不同有機肥與化肥配施對茶葉產量和品質的影響

王董興，陶娟花，石其偉，王亞楠，馬進川

(1.紹興市柯橋區(qū)農業(yè)水產技術推廣站，浙江 紹興 312030；2.浙江省農業(yè)科學院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021；3.浙江農林大學 環(huán)境與資源學院，浙江 杭州 311300)

茶樹是我國重要的經濟作物，茶產業(yè)已成為我國鄉(xiāng)村振興和共同富裕戰(zhàn)略中農民增收的重要產業(yè)?？聵騾^(qū)茶園面積約43.33 hm2，鮮茶葉年產量約0.7萬t；經過多年的發(fā)展逐漸形成了以“平水日鑄茶”為代表的地理標志農產品和中華文化名茶。茶園土壤環(huán)境質量是影響茶葉產量和品質的重要因素之一，而茶園土壤酸化日趨嚴重已成為當前茶葉生產所面臨的突出問題。調查表明，柯橋區(qū)茶園土壤存在不同程度的酸化現象，個別茶園土壤酸化嚴重且呈現加劇趨勢。土壤酸化會導致土壤養(yǎng)分的淋失、土壤重金屬的活化、茶樹生長受到抑制以及茶葉產量和品質的降低。茶園土壤酸化已成為柯橋區(qū)茶產業(yè)發(fā)展所面臨的重要土壤環(huán)境問題。茶樹是喜酸性作物，但并非土壤越酸茶樹生長就越好。研究表明，茶樹生長的適宜pH值為4.5～5.5，當土壤pH值低于4.5或高于5.5時茶樹生長受到抑制，與此同時茶葉產量和品質受到明顯影響[1-3]。研究表明，與施用化肥相比，茶園施用有機肥可顯著提高茶葉中水浸出物、茶多酚、兒茶素等含量[4-6]；與此同時，施用有機肥對茶葉產量，茶葉中氮、磷和鉀累積及土壤肥力狀況影響顯著[7-9]。為緩解茶園土壤酸化，提高茶葉品質，有機無機肥配施已是茶園管理的常態(tài)化操作。為考察不同有機肥產品對茶葉產量和品質的影響，本研究選取柯橋區(qū)茶園常用有機肥產品，開展有機和無機肥料配施對茶園土壤肥力、土壤環(huán)境質量、茶葉產量和品質影響的研究，以期為當地茶園施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2022年11月在紹興市柯橋區(qū)宋御茶業(yè)有限公司茶園進行，試驗區(qū)土壤基礎理化性質為pH值 3.9、有機質含量 5.1%、速效氮含量432.7 mg·kg-1、速效磷含量252.1 mg·kg-1和速效鉀含量289.4 mg·kg-1；茶葉品種為龍井43。供試肥料包括茶葉專用復合肥(N、P2O5、K2O分別為21%、7%、12%)，購于湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司；茶渣有機肥，由宋御茶業(yè)有限公司提供；生物有機肥和蠶沙有機肥購于原起科技(杭州)有限公司。

1.2 試驗處理

采用田間試驗，試驗設置4個處理：處理1，對照(CK)，施用茶葉專用肥；處理2，施用茶渣有機肥和茶葉專用肥(T1)；處理3，施用生物有機肥和茶葉專用肥(T2)；處理4，施用蠶沙有機肥和茶葉專用肥(T3)。有機肥施用量為15 000 kg·hm-2，施用時間為11月，基肥一次施用；茶葉專用肥分兩次施用，分別為11月和次年2月，每次300 kg·hm-2。小區(qū)面積為35 m2，隨機區(qū)組排列，每個處理3次重復。 其他管理措施同當地生產習慣保持一致。

1.3 樣品的采集與分析

土壤樣品的采集與分析：試驗前和茶葉采收期根據試驗設計分別采集試驗區(qū)土壤樣品，測定土壤基礎理化指標。在試驗地茶壟滴水線至根部范圍內，除去表面枯枝落葉層，采用5點取樣法用土鉆在各小區(qū)采集0～20 cm土層土壤樣品。風干后混合磨碎過篩，分別采用玻璃電極法、凱氏定氮法、堿解擴散法、Olsen-P法和火焰光度法測定土壤pH值、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量。

茶葉采收與生化分析測定：次年5月采用機械進行茶葉采收，測定產量。測定指標：茶葉中茶多酚的測定采用酒石酸亞鐵比色法，參照GB/T 8313—2008《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》；茶葉中游離氨基酸總量的測定采用茚三酮比色法，參照GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量的測定》；茶葉中咖啡堿含量的測定采用紫外分光光度法，參照 GB/T 8312—2013《茶 咖啡堿測定》；茶葉水浸出物測定采用全量法，參照 GB/T 8305—2013《茶 水浸出物測定》[10]。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2019和IBM SPSS Statistics 25.0軟件對數據進行統(tǒng)計分析。采用LSD法對實驗數據進行方差分析和顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同有機肥施用對土壤基礎理化性質的影響

不同有機肥與化肥配施對土壤基礎理化性質的影響如表1所示。結果表明，與常規(guī)施肥(CK)相比，T1、T2和T3處理土壤pH值均顯著提高，提高幅度分別為10.2%、35.9%和30.8%；與CK相比，有機肥施用對土壤全氮含量無顯著影響，除T2處理土壤堿解氮含量降低8.9%外，其他有機肥處理對土壤堿解氮含量無顯著影響；與CK相比，T2和T3處理土壤速效磷含量均顯著提高，分別增加了9.2%和13.6%，T1處理對土壤速效磷含量無顯著影響；與CK相比，T1、T2和T3均可顯著提高土壤中速效鉀含量，增加幅度分別為41.3%、67.5%和93.2%；與CK相比，T1、T2和T3均可顯著提高土壤中有機質含量，增加幅度分別為66.0%、49.1%和77.4%。

