噴施不同濃度海藻葉面肥對茶葉產量和品質的影響

王利民 陳詩平 黃東風

收稿日期：2023-10-26 ????????????修訂日期：2023-12-11

基金項目：福建省農業科學院對外合作項目（DWHZ-2022-20）、福建省科技計劃項目—省屬公益類科研院所基本科研專項（2022R1025001）、福建省農業科學院英才項目（YC2019006）、福建省農業科學院項目（CXTD2021012-2）

作者簡介：王利民，男，助理研究員，主要從事土壤改良和生態恢復研究，gb898@126.com。*通信作者：273544989@qq.com

摘要：研究不同濃度的海藻葉面肥（Organic-based biostimulant formulas，OBFs）噴施下茶青產量和品質的變化，為紅壤區茶樹高產優質栽培提供理論指導。在常規施肥的基礎上，以不噴施OBFs為對照（T0），在茶園設置5個OBFs葉面肥噴施體積分數0.33%、0.66%、0.99%、1.32%、1.65%，分別記為T1、T2、T3、T4、T5，研究噴施不同濃度OBFs對茶樹嫩葉吸收養分、以及茶產量與品質的影響。結果表明，噴施OBFs可以改善茶樹農藝性狀、促進嫩葉吸收養分和增產提質。與T0相比，T1、T2、T3、T4、T5處理茶青產量分別增加1.4、1.4、1.3、2.1、2.4倍（P<0.05）。隨著OBFs噴施濃度增加，茶青總生物堿、咖啡堿和氨基酸的含量先升后降。與T0相比，T1和T2處理茶青總生物堿分別增加9.6%和9.3%，咖啡堿分別增加9.3%和11.4%，氨基酸含量分別增加5.0%和12.4%（P<0.05）。此外，T1和T2處理下茶青氮含量分別增加5.5%和6.1%，磷含量分別增加19.9%和13.3%，鉀含量分別增加20.9%和10.0%；T1處理下茶青硅含量增加14.8%（P<0.05）。茶青產量與芽頭密度、百芽重、節間長、葉面積、葉綠素含量均顯著正相關；茶青咖啡堿、總生物堿與茶青氮、磷、鉀和硅含量呈顯著正相關，茶青非必需氨基酸、必需氨基酸含量與茶青氮、磷、鉀含量均有顯著的正相關關系。綜上所述，噴施OBFs可以提高茶青產量，其中以噴施1.65% OBFs茶青產量較高，噴施0.33%、0.66% OBFs可以提高茶樹嫩葉氮、磷、鉀和硅元素的含量，改善茶樹農藝性狀，實現茶青產量和品質的雙提升。

關鍵詞：海藻葉面肥；茶葉產量；品質；養分吸收

中圖分類號：S571.1；S146? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1000-369X（2024）01-053-09

Effects of Foliar Application of Different Concentrations of Organic-based Biostimulant Formulas on Yield and Quality of Tea （Camellia sinensis L.） in Red Soil Regions

WANG Limin， CHEN Shiping， HUANG Dongfeng*

Institute of Resources， Environment and Soil Fertilizer， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou 350013， China

