









摘 要 不同肥源的有機肥(包括植物源和動物源)及茶樹專用肥,在茶園中通過單施和配施方式進行試驗,探討其對茶樹產量、品質、茶葉養分含量及吸收情況、土壤肥力等方面的影響,為茶園實現高效節能、優質高產及可持續管理提供技術指導。研究結果表明,動物源有機肥與茶樹專用肥的配施效果優于植物源有機肥與茶樹專用肥的配施,其中動物源有機肥與茶樹專用肥的配施在產量和品質上均表現最佳,并且嫩葉對鉀和鎂元素的吸收效果較好。肥料的配施效果優于單施,因此建議茶園應提倡有機肥與茶樹專用肥的配方施肥,并適當補充鉀和鎂。
關鍵詞 有機肥;茶樹專用肥;施用效果;廣西桂林市
中圖分類號:S147.2 文獻標志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.15.008
茶樹(Camellia sinensis)是一種經濟效益顯著的常綠喬木,兼具經濟價值和生態防護功能,被譽為世界三大飲料植物之一[1]。茶葉的品質不僅受到消費者的廣泛關注,還直接影響茶農的收入和茶企的競爭力。在茶園立地條件和生境狀況受自然環境限制,難以根本改變的情況下,通過精細化的栽培措施來提升茶葉的品質與產量成為實現茶園可持續發展的關鍵。這些栽培措施,包括肥料施用、間作、修剪和采摘等,都是茶農和茶企可以調控的因素,能夠直接影響茶樹的生長發育。其中,肥料管理尤其重要,因為它直接關系到茶樹的營養供給和土壤環境質量,進而影響茶葉的產量和品質。
肥料是茶樹的“糧食”,也是實現優質、高產和高效的物質基礎[2]。適當調節氮肥的施用量能夠有效提升茶葉的產量,并提高茶葉中咖啡堿和氨基酸的含量。同時,施用磷肥和鉀肥不僅能增加茶葉中的蛋白質、咖啡堿和茶多酚含量,還能改善茶葉的葉底和色澤。
傳統茶園主要依賴無機肥料,但長期單一施用無機肥料會導致土壤結構退化、微生物活性下降,進而影響茶園生態系統的養分循環[3]。因此,結合施用有機肥和無機肥料已成為現代茶園管理的共識,以提高肥料利用效率并減少環境污染。有機肥料因其來源多樣,氮、磷、鉀的配比各異,從而影響肥料的利用效率及茶葉品質。然而,在廣西茶區,關于肥料利用效率的研究仍較為有限,缺乏系統評估和相關資料。在茶產業“肥藥雙減”政策背景下,選擇高效有機肥料以提升茶葉品質已成為亟待解決的問題。
通過評估不同類型及組合的肥料對茶樹產量和茶葉品質的影響,本試驗旨在深入探討肥料利用效率。這類研究不僅為茶園的健康和可持續發展提供科學依據,還為茶農提供實用的施肥建議,有助于優化施肥策略并增強茶葉的市場競爭力。
1 "材料與方法
1.1 "試驗地點
試驗地位于廣西桂林市廣西茶葉科學研究所內科研試驗茶園,小區面積960 m2,土壤基礎養分狀況為:水解性氮含量169 mg·kg-1、有效磷144.4 mg·kg-1 、速效鉀181 mg·kg-1、交換性鎂56.73 mg·kg-1、有機質34.1 g·kg-1、pH值為4.47,土壤肥力中等,茶樹種植規格均為雙行雙株種植1.5 m×0.33 m×0.3 m,不同處理管理水平一致。
1.2 "供試材料
1.2.1 "供試茶樹品種
試驗茶樹品種為桂香22號,桂香22號是廣西茶葉科學研究所從凌云白毫茶有性群體種茶園中采用系統選育法育成,茶樹樹齡為8年。
1.2.2 "供試肥料
