不同耕作方式對茶園土壤物理性狀及茶葉品質的影響

摘要：耕作是茶園管理中的關鍵環節，對于提高茶園土壤質量和茶葉品質具有重要作用。當前，關于茶園耕作的研究多集中于耕作機械和效率方面，針對不同耕作方式對茶園土壤物理性狀及茶葉品質影響的研究相對較少。試驗以傳統免耕法為對照，對比分析了優選機型深耕、淺鋤、人工挖溝3 種耕作方式對土壤容重、總孔隙度及持水能力等物理性狀的影響，同時，還探討了這些耕作方式對茶樹養分狀況及春茶品質的影響。研究結果表明，與免耕或淺鋤相比，深耕和人工挖溝雖然降低了土壤的持水能力，但增加了土壤的總孔隙度并降低了土壤容重。在春茶品質方面，3 種耕作方式中，深耕顯著降低了第一輪次春茶一芽二葉茶多酚含量，并顯著增加了其咖啡堿含量。此外，所有耕作方式都提升了春茶一芽二葉游離氨基酸含量，其中人工挖溝及淺鋤對第二輪次中春茶一芽二葉游離氨基酸含量的提升作用達到了顯著水平。3 種耕作方式對茶樹養分吸收的促進作用并不顯著。研究結果為制定可持續的、能夠促進高產和優質生產的耕作策略提供了科學依據，同時為實現茶園長期的經濟效益和生態平衡提供了建議。

關鍵詞：茶園；耕作方式；土壤物理性狀；茶葉品質

中圖分類號：S571.1；S151.9+2 文獻標識碼：A 文章編號：1000－3150 （2025） 04-73-7

宣恩縣位于我國湖北省西南部，屬于恩施土家族苗族自治州，地處武陵山區，是伍家臺貢茶的核心產區。當地茶園土層深厚，富含有機質，海拔約800 m，常年云霧繚繞，漫射光及紫外光充足，晝夜溫差較大，相對濕度較高，這些得天獨厚的自然條件有利于維持茶樹芽葉的持嫩性，茶葉內含物質更加豐富，詮釋了“高山云霧出好茶”的自然生態理念[1]。茶園耕作不僅對改善土壤結構、增加土壤透氣性、提高土壤蓄水保水能力至關重要，而且結合茶園施肥措施能夠維持土壤肥力，促進茶樹生長，進而提高茶葉產量和品質[2]。

然而，由于當地勞動力短缺、人力成本高昂等問題，當地大部分茶園管理長期采用免耕模式。在長期的茶園作業過程中，茶園土壤因踩踏而變得緊實，甚至出現板結現象[3]，這導致土壤容重增加、通透性下降、水分和養分的利用效率降低，限制了優質茶鮮葉的生產。因此，迫切需要將農機與農藝緊密融合，建立與推廣高效的茶園機械化耕作與科學施肥等栽培技術體系。

通過田間試驗，研究了茶園秋季基肥施用期間，優選機型深耕、人工淺鋤、人工挖溝及免耕這些耕作方式對茶園土壤容重、含水量、孔隙度，以及茶葉品質和養分含量的影響，以探索一種既能優化土壤結構，又能提升茶葉品質、產量和效益的合理耕作方式，為茶園科學管理提供理論依據和實踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區域概況

試驗基地位于湖北省宣恩縣萬寨鄉的伍家臺昌臣茶葉公司茶園，海拔約800 m。所選茶樹品種為鄂茶10號，經過臺刈更新復壯3年后，生長旺盛。茶園土壤基礎肥力情況：pH 4.02，有機質含量32.36 g/kg、堿解氮132.01 mg/kg、有效磷4.47 mg/kg、速效鉀125.24 mg/kg、交換性鈣175.12 mg/kg、交換性鎂25.09 mg/kg，表明土壤除有效磷處于低豐度水平外，其他養分均能滿足高產茶園茶樹生長需求。

在施肥管理方面，茶園年施用純氮408 kg/hm2，養分三要素的比例為N∶P2O5∶K2O=17∶3∶5，其中氮肥分3 次施用， 春茶施肥40%、夏茶施肥30%、秋冬基肥30%，磷、鉀肥均以基肥一次性施入。結合耕作進行施肥后覆土，免耕處理為撒施。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

以免耕處理為對照，設3 個耕作處理，分別為優選機型（宗申動力NP-150）深耕15～20 cm、人工淺鋤約10 cm、人工挖溝15～20 cm。試驗茶園內的茶樹為雙行條植，小行距為33 cm，大行距為120 cm，每處理的土壤及茶葉樣本均進行3 次重復。耕作于2022 年11 月中旬進行，與基肥的施用同步，各處理施肥量及其他管理措施一致。

1.2.2 取樣及處理

土壤取樣及處理：在2023 年4 月上旬使用環刀對茶行滴水線處土壤進行采樣，去除表面腐殖質層，采集5～20 cm土層土樣，每個處理采集3 個環刀原狀土樣供物理性狀測定。