Abstract： The purpose of this study was to evaluate the effect of different concentrations of organic-based biostimulant formulas （OBFs） on the yield and quality of tea （Camellia sinensis L.） in red soil regions. A field experiment was therefore conducted to investigate the nutrient uptake， yield， and quality of tea under different fertilization treatments. On the basis of conventional fertilization， foliar applications with the volume percentage concentration of OBFs including 0 （T0）， 0.33% （T1）， 0.66% （T2）， 0.99% （T3）， 1.32% （T4）， and 1.65% （T5） were set up. The results show that foliar application of OBFs improved agronomic characteristics， enhanced nutrient uptake of tea plants and improved the tea yield and quality. Compared with the T0 treatment， tea yield in the T1， T2， T3， T4 and T5 treatments increased by 1.4， 1.4， 1.3， 2.1 and 2.4 times， respectively （P<0.05）. In addition， as the concentrations of OBFs increased， the contents of total alkaloid， caffeine， and amino acids were first increased and then decreased. The contents of total alkaloid in the T1 and T2 treatments increased by 9.6% and 9.3%， caffeine increased by 9.3% and 11.4%， and amino acids increased by 5.0% and 12.4% in comparison with the T0 treatment， respectively （P<0.05）. Meanwhile， under T1 and T2 treatments， nitrogen （N） uptake of tea leaves increased by 5.5% and 6.1%， phosphorus （P） increased by 19.9% and 13.3% and potassium （K） increased by 20.9% and 10.0%， respectively （P<0.05）. Under T1 treatment， silicon （Si） increased by 14.8%. Furthermore， tea yield was positively correlated with bud density， 100-bud weight， leaf area and chlorophyll content. Meanwhile， the contents of total alkaloid and caffeine were positively related to N， P， K and Si contents in tea leaves， respectively. Similarly， there was a significant and positive relationship between N， P and K contents in tea leaves and the contents of amino acids and essential amino acids. Overall， foliar application with 1.65% OBFs could increase tea yield， while foliar application with 0.33% and 0.66% OBFs could promote N， P， K and Si uptake in tea leaves， improve agronomic characteristics， which is beneficial for tea yield and quality.

Keywords： organic-based biostimulant formulas， tea yield， quality， nutrient uptake

紅壤是我國重要的土壤資源，面積約為218萬km2，約占我國國土面積的22.7%[1]。該區域水熱資源豐富，雨熱同期，生產潛力巨大，是重要的茶葉產地[2]。但是，紅壤區茶園土壤存在很強的脫硅富鋁化作用，造成土壤部分營養元素易淋失，限制了農作物產量和品質的提升[3]。近年來，有關紅壤區農作物施肥的研究已成為各國學者關注的熱點[4-5]。

葉面肥具有用量少、吸收快、能夠避免與土壤直接接觸等特點，環境負作用小，且相對于土壤施肥更加便利，因此葉面噴施是一種較佳的肥料施用方式[6-8]。研究發現，施用葉面肥能顯著增加茶樹關鍵生育期植株氮、磷、鉀和硅的吸收量，并增強葉片光合生產力，提高茶葉產量[4]。楊淑清等[5]研究顯示，噴施500 mg?L-1的葉面肥（硅酸鈉，Na2SiO3·9H2O）可以顯著提高北方棕壤區春、夏、秋茶的百芽重和芽頭密度，春茶、夏茶、秋茶中游離氨基酸含量分別顯著提高17.5%、94.5%、15.1%，可溶性糖含量分別顯著提高2.7%、91.7%、3.3%；茶樹植株內硅含量分布遵循末端分布規律，即從根到莖葉逐漸增加。林珊等[9]研究表明，噴施1次茶葉多效肥后，南方紅黃壤區春茶芽頭密度增加8.6%～15.2%，百芽重增加10.0%～18.9%，鮮葉產量增加12.6%～18.5%，茶葉中的水浸出物、茶多酚、咖啡堿及游離氨基酸含量也顯著提高。綜上可知，噴施葉面肥對茶葉產量和品質的影響與土壤類型和肥料品種具有密切的關系。

本研究供試海藻葉面肥（Organic-based biostimulant formulas，OBFs）是國內首次從印度尼西亞引進的富含天然海藻硅的高端葉面肥。海藻提取物具有生物刺激素的功效，可以通過調節農作物的生理功能，促進農作物根系生長，并增強農作物的抗逆性，進而提升農作物的產量和品質[10-12]。目前，有關噴施OBFs對紅壤區主要農作物茶樹的茶葉產量和品質的影響及其機制尚不清楚。因此，本研究探討噴施不同濃度的OBFs對茶樹嫩梢吸收養分、以及茶青產量和品質的影響，旨在探尋茶樹上噴施OBFs適宜的濃度，為中國南方紅壤區茶園增產提質提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

