè)定[7]。酚氨比為茶多酚含量與氨基酸含量的比值。

1.4 土壤樣品采集與指標(biāo)測(cè)定

每年茶葉采摘后用多年混合法采集土壤樣品，經(jīng)風(fēng)干過篩后測(cè)定土壤各項(xiàng)指標(biāo)。使用pH計(jì)測(cè)定土壤pH值；用重鉻酸鉀容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量；參照NY/T53—1987土壤全氮測(cè)定法（半微量開氏法）測(cè)定全氮含量；用堿解蒸餾法測(cè)定堿解氮含量；參照LY/T 1232—2015森林土壤有效磷的測(cè)定中的鉬藍(lán)比色法測(cè)定有效磷含量；參照LY/T 1234—2015森林土壤速效鉀的測(cè)定乙酸銨浸提-火焰亮度法測(cè)定速效鉀含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2021軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與畫圖，使用IBM SPSS Statistics 23軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。利用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)采用 P＜0.05水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠肥替代對(duì)茶葉產(chǎn)量的影響

如圖1所示，安化茶園春茶平均產(chǎn)量（圖1a）在150.2～157.0 kg/667m2間波動(dòng)，在第一年（2018年）綠肥替代模式與傳統(tǒng)施肥模式相比平均產(chǎn)量低4.5 kg/667m2，降低幅度為2.85%，T檢驗(yàn)未達(dá)顯著水平，隨著綠肥替代模式的延長(zhǎng)從第二年（2019年）開始春茶平均產(chǎn)量大于傳統(tǒng)施肥模式，增高幅度在0.08%～2.85%，2021年增加幅度最大，未達(dá)顯著水平。安化茶園夏茶平均產(chǎn)量（圖1b）在1 069～1 145 kg/667m2間波動(dòng)，綠肥替代模式與傳統(tǒng)施肥模式相比夏茶平均產(chǎn)量變化趨勢(shì)與春茶平均產(chǎn)量變化趨勢(shì)一致，表現(xiàn)為先降低后升高的趨勢(shì)，綠肥替代模式的前三年（2018年、2019年和2020年）夏茶平均產(chǎn)量比傳統(tǒng)施肥模式低，其中2018年降低幅度最大達(dá)6.8%，T檢驗(yàn)達(dá)顯著水平（P＜0.05）。從2021年開始綠肥替代模式夏茶平均產(chǎn)量超過傳統(tǒng)施肥模式，2021年和2022年增加幅度分別為1.2%、2.0%，未達(dá)顯著水平。

2.2 綠肥替代對(duì)茶葉產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)的影響

百芽質(zhì)量和芽茶密度是茶葉產(chǎn)量的構(gòu)成指標(biāo)，對(duì)產(chǎn)量有一定影響。由圖2a可知，綠肥替代模式對(duì)茶芽密度無顯著影響，數(shù)值在不同年限中與傳統(tǒng)施肥模式相比呈波動(dòng)狀態(tài)，變化幅度在－6.50%～4.11%間，其中2018年降低幅度最大，2021年增加幅度最大。由圖2b可知，茶葉的百芽質(zhì)量在246.6～269.9 g之間，綠肥替代模式與傳統(tǒng)施肥模式相比均能降低百芽質(zhì)量，其中2018年降低幅度（－8.39%）達(dá)顯著水平，其他年份無顯著影響。

2.3 綠肥替代對(duì)茶葉內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)的影響

茶多酚、游離氨基酸、水浸出物、咖啡堿等物質(zhì)含量是茶葉內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)的重要指標(biāo)，與茶葉的色、香、味息息相關(guān)，是決定茶湯濃度的主要物質(zhì)組成[7-10]。由表2可知，茶綠肥替代模式與傳統(tǒng)施肥模式相比，對(duì)茶葉咖啡堿、茶多酚、游離氨基酸、水浸出物、酚氨比均存在顯著影響?？Х葔A在感官上是一種苦味物質(zhì)，能促使中樞神經(jīng)興奮、振奮精神、增進(jìn)思維、提高效率。由表2可知，咖啡堿含量在4.35%～4.92%間，隨著年限的增加，綠肥替代模式茶葉咖啡堿含量有降低趨勢(shì)，傳統(tǒng)施肥模式咖啡堿含量呈增加趨勢(shì)。其中，與傳統(tǒng)施肥模式相比，綠肥替代模式茶葉咖啡堿含量2018年顯著增加，隨后2019—2020年呈增加趨勢(shì)但不顯著，到2021—2022年呈現(xiàn)顯著降低趨勢(shì)。茶多酚是茶葉中多酚類化合物的總稱，是內(nèi)含成分及功能性成分的主體[11]，感官上呈苦澀味。氨基酸是構(gòu)成茶葉滋味的重要組成部分，能夠提升茶葉的鮮味，中和茶多酚的澀味，是茶葉鮮爽滋味的主要原因[8]。茶多酚與氨基酸的比值（酚氨比）越低，茶葉品質(zhì)越高。從研究結(jié)果綜合來看，茶葉氨基酸含量在1.99%～4.19%間，茶多酚的含量在16.86%～22.97%間，酚氨比在4.02～11.54間。與傳統(tǒng)施肥模式相比，綠肥替代模式在連續(xù)5 a的試驗(yàn)中均可顯著增加茶葉氨基酸含量，增加幅度為7.49%～84.92%；除去2019和2020年，綠肥替代模式能降低茶多酚的含量，降低幅度為4.16%～22.73%；綠肥替代模式能降低茶葉酚氨比值0.34～6.72。水浸出物的主要成分有茶多酚、氨基酸、咖啡堿、水溶性果膠、可溶糖、可溶蛋白、水溶色素、維生素和無機(jī)鹽等[12]。在采收的第一年，綠肥替代模式（32.27%）與傳統(tǒng)施肥模式（38.89%）相比顯著降低茶葉水浸出物含量，隨著綠肥替代模式年限的增加，水浸出物含量有增加趨勢(shì)，到2022年與傳統(tǒng)施肥模式相比綠肥替代模式同樣顯著增加茶葉水浸出物含量。

