華南山地茶園有機肥高效施用模式

摘要：分析不同有機肥配施對茶園土壤肥力及茶葉品質的影響，為探索華南山地茶園有機肥高效施用模式，實現施肥效果和成本投入平衡并達到最佳經濟效益提供理論依據。采用田間試驗的方法，以廣東省梅州市梅縣茶園的金牡丹茶樹為研究對象，設置不施肥處理、商品有機肥處理、商品有機肥+豆粕處理、羊糞+豆粕處理等4個不同施肥模式，綜合分析不同有機肥配施對山地茶園土壤肥力及茶葉品質的影響，并比較不同有機肥配施的肥料農學效率和綜合經濟效益。結果表明，與不施肥處理相比，不同有機肥配施的土壤理化性質指標均呈現上升趨勢，其中商品有機肥+豆粕處理和羊糞+豆粕處理的土壤有機質含量顯著高于其他處理，分別達到19.45、18.37 g/kg，羊糞+豆粕處理的全氮含量顯著高于其他處理，達到0.97 g/kg（Plt;0.05）。與不施肥處理相比，不同有機肥配施的茶葉產量和品質均有一定程度的提高。其中，商品有機肥+豆粕處理的芽頭密度高于其他處理，茶葉產量顯著高于其他處理（Plt;0.05）。商品有機肥+豆粕處理的茶葉可溶性糖含量顯著高于其他處理，羊糞+豆粕處理的茶葉茶多酚含量高于其他處理。商品有機肥+豆粕處理的肥料農學效率顯著高于其他處理，與不施肥處理相比，商品有機肥+豆粕處理的綜合效益增加最多，增加11.98萬元/hm2，其次是羊糞+豆粕處理，增加4.34萬元/hm2。對華南山地茶園有機肥高效施用模式進行探究，發現羊糞+豆粕配施對茶園土壤改良及茶葉品質提升效果最佳，商品有機肥+豆粕配施的肥料農學效率和綜合經濟效益最高，單一施用商品有機肥的作用最小。因此，在華南山地茶園施肥中可以優先考慮商品有機肥+豆粕配施模式，對優化土壤理化性質和茶葉品質提升均有一定的促進作用，且肥料農學效率和綜合經濟效益均較高。

關鍵詞：茶樹；有機肥配施；土壤肥力；茶葉品質；山地茶園

中圖分類號：S571.106 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2023）22-0172-08

華南山地茶園土壤主要以磚紅壤和赤紅壤為主，高溫多雨的氣候條件導致土壤淋溶作用強，礦質養分流失速度快，化學肥料利用率較低，且在高檔有機茶園創建中不鼓勵使用化肥，因此有機肥是當地茶園種植中所施用的主要肥料之一［1-2］。普通有機肥在改善土壤理化性狀和提升茶葉品質方面的效果明顯，也可以進一步提升茶葉品質［3-5］。但是有機肥種類多樣，價格不一，分解轉化形式存在差異［6-8］，如何選擇和搭配才能獲得最佳的提升效果和經濟效益是當前山地茶園有機肥施用的難題。因此，探究華南山地茶園有機肥高效施用模式有利于實現施肥效果和成本投入的平衡，獲得最佳經濟效益，對茶園生產具有實際指導意義。眾多研究結果表明，施用有機肥是改良土壤，提升茶葉產量及品質的重要途徑之一，茶園中大多選擇商品有機肥、畜禽肥（如羊糞、牛糞等）和植物源肥料（如秸稈、豆粕、花生麩等）作為施用的主要肥料［5］。商品有機肥為工廠化生產，價格適中，但市場上商品有機肥在組成和性質上都存在較大的差異，對土壤和茶葉品質的影響程度不一［8］。田永等認為，不同商品有機肥對提高土壤肥力均有一定的效果，但對茶葉品質的提高效果并不顯著［9］。而李維等認為，施用商品有機肥后，春茶產量提高的效果顯著，滋味、香氣、湯色更有優勢，品質最優［10］。李正輝等認為，羊糞可顯著影響土壤真菌微生物群落結構，推動土壤腐殖化進程，更有利于作物吸收營養物質［11］。羊糞是一種弱堿性有機肥料，養分含量高，價格便宜，能有效改善土壤理化性質和生物環境［12］。豆粕屬于自然產物，在茶園中肥效相對較快，養分全面，供肥均衡，但是價格昂貴［8］。辛董董等認為，施用豆粕能顯著提高茶園土壤pH值和土壤肥力，顯著提高茶葉品質，減少茶湯苦澀味，滋味更甘醇、鮮爽［13］。選擇和搭配適合的有機肥種類是改善華南山地茶園土壤肥力和提高茶葉品質的關鍵。本研究采用田間試驗的方法，以廣東省梅州市梅縣茶園為例，探討分析華南山地茶園不同有機肥配施對土壤肥力以及茶葉品質的影響，并比較不同有機肥配施的綜合經濟效益，以期為華南山地茶園有機肥高效施用提供理論支持和技術指導，實現施肥效果和成本投入的平衡，達到最佳的經濟效益，進而推進華南山地茶產業的綠色可持續發展。