茶園試驗位于福建省福州市晉安區宦溪鎮創新村（119°39′E，26°03′N）福建省堂香茶業股份有限公司北峰茶葉基地，土壤類型為山地紅壤。試驗前基礎土壤性狀：pH為4.58，有機質含量28.83 g?kg-1，全氮1.24 g?kg-1，全磷1.14 g?kg-1，全鉀19.51 g?kg-1，堿解氮143.18 mg?kg-1，有效磷68.79 mg?kg-1，速效鉀144.99 mg?kg-1，有效硅23.83 mg?kg-1。試驗區氣候類型屬于南亞熱帶季風濕潤氣候，平均海拔500 m，年均氣溫14.6～18.6 ℃，年均降雨量1 200～1 740 mm，年均日照時數約1 800 h，具有發展山區生態茶園得天獨厚的地域優勢。

1.2 試驗設計

供試OBFs從印度尼西亞生物技術和生物工業研究所引進，主要原料為天然海藻，pH為4.7、有機質含量82.4 g·L-1、全氮2.12 g·L-1、全磷0.73 g·L-1、全鉀0.77 g·L-1、全鈣0.07 g·L-1、全鎂0.14 g·L-1和二氧化硅187.50 g·L-1。試驗始于2022年12月，采用隨機區組設計，以當地常規施肥為基礎，葉面噴施液態OBFs的稀釋倍液，設置6個處理，分別為T0（噴施清水）、T1（噴施0.33% OBFs）、T2（噴施0.66% OBFs）、T3（噴施0.99% OBFs）、T4（噴施1.32% OBFs）、T5（噴施1.65% OBFs），每公頃噴施用量均為300 L。每個處理重復3次。在2022年12月溝施復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）525 kg?hm-2，2023年3月2日噴施海藻葉面肥1次。各小區面積為20 m2，供試茶樹品種為梅占，樹齡17 a。

1.3 樣品采集與處理

試驗前，在供試茶園通過五點采樣法，采集0～30 cm土層樣品約1.5 kg，剔除動植物殘體和石塊，混勻，風干后磨碎、過篩，用于分析基礎土壤化學性質。2023年4月14日，進行小區茶青測產，同時隨機稱取500 g茶青樣品，殺青、烘干、稱重、磨碎，密封保存，用于測定茶青品質。

1.4 測定項目與方法

土壤化學性質采用常規分析方法測定。土壤pH采用電位法測定，有機質采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定，全氮采用半微量凱氏法測定，水解氮采用堿解-擴散法測定，全磷采用氫氧化鈉堿熔-鉬銻抗比色法測定，有效磷采用0.03 mol·L-1氟化銨-0.025 mol·L-1鹽酸浸提法測定，全鉀采用氫氧化鈉堿熔-火焰光度法測定，速效鉀采用1 mol·L-1乙酸銨浸提-火焰光度法測定，有效硅采用硅鉬藍比色法測定[13-14]。

葉綠素、茶葉產量及產量性狀測定：春茶采摘期，每個小區選擇新梢頂端倒數第二片真葉，利用SPAD-502型手持便攜式葉綠素儀測定葉綠素相對含量（SPAD）。同時，測定新梢頂端倒數第二片真葉的長度和寬度，并通過橢圓公式計算葉片面積。隨機選取新梢頂端倒數第一片和第二片真葉，測量節間長度并記錄。每小區隨機選取3個樣方（0.12 m2），調查樣方內茶芽數，計算芽密度。每小區隨機采摘100個一芽二葉新梢，并稱重，測得百芽重。按一芽二葉標準采摘，記錄各處理小區茶青產量，計算得出每公頃茶青產量（kg?hm-2）。

茶青中礦質元素測定：茶青全氮采用凱氏法測定，全磷和全鉀利用電感耦合等離子體原子發射光譜法測定，全硅采用硅鉬藍比色法測定[13-14]。

茶青品質成分檢測：茶青灰分參照GB/T 5009.4—2016質量法測定，水浸出物含量參照GB/T 8305—2013水浴浸提烘干法測定，粗纖維參照GB/T 5009.10—2003范式洗滌法測定，單寧參照NY/T 1600—2008磷鉬酸-磷鎢酸比色法測定，多糖參照NY/T 1676—2023苯酚-硫酸比色法測定，水解氨基酸采用高效液相色譜-串聯質譜法測定，茶多酚參照GB/T 8313—2018福林酚比色法測定，咖啡堿參照GB/T 8312—2013紫外分光光度法測定，總生物堿參照酸性染料比色法測定[15]。