茶樹新梢取樣及處理：按照一芽二葉標準于2023 年4 月2 日、4 月9 日及4 月20 日分別采摘3 輪春茶，對其進行蒸青固樣，烘至足干后磨碎過50目篩備用，用于茶葉內含物質和氮磷鉀養分含量測定。

1.2.3 檢測方法

土壤物理性狀測定：土壤容重及孔隙度測定采用環刀法，環刀規格為100 cm3；耕作層土壤持水量測定采用室內環刀法[4]。

茶葉游離氨基酸、咖啡堿和茶多酚含量測定：游離氨基酸的測定方法參照國家標準《茶游離氨基酸總量的測定》（GB/T 8314—2013），咖啡堿含量的測定方法參照國家標準《茶咖啡堿測定》（GB/T 8312—2013），茶多酚含量的測定方法參照國家標準《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》（GB/T 8313—2018）。

茶葉氮磷鉀養分含量測定：采用濃H2SO4-H2O2消煮法獲取茶葉樣品消煮液，全氮全磷采用流動注射分析儀進行測定[5]，全鉀采用火焰光度計法進行測定[6]。

土壤養分含量測定：有機質含量采用重鉻酸鉀氧化還原滴定法（外加熱法） 測定，堿解氮含量采用堿解擴散法測定，有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提－鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用乙酸銨浸提－火焰光度法測定[7]。

1.3 統計分析

使用Microsoft Excel 2019 軟件對數據進行初步整理和分析。使用GraphPad Prism 8.0.1 及Origin2021對數據進行差異顯著性及相關性分析作圖。

2 結果與分析

2.1 耕作方式對土壤持水能力的影響

土壤水分是構成土壤的關鍵要素之一，也是衡量土壤肥力的重要指標。它不僅是植物生長所必需的基本生態條件，也是土壤生態系統中物質運輸和能量流動的介質。土壤水分主要包含吸濕水、毛管水和重力水3 種形態。特別是毛管孔隙中的水分，由于毛管力的作用而吸附并保持為自由液態，這種水分是植物能夠直接利用的有效水分資源。耕作對土壤耕作層的持水和導水能力有著顯著的影響[8]。如圖1 所示，土壤持水能力隨著土壤耕作深度的增加而呈現明顯的降低趨勢，優選機型深耕（62.4%） 和人工挖溝（64.8%） 顯著低于人工淺鋤（73.6%） 與免耕（74.6%） 處理。這一結果表明，采用免耕或淺鋤的方式耕作，能夠使土壤持水能力維持在較高水平，有利于促進土壤水分的有效利用。

2.2 耕作方式對土壤容重和總孔隙度的影響

耕作方式對土壤結構和功能具有顯著的影響，特別是在20～30 cm 的土層深度范圍內[8]。土壤孔隙度是決定土壤水分、空氣儲存能力以及養分轉化效率的關鍵因素。良好的土壤通氣狀況對于氧氣供應、土壤呼吸作用、微生物群落的豐度以及酶活性均具有直接的促進作用[9]。由圖2可見，不同耕作方式處理土壤容重和總孔隙度差異較大。免耕處理的土壤容重最高，達到1.31 g/cm3，而人工挖溝與優選機型深耕處理耕作層土壤容重顯著低于免耕與人工淺鋤處理（圖2-A）。此外，人工挖溝及優選機型深耕處理的土壤孔隙度相近，分別為58.6%和58.2%，而人工淺鋤及免耕處理的土壤孔隙度分別為51.58%和50.51%，顯著低于前兩種耕作方式（圖2-B）。由此可見，優選機型深耕和人工挖溝處理能夠有效降低茶園土壤容重、增加土壤總孔隙度，從而改善土壤的物理性質和生物活性，為茶樹根系的生長和土壤生態系統健康提供更加有利的條件。說明通過優化耕作技術，可以促進土壤結構的改善，提高土壤的保水和通氣能力，進而提升土壤的生產力和生態服務功能。

2.3 耕作方式對3 輪次春季一芽二葉氮磷鉀含量的影響

合理的耕作方式不僅能優化土壤的物理特性，還能激活土壤中的養分，從而促進茶樹對這些養分的有效吸收和利用。通過對3 輪次一芽二葉的養分含量進行測定，明確不同耕作方式對茶樹養分含量的影響，結果（圖3） 表明，第1 輪次春茶各耕作處理間氮磷鉀養分含量沒有表現出顯著的差異。第2 輪次春茶，人工挖溝處理的氮含量顯著低于人工淺鋤與優選機型深耕處理，而與免耕處理差異并不顯著；人工挖溝處理的鉀含量則顯著低于其他3 個處理。第3 輪春茶人工挖溝處理及優選機型深耕處理氮和磷的含量顯著低于人工淺鋤和免耕處理；另外免耕處理鉀含量顯著高于其他所有處理方式，而優選機型深耕處理的鉀含量最低。因此，耕作方式對土壤養分動態和茶樹養分吸收具有深遠影響，可實施合理耕作以提高土壤的養分供應能力，進而促進茶樹生長和茶葉品質的提升。

