水肥一體化技術下不同施肥處理對茶園茶葉品質及經濟效益的影響

史芳源，劉嘉裕，唐 顥*

（1.英德市農業技術推廣中心，廣東英德 513000；2.廣東省農業科學院茶葉研究所，廣東廣州 510640）

英德市位于粵北地區，是廣東省主要茶產區之一，當地茶葉品種“英紅九號”享譽世界。英德紅茶也是中國地理標志產品。2022 年底，英德市茶園種植面積約1.4 萬hm2，英德茶產業標準化、規模化、產業化的行業發展趨勢日漸明顯，其中90%以上茶園種植英紅九號。英紅九號屬無性系大葉型茶樹品種，具有萌芽早、生育期長、品質優良、產量高等特點。為不斷提高英德紅茶的品牌影響力，在擴大種植面積、增加茶葉產量的同時，提高茶葉品質顯得尤為重要。

目前，茶園水肥一體化技術應用較少，還未成熟應用于茶園[1]。當前茶園施肥模式存在著較多缺點，如部分茶葉生產者苛求茶葉的有機栽培，長期不施化肥，導致茶園土壤貧瘠；個別個體種植戶為了追求產量，偏施化肥，超量使用農藥，導致茶園土壤肥力不平衡、茶園環境風險加劇[2]。據統計，我國茶園養分投入總量（N+P2O5+K2O）為678 kg·hm-2[3]，英德茶區總養分量為1 016.5 kg·hm-2，其中化肥用量為1 618.5 kg·hm-2。茶園管理人員對茶葉種植肥料需求規律和高效利用機理及土壤培肥缺乏深入認識，化肥替代產品研發應用落后及施肥配套裝備缺乏，導致化肥過量使用。當地部分茶園嘗試運用茶園智能水肥一體化技術，提高水肥利用率，實現茶園管理省工、省時、省水，建設智慧茶園[4-5]。為了探究最優水肥一體操作方案，為茶園使用水肥一體化技術提供依據，本文通過田間試驗，研究有機肥替代化肥、水肥一體化技術在茶園運用后的土壤養分效應、促產提質效果、安全性等。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

廣東省農業科學院茶葉研究所基地（位于英德市），選擇具備滴灌條件的茶園0.44 hm2，作為水肥一體化試驗地。茶園區域內有符合灌溉壓力用水要求的水源管路可接入使用。

1.2 供試材料

種植品種為英紅九號，栽培規格為雙行條植，大行距1.5 m，小行距、株距35～40 cm，樹齡約10 年。配肥裝置：每套配肥裝置由1個肥液罐、1臺比例注肥泵和1 個過濾器組成。比例注肥泵注入的溶液定量精確，具有精確一致的比例濃度，可實現定量施加肥液。根據試驗設計要求共需配置3套配肥裝置。UPVC管路：灌溉系統主、支管采用UPVC 供水管材、管件，管路連接采用承口粘接方式，管路地面鋪設安裝。每個分區配置各自獨立的供水管路。

1.3 試驗設計

將面積約0.15 hm2的茶田均分為5 個灌溉區，即有機肥水灌區、有機+化學肥水灌區、化學肥水灌區、常規施肥灌區、無肥水灌區。設置3 個重復小區。滴管器來自廣東弘科農業機械研究開發有限公司。滴灌器采用內鑲貼片式滴灌帶，滴頭水流量2.7 L·h-1，間距為30 cm，布置間距為1.5 m。每條滴灌帶用旁通閥與管路連接，方便開、關滴灌帶，調整閥門開度可調節平衡各滴灌帶出水壓力均勻。控制5個灌溉區，每個灌區安裝一套電磁閥控制器，控制器可預置灌溉時間實現自動灌溉作業。控制器為干電池式，無需外接電源。

試驗以不施肥、習慣施肥為對照，設有機水溶肥滴灌、化肥滴灌、有機肥+化肥滴灌等處理，施肥量以純氮用量計算（見表1）。習慣施肥與滴灌處理保持施氮量相當，即全年每667 m2施氮量15 kg（通過調查20個當地習慣施肥樣本后得到的平均習慣施肥數值）。習慣施肥時，采用配方肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=22∶5∶13]，全年肥量分夏茶、秋茶期間各3 次施完。滴灌施肥時，先按1∶5 的肥水比將氮肥完全溶解后，通過比例式施肥器將肥液泵入滴灌系統，然后隨水施入茶樹根際。

表1 不同施肥處理的茶葉生長性狀比較

1.4 試驗方法

1.4.1 調查與采樣

1）生長性狀的調查。新梢發芽密度、百芽重（1芽2 葉）于3、5 月春茶第1 輪茶和夏茶第1 輪茶時調查。2）茶葉產量。按照茶樹全年采茶時期（3、5、7、8、10 月）分5 個輪次采摘鮮葉樣，統計各處理全年不同輪次的茶鮮葉實際采摘量，即為產量數據。采摘標準為1芽2葉。

1.4.2 茶葉生化成分分析

鮮葉經微波殺青固定后，75 ℃烘干備用。1）水浸出物含量按照《茶水浸出物測定》（GB/T 8305—2013）進行測定；2）茶多酚總量按照《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》（GB/T 8313—2018）進行測定；3）游離氨基酸總量按照《茶游離氨基酸總量的測定》（GB/T 8314—2013）進行測定；4）咖啡堿含量。按照《茶咖啡堿測定》（GB/T 8312—2013）進行測定；5）可溶性糖含量按照采用蒽酮比色法進行測定。

