毛平生等
摘 要 2011~2012年,開展了人工撒施、機械旋耕和機械犁耕3種施肥方式對茶樹養分和鮮葉品種相關成分的影響研究。試驗設10個處理,對成熟葉葉綠素、氮、磷、鉀以及春茶一芽二葉品質相關成分進行分析。結果表明:機械雙側旋耕2個處理的春茶一芽二葉品質成分含量較其它處理高,人工撒施對新梢品質成分含量較其他處理都低,不施肥的3個處理茶葉酚氨比最高,其中機械中間犁耕處理茶葉酚氨比較低;施肥方式對茶葉成熟葉葉綠素、主要礦質元素含量影響不明顯。
關鍵詞 茶園管理 ;施肥方式 ;茶葉品質
分類號 S571.1
Abstract We studied on the artificial fertilization, fertilizer and machinery mechanical rotary tillage plough fertilization in three ways, with 10 different fertilization treatments on tea quality in tea garden during 2011 to 2012. The contents of mature leaf chlorophyll, nitrogen, phosphorus, potassium and spring a bud and two leaves were analyzed quality ingredients. We analyzed the contents of mature leaf chlorophyll, nitrogen, phosphorus, potassium and quality ingredients of a bud and two leaves in spring. The results showed that the amounts of quality ingredients in spring tea shoots from the mechanical bilateral rotary plowing fertilizations were the highest; otherwise, the mount was the lowest in the shoots sampled from the manual fertilization. The ratios of tea polyphenols to ammonia from the samples of three treatments without fertilization were on the top; and the ratios from the mechanical intermediate plowing fertilizations were low relatively. The effect of fertilization methods on the contents of chlorophyll and main mineral element in mature tea leaves were not obvious.
Keywords tea garden management ; fertilization ; tea quality
隨著中國經濟的不斷發展,茶葉生產尤其是名優茶的發展加快,給茶葉生產者帶來顯著的收益。茶葉生產是一個典型的勞動密集型產業。近幾年來,由于農村勞動力不斷涌向城市,導致農村勞動力越來越少,茶園管理粗放,嚴重影響茶產業可持續發展。為解決勞動力短缺問題,茶園機械開始應用。在茶園施肥方面,以往多數側重于不同施肥量、肥料品種研究[1-4],很少涉及不同施肥方式比較研究,特別是不同施肥方式對茶樹養分和茶鮮葉品質的影響。為緩解農村勞動力的壓力,降低生產成本,茶園耕作機械化是今后的發展方向。近年來,茶園中耕機研制取得很大的進展,南京農機所研制出SC-12型和3CG-45型茶園管理機。本研究利用該機械進行施肥試驗,以期為茶園肥料合理施用以及解決機械施肥技術提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 材料
