不同培肥模式對(duì)陜南地區(qū)幼齡茶園土壤養(yǎng)分的影響

花東文，李 娟，李勁彬

陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)/陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司/自然資源部 退化及未利用土地整治工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/陜西省土地整治工程技術(shù)研究中心，陜西 西安 710075

位于陜西省東南部秦嶺腹地的商南縣是我國(guó)西部最北端的新興茶區(qū)，曾被國(guó)家林業(yè)局、林業(yè)協(xié)會(huì)授予“中國(guó)茶葉之鄉(xiāng)”，被中國(guó)國(guó)際茶文化研究會(huì)列入“全國(guó)名茶百?gòu)?qiáng)縣”[1]。近年來，該地區(qū)大力發(fā)展茶葉經(jīng)濟(jì)，幼齡茶園面積逐年增加。然而，該地區(qū)立地條件較差，地勢(shì)陡峭，土地相對(duì)瘠薄，保肥保水能力差，加之茶園種植結(jié)構(gòu)單一，生態(tài)良性循環(huán)未能有效形成，茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)較低。據(jù)調(diào)查，全縣新開采茶園平均產(chǎn)量不到30 kg/667 m2，收入不到2000元/667 m2[2-3]。

施肥是目前茶園增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量和維持土壤肥力水平的主要措施之一。大量研究表明，合理的施肥結(jié)構(gòu)[4]，尤其是增施有機(jī)肥，不僅對(duì)茶樹光合作用及其生態(tài)生理因子有正面影響[5-6]，還能改良土壤質(zhì)地、促進(jìn)茶樹地上部與地下部協(xié)同生長(zhǎng)。而對(duì)于新增幼齡茶園，造成其土壤肥力低下的主要原因往往是由于水土流失帶來的養(yǎng)分流失?？梢?，在合理施肥的同時(shí)，如何防治茶園水土流失是困擾陜南地區(qū)幼齡茶園土壤培肥技術(shù)的關(guān)鍵所在。

本試驗(yàn)采取不同施肥結(jié)構(gòu)和覆蓋方式相結(jié)合的培肥模式開展大田小區(qū)試驗(yàn)，探索不同培肥模式下茶園土壤理化性質(zhì)的變化規(guī)律，以找尋出適宜陜南丘陵山區(qū)幼齡茶園的最佳培肥模式，為該區(qū)域茶葉的健康可持續(xù)生產(chǎn)提供可行的技術(shù)途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)設(shè)常規(guī)施化肥、有機(jī)肥+化肥配施2個(gè)施肥處理及無覆蓋、稻草覆蓋、頁(yè)巖覆蓋3種覆蓋處理，以當(dāng)?shù)噩F(xiàn)行的純化肥無覆蓋農(nóng)戶模式為對(duì)照，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3次重復(fù)共18個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為10 m×10 m；茶樹種植規(guī)格：株距20 cm，行距80 cm。試驗(yàn)小區(qū)設(shè)在同一坡面，保持坡度一致，為自然坡度。試驗(yàn)所選化肥為尿素（N: 46%）、磷酸二胺（P2O5:8%、N: 46%）和氯化鉀（K2O: 57%），有機(jī)肥為雞糞（N、P2O5、K2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4.6%、2.48%和1.4%）。肥料的2/3用作基肥，在茶行邊深耕20 cm左右施入；1/3用作追肥，次年二月施入。所選覆蓋材料為稻草和頁(yè)巖，將稻草粉碎覆蓋10 cm，頁(yè)巖粉碎為直徑1 cm大小的顆粒，均勻撒在茶行中間，厚度約5 cm。具體施肥覆蓋方案見表1。小區(qū)除了施肥和覆蓋處理不同外，其他管理?xiàng)l件同大田生產(chǎn)進(jìn)行常規(guī)化管理。

表1 試驗(yàn)施肥及覆蓋處理Table 1 Trial fertilization and mulching treatments

土樣采集于2021年4月8日和7月17日，沿茶樹樹冠外緣垂直向下取點(diǎn)，每塊小區(qū)取3個(gè)點(diǎn)，用“S”型布點(diǎn)取樣，每個(gè)點(diǎn)取0 ～ 10 cm、10 ～ 20 cm和20 ～ 30 cm三層土壤，然后全部混合為一個(gè)土樣。采集后的土樣放在通風(fēng)處陰干，陰干過程中剔除雜物；陰干后進(jìn)行磨細(xì)過篩處理，一部分經(jīng)過20目篩，另一部分經(jīng)過100目篩，備用。