供試肥料為茶樹專用配方肥、植物源有機肥(花生麩)、動物源有機肥(牛肉下腳料制)、發酵劑(玉園高效腐熟劑)、尿素,各肥料主要養分含量見表1。
1.3 "方法
1.3.1 "試驗設計
試驗采用大田方式進行,茶園試驗區茶行長40 m,寬1.5 m,小區間設置隔離行。試驗設置6個處理3次重復,具體施肥處理見表2。
試驗設計各處理全年施入同等氮含量的肥料,純有機肥處理在冬季一次性施用,無機肥和有機無機配施處理以“一基二追”的方式施入,春茶前基肥和追肥的用量合計見表3。
1.3.2 "施肥方法
全年施肥分為一基二追,基肥溝深25~30 cm,頭年11月中旬施入,第一次追肥在春茶開采前30 d左右,第二次追肥為夏茶結束后秋茶開采前30 d左右,追肥開溝深約10~15 cm。
1.3.3 "調查和采樣
土樣采集:基肥施入前采集基礎土樣,采集1個混合土樣,隨機選取5個點取土,取土層深為25 cm,采茶結束后按照同樣方法每個品種取一個混合樣寄檢。
發芽密度:每個處理小區隨機取3個點,當茶樹長到一芽二葉期時,觀測每個點(33.3 cm×33.3 cm)平方框內芽梢數,即發芽密度。
百芽質量:各處理小區隨機選取3個點,采摘一芽二葉鮮葉100片稱取質量。
產量:按照綠茶鮮葉采摘標準,選擇采摘一芽二葉新梢,對各小區鮮葉產量進行測定。
生化樣采集:采摘標準一芽二葉,采用微波殺青,烘箱80 ℃,烘干90 min。
綠茶樣制作:各小區采摘一芽二葉鮮葉,采用微波殺青方式進行綠茶樣制作,各處理茶樣制作流程為鮮葉→攤青→殺青→揉捻→烘干,各處理工藝標準一致。
2 "結果與分析
2.1 "不同施肥處理對茶樹生長及產量的影響
由表4可見,動物源有機肥處理百芽質量稍高,芽頭略大;發芽密度、茶青產量均是F(動物源有機肥60%N+茶樹專用配方肥40%N)處理表現最佳,其中F產量是其他處理的1.06~1.72倍,C(動物源有機肥)處理次之,最高達1.63倍;單施效果,動物源有機肥處理表現最佳;配施效果,動物源有機肥+茶葉專用肥處理表現最佳,植物源有機肥+茶葉專用肥配施表現次之。
因此,茶園施用動物源有機肥效果優于植物源有機肥及茶葉專用肥,動物源有機肥+茶葉專用肥配施效果最好,其百芽質量、發芽密度、茶青產量均較高;花生麩+茶葉專用肥配施比單施茶葉專用肥效果好,單施花生麩產量、樹勢生長情況均表現最差,這可能因為在春茶品質形成的關鍵期,純花生麩肥效應慢于其他處理。
2.2 "茶葉品質情況
2.2.1 "不同施肥處理對茶葉感官品質影響
由表5綜合得分可知,排名由高到低為F>A>C>B>E>D。其中F得分最高,湯色、滋味、香氣、葉底均表現較好,A表現次之,香氣濃郁,其他處理差異均不明顯。
因此,F(動物源有機肥60%N+茶葉專用肥40%N)處理品質最好,做出的綠茶滋味鮮爽、醇和,栗香明顯,湯色嫩綠、明亮。處理A(茶樹專用肥),雖然產量排名第五,而品質評價中卻高居第二,這可能是由于其K和Mg的供應最充足,且養分釋放與春茶品質形成關鍵期相匹配,能夠較好滿足茶樹的營養需求。
2.2.2 "不同施肥處理對茶葉生化品質的影響
由表6可看出各處理差異不明顯,A、D處理茶多酚、水浸出物較高,茶葉內含物較為豐富,滋味較濃厚;C處理游離態氨基酸較高、酚氨比稍低,茶葉滋味、濃度、鮮爽度均較好。與茶葉審評結果,A、C處理的茶葉品質表現稍好相符。
2.3 "不同施肥處理對茶樹嫩葉養分含量的影響