試驗于2011年9月至2012年6月在浙江省紹興縣御茶村茶業有限公司茶園(緯度29°59.257,經度120°41.667,海拔高度36 m)進行。供試茶園為7年生藪北種,雙行條栽,大行距為1.8 m,小行距為50 cm,株距30 cm,長勢整齊。試驗土壤為紅壤,其基本理化性狀為:pH 3.67,有機質34.7 g/kg,速效磷229.5 mg/kg,速效鉀144.0 mg/kg,全氮1.3 g/kg。試驗區屬中、北亞熱帶季風氣候過渡地帶,季風氣候顯著,四季分明,雨量充沛,日照豐富,濕潤溫和。試驗中無干旱、無洪澇,2012年上半年下雨較多。
供試機械設備及分析儀器:SC-12型和3CG-45型茶園管理機(南京農機所),ICAP-6000型電熱耦合等離子體光譜儀(美國賽默飛世爾公司),vario MAX CN元素分析儀(德國元素分析系統公司),UV-2550紫外可見分光光度計(日本島津),MINOLTA SPAD-502葉綠素計(柯尼卡美能達控股株式會社)。
1.2 方法
1.2.1 試驗設計
設10個處理,其中3個對照,7個施肥處理:T1,人工在茶行中間表面撒施;T2,人工在茶行中間開溝施肥,深10 cm ;T3,機械在茶行中間旋耕施肥,深10 cm;T4,機械在茶行中間犁耕施肥,深10 cm;T5,機械在茶行中間犁耕施肥,深20 cm;T6,機械在茶行中間雙側旋耕施肥,深10 cm;T7,機械在茶行中間雙側旋耕施肥,深20 cm;T8,旋耕,深10 cm,不施肥;T9,中間犁耕,深10 cm,不施肥;T10,雙側旋耕,深10 cm,不施肥。每3行為1個處理,中間的1行為取樣區,兩邊為保護行。小區每行長60 m,行寬1.8 m,總面積為3 348 m2,采用隨機區組排列,重復4次。供試肥料為硫酸鉀型復合肥(芬蘭凱拉米尼國際化肥集團有限公司),N、P2O5、K2O含量都為15%,施用量為600 kg/hm2。肥料于2011年9月26日施入,2012年6月試驗結束。試驗期間不另外施肥和翻耕。endprint
1.2.2 樣品采集
取樣時間:成熟茶葉取樣分別于2011年10月17日、2011年12月22日和2012年3月13日,茶葉新梢取樣在2012年4月19日。新梢樣取一芽二葉,微波殺青、干燥,磨成茶葉粉末,分析品質成分,即氨基酸、茶多酚和咖啡堿。成熟葉片測定葉綠素(SPAD-520),然后直接用微波干燥,磨成茶葉粉末后分析全N、P、K含量。
1.2.3 分析測定
全P和K:稱取0.200 0g茶葉粉末,在高溫爐中灼燒成灰后,用1 mL 6 mol/L的鹽酸溶解,定容到25 mL,用ICAP-6000型電熱耦合等離子體光譜儀分析。成熟葉全N:稱0.020 0g茶葉粉末,用vario MAX CN元素分析儀測定。成熟葉葉綠素SPAD值用MINOLTA SPAD-502測定[7]。新梢中茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿含量按GB 8313-2012、GB 8314-2012、GB 8312-2012方法測定。
1.2.4 數據分析
數據處理用(平均值±標準偏差)表示。方差分析用數理統計軟件SPSS16.0,處理間平均數比較采用最小顯著差數法(LSD)。
2 結果與分析
2.1 不同施肥方式對茶葉成熟葉養分含量的影響
對不同取樣時間茶葉成熟葉主要礦質元素含量測定結果(表1)表明:不同處理對2011年冬季茶樹成熟葉N、P、K元素含量影響不顯著;施肥各處理對2012年春季成熟葉中N、K元素含量有一定影響,而對P元素含量依然沒有多大影響;2012年春季成熟葉N含量T7(機械雙側旋耕施肥深20 cm)最高,T5(機械中間犁耕深20 cm)、3個不施肥(T8、T9、T10)處理次之,T1(撒施)、T2(溝施)、T3(機械旋耕)、T4(機械中間犁耕深10 cm)、T6(機械雙側旋耕施肥深10 cm)最低。其中T7(機械雙側旋耕施肥深20 cm)與T1(撒施)、T2(溝施)、T3(機械旋耕)、T4(機械中間犁耕深10 cm)、T6(機械雙側旋耕施肥深10 cm)處理間差異達顯著水平。成熟葉K含量T4(機械中間犁耕深10 cm)、T6(機械雙側旋耕施肥深10 cm)處理顯著高于T1(撒施)處理。
