不同中耕方式的效果及其對桂林毛尖茶園土壤理化性質的影響

張凌云，李姝毅，覃思思，蔣長劍，龍啟發，蘇 敏，劉初生，吳潛華

（廣西桂林茶葉科學研究所，廣西 桂林 541004）

桂林毛尖為綠茶類新創名茶，于20世紀80年代初創制成功，原產于桂林堯山腳下的廣西桂林茶葉研究所，是廣西名優綠茶之一。桂林毛尖主要采用桂綠1號、堯山秀綠、桂香18號、桂香22號等具有廣西桂林茶科所自主知識產權的優良茶樹品種的細嫩芽葉，以精細的工藝加工而成，其品質特征為：外形條形緊細勻直、顯峰毫、色澤翠綠，內質嫩香持久，滋味鮮醇回甘，于1989年獲廣西名茶稱號及農業部優質產品獎，1993年在泰國曼谷“1993年中國優質農產品及科技成果展覽會”獲金獎，并多次獲廣西名優茶評比金獎和茶王稱號。

為保證桂林毛尖品質，長期以來桂林毛尖生產茶園施放大量茶樹專用氨基酸有機肥、麩肥，以氮為主，兼顧磷、鉀、鎂、硫、微量元素和有機質，平衡營養元素供應，從內質上穩定并提高桂林毛尖的質量。近年來，桂林毛尖已成功實現由創制之初的純手工制作到全程機械化、清潔化、連續化加工生產，同時桂林毛尖茶園管理中的植保、灌溉、修剪作業也已基本實現機械化，這些環節的機械化應用大大促進了桂林毛尖的發展，降低了生產成本，提高了經濟效益。但目前茶園每年都要進行的行間除草、開溝、翻垡施肥等耕作作業仍需依靠體力消耗大且效率低的人工勞作，隨著近年來農村勞動力加快向二、三產業轉移，導致茶園生產勞動力越來越緊缺［1-3］，進而制約了桂林毛尖茶產業的可持續健康發展。因此，對不同的茶園耕作機作業效果及土壤理化性狀變化情況進行研究，探索適宜桂林毛尖茶園耕作的耕作機型，既可以為改善茶園耕作層結構、改良土壤理化性質提供理論依據，也有利于促進茶園耕作機械的普及和茶園機械化進程的加快。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地茶樹于20世紀90年代采用大行距1.5 m、小行距0.33 m、株距0.3 m的雙株雙行法種植，其生長已進入理論上的衰老期，由于氣候適宜、肥培管理條件得當、修剪臺刈及時等原因，目前茶樹長勢旺盛，產量、品質依舊很理想，針對茶園已明顯封行且樹勢較高，加上茶園之前預留的機械轉彎道較窄等問題，本試驗采用落合牌茶樹修剪機、鋤頭、鏟子等常用整地工具對試驗地茶行行走道、轉彎道、樹幅、樹高進行改造，便于開展試驗。

試驗使用的主要器材有手扶微耕機（賽易牌）、履帶拖拉機（鹽海-302Y型）、TYD-1型指針式土壤硬度（托普牌）、落合牌茶樹修剪機、環刀（100 cm3）、削土刀、游標卡尺、皮尺（100 m）、米尺、托盤天平（感量0.1 g）、電熱恒溫干燥箱。

1.2 試驗方法

試驗于 2017年9月20日在廣西桂林茶葉研究所內編號為2號地的平地茶園進行耕作作業，設不耕作對照、人工中耕（耕深15.2±1.5 cm）、賽易牌手扶微耕機中耕（耕深 15.5±1.2 cm）、鹽海-302Y型履帶拖拉機中耕（耕深15.8±1.1 cm ）4個處理，3次重復，小區面積667 m2。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 土樣采集及測定方法 于耕作后30 d（2017年10月20日）、60 d（11月19 日）、90 d（12月19日）、120 d（2018年1月18日）先后4次采用5點取樣法按照《土壤檢測 第四部分：土壤容重的測定》（NYY/T 1121.4-2006），采用環刀法采集土樣，測定表層土壤水分、容重等參數，計算土壤孔隙度，同時采用托普牌TYD-1型指針式土壤硬度計測定土壤硬度值。