2.4 綠肥替代對(duì)茶園土壤肥力的影響

茶園土壤是茶樹生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，茶園土壤肥力與茶樹生長(zhǎng)密切相關(guān)。2018—2022年不同施肥模式對(duì)茶園土壤養(yǎng)分的影響如圖3所示，與傳統(tǒng)施肥模式相比綠肥替代模式在培肥茶園肥力上表現(xiàn)出較大潛力，隨著施用年限的增加，傳統(tǒng)施肥模式的pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均呈下降趨勢(shì)，綠肥替代模式的各項(xiàng)指標(biāo)則呈上升趨勢(shì)。通過擬合分析可知（表3），綠肥替代模式下，茶園土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速

效鉀指標(biāo)分別以每年0.048個(gè)單位、1.391 g/kg、0.045 g/kg、3.836 mg/kg、12.020 mg/kg和2.914 mg/kg的速率增長(zhǎng)，表明綠肥替代模式是培育和保育茶園土壤肥力的有效措施。

3 討論與結(jié)論

研究結(jié)果表明，綠肥替代模式2018年的春茶產(chǎn)量和前三年（2018年、2019年和2020年）的夏茶平均產(chǎn)量比傳統(tǒng)施肥模式略有降低，尤其是2018年的夏茶產(chǎn)量顯著降低6.8%，這可能是由于當(dāng)前模式下綠肥替代的50%化肥量，綠肥等有機(jī)物料供應(yīng)養(yǎng)分需經(jīng)過微生物礦化后，可能導(dǎo)致當(dāng)季土壤養(yǎng)分供應(yīng)延遲，進(jìn)而使得前期茶葉產(chǎn)量降低。綠肥替代模式的春茶和夏茶產(chǎn)量分別從2019年和2021年開始超過傳統(tǒng)施肥模式，這是因?yàn)橥ㄟ^前期綠肥、有機(jī)肥的疊加效應(yīng)，增加了土壤有機(jī)質(zhì)的來源，有利于土壤有機(jī)質(zhì)的積累以及土壤有效養(yǎng)分含量的增加，進(jìn)而增加茶葉產(chǎn)量。

前人研究表明施用餅肥、豬糞、牛糞、生物有機(jī)肥等有機(jī)肥可以增加茶葉的內(nèi)在化學(xué)品質(zhì)[9-13]，通過試驗(yàn)得知，綠肥替代化肥也可以增加茶葉氨基酸含量，降低茶多酚的含量，增加茶葉酚氨比，提升茶葉品質(zhì)，同時(shí)還能改善茶園土壤養(yǎng)分，這主要是由于一方面綠肥為土壤提供有機(jī)碳源增加微生物活性，促進(jìn)土壤有機(jī)碳和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，提高土壤養(yǎng)分含量，研究結(jié)果表明綠肥替代模式下，茶園土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀指標(biāo)分別以每年0.048個(gè)單位、1.391 g/kg、0.045 g/kg、3.836 mg/kg、12.020 mg/kg和2.914 mg/kg的速率增長(zhǎng)；另一方面，綠肥種植處理可以減少茶園土壤有效養(yǎng)分的淋溶和徑流遷移[14-16]，提升茶園生態(tài)效應(yīng)，促使茶樹對(duì)養(yǎng)分吸收的增強(qiáng)，進(jìn)而改善茶葉品質(zhì)及培肥地力。

綜上所述，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，綠肥替代化肥是安化茶園茶葉提質(zhì)增效、減少化肥施用、茶園土壤質(zhì)量保育等行之有效的有機(jī)培肥管理措施，可用于大面積優(yōu)質(zhì)茶葉的生產(chǎn)。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）