不同化肥減施技術(shù)下茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分利用率及經(jīng)濟(jì)效益

摘? 要：為給茶園化肥減施增效提供依據(jù)和技術(shù)支撐，本研究以黔東北1個(gè)9齡無性系‘福鼎大白茶茶園為研究對(duì)象，設(shè)置5個(gè)處理，CK：對(duì)照，不施肥;CF：習(xí)慣施肥;T1：化肥減施量32.1%;T2：化肥減施量33.8%;T3：化肥減施量46.0%，比較分析不同處理對(duì)茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分利用率和經(jīng)濟(jì)效益的影響。結(jié)果表明T1、T2、T3的全年干茶葉產(chǎn)量分別為3524.1、3644.4、3835.7 kg/hm2，顯著高于CF（3127.3 kg/hm2），T1、T2、T3、CF的這一指標(biāo)顯著高于CK （2172.6 kg/hm2）;各季度T1的酚氨比最低，秋季CF、T1、T2之間的酚氨比無顯著差異，春、夏季CF、T2、T3之間的酚氨比無顯著差異;總體上，T1、T2、T3新梢年氮、磷、鉀素的吸收量和利用率高于CF，T3效果最好;各施肥處理的年純收入顯著高于CK（3.69萬元/hm2）;相較于CF，T1、T2、T3每年分別節(jié)本增效1.48、1.39、1.52萬元/hm2。茶園肥料溝施效果好于撒施，T1、T3化肥減施增效較好，T3更好。建議調(diào)整茶樹專用肥氮、磷、鉀元素配比，增加茶樹專用肥的有機(jī)肥及其有機(jī)質(zhì)含量;T3增加有機(jī)肥替代比例。

關(guān)鍵詞：茶園;施肥技術(shù);產(chǎn)量;品質(zhì);養(yǎng)分利用率;經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：S571.1????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Yield， Quality， Nutrient Use Efficiency and Economic Profit of Tea under Different Fertilizer Reduction Techniques in Tea Garden

LIU Shengchuan1， LIN Kaiqin2， LIANG Sihui2， HE Ping2， WEI Jie2， YAN Donghai2， XU Lin1， HE Guoju1， ZHOU Yufeng2*

1. School of Biological and Environmental Engineering， Guiyang University， Guiyang， Guizhou 550005， China; 2. Tea Research Institute， Guizhou Academy of Agricultural Sciences， Guiyang， Guizhou 550006， China

Abstract： To provide valuable resources and techniques for saving fertilizer and improving fertilizer efficiency in tea garden， a tea garden planted with 9-year-old clonal cultivar ‘Fudingdabaicha， located in northeast Guizhou Province， was selected to conduct field tests. We performed the analysis of the effects of five treatments on tea yield， quality， nutrient use efficiency and economic profit. The five treatments were 1） the control （CK）， no fertilizer， 2） conventional fertilization （CF）， 3） treatment 1， 2 and 3 （T1， T2， T3）. 32.1%， 33.8% and 46.0% chemical fertilizer was reduced in T1， T2 and T3 compared with CF， respectively. The annual yield of dry tea from T1， T2 and T3 was 3524.1， 3644.4 and 3835.7 kg/hm2， respectively， which was significantly higher than that of CF （3127.3 kg/hm2 ）， while the value in T1， T2， T3 and CF was significantly higher than that of CK （2172.6 kg/hm2）. The lowest the ratio of tea polyphenols to free amino acids （TP/AA） in each season among five treatments was observed in T1. No significant difference for TP/AA were observed among CF， T1 and T2 in autumn. There were no significant difference of TP/AA among CF， T2 and T3 in spring and summer. In general， the annual nitrogen （N）， phosphorus （P） and potassium （K） uptake amount and use efficiency was higher in T1， T2 and T3 than in CF， the best effect was observed in T3. The annual net income of each fertilization treatment was significantly higher than that of CK （36 900 yuan/hm2）. Compared with CF， the annual net income could be increased by 14 800， 13 900 and 15 200 yuan/hm2， respectively. Our data showed that fertilizer furrow application is better than broadcast application in tea garden， and indicated that T1 and T3 contributed more to saving fertilizer and improving fertilizer efficiency compared to CF， while T3 was better. Our results suggested that the proportion of N， P and K should be adjusted， and the content of organic fertilizer and organic matter should be increased in tea special fertilizer. Additionally， the replacement ratio of organic fertilizer should be increased in T3.