由表7可以看出,不同施肥處理對茶樹嫩葉養分含量的影響效果顯著,各處理的N含量差異不明顯,C、E處理含量較高;P含量差異顯著,其中C處理含量最高,E處理含量最低,是C處理的1/2;K含量A處理明顯高于其他處理;Mg含量F、A處理稍高,其他處理不明顯。
3 "小結與討論
根據各處理養分實際投入量和表7不同施肥處理對茶樹嫩葉養分含量影響的相關性計算,使用Python庫中的 linregress函數來計算線性回歸方程的參數,得出線性回歸方程及相關性見表8。由結果可知,在4個營養指標中,鉀和磷呈高度相關,氮和鎂呈輕微正相關,4類營養的回歸曲線斜率均較低。
為進一步探究估算試驗區域肥料投入后的影響及效果,根據試驗區各養分投入量、折合產青量、嫩葉養分含量,以鮮葉干物質率22%為計,根據以下公式,計算處理區肥料轉化效率:
[V肥料轉化效率=Wf×0.22×CnFm×1000Mox×Mn] (1)
式中:Wf 及Fm "分別為折合產青量和折合養分投入量,單位均為kg·hm-2,Fm×1 000將單位由kg·hm-2轉化為g·hm-2,Cn為嫩葉養分含量,單位為g·kg,Mox為氧化物分子量,Mn為營養元素原子的原子量,各營養分子量如下:
元素的原子量單位(g·mol-1)及數值:
N:14.01; P:30.97; K:39.10; Mg:24.31
化合物的分子量單位(g·mol-1)及數值:
P2?O5?:141.94;K2?O:94.20;MgO:40.31;
計算肥料轉化效率結果見表9。
不同營養元素吸收效率的比較:
1)由表9可知,氮的轉化效率在不同處理之間相對接近且處于較低水平,在8.83%~17.18%之間,處理B花生麩的利用率遠低于其他處理,可能是由于處理B肥效較慢;
2)磷的轉化效率從14.28%~27.03%不等。最高的轉化效率出現在動物源有機肥與無機肥配施處理(F),這可能不僅是因為動物源肥料中的磷更易于被植物吸收,而更可能是因為動物源有機肥改善了土壤微生物活性,讓微生物能將土壤中和有機肥料中的磷活化為植物更易吸收的形式,從而提高了磷的有效性和植物的吸收效率[4],F出現最高肥效,印證了有機無機肥料的配合施用兼顧了肥料時效性和肥料質量。
3)鉀的轉化效率區別極大,從25.17%~68.75%不等,其中動物源有機肥處理(C) (68.75%)表現出最高的效率,對于動物源有機肥(C)和動物源有機肥配施復合肥(F)之間,C處理的鉀轉化效率更高,可能是由于F處理中包含的無機鉀肥釋放速度較快,更易于淋溶流失。盡管如此,含有復合肥的F處理在所有處理中鉀的轉化效率仍然位居第二(58.04%),這說明,無機肥和動物源有機肥的組合使用仍能保證較高的鉀肥轉化效率。
4)鎂的變化中,看到植物源有機肥和茶樹專用配方肥混合處理(E和F)的轉化效率顯著高于單獨使用茶樹專用配方肥的處理(A)。
5)不同處理施用肥料的影響如下:專用配方肥(A)在所有元素中表現出相對較低的轉化效率,這可能與純無機肥的肥效過快、易流失、土壤養分固定及土壤板結有關。無機肥料的養分釋放速度較快,易被植物迅速吸收,若施肥量超過植物的即時需求,過量的養分會因水溶性好而通過灌溉或降雨淋溶,特別是硝態氮和鉀。同時,快速釋放的養分可能導致土壤中養分失衡,影響植物對其他必需微量元素的吸收。在酸性土壤中,無機肥料中的磷易與鐵和鋁形成難溶性磷酸鹽,造成養分被土壤固定。此外,無機肥料中高濃度的鹽分會吸引土壤水分,增加土壤顆粒之間的吸附力,導致土壤板結。土壤板結還可能限制有益微生物的活動,這些微生物對有機質分解和養分循環至關重要。