1.2 測(cè)定方法

pH值、電導(dǎo)率的測(cè)定采用梅特勒S220-K pH計(jì)和梅特勒S230-K電導(dǎo)率儀；土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法；土壤中氮、磷、鉀的測(cè)定采用總氮采用凱氏定氮法，堿解氮采用堿解-擴(kuò)散法；全磷采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法，有效磷采用NaHCO3浸提比色法，全鉀采用NaOH熔融-火焰光度法，速效鉀采用醋酸銨浸提-火焰光度法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同培肥模式對(duì)土壤pH值與電導(dǎo)率的影響

由圖1（a）可知，各個(gè)采樣點(diǎn)的pH值范圍在5.59 ～ 6.12，均呈酸性，且從不同土層深度來看，各處理的土壤pH值均隨著土層深度的增加而遞減。對(duì)于0 ～ 10 cm土層的土壤，不同培肥措施處理下土壤pH值表現(xiàn)為T5＞T1＞T2＞T4＞CK＞T3，有機(jī)肥+化肥+砂石覆蓋培肥模式（T5）處理土壤pH值增加最多，較常規(guī)施化肥模式處理（CK）增加了0.42，而化肥+稻草覆蓋培肥模式較常規(guī)施化肥模式（CK）減少0.11。10 ～ 20 cm土層的土壤pH值表現(xiàn)為T5＞T1＞T2=T4＞T3＞CK，5種培肥模式下土壤pH值較常規(guī)施化肥模式（CK）均有所增加，其中有機(jī)肥+化肥+砂石覆蓋培肥模式下的土壤pH值增加了0.45，遠(yuǎn)高于其它培肥模式（處理）。20 ～ 30 cm土層的土壤pH值表現(xiàn)為T5＞T2＞CK＞T4＞T1＞T3，在同一覆蓋處理下有機(jī)肥和化肥混施提高了土壤pH值，表現(xiàn)為T5＞T4、T2＞T3。雙因素方差分析結(jié)果表明，在不同培肥模式下的土壤pH值差異達(dá)到顯著水平（F=1.550；P=0.199），而不同土層（F=2.685；P=0.819）之間的差異均不顯著，兩者無顯著交互作用（F=0.234；P=0.991）。

圖1 不同培肥模式對(duì)茶園土壤pH值、電導(dǎo)率的影響Figure 1 Effect of different fertilization modes on soil pH and conductivity in tea garden

由圖1（b）可知，各個(gè)采樣點(diǎn)的電導(dǎo)率在7.12 ～12.85 mS/m。對(duì)于0 ～10 cm土層的土壤電導(dǎo)率表現(xiàn)為T2＞CK＞T3＞T1＞T4＞T5，除有機(jī)肥+化肥+稻草覆蓋培肥模式（處理）（T2）的土壤電導(dǎo)率較常規(guī)施化肥模式（CK）有所增加外，其它培肥模式的土壤電導(dǎo)率均低于常規(guī)施化肥模式，其中有機(jī)肥+化肥+砂石覆蓋培肥模式減少最多，減少了19.3%。在10 ～ 20 cm和20 ～ 30 cm土層的土壤中，仍以有機(jī)肥+化肥+稻草覆蓋培肥模式（T2）的土壤電導(dǎo)率最高，有機(jī)肥+化肥+砂石覆蓋培肥模式（T5）的土壤電導(dǎo)率最低。雙因素方差分析結(jié)果表明，土壤電導(dǎo)率在不同培肥模式（F=1.426；P=0.239）和不同土層（F=0.094；P=0.910）之間差異均不顯著，且兩者之間無顯著交互作用（F=0.201；P=0.995）。