土壤孔隙度（%）=〔1 -容重/比重〕×100（比重值取耕作常數2.65）

1.3.2 不同耕作方式的效率、成本及效果 分別對人工中耕、微耕機中耕、履帶拖拉機中耕的耕深、耕寬、土壤顆粒、效率、成本進行測定計算。

試驗數據利用Excel 2003軟件進行處理，利用SPSS 22.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 試驗地改造情況

由于試驗地茶樹封行情況及轉彎道的預留均不利于試驗開展，因此將茶行行走道寬度修剪為70 cm，轉彎道寬修整為250 cm，同時樹高、冠幅也進行了適度修剪（表1），使體積較大的履帶拖拉機（鹽海-302Y型）能在茶園順利開展作業。由此可知，對于擬開展機械化耕作的新建茶園來說，在茶園建設初期就要規劃好種植規格（特別是大行距）、道路建設、耕作模式、作業機具等的具體配置規劃，建議選擇平地或緩坡進行開墾，優先選擇無性系茶樹優良品種，采用180 cm以上大行距種植，同時主干道建設為3.0 m以上，支道2.0 m以上且茶園與四周山林、農田應設置隔離溝及排水溝為宜。

表1 廣西桂林茶科所機2號地改造情況

2.2 不同耕作方式的效果、效率、成本分析

由表2可知，不同耕作方式的效果以履帶拖拉機中耕最為穩定且效果最好。人工中耕在開溝寬度及碎土效果上存在不穩定的情況，其溝面寬幅達9.7～15.5 cm，溝底寬幅達5.6～12.9 cm，破碎的土壤顆粒最小為8.6 mm、最大為134.2 mm；而履帶拖拉機中耕的溝面寬穩定在25.2 cm，溝底寬穩定在24.3 cm，破碎的土壤顆粒較均勻，粒徑最小為5.7 mm、最大為56.3 mm。在耕作效率方面，從高到低依次為履帶拖拉機、手扶微耕機、人工中耕，其中履帶拖拉機的作業效率（1 hm2/d）為人工中耕的10倍。在耕作成本方面，從高到底依次為人工中耕、履帶拖拉機中耕、手扶微耕機中耕，其中人工中耕的成本為手扶微耕機的2.8倍。

表2 不同耕作方式的效果、效率、成本對比

2.3 不同耕作方式對土壤含水量的影響

由各中耕處理土壤含水量（圖1）可知，隨著耕作處理的時間逐漸變長，各處理表層土壤的含水量均依次呈下降態勢且在120 d達到最低值，分別為不中耕（CK）12.22%、人工中耕12.18%、手扶微耕機中耕12.26%、履帶拖拉機中耕12.30%；各中耕處理土壤含水量在處理30 d均顯著低于不中耕對照，而在處理60、90 d只略低于對照，差異不顯著，手扶微耕機、履帶拖拉機中耕處理120 d的土壤含水量略高于對照，差異也不顯著。各耕作處理的土壤水分較耕作前有不同程度的降低，但或許是耕作后土壤顆粒的結構變得更細微更具有保水能力，使得隨后的水分變化程度較不耕作對照更穩定更保水，具體原因還需要進一步的探討。

圖1 不同耕作方式對土壤含水量的影響

2.4 不同耕作方式對土壤容重、孔隙度的影響

由圖 2可知，各中耕處理的土壤容重在處理30、60、90、120 d均極顯著低于不中耕對照，而隨著耕作后時間的推移，各處理間的土壤容重均在逐步增加，在120 d時達到最大值，不中耕對照、人工中耕、手扶微耕機中耕、履帶拖拉機中耕的土壤容重依次為1.35、1.24、1.23、1.22 g/cm3。從圖3可以看出，各中耕處理的土壤孔隙度在處理30、60、90、120 d均極顯著高于不中耕對照，而隨著耕作后時間的推移，各處理間的土壤孔隙度均在逐步減少，在處理120 d達到最大值，不中耕對照、人工中耕、手扶微耕機中耕、履帶拖拉機中耕的土壤孔隙度依次為49.06%、53.21%、53.58%、53.96%。表明耕作能顯著改善土壤容重及孔隙度，但隨著時間推移，耕作后土壤容重會逐漸上升，相應的土壤孔隙度則會逐漸下降，這也印證了常年不耕作的土壤較易出現板結現象。