1.4.3 茶葉感官評審

按照《茶葉感官審評方法》（GB/T 23776—2018）進行。

1.4.4 數據分析

利用Excel、SPSS 22.0 軟件對試驗數據進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理的茶葉生長性狀比較

從表2可知，與不施肥相比，化肥滴灌、有機肥+化肥滴灌處理的1 芽2 葉長度、百芽重、發芽密度均有提高，有機水溶肥滴灌、化肥滴灌處理的產量顯著高于對照組，但略低于習慣施肥。與不施肥相比，習慣施肥和化肥滴灌處理產量顯著增加。

表2 不同施肥處理的茶葉生長性狀比較

2.2 不同施肥處理的茶葉品質成分含量比較

從表3 可知，不同施肥處理對茶葉品質的影響，氨基酸和咖啡堿含量在有機水溶肥滴灌處理中最高，水浸出物在不施肥處理中含量最高。氨基酸、咖啡堿、水浸出物含量在習慣施肥處理中最低。然而，可溶性糖含量為習慣施肥處理最高，其次為化肥滴灌處理中最高。茶多酚在不施肥、有機肥+化肥滴灌處理中含量最高。

表3 不同施肥處理的茶葉品質成分含量比較 單位：%

2.3 不同施肥處理的茶葉香氣成分比較

如表4 所示，不施肥、習慣施肥、有機水溶肥滴灌、化肥滴灌均檢出40 種香氣成分，有機肥+化肥滴灌檢出39種。在香氣成分檢測指標中均值含量最高的成分主要有β-芳樟醇（38.27%）、氧化芳樟醇II（呋喃型）（5.57%）、水楊酸甲酯（4.67%）、3-甲基丁醛（4.65%）、反-2-己烯醛（4.18%）。在茶樣香氣物質中，以β-芳樟醇為主的萜烯醇類和酯類物質含量較高。

表4 不同施肥處理的茶葉香氣成分含量比較 單位：%

2.4 不同施肥處理的茶葉感官審評結果比較

表5 結果表明，在茶葉感官盲評中，不施肥、習慣施肥、化肥滴灌處理成茶樣品綜合得分較好，均為89.1 分。有機水溶肥滴灌與有機肥+化肥滴灌處理略低于前者，總分分別為88.7、88.4 分。由表5 可知，主要得分差別在于湯色、香氣與滋味項目。有機水溶肥、化肥滴灌、有機肥+化肥滴灌處理在香氣和滋味的評價里面，均出現“青”與“悶”的扣分項。導致茶葉“青”與“悶”的原因主要來自于茶鮮葉加工的萎凋、揉捻與發酵等環節，與茶鮮葉不相關。

表5 不同施肥處理的茶葉感官審評結果比較

2.5 不同施肥處理的茶園經濟效益比較

表6 表明，在茶園經濟利潤中，習慣施肥處理的利潤最高，化肥滴管組的利潤為第二。基于茶葉感官評審差別不大，認為各處理茶葉品質無顯著差別。按照干茶市場均價625 元·kg-1計算，主要影響茶園收入的為茶鮮葉產量。通過茶園調查得知，茶園年綜合成本每667 m2為6 000～7 000元。傳統習慣施肥方式中，隨著茶園面積的增加，每667 m2管理成本基本不變；而在有滴灌設施的茶園中，水肥利用率提高，水肥成本下降[6]，每667 m2人工成本會隨著茶園面積的增加而減少，即在不同規模的茶園中利潤會不同。在本試驗中，由于試驗田為667 m2，習慣施肥經濟效益最高。但隨著茶園面積的擴大，滴灌增加的人工成本就可忽略不計[7]，因此化肥滴灌是利潤較高的一種施肥方式。

表6 不同施肥處理的茶園每667 m2經濟效益比較

3 結論與討論

本試驗探討了水肥一體化茶園中不施肥、習慣施肥、有機水溶肥滴灌、化肥滴灌、有機肥+化肥滴灌對茶葉品質及經濟效益的影響。試驗表明，茶葉生長性狀（1芽2葉長度、百芽重、產量）整體評價最優的是化肥滴灌處理，而產量最高的是習慣施肥處理；茶葉品質成分中，咖啡堿含量最高的是有機水溶肥處理，茶多酚含量最高的是有機肥+化肥滴灌處理，各處理對茶葉生長性狀及營養價值的影響差異未達到顯著水平，但習慣施肥、化肥滴灌處理均較不施肥處理產量顯著增加。茶葉香氣成分主要成分β-芳樟醇含量相對多的是化肥滴灌處理，β-芳樟醇組分高決定了茶葉香氣特征更濃郁。茶葉感官評審中不施肥、習慣施肥、化肥滴灌處理的茶樣品綜合得分最高，這與通常人們所認為的“純有機肥施肥所制成的茶葉滋味最好”不符合。綜合茶葉產量和質量評價得出結論，在每667 m2純氮量15 kg 的條件下，茶園采用水肥一體化施肥與習慣施肥取得的經濟效益相當，可以采用習慣施肥；在水肥一體化茶園中，建議采用化肥滴灌，有利于取得良好的經濟效益。