Keywords： tea garden; technique of fertilization; yield; quality; nutrient use efficiency; economic profit

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.09.022

茶葉是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，對(duì)促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家解決“三農(nóng)”問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。多年生葉用植物茶樹需肥量大，過量使用化肥，不僅增加成本、污染環(huán)境，還會(huì)危及茶葉質(zhì)量安全和銷售等，如何減少茶園化肥施用量，提高養(yǎng)分利用率，保障茶園環(huán)境友好十分緊迫[1-2]。為實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物化肥減施增效，國內(nèi)外在化肥配制、有機(jī)肥替代化肥、新型高效肥料創(chuàng)新、化肥施用限量、施肥技術(shù)等方面持續(xù)開展研究[3-4]。2015年以來，我國高度重視化肥減施增效，深入開展化肥零增長行動(dòng)，已提前實(shí)現(xiàn)2020年化肥零增長的目標(biāo)。尤其在水稻、玉米、小麥三大糧食作物這方面的研究及其推廣較好，化肥利用率穩(wěn)步提高[5-7]。在茶樹方面，已有不少研究表明茶園溝施效果好于撒施[8]、機(jī)械開溝施肥效果優(yōu)于人工開溝施肥[9]、新型肥料減施增效優(yōu)于傳統(tǒng)肥料[10-11]、有機(jī)肥替代部分化肥減施增效更好[12-13]。然而，當(dāng)前我國茶園施肥中依然存在過量施肥、養(yǎng)分比例不當(dāng)、茶樹專用肥占比少、有機(jī)養(yǎng)分替代率較低和撒施等問題[14-15]。為此，本研究通過對(duì)施茶樹專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥、控釋肥、控釋肥搭配微生物有機(jī)肥與習(xí)慣施肥、不施肥進(jìn)行比較，就不同施肥方式對(duì)茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)成分、養(yǎng)分利用率及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析，旨在為提高茶葉品質(zhì)、產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)茶園化肥減施增效和茶產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展提供依據(jù)和技術(shù)支撐。

1? 材料與方法

1.1? 材料

2017年10月至2018年10月，于貴州省思南縣晨曦生態(tài)農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社（SN）茶園開展田間試驗(yàn)。該基地海拔970 m，地理坐標(biāo)28°1′50″ N，108°9′1″ E，品種為無性系‘福鼎大白茶，樹齡9年。施基肥前試驗(yàn)地的土壤肥力如表1所示，總體肥力較差，尤其缺有機(jī)質(zhì)、氮肥和磷肥。

復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）、茶樹專用復(fù)混肥（N∶P2O5∶K2O=11∶5∶4，有機(jī)質(zhì)≥20%）、控釋肥（N∶P2O5∶K2O=22∶8∶12）、微生物有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)≥60%，腐植酸≥20%，有效活菌數(shù)≥0.40×108/g，總養(yǎng)分含量≥5%，N∶P2O5∶K2O=2∶1∶1）、尿素（總氮≥46.4%）。

1.2? 方法

1.2.1? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)? 采用由相同技術(shù)模式組成的、隨機(jī)排列的小區(qū)對(duì)比模式，共3個(gè)小區(qū)（重復(fù)），各小區(qū)每個(gè)技術(shù)模式的施肥面積333.5 m2。

本試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理（表2），對(duì)照（CK）一年四季不施肥，施藥、鋤草、修剪等管理方式同其他技術(shù)模式。習(xí)慣施肥方式（CF）基肥和追肥均采用行間撒施。施肥新模式1、2、3（T1、T2、T3）為茶樹專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥、控釋肥、微生物有機(jī)肥替代化肥技術(shù)模式。

各處理養(yǎng)分用量如表3所示，相較于CF，T1、T2、T3的化肥減施量分別為32.1%、33.8%、46.0%，氮素減施量分別為10.1%、21.4%、19.8%。

1.2.2? 樣品采集、處理、檢測? 春茶采摘一芽二葉，夏秋茶機(jī)采，記錄產(chǎn)量。春、夏、秋各觀測發(fā)芽密度1次，調(diào)查每點(diǎn)（33.3 cm×33.3 cm）10 cm葉層范圍內(nèi)萌動(dòng)芽以上的芽梢數(shù)。分別取春、夏、秋第1輪茶的一芽二葉，測百芽重。每次計(jì)產(chǎn)時(shí)，隨機(jī)稱取鮮葉500 g，殺青烘干稱重，檢測非水分含量（干葉含量）。從每個(gè)處理小區(qū)機(jī)采鮮葉中隨機(jī)稱取150 g鮮葉，按單芽、一芽一葉、一芽二葉、一芽三葉、其他（一芽四葉、對(duì)夾葉、單片、破碎芽葉、老葉梗等）進(jìn)行分類、稱重，檢測鮮葉機(jī)械組成[18]。采摘第1輪春、夏、秋茶的一芽二葉，及時(shí)殺青、烘干，制作理化樣，分別采用GB 5009.3—2016、GB/T 8305—2013、GB/T 8312— 2013、GB/T 8313—2018和GB/T 8314—2013檢測水分、水浸出物、咖啡堿、茶多酚和游離氨基酸含量。采用NY/T 2017—2011檢測氮、磷、鉀含量。指標(biāo)檢測均為3次重復(fù)。