1 材料與方法

1.1 試驗區域概況

試驗于2016年12月至2021年4月在廣東省梅州市梅縣華銀茶園進行，試驗區位于24°23′52″N、116°23′45″E，海拔576.4 m，占地面積0.4 hm2（80 m×50 m），屬南亞熱帶季風氣候，年均氣溫21.3 ℃，年均日照時數1 874.2 h，年均降水量 1 528.5 mm，年均相對濕度77%，年均無霜期 306 d。試驗田土壤的pH值在4.0～5.0，屬于強酸性至酸性的紅壤；有機質含量處于中等水平；氮、磷、鉀的有效含量較低，其中速效鉀的缺乏程度最大，有效磷的缺乏程度次之，速效氮的缺乏程度最小。

1.2 試驗材料

供試茶樹品種為金牡丹，試驗開始時樹齡為5年。供試肥料有商品有機肥、豆粕和羊糞，均是從市場采購。商品有機肥、豆粕和羊糞的pH值及養分含量見表1。

1.3 試驗設計

本試驗始于2016年12月，肥料均作為基肥一次性施入，共設置4組不同有機肥配施處理，分別是不施肥處理、商品有機肥處理、商品有機肥+豆粕處理、羊糞+豆粕處理，每處理重復3次，具體試驗方案見表2。2016年12月采用深溝法進行第1次施肥，溝寬和溝深均為30 cm，開溝后將溝底土壤疏松后施入基肥，覆土后將土壤耙平，之后每年的12月均進行一次性施肥，施肥方法同上，持續施用5年，直至2021年4月進行樣品采集。

1.4 測定方法

1.4.1 樣品采集與產量測定

2021年4月對各試驗處理區進行采樣，茶葉采摘標準統一為1芽2葉。采用0.33 m×0.33 m的方框，計算芽頭密度并隨機選取100個芽頭，測量芽長和百芽質量。土壤樣品以不同試驗處理為依據劃分成4個取樣區，分別進行混合采樣，經風干過篩，用于測定土壤理化性質及土壤酶活性。茶葉樣品同樣以不同試驗處理為依據劃分成4個取樣區，分別進行混合采樣，放在80 ℃的烘箱中，烘干至恒質量，用高速萬能粉碎機將試樣粉碎，過0.149 mm篩，做好標記，待測。

1.4.2 分析方法

本試驗土壤理化性質各指標的測定：pH值、有機質含量、全氮含量、堿解氮含量、有效磷含量、速效鉀含量，具體測定方法主要參照文獻［14］；過氧化氫酶活性和蔗糖酶活性的測定主要參照文獻［15］。

本試驗茶葉品質各指標的測定：游離氨基酸總量、茶多酚含量、兒茶素類含量、咖啡堿含量、可溶性糖含量、水浸出物含量，具體測定方法主要參照文獻［16］。茶葉氮磷鉀含量的具體測定方法主要參照文獻［14］。