SPAD值是通過葉片對2種波長光吸收之間的差異來確定葉綠素的含量,其測定結果是一個反映植物葉片中葉綠素含量的相對值[8]。表1分析表明,2011年冬季茶葉成熟葉SPAD值T1(撒施)處理最高,與T3(機械旋耕施肥)、T7(機械雙側旋耕施肥深20 cm)、3個不施肥處理(T8、T9、T10)間差異達顯著水平;各處理對2012年春季茶葉成熟葉SPAD值影響不大。可能與春季葉綠素含量在成熟葉與嫩葉之間轉移相關。
2.2 不同施肥方式對春茶鮮葉品質相關成分的影響
由圖1可知,機械雙側旋耕處理(T6、T7)和3個不施肥處理(T8、T9、T10)的茶樹新梢茶多酚、咖啡堿含量較高,且顯著高于其它處理;氨基酸含量以T6處理(機械雙側旋耕施肥深10 cm)、T7處理(機械雙側旋耕施肥深20 cm)較高;T1處理(人工撒施)對茶葉化學成分含量的提高較其它處理都低;從酚氨比來看,各處理間酚氨比差并不顯著。機械雙側旋耕處理下茶樹鮮葉主要化學成分含量較高,且酚氨比也較適中,說明該處理有利于茶鮮葉品質相關成分形成。
3 討論與結論
本研究結果表明,不同施肥處理下冬季成熟葉N、K養分含量無顯著差異,春季含量表現出一定的累積趨勢,可能原因有:(1)冬季的氣溫較低,剛經過雨水較多的秋季,不同施肥方式并沒有優勢;(2)試驗地底肥較足或施肥時間不久,環境對茶樹影響較大。
成熟葉中P含量在冬季和春季都沒有明顯差異。本試驗中施肥方式對茶葉成熟葉磷素的吸收和積累影響不大,可能原因是取樣小區磷素較足(速效磷229.5 mg/kg),原有肥力能夠充分滿足茶樹葉片生長發育對P的需求,在P素相對飽和情況下,不同施肥方式影響不大,同時施肥是一個長期的過程,需后續進一步研究。
葉綠素含量以T1(人工撒施)最高,不施肥處理最低。施氮能提高葉綠素含量,但影響葉綠素含量的因素有很多,如修剪、溫度、光照、營養等。因此,不同施肥方式葉綠素含量變化的影響因素有待進一步研究。
茶多酚、氨基酸和咖啡堿等生化成分的高低是衡量茶鮮葉品質的物質基礎,酚氨比是衡量茶鮮葉品質的重要指標[9]。茶葉中氨基酸、咖啡堿、茶多酚含量較高且組成比例適中,茶鮮葉質量較好。本研究結果表明,機械雙側旋耕處理的茶葉化學成分含量較高,且酚氨比適中,有利于茶鮮葉品質相關成分的形成。肥料通過機械旋耕施入后,土壤被打碎,可以增強土壤對養分中化學離子的吸附作用,特別是對銨離子的吸附,減少硝化作用和反硝化作用造成氮素損失,還可減少肥料與空氣的接觸面,降低氨揮發,使肥效緩、穩、長。機械雙側旋耕施肥通過改善土壤硝態氮、銨態氮、以及總無機氮含量,促進根系生長,改善茶樹生理機能,從而促進了茶鮮葉品質相關成分形成。機械中間犁耕施肥方式茶葉化學成份較低,酚氨比低,不施肥處理茶多酚含量過高,酚氨比高,不利于茶鮮葉品質相關成分形成[10]。
參考文獻
[1] 林新堅,黃東風,李衛華,等. 施肥模式對茶葉產量、營養累積及土壤肥力的影響[J]. 中國生態農業學報,2012,20(2):151-157.
[2] 何孝延,陳泉賓. 優質高效的茶葉施肥原理與應用[J]. 茶葉科學技術,2005(2):1-3.
[3] 宇萬太,姜子紹,馬 強,等. 不同施肥制度對作物產量及土壤磷素肥力的影響[J]. 中國生態農業學報,2009,17(5):885-889.
[4] 吳 洵. 有機茶生產必須十分重視茶園綠肥[J]. 中國茶葉,2010,32(5):31.
[5] 阮建云,吳 洵,石元值,等. 中國典型茶區養分投入與施肥效應[J]. 土壤肥料,2001(5):9-13.
[6] Chapman P J, Williams B L, Hawkins A. Influence of temperature and vegetation cover on soluble inorganic and organic nitrogen in a spodosol[J]. Soil Biology Biochemistry, 2001, 33(7-8): 1 113-1 121.
