潘昌濱,付 焱
(茅臺(tái)學(xué)院,貴州 仁懷 564500)
茶葉作為一種自然保健飲品,在我國有悠久的歷史。中國茶葉種植面積位居世界第一,茶葉產(chǎn)量也居世界首位[1]。作為產(chǎn)茶大省,貴州擁有得天獨(dú)厚的地理位置,2021年底茶樹種植面積達(dá)46.67×104hm2以上,其中投產(chǎn)茶園42.87×104hm2、茶葉產(chǎn)量46.99×104t[2]。遵義海拔高、緯度低、多云、少日照、無污染的自然地理環(huán)境,使其茶葉具有“嫩、鮮、香、醇”的特色[3]。2021 年,鳳岡茶葉自營出口2 976.38 t、茶葉出口檢疫數(shù)據(jù)約占全省的61%,遵義海關(guān)檢驗(yàn)檢疫出口茶葉5 600 t,占全省茶葉出口量的90%以上[4]。
茶樹修剪是茶園生產(chǎn)管理的重要措施,對茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)提升、病蟲害防治等有重要作用[5,6],在茶園生產(chǎn)管理中,大量修剪枝葉被直接廢棄在茶園中,既浪費(fèi)資源又破壞土壤環(huán)境。不同茶園修剪的枝葉數(shù)量不同,幼齡茶園修剪物干質(zhì)量隨著樹齡的增長而增加,而成熟茶園修剪物的量與種植管理水平有關(guān)。據(jù)統(tǒng)計(jì)[7],我國每年產(chǎn)生的茶廢棄物約為500×104t。
茶樹修剪枝葉、廢棄茶葉和茶渣中含有豐富的養(yǎng)分和某些特殊的化學(xué)成分。舒慶玲等[8]將茶渣添加到雞料中,經(jīng)糖化處理后喂雞,發(fā)現(xiàn)飼喂組雞的體質(zhì)量增加幅度比對照組大。劉姝等[9]對茶渣進(jìn)行發(fā)酵處理,經(jīng)檢測粗蛋白含量大于25%,其營養(yǎng)價(jià)值與仔豬料基本相當(dāng)。夏會(huì)龍[10]在茶園施用茶渣肥后,與其他有機(jī)肥比較,其土壤性質(zhì)得到了顯著改善。周菁清等[11]發(fā)現(xiàn),使用茶渣作有機(jī)肥能明顯促進(jìn)油冬兒菜和玉米的生長。
利用茶樹廢物枝條和葉片生產(chǎn)食用菌,再將菌渣用于茶園,不僅可以增加茶葉產(chǎn)量,實(shí)現(xiàn)資源再利用,還可以降低茶廢棄物直接分解產(chǎn)生自毒性物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。目前,利用茶葉廢棄物生產(chǎn)的食用菌有香菇、茶樹菇、猴頭菇、靈芝等[12-14]。另外,茶渣資源化利用的途徑還有提取活性成分、制備活性炭和吸附劑等[15,16]。
隨著遵義地區(qū)茶產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,茶業(yè)資源的綜合開發(fā)利用問題日益凸顯,尤其是茶樹枝、茶梗、茶廢葉、茶渣等茶廢棄物的充分利用對該地區(qū)茶產(chǎn)業(yè)的提升和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。因此,此次研究對遵義的茶園春季修剪物和茶葉加工廠廢葉的生物量進(jìn)行調(diào)研,以期為將來茶業(yè)廢棄物的資源化研究和利用提供參考。
試驗(yàn)所需設(shè)備包括:電子秤(上海浦春計(jì)量儀器有限公司JE3002生產(chǎn)),電子天坪(上海菁海儀器有限公司FA2204N生產(chǎn)),烘干箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司DHG-9070A生產(chǎn))。
茶園修剪物收集方法:在茶園中隨機(jī)選取3個(gè)采樣點(diǎn),每個(gè)點(diǎn)的面積是3 m×3 m,在采樣點(diǎn)地面放塑料膜收集修剪物并稱質(zhì)量,然后放入密封袋中帶回實(shí)驗(yàn)室測修剪物的廢葉量、廢枝量及總生物量。
茶葉加工廠廢棄茶葉收集方法:向加工廠分別送3 次鮮茶葉(10 kg),加工后得到合格品和廢茶葉,合格品作為商品進(jìn)一步生產(chǎn)加工,廢茶葉分別收集,并送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步檢測。
將收集的樣品各取3~5 g,在設(shè)定溫度為103±2℃的烘干箱烘至恒質(zhì)量,樣品減少量即為含水量。
茶葉加工廠的產(chǎn)廢率=廢棄茶葉干質(zhì)量/合格茶葉質(zhì)量。
茶園修剪物和茶葉加工廠廢茶葉的數(shù)據(jù)使用Office Excel 2021、SPSS 26軟件分析,其中P>0.05表示差異不顯著,P<0.05說明差異顯著。結(jié)果以平均數(shù)(M)±標(biāo)準(zhǔn)誤(SE)表示。