2.2 不同培肥模式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

由圖2可知，在6種培肥模式下土壤有機(jī)質(zhì)的含量均隨著土層深度的增加而降低，其中0 ～ 10 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著高于其它土層，不同處理間表現(xiàn)為T2＞CK＞T4＞T5＞T1 ＞ T3。在 0 ～ 10 cm、10 ～ 20 cm 和 20 ～ 30 cm的土層中，均以有機(jī)肥+化肥+稻草覆蓋培肥模式（T2）的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，較常規(guī)施化肥模式（CK）分別增加了9.3%、16.2%和34.5%。在同一覆蓋措施下有機(jī)肥和化肥混施提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，表現(xiàn)為T5＞T4和T2＞T3；而在同一施肥處理下不同覆蓋措施處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為稻草覆蓋＞頁(yè)巖覆蓋＞無覆蓋。雙因素方差分析結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)在不同培肥模式（F=1.514；P=0.210）和不同土層（F=11.793；P＜0.001）之間差異達(dá)到了顯著水平，但兩者之間不存在交互作用（F=0.234；P=0.991）。

圖2 茶園不同培肥模式下的土壤有機(jī)質(zhì)含量Figure 2 Soil organic matter content in tea gardens under different fertilization modes

2.3 不同培肥模式對(duì)土壤全氮和堿解氮含量的影響

由圖3（a）可知，在6種培肥模式下土壤的全氮含量均隨著土層深度的增加而降低，其中0 ～ 10 cm土層土壤全氮含量顯著高于其它土層。0 ～ 10 cm土層，不同培肥模式處理的土壤全氮含量表現(xiàn)為T2＞CK＞T4＞T5＞T1＞T3，存在顯著差異，而其它土層差異不顯著（P＞0.05）。在稻草覆蓋處理下配施有機(jī)肥處理土壤的全氮含量顯著高于純施化肥處理（P＜0.05），而在頁(yè)巖覆蓋處理下2種施肥模式的差異不顯著。在同一施肥處理下，不同覆蓋措施處理的土壤全氮含量表現(xiàn)為稻草覆蓋＞無覆蓋＞頁(yè)巖覆蓋，其中在配施有機(jī)肥處理下T2處理與T1、T4處理之間的差異顯著（P＜0.05）。

圖3 茶園不同培肥模式下的土壤全氮、堿解氮含量Figure 3 Soil total nitrogen and alkali-hydrolyzed nitrogen contents under different fertilization modes in tea garden

由圖3（b）可知，6種培肥模式下土壤的堿解氮含量均隨著土層深度的增加而降低，其中0 ～ 10 cm土層土壤堿解氮含量顯著高于其它土層。0 ～ 10 cm土層，不同培肥模式處理的土壤堿解氮含量表現(xiàn)為T2＞T4＞T3＞T5＞CK＞T1。在稻草覆蓋處理下配施有機(jī)肥處理的土壤堿解氮含量顯著高于純施化肥處理（P＜0.05），而在頁(yè)巖覆蓋處理下2種施肥模式的差異不顯著。在同一施肥處理下，不同覆蓋措施處理的土壤堿解氮含量表現(xiàn)為稻草覆蓋＞無覆蓋＞頁(yè)巖覆蓋。雙因素方差分析結(jié)果表明，土壤堿解氮在不同培肥模式（F=1.514；P=0.210）之間的差異不顯著，而在不同土層之間的差異均顯著（F=11.793；P＜0.01），且兩者之間不存在交互作用（F=1.492；P=0.217）。

2.4 不同培肥模式對(duì)土壤全磷和有效磷含量的影響

由圖4可知，6種培肥模式下土壤全磷和速效磷表現(xiàn)出相同的規(guī)律，其含量均隨著土層深度的增加而降低。其中0 ～ 10 cm土層土壤有效磷含量顯著高于其它土層，是其它土層的2倍以上，不同培肥模式下的土壤全磷含量表現(xiàn)為T2＞CK＞T1＞T5＞T3＞T4。在稻草覆蓋處理下配施有機(jī)肥處理的土壤全磷、有效磷含量顯著高于純施化肥處理（P＜0.05），而在頁(yè)巖覆蓋處理下2種施肥模式的差異不顯著。在同一施肥處理下，不同覆蓋措施處理的土壤全磷含量表現(xiàn)為稻草覆蓋＞頁(yè)巖覆蓋＞無覆蓋。雙因素方差分析結(jié)果表明，土壤全磷和有效磷在不同培肥模式（F=0.627；P=0.680）處理下和不同土層（F=22.067；P＜0.01）間的差異達(dá)到了顯著水平，兩者間交互作用（F=1.492；P=0.217）未達(dá)到顯著水平。