1.5 數據分析

數據采用SAS 8.02軟件進行單因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncans新復極差法多重比較，并進行相關性分析。其他統計分析采用Excel 2003軟件處理數據和作圖。圖表中數據為平均值±標準差（±SD）。

2 結果與分析

2.1 茶青產量和茶樹農藝性狀分析

不同用量OBFs噴施下茶青產量和茶樹農藝性狀的變化如圖1和表1所示。與T0相比，T1、T2、T3、T4和T5處理均表現出對茶樹農藝性狀指標（芽頭密度、百芽重、節間長和葉面積）有一定的改善效果，并提高茶青產量；其中，芽頭密度增幅為62.9%～98.2%、葉面積增幅為54.2%～79.8%，春季鮮茶青產量增幅為1.4～2.4倍，尤其是T5處理對茶樹農藝性狀指標的改善和增產效果最佳。綜上表明，噴施OBFs有利于改善茶樹農藝性狀，增加茶青產量。

2.2 茶青品質成分分析

不同用量OBFs噴施下茶青品質成分的變化如圖2和表2所示。隨著OBFs用量增加，茶青總生物堿和咖啡堿的含量先增加后降低，在T1和T2處理下較高；茶青的總生物堿和咖

啡堿含量分別增加2.6%～9.6%和2.5%～11.4%。另外，茶青非必需氨基酸和必需氨基酸含量也隨著OBFs用量增加呈先升高后降低的趨勢，且以T2處理較高。與T0相比，T2處理茶青非必需氨基酸和必需氨基酸含量分別顯著增加6.6%和21.8%（P<0.05）。表明噴施較低濃度的OBFs更有利于春茶中咖啡堿、總生物堿和氨基酸的積累，特別是苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、賴氨酸、脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸及精氨酸在T2處理茶青中增加量較顯著。然而，茶多酚含量在T1處理中最低，此時其氨基酸含量有所升高，這有助于茶葉呈現更加鮮爽的滋味。綜上可知，噴施較低濃度的OBFs可以使茶青品質更佳。

2.3 茶青養分吸收量分析

不同用量OBFs噴施下茶青養分吸收結果如圖3所示，茶樹嫩葉對氮素需求較多，其次是磷和鉀，而硅較少。T1和T2處理茶青中的氮和磷含量較高，與T0組相比，氮含量分別顯著增加5.5%和6.1%（P<0.05），磷含量分別顯著增加19.9%和13.3%（P<0.05）。T1處理茶青中的鉀和硅含量較高，其中鉀含量比T0顯著增加20.9%（P<0.05），硅含量顯著增加14.8%（P<0.05）。綜上表明，噴施較低濃度的OBFs有助于茶青氮、磷、鉀和硅的吸收。

2.4 茶樹嫩葉葉綠素含量分析

葉綠素是高等植物進行光合作用的一類綠色色素，其是光合作用的必要條件。不同用量OBFs噴施下茶樹嫩葉葉綠素含量的變化如圖4所示。隨著OBFs用量的增加，葉綠素含量總體呈上升趨勢，T5處理組茶樹嫩葉葉綠素含量比T0處理顯著提高131.5%（P<0.05），表明較高濃度的OBFs噴施有利于增加茶樹嫩葉葉綠素含量，進而增強茶樹光合作用。

2.5 茶青產量、品質與茶樹農藝性狀等相關性分析

不同用量OBFs噴施下茶青產量、品質與影響因素的皮爾遜相關系數如表3所示，茶青產量與芽頭密度、百芽重、節間長、葉面積、葉綠素含量均呈極顯著正相關（R0.01=0.589 7，n=18），表明茶樹農藝性狀改善和葉綠素含量增加有利于茶青增產。此外，茶青灰分含量與茶青氮、鉀、硅含量呈極顯著正相關，而與百