1.2.3? 新梢氮、磷、鉀素利用率計(jì)算及各模式經(jīng)濟(jì)效益分析? 參照董慶玲等[19]、朱海等[20]方法，計(jì)算氮、磷、鉀素利用效率相關(guān)指標(biāo)。

新梢氮、磷、鉀素積累量（kg/hm2）=新梢干物質(zhì)量×新梢含氮、磷、鉀量。

新梢氮、磷、鉀肥農(nóng)學(xué)效率（kg/kg）=（施氮、磷、鉀區(qū)新梢產(chǎn)量–不施氮、磷、鉀區(qū)新梢產(chǎn)量）/氮、磷、鉀施用量。

新梢氮、磷、鉀的表觀回收率（%）=（施氮、磷、鉀區(qū)新梢氮、磷、鉀吸收量–不施氮、磷、鉀區(qū)新梢氮、磷、鉀肥吸收量）/氮、磷、鉀施用量。

氮、磷、鉀的農(nóng)學(xué)生理效率（kg/kg）=（施氮、磷、鉀肥區(qū)產(chǎn)量–不施氮、磷、鉀區(qū)新梢產(chǎn)量）/（施氮、磷、鉀肥區(qū)新梢氮、磷、鉀吸收量–不施氮、磷、鉀區(qū)新梢氮、磷、鉀吸收量）。

根據(jù)當(dāng)?shù)夭枞~生產(chǎn)實(shí)際情況調(diào)研（表4），統(tǒng)計(jì)全年產(chǎn)值、勞動(dòng)力成本、肥料成本，估算每個(gè)模式的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

化肥減施量以CF為對(duì)照。利用SPSS 20.0軟件對(duì)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差、LSD多重比較分析[21]。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 發(fā)芽密度和一芽二葉百芽干重

如圖1A所示，春茶發(fā)芽密度為T3>T1> T2>CF>CK，夏、秋茶發(fā)芽密度為T3>T1>CF> T2>CK。T3的春、夏、秋發(fā)芽密度顯著大于其他處理。

圖1B顯示，春夏茶T2、T3、CF的一芽二葉百芽干重顯著大于CK，秋茶除了T 一芽二葉百芽干重都顯著大于CK。春、夏、秋茶的一芽二葉百芽干重，在T1、T2、T3、CF之間無顯著差異。

2.2? 鮮葉、干茶產(chǎn)量與機(jī)采鮮葉機(jī)械組成

春茶鮮葉產(chǎn)量為T3>T2>T1>CF>CK，夏茶鮮葉產(chǎn)量為T3>T1>T2>CF>CK，秋茶鮮葉產(chǎn)量為T3>T2>T1>CF>CK，全年鮮葉產(chǎn)量為T3>T1> T2>CF>CK（圖2A）。各處理間的鮮葉非水分含量無顯著差異（圖2B）。施肥處理的全年干茶葉產(chǎn)量顯著高于CK（2172.6 kg/hm2），T1、T2、T3的全年干茶葉產(chǎn)量分別為3524. 3644.4，3835.7 kg/hm2，顯著高于CF（3127.3 kg/hm2）（圖2C）。

機(jī)采鮮葉機(jī)械組成如表5所示，總體來看，所有處理的一芽四葉、對(duì)夾葉、單片、破碎芽葉、老葉梗等占的比列較高，機(jī)采效果差，所采鮮葉適制大宗茶，T1和T3的機(jī)采效果略好于其他處理。

2.3? 生化成分差異

全年各處理茶樣的水浸出物≥40%（圖3B）。春、夏季，各處理的咖啡堿含量無顯著差異，秋季CK和T3的咖啡堿含量顯著低于CF和T1（圖3E）。各季度T1的酚氨比最低，秋茶CF、T1、T2之間的酚氨比無顯著差異，春、夏季，CF、T2、T3之間的酚氨比無顯著差異（圖3F）。從酚氨比分析來看，相較于春、夏、秋季CF的綠茶品質(zhì)，T1效果更好，T2接近，CK和T3的秋茶略差。