圖2 不同耕作方式對土壤容重的影響

圖3 不同耕作方式對土壤孔隙度的影響

2.5 不同耕作方式對土壤硬度的影響

由圖4可知，人工中耕、手扶微耕機中耕、履帶拖拉機中耕的土壤硬度值在處理30、60、90、120 d均極顯著低于不中耕對照，而隨著耕作后時間的推移，各處理間的土壤硬度值均在逐步增加，在處理120 d達到最大值不中耕對照、人工中耕、手扶微耕機中耕、履帶拖拉機中耕的土壤硬度值依次為23、15、15、14，說明耕作能極顯著地降低土壤的硬度值，而長時間不耕作會導致土壤硬度值逐漸升高從而造成土壤變緊實甚至板結硬化。

圖4 不同耕作方式對土壤硬度值的影響

3 結論與討論

良好的栽培技術是茶園高產優產的基礎，而茶園耕作又是栽培管理的重中之重［4-6］，本研究結果表明不同中耕方式均能顯著改善耕作層土壤的容重、孔隙度、硬度值，隨著中耕后時間的推移，土壤容重、硬度值均不同程度地逐漸上升、但均極顯著小于不中耕對照，孔隙度均不同程度地逐漸下降、但均極顯著大于不中耕對照；中耕后土壤的水分較中耕前有不同程度的降低，人工中耕、手扶微耕機中耕、履帶拖拉機中耕的土壤水分在60、90 d兩個時期略低于不中耕對照、但差異不顯著，這與向芬等［7］、宮亮等［8］、黃明等［9］的研究結果基本一致，手扶微耕機中耕、履帶拖拉機中耕后120 d的土壤含水量略高于不中耕對照、但差異不顯著，這或許是耕作后土壤顆粒的結構變得更細微更具有保水能力（具體原因還需要進一步的探討），使得隨后的水分變化程度較不耕作而言更穩定更保水，表明中耕能延緩茶園土壤理化性狀的改變，使土壤保持良好的保水透氣性，但若要茶園常年保持優良的土壤性狀則需要間隔4～6個月對茶園土壤中耕1次。茶園不同中耕方式在效果、效率、成本之間有較大的區別，其中履帶拖拉機（鹽海-302Y型）耕作效果最好且最穩定，且作業效率是人工耕作的10倍而成本只是人工耕作的0.39倍，但茶園需要滿足一些客觀條件（如立地條件、種植方式、茶行機械道、轉彎道的預留）方能順利開展機械化作業。建議擬開展機械化耕作的新建茶園應選擇平地或緩坡進行開墾，優先選擇無性系茶樹優良品種，采用180 cm以上大行距種植，同時主干道建設為3.0 m以上，支道2.0 m以上且茶園與四周山林、農田應設置隔離溝及排水溝為宜。

諸多研究［10-16］證明耕作結合覆蓋能改善土壤的理化性質，提高土壤的有效養分含量，提高作物的產量和品質。茶樹屬灌木或喬木，根系較深，每年適當中耕1次，結合回土覆蓋，有利于提高土壤的孔隙度、降低土壤容重和硬度，從而有利于保持土壤優良的物理性狀，使得土壤中茶樹根系對養分的吸收效率更高，促進茶樹地上部分的生長，保障茶葉品質。中耕時應考慮降水條件，防止水土流失，對土壤深厚、松軟、肥沃、樹冠覆蓋度大、病蟲草害少的茶園可適當減少耕作。

本研究表明采用手扶微耕機或履帶式拖拉機對桂林毛尖茶園進行機械耕作作業均是可行的，同時也為機械耕作在改善茶園耕作層結構、改良土壤理化性質上提供了理論依據，有利于桂林毛尖茶園機械耕作的普及和茶園機械化進程的加快。

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