圖4 茶園不同培肥模式下的土壤全磷、有效磷含量Figure 4 Soil total phosphorus and available phosphorus contents under different fertilization modes in tea garden

2.5 不同培肥模式對(duì)土壤全鉀和速效鉀含量的影響

由圖5（a）可知，6種培肥模式下除常規(guī)施化肥模式（CK）外，土壤全鉀含量均隨著土層深度的變化不明顯，在不同土層之間的差異均不顯著（P＞0.05）。0 ～ 10 cm土層，不同培肥模式下的土壤全鉀含量表現(xiàn)為CK＞T5＞T3＞T2＞T4＞T1，差異均不顯著（P＞0.05）。在頁(yè)巖覆蓋處理下配施有機(jī)肥處理的土壤全鉀含量顯著高于純施化肥處理（P＜0.05），而在稻草覆蓋處理下2種施肥模式的差異不顯著。在同一施肥處理下，不同覆蓋措施處理的土壤全鉀含量表現(xiàn)為頁(yè)巖覆蓋＞無覆蓋＞稻草覆蓋，差異不顯著（P＞0.05）。雙因素方差分析結(jié)果表明，土壤全鉀在不同培肥模式（F=0.574；P=0.719）和不同土層（F=0.354；P=0.101）處理之間差異均不顯著，且兩者間不存在交互作用（F=1.492；P=0.217）。

圖5 茶園不同培肥模式下的土壤全鉀、速效鉀含量Figure 5 Soil total potassium and available potassium contents under different fertilization modes in tea garden

由圖5（b）可知，6種培肥模式下土壤速效鉀含量均隨著土層深度的增加而降低，其中0～ 10 cm土層土壤速效鉀含量顯著高于其它土層。0 ～ 10 cm土層，不同培肥模式處理的土壤速效鉀含量表現(xiàn)為T2＞T4＞CK＞T1＞T5＞T3，存在顯著差異，而其它土層差異不顯著（P＞0.05）。在同一施肥處理下，不同覆蓋措施處理的土壤速效鉀含量表現(xiàn)為稻草覆蓋=頁(yè)巖覆蓋＞無覆蓋，且與無覆蓋處理相比差異顯著（P＜0.05）。雙因素方差分析結(jié)果表明，土壤速效鉀在不同培肥模式（F=0.574；P=0.719）和不同土層（F=0.354；P=0.101）處理間差異均顯著，兩者間不存在交互作用（F=1.492；P=0.217）。

3 討論

3.1 施肥結(jié)構(gòu)對(duì)幼齡茶園土壤養(yǎng)分的調(diào)節(jié)效應(yīng)

施肥是目前茶園增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量和維持土壤肥力水平的主要措施之一，最常用的就是施用氮、磷、鉀等化學(xué)肥料。但是，一味地增加施肥量或者單施化肥會(huì)造成茶園土壤板結(jié)、酸化、肥力衰退，茶葉產(chǎn)量、質(zhì)量均上不去等問題[7]。合理的施肥結(jié)構(gòu)不僅對(duì)茶樹光合作用及其生態(tài)生理因子有正面影響，還能改良土壤質(zhì)地、促進(jìn)茶樹地上部與地下部協(xié)同生長(zhǎng)[8]。吳志丹[9-10]等通過田間定位試驗(yàn)研究了配施不同比例有機(jī)肥對(duì)茶園土壤性狀及茶葉產(chǎn)量與質(zhì)量的影響，認(rèn)為25% ～ 50%有機(jī)肥配施75% ～50%化肥是茶園系統(tǒng)較優(yōu)的有機(jī)肥配施模式。朱旭君[11]等通過設(shè)置施氮水平、有機(jī)肥與化肥配施雙因素田間試驗(yàn)，研究了不同施肥結(jié)構(gòu)對(duì)茶園土壤有機(jī)質(zhì)和氮素營(yíng)養(yǎng)、春茶產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明在900 kg/hm2的施氮水平下75%有機(jī)肥+25%化肥處理對(duì)茶園土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量的增加效果最為顯著，有機(jī)肥比例高于25%的氮素處理能顯著提高春茶的品質(zhì)指標(biāo)，有機(jī)肥比例50%以上時(shí)效果更好。本試驗(yàn)結(jié)果表明，50%有機(jī)肥+50%化肥混施能夠提高幼齡茶園土壤全氮、堿解氮、全磷、速效磷和速效鉀的含量。