2.4? 5個(gè)處理對(duì)新梢全氮、磷、鉀素積累量的影響

施肥處理的茶樹春、夏、秋季新梢氮和磷含量顯著高于CK（圖4A，B）。春季，T1、T3的新梢氮含量顯著高于T2，不顯著高于CF;夏、秋季，CF、T1、T2、T3新梢氮含量無顯著差異（圖4A）。春季T1、T2、T3新梢磷含量不顯著高于CF;夏季CF的磷含量顯著高于T2、T 與T1無顯著差異;秋季T2、T3的磷含量顯著高于CF、T1（圖4B）。春季，T1鉀含量顯著低于其他處理;夏季CF、T1的鉀含量顯著高于CK、T2，與T3無顯著差異;秋季CK鉀含量顯著低于施肥處理，T3鉀含量顯著高于CF、T 與T2無顯著差異（圖4C）。綜合來看，施肥能有效增加茶樹新梢對(duì)氮、磷、鉀的積累量，T3模式更能促進(jìn)氮、鉀素的吸收。

2.5? 5個(gè)處理對(duì)新梢年均氮、磷、鉀素吸收量及其表觀回收率、農(nóng)學(xué)效率、農(nóng)學(xué)生理效率的影響

如表6所示，CK的新梢全年氮素吸收量顯著低于其他處理，T1、T2、T3的新梢全年氮素吸收量顯著高于CF。T2、T3的氮素表觀回收率和農(nóng)學(xué)效率優(yōu)于CF、T1。各處理間氮素農(nóng)學(xué)生理效率無顯著差異。結(jié)果表明施肥能夠顯著提高茶樹新梢全年氮素吸收量，T1、T2、T3的氮素利用率優(yōu)于CF，T3效果更好。

施肥能夠顯著提高茶樹新梢全年磷素吸收量，T1、T2、T3的效果好于CF，T2、T3效果更優(yōu)（表6）。由表6可知，施肥也可顯著提高茶樹新梢全年鉀素吸收量，相較于CF，T1、T2、T3的效果更好，T3效果最優(yōu)。

2.6? 不同處理的經(jīng)濟(jì)效益分析

從表7可以看出，CF、T1、T2、T3的全年茶葉產(chǎn)值和純收入顯著高于CK，T1、T2、T3的全年茶葉產(chǎn)值和純收入顯著高于CF。T1、T2、T3的年純收入分別為6.36、6.27、6.40萬元/hm2，無顯著差異，T3的經(jīng)濟(jì)效益略優(yōu)。相較于CF年 純收入4.88萬元/hm2，T1、T2、T3的每年每公頃純收入分別增收1.48、1.39、1.52萬元。

3? 討論

茶樹新梢中氮、磷、鉀的含量分別可達(dá)4%～ 7%、0.3%～1%、2%～3%，需求養(yǎng)分較大，尤其是氮[22]。本研究表明施肥處理（CF、T1、T2、T3）的茶園茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著優(yōu)于不施肥處理（CK）。習(xí)慣施肥（CF）主要采用撒施，肥料易于揮發(fā)和淋失，土壤易于板結(jié)，降低茶樹抗旱性。相較于CF，本研究采用開溝施肥的T1、T2、T3化肥減施量分別為32.1%、33.8%、46.0%，T1、T2、T3全年干葉產(chǎn)量顯著高于CF，T1和T3的機(jī)采效果略好于CF，4個(gè)處里間的綠茶品質(zhì)差異不大，T1、T2、T3化肥利用率優(yōu)于CF。這與劉聲傳等[11-12]、馬立鋒等[23]、楊浩瑜等[24]的研究結(jié)論一致，再次表明，相較于撒施，即使在減少一定量化肥用量的情況下，茶園溝施的綜合效果更好。