芽重、節間長呈極顯著負相關（R0.01=0.589 7，n=18）。茶青咖啡堿、總生物堿含量均與茶青氮、磷、鉀含量呈極顯著正相關（R0.01=0.589 7，n=18），與茶青硅含量呈顯著正相關（R0.05=0.468 3，n=18）。茶青非必需氨基酸、必需氨基酸含量均與茶青氮、磷、鉀含量有顯著的正相關關系（R0.05=0.468 3或R0.01=0.589 7，n=18）。綜上可知，紅壤區茶青氮、磷、鉀和硅含量與茶青咖啡堿和總生物堿含量均存在顯著正相關關系，而茶青氮、磷和鉀含量與水解氨基酸含量均存在顯著正相關關系。

3 討論

通過在紅壤區茶園噴施不同濃度的OBFs試驗表明，與T0相比，噴施不同濃度的OBFs處理均表現出對茶樹芽頭密度、百芽重、節間長和葉面積有一定的改良效果，并提高茶青產量。其中，T5處理茶樹農藝性狀改善和茶青增產的效果相對較佳。林珊等[9]研究表明，噴施1次葉面肥后，春茶發芽密度增加8.58%～15.24%，百芽重增加10.02%～18.86%，茶青產量增加12.59%～18.46%，與本研究結果相類似。作物中90%～95%的干物質來自于光合作用，其中光能的吸收、傳遞和轉化與葉綠素含量密切相關[16]。本研究表明，茶樹嫩葉葉綠素含量與茶青產量極顯著正相關。

光合作用對茶葉品質也具有重要的作用。葉面肥噴施一方面可以增加葉片葉綠素含量，另一方面也可以使植物體表面參與光合作用的細胞變成硅化細胞，從而增強光合作用，合成更多的有機物[5]。氨基酸是茶葉鮮爽滋味的主要來源，咖啡堿是茶葉中含量最高的一種生物堿，也是茶葉重要的滋味物質[17]。本研究顯示，與T0相比，T2處理能夠提高茶青內含生化成分的含量，其中咖啡堿、總生物堿和氨基酸含量的增加較為顯著。茶多酚在茶湯中主要呈現苦澀味，而氨基酸則是影響茶湯的鮮味，酚氨比是體現茶湯鮮爽度的重要指標[18]。本研究表明，噴施較低濃度OBFs的T1和T2處理可使茶青氨基酸含量升高，茶多酚含量降低，可使茶葉的鮮爽度提升。此外，噴施較低濃度的OBFs可以增加茶樹嫩葉營養元素吸收，有利于茶青內含生化成分的合成，進而提升茶青品質。茶樹吸收氮有利于促進其體內生物合成和次生代謝活動，增加氨基酸等物質的含量；磷幾乎參與植物所有的生命活動，磷的吸收會增加茶葉中氨基酸和水浸出物等的含量；鉀的吸收則有利于促進茶樹光合電子傳遞能力，提高茶葉中氨基酸、咖啡堿和水浸出物的含量[19-20]；硅不僅能夠促進光合作用，還能改善作物根系生長，促進植物吸收氮素，為茶葉中氨基酸的合成提供充足的氮源[5，21]。本研究也證實，茶青氨基酸、總生物堿和咖啡堿含量與茶青氮、磷、鉀和/或硅含量具有顯著的正相關關系。楊淑清等[5]通過室內盆栽與田間試驗也得出相似的結論。夏建國等[22]研究發現，葉面肥噴施可使茶葉氨基酸和咖啡堿含量比對照分別提高33.47%和28.96%。上述研究表明，茶樹噴施適宜濃度的葉面肥后，葉片葉綠素含量增加，光合作用速率上升，茶葉氮、磷、鉀和硅含量提高，茶葉中的初生與次生代謝產物（氨基酸、咖啡堿和總生物堿）含量也隨之增加，茶葉品質有所提升。在紅壤區茶園，噴施高濃度OBFs有利于茶青增產，主要是由于促進茶樹新梢的生長，擴大嫩葉的伸展面積，增加嫩葉葉綠素的含量，從而有利于茶葉的光合產物合成，茶園蓬面的芽頭密度和茶芽重量增加。隨著OBFs噴施濃度的提高，茶青產量增加同時會對茶青內含生化成分產生“稀釋效應”，反而導致茶青品質出現下降。因此，噴施1.65% OBFs可以顯著增加茶青產量，而噴施0.33%～0.66% OBFs在維持茶青較高產量的同時，也有利于提升茶青品質。

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