本研究中肥料農學效率為施肥處理和空白處理的茶鮮葉產量的差值與肥料純養分投入總量的比值。肥料偏生產力為施肥處理的茶鮮葉產量與肥料純養分投入總量的比值［17］。

1.5 統計分析

本研究試驗數據計算整理采用Microsoft Excel 2010進行，運用SPSS 25.0統計軟件對不同處理間的差異采用單因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncans多重比較進行數據分析，顯著性水平取0.05。利用R對土壤理化性質指標和茶葉品質指標進行主成分分析（principal component analysis，PCA）［18］。效益分析中茶葉產值采用2021年的統計數據，為530元/kg（忽略茶葉質量差異帶來的價格變化），采摘人工人本按照10元/kg，商品有機肥按照1 600元/t，豆粕按照5 000元/t，羊糞按照800元/t計算，綜合效益計算忽略茶葉加工、銷售及其他經營成本。

2 結果與分析

2.1 不同有機肥配施對土壤理化性質的影響

不同有機肥配施處理對茶園土壤理化性質的影響見圖1。T1、T2、T3與CK相比，土壤有機質、全氮、堿解氮含量均顯著增加（Plt;0.05，圖1）。T2處理的土壤有機質和速效鉀含量高于其他處理，土壤有機質含量達到19.45 g/kg，是CK處理的10倍以上（Plt;0.05，圖1-b）；與CK相比，土壤速效鉀含量增加了70.57 mg/kg，增幅超過100%（Plt;0.05，圖1-f）。T3處理的土壤全氮含量顯著高于其他處理（Plt;0.05，圖1-c），堿解氮含量顯著高于CK處理，但與其他有機肥配施處理的差異并不顯著（Pgt;0.05，圖1-d）。不同有機肥配施處理的土壤pH值和有效磷含量差異均不顯著（Pgt;0.05，圖1-a、圖1-e）。

2.2 不同有機肥配施對土壤微生物活性的影響

不同有機肥配施處理中土壤過氧化氫酶和蔗糖酶活性存在顯著差異（Plt;0.05，圖2）。T3處理的土壤過氧化氫酶活性最高，與CK相比，其活性顯著增加137.04%（Plt;0.05，圖2-a）。CK的土壤蔗糖酶活性低于其他處理，與T3處理差異顯著（Plt;0.05，圖2-b）。

2.3 不同有機肥配施對土壤理化性質及微生物活性的綜合評價

為綜合分析不同有機肥配施處理中土壤理化性質的差異，對不同有機肥配施處理的土壤理化性質進行主成分分析（圖3）。由主成分分析的空間分布圖（圖3-a）可知，第一主成分（PC1）貢獻率為61.6%，對第一主成分貢獻較大的指標主要有有機質含量、全氮含量、蔗糖酶活性、過氧化氫酶活性、堿解氮含量、pH值等；第二主成分（PC2）貢獻率為15.3%，對第二主成分貢獻較大的指標主要有有效磷含量等。第一主成分和第二主成分的累計方差貢獻率達到76.9%，基本可以反映不同有機肥配施處理中土壤理化性質差異的大部分信息，且受第一、第二主成分的綜合影響，各處理中的土壤理化性質差異顯著（P=0.001，圖3-b）。由主成分分析的綜合得分圖（圖3-b）可知，T3、T2、T1與CK相比，依次從第一主成分的正方向朝第一主成分的負方向偏移，根據各指標對第一主成分的貢獻率可見，有機肥配施處理的變化主要來源于有機質含量、全氮含量、pH值和堿解氮含量。在第二主成分的方向上，T2、T3與CK之間差異較小，而T1顯著偏向第二主成分負方向，對第二主成分負方向貢獻最大的指標是有效磷含量，可見有機肥配施處理對土壤有效磷的影響并不大。

2.4 不同有機肥配施對茶葉產量的影響

茶葉采摘標準統一為1芽2葉，茶青產量根據百芽質量和芽頭密度進行估算，全年采摘4季茶青。T2處理的芽頭密度高于其他處理，超過 300個/m2（圖4-a）。與CK相比，T1、T2和T3的百芽質量和茶青產量均有增加（圖4-b、圖4-c）。T2處理的茶青產量顯著高于其他處理（Plt;0.05，圖4-c）。