[7] 李合生. 植物生理生化實驗原理和技術[M]. 北京:高等教育出版社,2000.endprint
1.2.2 樣品采集
取樣時間:成熟茶葉取樣分別于2011年10月17日、2011年12月22日和2012年3月13日,茶葉新梢取樣在2012年4月19日。新梢樣取一芽二葉,微波殺青、干燥,磨成茶葉粉末,分析品質成分,即氨基酸、茶多酚和咖啡堿。成熟葉片測定葉綠素(SPAD-520),然后直接用微波干燥,磨成茶葉粉末后分析全N、P、K含量。
1.2.3 分析測定
全P和K:稱取0.200 0g茶葉粉末,在高溫爐中灼燒成灰后,用1 mL 6 mol/L的鹽酸溶解,定容到25 mL,用ICAP-6000型電熱耦合等離子體光譜儀分析。成熟葉全N:稱0.020 0g茶葉粉末,用vario MAX CN元素分析儀測定。成熟葉葉綠素SPAD值用MINOLTA SPAD-502測定[7]。新梢中茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿含量按GB 8313-2012、GB 8314-2012、GB 8312-2012方法測定。
1.2.4 數據分析
數據處理用(平均值±標準偏差)表示。方差分析用數理統計軟件SPSS16.0,處理間平均數比較采用最小顯著差數法(LSD)。
2 結果與分析
2.1 不同施肥方式對茶葉成熟葉養分含量的影響
對不同取樣時間茶葉成熟葉主要礦質元素含量測定結果(表1)表明:不同處理對2011年冬季茶樹成熟葉N、P、K元素含量影響不顯著;施肥各處理對2012年春季成熟葉中N、K元素含量有一定影響,而對P元素含量依然沒有多大影響;2012年春季成熟葉N含量T7(機械雙側旋耕施肥深20 cm)最高,T5(機械中間犁耕深20 cm)、3個不施肥(T8、T9、T10)處理次之,T1(撒施)、T2(溝施)、T3(機械旋耕)、T4(機械中間犁耕深10 cm)、T6(機械雙側旋耕施肥深10 cm)最低。其中T7(機械雙側旋耕施肥深20 cm)與T1(撒施)、T2(溝施)、T3(機械旋耕)、T4(機械中間犁耕深10 cm)、T6(機械雙側旋耕施肥深10 cm)處理間差異達顯著水平。成熟葉K含量T4(機械中間犁耕深10 cm)、T6(機械雙側旋耕施肥深10 cm)處理顯著高于T1(撒施)處理。
SPAD值是通過葉片對2種波長光吸收之間的差異來確定葉綠素的含量,其測定結果是一個反映植物葉片中葉綠素含量的相對值[8]。表1分析表明,2011年冬季茶葉成熟葉SPAD值T1(撒施)處理最高,與T3(機械旋耕施肥)、T7(機械雙側旋耕施肥深20 cm)、3個不施肥處理(T8、T9、T10)間差異達顯著水平;各處理對2012年春季茶葉成熟葉SPAD值影響不大。可能與春季葉綠素含量在成熟葉與嫩葉之間轉移相關。
2.2 不同施肥方式對春茶鮮葉品質相關成分的影響
由圖1可知,機械雙側旋耕處理(T6、T7)和3個不施肥處理(T8、T9、T10)的茶樹新梢茶多酚、咖啡堿含量較高,且顯著高于其它處理;氨基酸含量以T6處理(機械雙側旋耕施肥深10 cm)、T7處理(機械雙側旋耕施肥深20 cm)較高;T1處理(人工撒施)對茶葉化學成分含量的提高較其它處理都低;從酚氨比來看,各處理間酚氨比差并不顯著。機械雙側旋耕處理下茶樹鮮葉主要化學成分含量較高,且酚氨比也較適中,說明該處理有利于茶鮮葉品質相關成分形成。
3 討論與結論
本研究結果表明,不同施肥處理下冬季成熟葉N、K養分含量無顯著差異,春季含量表現出一定的累積趨勢,可能原因有:(1)冬季的氣溫較低,剛經過雨水較多的秋季,不同施肥方式并沒有優勢;(2)試驗地底肥較足或施肥時間不久,環境對茶樹影響較大。