2.4 耕作方式對3輪次春茶品質的影響

耕作方式可調節土壤養分的有效性，對茶樹的生長和茶葉品質產生重要影響。由圖4 可以看出，對于第1 輪次春茶，優選機型深耕處理的茶多酚含量顯著低于其他耕作處理，其酚氨比顯著低于免耕處理，與之相反，優選機型深耕處理的咖啡堿含量顯著高于其他耕作處理，游離氨基酸含量也高于其他處理但并無顯著差異。第2 輪次春茶各耕作處理的茶多酚含量沒有顯著差異，而人工淺鋤及人工挖溝處理的游離氨基酸含量顯著高于免耕及優選機型深耕處理，因此對應酚氨比值低于免耕及優選機型深耕處理，且人工淺鋤處理的咖啡堿含量較其他耕作處理呈現出增加的趨勢。在第3 輪春茶中，免耕處理的游離氨基酸含量顯著高于人工淺鋤及人工挖溝處理，但各處理間酚氨比無顯著差異；優選機型深耕與人工挖溝處理咖啡堿含量高于人工淺鋤及免耕處理，其中優選機型深耕處理與人工淺鋤及免耕處理的咖啡堿含量差異達到顯著水平。這些結果表明，耕作方式的選擇對于維持和優化春茶的品質具有重要作用，即通過精準的耕作管理可改善茶葉的整體品質。

2.5 主成分分析

利用主成分分析（PCA），探究了不同耕作方式對茶園土壤物理性狀與茶葉內含物質含量的影響。PCA結果如圖5 所示，PC1 解釋了61.5%的變量，PC2 解釋了22.0%的變量，不同耕作方式對目標性狀影響顯著，優選機型深耕處理組對提升茶葉游離氨基酸和咖啡堿含量，以及提高土壤孔隙度、有效降低土壤容重具有重要作用，說明優選機型深耕可通過改善土壤物理性狀提高茶葉內含物質含量。

3 小結與討論

合理的耕作方式不僅能夠改善茶園土壤物理結構，還能平衡土壤的三相比[10]，從而提高土壤養分的有效性，促進茶樹對養分的吸收，進而促進茶葉提質增產。研究發現，土壤免耕、秸稈覆蓋及施用土壤保水劑是提高土壤持水能力的有效方法[11-13]，這與本研究中免耕與人工淺鋤處理的土壤持水能力較高結論相一致。

適地適栽的栽培技術是建立區域茶園集成技術的重要組成部分。本研究的技術推廣需要通過連續多年的土壤、茶樹生長及茶葉品質等監測指標進行指導。目前，研究僅考慮了基肥施用時期的不同耕作方式，未來應結合春茶前后的淺耕，并綜合評價養分含量和茶葉品質。此外針對茶園可持續發展目標，“土壤健康”也應作為關鍵因素進行監測[14]，關注土壤生物多樣性與土壤微生物α與β 多樣性非常必要。

隨著我國茶園發展的需要，配套機剪、機采、機耕、機防等“四機”技術已成為必然趨勢[15]。因此，茶園建園標準應結合機械化作業的要求，未來重點圍繞茶園栽培管理過程中土肥管理、病蟲害防治，以及茶鮮葉機械化采收等方面進行系統研究，積極推進茶葉生產的農藝與農機結合，逐步實現茶園管理機械化，以進一步促進茶園生產的節本增效。

針對茶園土壤酸化及鮮葉采摘時踐踏導致的土壤板結問題，茶園耕作是一種有效的改良手段，它能夠顯著改善土壤的物理性狀，包括緊實度、容重和孔隙度。耕作活動通過打破土壤結構，增加了土壤的通氣性和透水性，從而緩解了土壤的板結狀況。

與免耕或人工淺鋤相比，優選機型深耕和人工挖溝處理雖然可能降低了土壤的持水能力，但它們卻有效地增加了土壤的總孔隙度，降低了土壤容重，為茶樹根系的生長和養分吸收創造了有利的條件。然而，耕作對茶葉品質的影響并非一成不變，例如，在第1 輪春茶中，優選機型深耕處理顯著降低了一芽二葉茶多酚含量，而所有耕作方式都提升了其游離氨基酸含量。第2 輪春茶，人工挖溝及人工淺鋤處理顯著提高了游離氨基酸含量，但在第3 輪次春茶中，所有耕作方式都導致了游離氨基酸含量的下降。因此，茶園耕作需要綜合考慮耕作方式、耕作時間以及其他栽培技術，以實現最佳效果。需綜合權衡耕作利弊，通過茶園合理耕作，改良茶園土壤、提升茶園地力，最終實現茶葉增產增收增效。

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