2.5 不同有機肥配施對茶葉品質成分的影響

不同有機肥配施處理對茶葉品質成分的影響以及不同有機肥配施處理中茶葉品質成分的差異見圖5。T1、T2與CK相比，茶葉水浸出物含量的差異均不顯著，而T3與CK相比，其含量顯著減少7.94%（Plt;0.05，圖5-a）。T2的可溶性糖含量顯著高于其他處理，達到3.69%（Plt;0.05，圖5-b）。

T1和T3的咖啡堿含量顯著高于CK處理，其含量分別增加10.07%、7.80%，但T2的咖啡堿含量與CK相比差異并不顯著（Pgt;0.05，圖5-c）。與CK相比，T1、T2、T3中的游離氨基酸、茶多酚含量和酚氨比差異均不顯著（Pgt;0.05，圖5-d、圖5-e、圖 5-f）。在不同有機肥配施處理的茶葉中均檢測出沒食子兒茶素（GC）、表兒茶素（EC）、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）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）。不同有機肥配施處理中的茶葉GC含量和EC含量差異均不顯著（Pgt;0.05，圖5-g、圖5-h）。與CK相比，T2中的茶葉EGCG和ECG含量分別顯著減少7.44%、13.09%（Plt;0.05，圖5-i、 圖5-k），T1和T3中的茶葉GCG含量分別顯著增加230.51%、208.41%（Plt;0.05，圖5-j）。

2.6 不同有機肥配施對茶葉產量及品質的綜合評價

為綜合分析不同有機肥配施處理中茶葉產量及品質的差異，對不同有機肥配施處理的茶葉產量

及品質進行主成分分析（圖5）。由主成分分析的空間分布圖（圖5-a）可知，第一主成分（PC1）貢獻率為45.3%，其中對第一主成分貢獻較大的指標主要有可溶性糖、咖啡堿、茶多酚、ECG、EGCG、GCG含量等；第二主成分（PC2）貢獻率為19.0%，對第二主成分貢獻較大的指標主要有水浸出物、游離氨基酸、GC含量等。第一主成分和第二主成分的累計方差貢獻率達到64.3%，基本可以反映不同有機肥配施處理中茶葉產量及品質差異的大部分信息，且受第一、第二主成分的綜合影響，各個處理中的茶葉產量及品質差異顯著（P=0.001，圖5-b）。由主成分分析的綜合得分圖（圖5-b）可知，與CK相比，T1偏向EGCG、ECG、茶多酚含量較高的方向，T2偏向可溶性糖、芽頭密度、茶青產量較高的方向，T3偏向GC、EC、GCG和游離氨基酸含量較高的方向。

2.7 不同有機肥配施對肥料農學效率及經濟效益的綜合分析

為綜合反映不同有機肥配施的效果，對不同有機肥配施處理的茶鮮葉養分吸收情況及肥料農學效率進行分析（表3）。T2的肥料農學效率顯著高于其他處理，與單施商品有機肥的T1相比，T2處理的農學效率提升最大，增幅超過6倍，其肥料偏生產力也顯著高于其他處理，增幅達到72.1%（Plt;0.05，表3）。由表4可知，T2和T3處理的茶葉產值均明顯高于不施肥處理。與CK相比，T1的茶葉產值增幅最低，僅提高2.54萬元/hm2；T2的茶葉產值增幅最高，達到17.90萬元/hm2。T2和T3的茶葉采摘人工成本明顯高于T1和CK。與CK相比，其他處理增加了施肥人工成本和肥料成本，T1、T2和T3的施肥人工成本一樣，但是T2的肥料成本明顯高于T1和T3處理。綜上，T2和T3處理的綜合效益與CK相比均有所提高，其中T2處理增加最多，增加11.98萬元/hm2，其次是T3處理，增加4.34萬元/hm2。