成熟葉中P含量在冬季和春季都沒有明顯差異。本試驗中施肥方式對茶葉成熟葉磷素的吸收和積累影響不大,可能原因是取樣小區磷素較足(速效磷229.5 mg/kg),原有肥力能夠充分滿足茶樹葉片生長發育對P的需求,在P素相對飽和情況下,不同施肥方式影響不大,同時施肥是一個長期的過程,需后續進一步研究。
葉綠素含量以T1(人工撒施)最高,不施肥處理最低。施氮能提高葉綠素含量,但影響葉綠素含量的因素有很多,如修剪、溫度、光照、營養等。因此,不同施肥方式葉綠素含量變化的影響因素有待進一步研究。
茶多酚、氨基酸和咖啡堿等生化成分的高低是衡量茶鮮葉品質的物質基礎,酚氨比是衡量茶鮮葉品質的重要指標[9]。茶葉中氨基酸、咖啡堿、茶多酚含量較高且組成比例適中,茶鮮葉質量較好。本研究結果表明,機械雙側旋耕處理的茶葉化學成分含量較高,且酚氨比適中,有利于茶鮮葉品質相關成分的形成。肥料通過機械旋耕施入后,土壤被打碎,可以增強土壤對養分中化學離子的吸附作用,特別是對銨離子的吸附,減少硝化作用和反硝化作用造成氮素損失,還可減少肥料與空氣的接觸面,降低氨揮發,使肥效緩、穩、長。機械雙側旋耕施肥通過改善土壤硝態氮、銨態氮、以及總無機氮含量,促進根系生長,改善茶樹生理機能,從而促進了茶鮮葉品質相關成分形成。機械中間犁耕施肥方式茶葉化學成份較低,酚氨比低,不施肥處理茶多酚含量過高,酚氨比高,不利于茶鮮葉品質相關成分形成[10]。
參考文獻
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[7] 李合生. 植物生理生化實驗原理和技術[M]. 北京:高等教育出版社,2000.endprint
1.2.2 樣品采集
取樣時間:成熟茶葉取樣分別于2011年10月17日、2011年12月22日和2012年3月13日,茶葉新梢取樣在2012年4月19日。新梢樣取一芽二葉,微波殺青、干燥,磨成茶葉粉末,分析品質成分,即氨基酸、茶多酚和咖啡堿。成熟葉片測定葉綠素(SPAD-520),然后直接用微波干燥,磨成茶葉粉末后分析全N、P、K含量。
1.2.3 分析測定
全P和K:稱取0.200 0g茶葉粉末,在高溫爐中灼燒成灰后,用1 mL 6 mol/L的鹽酸溶解,定容到25 mL,用ICAP-6000型電熱耦合等離子體光譜儀分析。成熟葉全N:稱0.020 0g茶葉粉末,用vario MAX CN元素分析儀測定。成熟葉葉綠素SPAD值用MINOLTA SPAD-502測定[7]。新梢中茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿含量按GB 8313-2012、GB 8314-2012、GB 8312-2012方法測定。
1.2.4 數據分析
數據處理用(平均值±標準偏差)表示。方差分析用數理統計軟件SPSS16.0,處理間平均數比較采用最小顯著差數法(LSD)。
2 結果與分析
2.1 不同施肥方式對茶葉成熟葉養分含量的影響
對不同取樣時間茶葉成熟葉主要礦質元素含量測定結果(表1)表明:不同處理對2011年冬季茶樹成熟葉N、P、K元素含量影響不顯著;施肥各處理對2012年春季成熟葉中N、K元素含量有一定影響,而對P元素含量依然沒有多大影響;2012年春季成熟葉N含量T7(機械雙側旋耕施肥深20 cm)最高,T5(機械中間犁耕深20 cm)、3個不施肥(T8、T9、T10)處理次之,T1(撒施)、T2(溝施)、T3(機械旋耕)、T4(機械中間犁耕深10 cm)、T6(機械雙側旋耕施肥深10 cm)最低。其中T7(機械雙側旋耕施肥深20 cm)與T1(撒施)、T2(溝施)、T3(機械旋耕)、T4(機械中間犁耕深10 cm)、T6(機械雙側旋耕施肥深10 cm)處理間差異達顯著水平。成熟葉K含量T4(機械中間犁耕深10 cm)、T6(機械雙側旋耕施肥深10 cm)處理顯著高于T1(撒施)處理。