3 個(gè)采樣茶園采樣點(diǎn)(共9 個(gè))修剪物的鮮質(zhì)量為3.55~9.3 kg,其中茶園B 的質(zhì)量最低、茶園C 的質(zhì)量最高(見表1)。3 個(gè)茶園采樣點(diǎn)的鮮質(zhì)量間差異不顯著(P=0.061>0.05),用總平均值6.41 kg估算的茶園修剪物鮮質(zhì)量7 122.2 kg/hm2,與李京鴻等[17]研究的300~500 kg/0.067 hm2相一致。
3個(gè)茶園共9個(gè)采樣點(diǎn),每個(gè)采樣點(diǎn)隨機(jī)取3個(gè)枝條(稈、葉)樣作為含水率檢測樣(見表2),枝稈的含水率為52.35%~55.31%(P=0.066)、葉含水率為56.82%~62.34%(P=0.079),比較分析發(fā)現(xiàn)茶葉含水率(59.22±1.73)%明顯高于茶枝含水率(P<0.01)。在茶園修剪物的生物量中,干葉占總生物量的(37.69±5.54)%,干葉與干枝的生物量比是0.61±0.14。
表2 茶園修剪物的含水率及比例(干質(zhì)量)Tab.2 Moisture content and proportion of tea garden trims(dry mass)
表3 茶葉加工廠廢棄物產(chǎn)生情況Tab.3 Production of waste in tea processing plants
向茶葉加工廠A、B、C 分別送樣10 kg 鮮茶葉(3 次/廠),經(jīng)過加工后獲得合格茶葉的質(zhì)量為1.95~2.35 kg(P=0.061)、廢棄茶葉質(zhì) 量 為0.19~0.28 kg(P=0.430),合格 茶 葉 干質(zhì)(2.14±0.12)顯著高于廢棄茶葉干質(zhì)(P<0.01)。茶葉加工廠的廢棄物產(chǎn)率為0.094~0.131(P=0.875)、產(chǎn)廢率平均值是0.112,說明每生產(chǎn)1t茶葉將產(chǎn)生112 kg的廢茶葉。
該調(diào)研只針對春季茶園的修剪物,因?yàn)榇杭拘藜舻牧吭谌晷藜袅恐姓急茸畲?。茶葉加工廠的廢棄物主要是春茶加工時(shí)產(chǎn)生,其他時(shí)間段產(chǎn)生量極少。
茶園修剪物采樣點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)室距離較遠(yuǎn),試驗(yàn)選擇鮮質(zhì)量作為其生物量,其會(huì)隨著水分的蒸發(fā)而減輕,建議將來使用干物質(zhì)作生物量更為準(zhǔn)確。修剪物如果任其在茶園中腐爛還田,雖然對茶園土壤養(yǎng)分和理化性質(zhì)有重要作用,但也會(huì)增加茶園病蟲害發(fā)生的概率[17]。如果修剪物通過粉碎堆肥處理,將得到的有機(jī)肥還田茶園,既可防病又能增加土壤肥力。也可將修剪物的枝、葉分離,枝條木質(zhì)化高,可做食用菌基料、燃料和活性炭等,茶葉富含茶多酚、碳水化合物、多種維生素和蛋白質(zhì)等多重物質(zhì),可作為動(dòng)物飼料原料,實(shí)現(xiàn)茶園修剪物的資源化利用[19,20]。
茶葉加工廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄茶葉,具有茶葉純度高、含水率低的特點(diǎn),雖然可作為茶多酚等成體的提取原料,但若利用其生產(chǎn)飼料,能實(shí)現(xiàn)全部利用、無新廢棄物產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn),更利于在茶產(chǎn)區(qū)推行。
修剪物中葉片含水率明顯高于枝稈的含水率。而修剪物葉片含水率比送到加工廠的鮮茶葉含水率低75.3%~78.6%,可能與修剪茶葉到實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間大于鮮葉到加工廠的時(shí)間,以及制茶嫩葉含水率高于廢棄老葉等因素有關(guān)。
遵義地區(qū)每年春季茶園修剪物的質(zhì)量(鮮質(zhì)量)是7 122.2 kg/hm2,其中修剪物中干葉比是(37.69±5.54)%、干葉枝比是0.61±0.14;茶葉加工廠的產(chǎn)廢率是0.112。以2020年遵義茶園面積11.47×104hm2、茶葉總產(chǎn)量16.49×104t 計(jì)算,當(dāng)年修剪物、廢茶葉將達(dá)到16.49×104t 和1.85×104t,利用茶園修剪物、加工廢茶葉生產(chǎn)肥料、飼料及食用菌基料等茶業(yè)廢棄物資源化研究和利用將成為遵義地區(qū)茶業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。