3 討論與結論

茶園施入有機肥可以增加土壤對酸的緩沖性能，減少土壤中可溶性鹽分的積累，提高土壤pH值，進而緩解茶園土壤酸化狀況，防止土壤酸化［19-20］，且有機肥也有助于茶園土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量的提高［21-22］。土壤有機質能夠提高土壤的保水保肥能力，促進植物根系對礦質養分的吸收［23］。因此，有機肥的施入能夠對茶園土壤的結構性狀等進行優化，綜合提高土壤肥力［24］。在本試驗的4個不同有機肥配施處理中，與不施肥處理相比，商品有機肥處理、商品有機肥+豆粕處理、羊糞+豆粕處理的各個土壤理化性質指標均呈現[CM（21]上升趨勢（圖1），但是商品有機肥+豆粕處理和羊糞+豆粕處理明顯偏向有機質含量、全氮含量、堿解氮含量、過氧化氫酶活性、蔗糖酶活性更高的方向（圖3），說明商品有機肥+豆粕處理和羊糞+豆粕處理對優化土壤理化性質的效果更佳，培肥土壤效果更顯著。姜利紅等認為，有機肥的施入對于提升土壤各養分含量具有明顯的作用［25-26］，而在茶園中施入有機肥還能通過改良土壤的理化性質，進而優化茶葉品質，提升茶葉產量［27-28］，本試驗的研究結果與之基本一致，均能起到優化土壤理化性質的作用，有助于培肥土壤。而部分土壤理化性質的優化效果不明顯，可能是因為有機肥本身存在質量問題，有機肥種類多，有機物的腐熟程度沒有明確的標準，檢測標準的不統一導致有機肥質量得不到充分的保障［29］。綜上，在優化土壤理化性質方面，3種不同有機肥配施處理均有一定的作用，均可用于培肥土壤，且商品有機肥+豆粕處理和羊糞+豆粕處理的效果較佳。

茶葉作為中國重要的經濟作物之一，其產量及品質廣受關注。而土壤的肥力條件間接影響茶葉的產量及品質成分含量。商品有機肥+豆粕處理中的芽頭密度和茶青產量均高于其他處理（圖4），這與郭龍等的研究結論基本一致［30］，說明施用有機肥可以提高茶葉產量。茶園施用有機肥可以通過改良土壤物理化學性質，進而優化茶葉的產量品質［31-33］。本試驗商品有機肥處理和羊糞+豆粕處理對于提高茶葉咖啡堿含量和GCG含量具有明顯的作用，商品有機肥+豆粕處理對于提高茶葉的可溶性糖含量具有明顯的作用（圖5）。Lei等認為，有機肥能夠改良茶園土壤，同時也能夠提高茶葉品質［33］，有機肥施用有利于茶葉水浸出物、茶多酚、氨基酸等品質成分含量的提高［7］，這與本試驗的研究結果基本一致。肥料農學效率可綜合體現施肥增產效果。商品有機肥+豆粕處理的肥料農學效率和肥料偏生產力顯著高于其他處理，與單施商品有機肥相比，其農學效率提升最大，增幅達到6倍以上（Plt;0.05，表3）。商品有機肥+豆粕處理的綜合經濟效益增幅也最高，增加達到11.98萬元/hm2，其次是羊糞+豆粕處理，增加4.34萬元/hm2（表4）。綜上，商品有機肥+豆粕配施和羊糞+豆粕配施在提升茶葉產量和品質上效果較佳，但商品有機肥+豆粕配施的肥料農學效率和綜合經濟效益最高。

在對華南山地茶園有機肥高效施用模式的探究中，羊糞+豆粕配施對茶園土壤改良及茶葉品質提升效果最佳，商品有機肥+豆粕配施的肥料農學效率和綜合經濟效益最高，單一施用商品有機肥的作用最小。因此，在之后的山地茶園施肥中可以優先考慮商品有機肥+豆粕配施模式，不僅對優化土壤理化性質和茶葉品質均有一定的促進作用，且肥料農學效率和綜合經濟效益高，但對商品有機肥的選擇要注意選擇正規優質的有機肥。

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收稿日期：2023-01-06

基金項目：廣東省梅州市科技計劃（編號：2021A0304010、2021A0305004）；廣東省農業科學院農業優勢產業學科團隊建設項目（編號：202125TD）；廣東省現代農業產業技術體系創新團隊項目（編號：2023KJ120）；現代農業產業技術體系建設專項（編號：CARS-19）。

作者簡介：崔瑩瑩（1994—），女，廣東河源人，碩士，研究實習員，主要從事茶樹生態栽培研究。E-mail：cuiyingying@gdaas.cn。

通信作者：周 波，博士，副研究員，主要從事茶樹生態栽培研究。E-mail：zhoubo@gdaas.cn。