3.2 覆蓋措施對(duì)幼齡茶園土壤養(yǎng)分的增質(zhì)效應(yīng)

雜草危害是丘陵茶園管理面臨的主要問題之一，特別是幼齡茶園，為保證茶苗存活率必須清除與茶苗競(jìng)爭(zhēng)水肥的雜草。向佐湘等[12-13]研究認(rèn)為，茶園覆蓋稻草能改變茶園雜草群落結(jié)構(gòu)，有效控制雜草的生長(zhǎng)。在陜南丘陵茶區(qū)，夏季高溫少雨，地表溫度能達(dá)到38℃ ～ 42℃，很容易造成茶樹曬傷，而冬季寒潮天氣頻發(fā)，造成茶樹受凍害無法安全越冬。覆蓋措施具有顯著的調(diào)溫效果，在低溫時(shí)有明顯的“增溫效應(yīng)”，而高溫時(shí)又有“降溫效應(yīng)”，這種效應(yīng)既可防止高溫或者低溫對(duì)植物根系造成的傷害，還可以有效緩解土壤溫度劇變給作物根系帶來的不利影響，有利于作物生長(zhǎng)發(fā)育。周理飛[14-15]等研究表明茶園鋪草澆水后夏季伏旱期間一般可降低溫度1℃ ～ 2℃，冬季嚴(yán)寒時(shí)地溫能提高2℃左右，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量0.2% ～ 0.3%。此外，覆蓋能夠減少土壤侵蝕和土壤水分蒸發(fā)，并且有利地降低晝夜之間的土壤溫度波動(dòng)。吳全[16-17]等研究發(fā)現(xiàn)，在茶行間種植綠肥和牧草不僅可以大大提高茶園土壤覆蓋度，達(dá)到保溫、保濕的作用，而且還可以增加土壤有機(jī)質(zhì)，提高土壤肥力。Chen Li-Lin[18]等研究發(fā)現(xiàn)，在茶行間種植百喜草可以減少茶樹小綠葉蟬病蟲害的發(fā)生。本試驗(yàn)結(jié)果表明，稻草覆蓋和砂石覆蓋均能夠提高幼磷茶園土壤全氮與速效鉀的含量，對(duì)土壤全磷和速效磷的提升效果不明顯，且稻草覆蓋效果優(yōu)于頁(yè)巖覆蓋。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)初步揭示了施肥結(jié)構(gòu)和覆蓋措施相結(jié)合的培肥模式對(duì)陜南丘陵幼齡茶園土壤理化性質(zhì)的影響。與純施化肥相比，配施有機(jī)肥能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)、速效養(yǎng)分和土壤交換性酸的含量，這是由于有機(jī)肥增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量、提高了土壤保肥能力及減少了養(yǎng)分的淋溶損失；另外，有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的有機(jī)酸與土壤中原有的礦質(zhì)養(yǎng)分形成絡(luò)合物逐漸被釋放出來。與無覆蓋措施相比，覆蓋能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀的含量，這主要是由于適當(dāng)?shù)母采w改善了土壤的水熱條件和通氣狀況，調(diào)節(jié)了土壤微環(huán)境，促進(jìn)了微生物的活動(dòng)，加速了土壤有機(jī)質(zhì)的礦化作用，進(jìn)而促進(jìn)了土壤養(yǎng)分的釋放。從不同土層深度來看，茶園表層土壤（0 ～ 10 cm）的養(yǎng)分要顯著高于其它土層。此外，覆蓋、配施有機(jī)肥均能提高土壤pH值，對(duì)防止茶園土壤酸化有積極作用?？傊?，與純施化肥無覆蓋措施的農(nóng)戶模式相比，化肥有機(jī)肥施肥結(jié)合覆蓋措施更有利于茶園土壤肥力的提高，效果最好的是化肥和有機(jī)肥（雞糞）混施與5 cm稻草覆蓋的培肥模式。