表1 不同有機肥施用對土壤基礎理化指標的影響Table 1 Effects of different organic fertilizers application on soil basic physical and chemical indexes

2.2 不同有機肥與化肥配施對茶葉干物質產量的影響

不同有機肥與化肥配施對茶葉干物質產量的影響如圖1所示。常規(guī)施肥(CK)處理，茶葉干物質產量為1 067 kg·hm-2，T1、T2、T3處理下茶葉干物質產量分別為1 188、1 068、1 429 kg·hm-2；與CK相比，T3處理下茶葉干物產量提高了33.9%，T1和T2處理下茶葉干物產量無顯著變化。

2.3 不同有機肥處理對茶葉品質的影響

常規(guī)施肥(CK)下葉片中總葉綠素含量為5.19 g·kg-1，與CK相比，T1和T2處理均可顯著提高葉片中總葉綠素含量，提高幅度分別為16.8%和15.4%；T3處理對葉片中總葉綠素含量無顯著影響(圖2)。不同有機肥與化肥配施對葉綠素a和葉綠素b含量的影響結果表明，與CK相比，T1處理可顯著提高葉片中葉綠素a和葉綠素b含量，提高幅度分別為12.9%和36.7%；T2處理也可顯著提高葉片中葉綠素a和葉綠素b含量，提高幅度分別為14.5%和20.0%；而T3處理對葉片中葉綠素a和葉綠素b含量無顯著影響?？傮w而言，T1和T2處理可顯著提高葉片中總葉綠素的含量，其中對葉綠素b含量的提升作用優(yōu)于葉綠素a。

圖2 不同有機肥與化肥配施對茶葉葉綠素含量的影響Fig.2 Effects of different combinations of organic fertilizers and chemical fertilizers on the chlorophyll content of tea

同組柱上無相同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)，圖2～4同。圖1 不同有機肥與化肥配施對茶葉產量的影響Fig.1 Effects of different combinations of organic fertilizers and chemical fertilizers on tea yield

與CK相比，T3處理可顯著提高葉片中游離氨基酸含量，提高幅度達16.5%；其他處理葉片中游離氨基酸含量與CK無顯著差異。與CK相比，T2處理顯著提高葉片中茶多酚含量，提高了25.4%，而其他處理葉片中茶多酚含量均有不同程度的降低，其中T1茶多酚含量顯著降低，降低了10.8%(圖3)。不同有機肥與化肥配施處理對茶葉水溶性浸出物含量無顯著影響(圖4)。

圖3 不同有機肥與化肥配施對茶葉游離氨基酸和茶多酚含量的影響Fig.3 Effects of different combinations of organic fertilizers and chemical fertilizers on the content of free amino acids and tea polyphenols in tea

圖4 不同有機肥與化肥配施對茶葉水浸出物含量的影響Fig.4 Effects of different combinations of organic fertilizers and chemical fertilizers on water-soluble extracts content of tea

3 討論與結論

土壤是茶樹生長發(fā)育的基礎，土壤理化性狀與茶樹的生長發(fā)育以及茶葉的產量品質密切相關。合理調控茶樹生長的土壤環(huán)境對提高茶葉產量和品質有積極作用。有機肥和無機肥配施對提高土壤有機質含量，改善土壤性狀、培肥土壤作用明顯[11-13]。本研究中，有機肥與化肥配施可顯著提高土壤pH值，增加速效磷、速效鉀和有機質含量，其中蠶沙有機肥與化肥配施對土壤基礎理化指標提升效果最為明顯；該結果表明，有機肥與化肥配施可緩解土壤酸化，提高土壤pH值，與此同時可明顯改善土壤肥力狀況。充足的土壤肥力和適宜的土壤pH值(4.5～5.5)可以促進茶樹新葉細胞的分裂和伸長，增加葉綠素含量，增強光合作用，促進其營養(yǎng)生長和茶芽的萌發(fā)，從而有效提高茶葉產量[14]。Ye等[3]對不同施肥處理土壤pH值與茶葉品質指標含量的進一步擬合分析表明，土壤pH值與茶葉品質指標含量的增加呈顯著正相關。與其他有機肥和無機肥配施相比，蠶沙有機肥與化肥配施增產效果最為顯著，增產幅度達33.9%。不同有機肥與化肥配施對茶葉品質的影響結果表明，與對照相比，茶渣有機肥和生物有機肥處理可顯著提高葉片中總葉綠素的含量，其中對葉綠素b含量的提升作用優(yōu)于葉綠素a；該結果與已有報道結果一致。

茶多酚和游離氨基酸是評判茶葉品質的重要指標。茶多酚含量決定茶葉醇厚度，是茶葉中重要的保健成分，但其含量過高也會導致口感苦澀[14-16]。茶葉中游離氨基酸含量與鮮葉嫩度具有明顯的相關性，其含量直接影響茶葉的鮮爽味[17-18]。本研究結果表明，蠶沙有機肥與化肥配施可顯著提高葉片中游離氨基酸含量，提高幅度達16.5%；生物有機肥與化肥配施處理可顯著提高葉片中茶多酚含量，提高了25.4%；不同有機肥與化肥配施對茶葉中游離氨基酸和茶多酚含量的影響具有明顯差異，然而造成這種差異的因素尚不明確，有待進一步深入研究，該結果也體現出開展不同有機肥與化肥配施對茶葉產量和品質影響研究的必要性。