對于植物源有機肥(B),由于試驗區施用的是未發酵的花生麩肥,其肥效在春季可能還未充分顯現。主要原因可能是其養分釋放速率無法匹配茶樹的需求,如施用后土壤溫度較低、水分太少等原因會減緩微生物活動,導致有機肥料分解和養分釋放較慢。
D處理相較于B處理,添加發酵劑后,能提高對純植物源有機肥 (花生麩)的氮和鉀的利用效率。這可能是因為發酵劑有利于加速植物源有機肥的發酵轉化,且發酵過程中微生物的活動促進了養分的轉化。其氮磷鉀轉化效率均處在6種處理中的中等水平,因此添加發酵劑對純植物源有機肥在春天的轉化效率有較明顯的提升。
有機肥(C、D、E、F)的效率普遍較高,特別是當動物源有機肥與茶樹專用配方肥結合使用時(F),轉化效率在所有處理中都是接近最高或最高的,這表明有機肥料與無機的茶樹專用肥料組合的養分釋放模式更符合茶樹對養分的需求。
試驗的局限性在于未設置不施肥的空白組,未能考慮茶樹從土壤中獲取的營養。因此,分析的肥料轉化率僅反映了不同肥料處理對春茶單批營養累積的相對肥效,而未包括土壤吸收部分。此外,茶園生態系統內部循環對營養供應的貢獻也未被考慮。未來的研究應加入空白組,以全面評估土壤固有肥力及生態系統內部循環對營養素可用性的影響,并準確量化外源肥料對茶樹營養狀態的實際貢獻。同時,試驗在測定各處理區域的生化指標時,采用了合并大樣的方式進行檢測,未對各處理區域的生物學重復進行獨立檢測,這限制了數據的統計學顯著性分析。因此,試驗結果的全面性和代表性可能存在一定局限。
綜上所述,單施處理中,動物源有機肥芽頭質量好、發芽密度高、產量高、嫩稍主要營養含量高,施用效果最佳。配施處理中,動物源有機肥(60%N)+茶葉專用肥(40%N)處理表現最佳,芽頭肥大、發芽密度、產量是單施植物源有機肥的1.72倍,做出的綠茶滋味鮮爽、栗香明顯、湯色嫩綠。
因此,在供試茶園及具有相似基礎肥力水平的茶園生產管理中,建議合理配施有機肥與化肥。動物源有機肥與化肥的配施效果更佳,同時合理增施鉀肥和補充鎂肥,有助于提高茶樹的養分吸收效率,從而實現茶園高效、優質的生產栽培效果。
參考文獻:
[1] 楊延.茶葉中活性成分分析[J].廣東蠶業,2019,53(2):22-23.
[2] 羅意.不同肥料處理對秋季綠茶產量和品質影響的研究[D].長沙:湖南農業大學,2016.
[3] 魏丹.不同施肥方式對黑土肥力與微生物的影響及演變趨勢[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,2009.
[4] 陶冬雪,高英志.土壤解磷微生物促進植物磷素吸收策略研究進展[J].生態學報,2023,43(11):4390-4399.
(責任編輯:敬廷桃)
收稿日期:2024-03-25
基金項目:廣西六堡茶茶園綠色生態智慧管控關鍵技術研究與示范(2021AA2002);廣西茶葉創新團隊栽培功能團隊,廣西茶葉試驗站(TS202106)。
作者簡介:劉秋鳳(1985—),農藝師,主要從事茶樹栽培研究。 E-mail: 598118501@qq.com。
*為通信作者, E-mail: 214597862@qq.com。