SPAD值是通過葉片對2種波長光吸收之間的差異來確定葉綠素的含量,其測定結果是一個反映植物葉片中葉綠素含量的相對值[8]。表1分析表明,2011年冬季茶葉成熟葉SPAD值T1(撒施)處理最高,與T3(機械旋耕施肥)、T7(機械雙側旋耕施肥深20 cm)、3個不施肥處理(T8、T9、T10)間差異達顯著水平;各處理對2012年春季茶葉成熟葉SPAD值影響不大。可能與春季葉綠素含量在成熟葉與嫩葉之間轉移相關。
2.2 不同施肥方式對春茶鮮葉品質相關成分的影響
由圖1可知,機械雙側旋耕處理(T6、T7)和3個不施肥處理(T8、T9、T10)的茶樹新梢茶多酚、咖啡堿含量較高,且顯著高于其它處理;氨基酸含量以T6處理(機械雙側旋耕施肥深10 cm)、T7處理(機械雙側旋耕施肥深20 cm)較高;T1處理(人工撒施)對茶葉化學成分含量的提高較其它處理都低;從酚氨比來看,各處理間酚氨比差并不顯著。機械雙側旋耕處理下茶樹鮮葉主要化學成分含量較高,且酚氨比也較適中,說明該處理有利于茶鮮葉品質相關成分形成。
3 討論與結論
本研究結果表明,不同施肥處理下冬季成熟葉N、K養分含量無顯著差異,春季含量表現出一定的累積趨勢,可能原因有:(1)冬季的氣溫較低,剛經過雨水較多的秋季,不同施肥方式并沒有優勢;(2)試驗地底肥較足或施肥時間不久,環境對茶樹影響較大。
成熟葉中P含量在冬季和春季都沒有明顯差異。本試驗中施肥方式對茶葉成熟葉磷素的吸收和積累影響不大,可能原因是取樣小區磷素較足(速效磷229.5 mg/kg),原有肥力能夠充分滿足茶樹葉片生長發育對P的需求,在P素相對飽和情況下,不同施肥方式影響不大,同時施肥是一個長期的過程,需后續進一步研究。
葉綠素含量以T1(人工撒施)最高,不施肥處理最低。施氮能提高葉綠素含量,但影響葉綠素含量的因素有很多,如修剪、溫度、光照、營養等。因此,不同施肥方式葉綠素含量變化的影響因素有待進一步研究。
茶多酚、氨基酸和咖啡堿等生化成分的高低是衡量茶鮮葉品質的物質基礎,酚氨比是衡量茶鮮葉品質的重要指標[9]。茶葉中氨基酸、咖啡堿、茶多酚含量較高且組成比例適中,茶鮮葉質量較好。本研究結果表明,機械雙側旋耕處理的茶葉化學成分含量較高,且酚氨比適中,有利于茶鮮葉品質相關成分的形成。肥料通過機械旋耕施入后,土壤被打碎,可以增強土壤對養分中化學離子的吸附作用,特別是對銨離子的吸附,減少硝化作用和反硝化作用造成氮素損失,還可減少肥料與空氣的接觸面,降低氨揮發,使肥效緩、穩、長。機械雙側旋耕施肥通過改善土壤硝態氮、銨態氮、以及總無機氮含量,促進根系生長,改善茶樹生理機能,從而促進了茶鮮葉品質相關成分形成。機械中間犁耕施肥方式茶葉化學成份較低,酚氨比低,不施肥處理茶多酚含量過高,酚氨比高,不利于茶鮮葉品質相關成分形成[10]。
參考文獻
[1] 林新堅,黃東風,李衛華,等. 施肥模式對茶葉產量、營養累積及土壤肥力的影響[J]. 中國生態農業學報,2012,20(2):151-157.
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[6] Chapman P J, Williams B L, Hawkins A. Influence of temperature and vegetation cover on soluble inorganic and organic nitrogen in a spodosol[J]. Soil Biology Biochemistry, 2001, 33(7-8): 1 113-1 121.
[7] 李合生. 植物生理生化實驗原理和技術[M]. 北京:高等教育出版社,2000.endprint