確定茶園氮、磷和鉀基準(zhǔn)配比和用量基準(zhǔn)，是實(shí)現(xiàn)茶園化肥減施增效的重要前提[15]。貴州茶園主要施用等養(yǎng)分比例的高濃度復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15或17∶17∶17），不符合茶樹葉片養(yǎng)分需求，磷、鉀養(yǎng)分過量，浪費(fèi)肥料[25]。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《2018年果菜茶有機(jī)肥替代化肥技術(shù)指導(dǎo)意見》，要求茶園施用的復(fù)合肥N∶P2O5∶K2O=18∶8∶12或相近配方。經(jīng)過多年研究，阮建云等[15]提出了不同生產(chǎn)方式茶園的氮、磷和鉀基準(zhǔn)配比和用量基準(zhǔn)，對(duì)于大宗茶混合生產(chǎn)方式茶園（春茶名優(yōu)茶、夏秋茶大宗茶），每年氮300～450 kg/hm2（400～450 kg/hm2效果好，不超過450 kg/hm2），磷（P2O5）、鉀（K2O）分別為60～90 kg/hm2（不超過150 kg/hm2）和60～ 120 kg/hm2（不超過150 kg/hm2）。這也是本研究CF施用等養(yǎng)分比例的高濃度復(fù)合肥，導(dǎo)致綜合效益差的原因。本研究的T1施用的茶樹專用復(fù)混肥N∶P2O5∶K2O=11∶5∶4，磷養(yǎng)分含量略高，鉀養(yǎng)分略低，也許改成N∶P2O5∶K2O=11∶4∶5，效果更好。茶樹新梢的鎂含量為干重的0.12%～ 0.3%，施鎂肥可增產(chǎn)9%～38%，提高茶葉品質(zhì)[26]。阮建云等[15]建議茶園每年施鎂（MgO）40～60 kg/hm2，其團(tuán)隊(duì)研制的茶樹專用肥（N∶P2O5∶K2O∶MgO=18∶8∶12∶2）效果好，已在浙江推廣。本研究的施肥模式，若是補(bǔ)上鎂肥，效果也許更好。

新型肥料（緩/控釋肥）養(yǎng)分利用更高效、環(huán)境更友好，替代傳統(tǒng)、常規(guī)的低效化肥產(chǎn)品，是提升施肥效率的重要技術(shù)措施[3]。與已有不少研究結(jié)果一致[11-12，27-28]。本研究再次表明相對(duì)于常規(guī)肥料，控釋肥具有更好的綜合效益，尤以控釋肥與有機(jī)肥配施效果更好。

有機(jī)肥替代化肥技術(shù)是實(shí)現(xiàn)茶園化肥“零增長”的重要技術(shù)之一，施用有機(jī)肥不僅可以提高茶葉品質(zhì)，還可改善土壤理化性質(zhì)[29-32]。我國主要茶區(qū)進(jìn)行的有機(jī)肥替代化肥試驗(yàn)顯示，以有機(jī)肥替代化肥氮的30%效果最好[29，33]。有機(jī)肥搭配化肥施用時(shí)，有機(jī)肥養(yǎng)分含量一般為總施肥量養(yǎng)分含量的20%～30%[29]。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《2018年果菜茶有機(jī)肥替代化肥技術(shù)指導(dǎo)意見》，要求大宗綠茶茶園每年基肥施商品畜禽糞有機(jī)肥3000～4500 kg/hm2、茶樹專用肥（N∶P2O5∶K2O=18∶8∶12或相近配方）450～750 kg/hm2。在本研究中，T1的酚氨比低于CF，這可能與該技術(shù)模式的氮素含量較高有關(guān)，但其產(chǎn)量、化肥利用率低于T2、T 經(jīng)濟(jì)效益低于T 表明該茶樹專用肥的有機(jī)無機(jī)配比還有待改善，也許增加有機(jī)質(zhì)含量、降低化肥含量效果更好。此外，本研究T3的產(chǎn)量、化肥利用率、經(jīng)濟(jì)效益最好，但存在酚氨比略高于CF的現(xiàn)象，這可能與該模式的有機(jī)肥替代率偏低，需增加有機(jī)肥施用量有關(guān)，若每公頃增施1500 kg，其品質(zhì)、產(chǎn)量可能更好，但成本增加不少，其綜合效益有待進(jìn)一步研究。

本研究從氮、磷和鉀基準(zhǔn)配比和用量、調(diào)整肥料結(jié)構(gòu)、有機(jī)肥替代部分化肥、改進(jìn)施肥方式方面，綜合研究了不同施肥技術(shù)對(duì)茶園產(chǎn)量、品質(zhì)、化肥利用率、經(jīng)濟(jì)效益的影響，初步認(rèn)為茶樹專用肥（T1）、控釋肥配施有機(jī)肥（T3）的化肥減施效果較好，尤以T3模式效果更好。但還存在著茶樹專用肥的氮、磷和鉀配比不當(dāng)，茶樹專用肥的有機(jī)肥及其有機(jī)質(zhì)含量偏低，T3模式有機(jī)肥替代比例偏低，以及所有施肥模式缺乏鎂肥等缺陷，還需進(jìn)一步深入研究。

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