茶園有機肥替代化肥對土壤養(yǎng)分和茶葉產量與品質的影響.pdf

園藝學報 2023 50 10 2207 2219 Acta Horticulturae Sinica doi 10 16420 j issn 0513 353x 2022 0481 http www ahs ac cn 2207 收稿日期 2023 03 31 修回日期 2023 07 31 基金項目 麗水市科技計劃項目 2020GYX14 2021GYX09 現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項 CARS 19 通信作者 Author for correspondence E mail jnhwz 茶園有機肥替代化肥對土壤養(yǎng)分和茶葉產量與 品質的影響 疏再發(fā) 吉慶勇 邵靜娜 鄭生宏 周慧娟 何衛(wèi)中 麗水市農林科學研究院 浙江麗水 323000 摘 要 以 景白 1 號 茶樹品種為試驗材料 通過不施肥 常規(guī)施肥 100 施化肥 30 有機肥 替代化肥和 100 有機肥替代化肥 5 個處理 研究對茶園土壤養(yǎng)分和茶葉產量與品質影響 3 年的試驗結 果表明 施肥處理顯著提高茶園土壤有機質 全氮 有效磷 速效鉀和有效鎂等含量 并提高了茶樹對 N P K Mg 等元素的吸收量 但有機肥替代處理下茶樹對各元素吸收呈現(xiàn)不同趨勢 施肥處理均提高了茶 葉產量 其中 30 有機肥替代化肥處理增產最顯著 3 年平均增產 27 28 此外 不同施肥結構對茶葉 品質成分的影響不同 與不施肥相比 各施肥處理不同程度地促進了茶葉游離氨基酸的累積 降低茶葉 酚氨比 不同施肥結構作用于茶樹 3 年后 GA EC EGCG EC 酯型兒茶素 非酯型兒茶素及總兒茶 素等含量降低 常規(guī)施肥和 30 有機肥替代化肥處理較不施肥處理茶葉咖啡堿含量有所提高 同時 施肥 處理提高茶葉氨基酸含量 且 30 有機肥替代化肥處理提高幅度更明顯 試驗結果綜合表明 30 有機肥 替代化肥處理能夠在提高茶葉產量的同時提升茶葉品質 關鍵詞 施肥結構 土壤養(yǎng)分 茶葉產量 茶葉品質 中圖分類號 S 571 1 文獻標志碼 A 文章編號 0513 353X 2023 10 2207 13 Effects of Organic Fertilizer Replacement on Soil Nutrients in Tea Garden and Yield quality of Tea Plant SHU Zaifa JI Qingyong SHAO Jingna ZHENG Shenghong ZHOU Huijuan and HE Weizhong Lishui Academy of Agriculture and Forestry Sciences Lishui Zhejiang 323000 China Abstract The effect of soil nutrients and tea yield and quality to different fertilization structures was studied by using the Jingbai 1 tea cultivar as experimental material through five fertilization treatments no fertilization conventional fertilization 100 chemical fertilizer fertilization 30 organic fertilizer substitution and 100 organic fertilizer substitution The results of three year experiment showed that fertilization treatments significantly increased the contents of soil organic matter total nitrogen N available phosphorus P available potassium K and available magnesium Mg and increased the absorption of N P K and Mg Whereas organic fertilizer substitution treatment showed divergent variation in nutrient absorption Meanwhile fertilization treatments displayed a positive effect on tea yield 30 organic fertilizer substitution treatment revealed the highest increase in tea yield with a 27 28 average Shu Zaifa Ji Qingyong Shao Jingna Zheng Shenghong Zhou Huijuan He Weizhong Effects of organic fertilizer replacement on soil nutrients in tea garden and yield quality of tea plant 2208 Acta Horticulturae Sinica 2023 50 10 2207 2219 increase in the three years In addition the components of tea quality showed diverse responses to different treatments When compared with no fertilization other fertilization treatments promoted the accumulation of free amino acids decreased the polyphenol amino acids After three years compared to no fertilization treatment other fertilization treatments decreased the contents of GA EC EGCG EC ester catechin Non ester catechin and total catechin Furthermore conventional fertilization and 30 organic fertilizer substitution treatments increased the caffeine content compared with no fertilization treatment Meanwhile fertilization treatment increased the content of umami amino acid organic fertilizer substitution treatment increased obviously In summary the results showed that 30 organic fertilizer substitution treatment can effectively improve the tea yield and quality Keywords fertilization structure soil nutrient tea yield tea quality 茶樹是中國重要的經(jīng)濟作物之一 2021 年中國茶樹種植面積 產量和產值均居世界前列 梅宇 和梁曉 2022 茶園適量的肥料投入可以增加土壤肥力 促進茶葉增產 提高茶葉品質 葉秋萍 2007 Siddiqui et al 2011 張瑜 2012 而據(jù)統(tǒng)計中國有 30 左右的茶園肥料投入過量 且施肥 主要以復合肥 尿素等速效化肥為主 阮建云 等 2020 長期過量施用化肥會造成茶園土壤酸化 板結 肥力降低 微生物群落減少等一系列問題 最終造成茶樹生長不良 產量降低 茶葉品質下 降等問題 姜晶晶 2017 周志 等 2019 阮建云 等 2020 目前 用有機肥替代化肥對茶園積極的影響已有較多報道 有機肥替代化肥可以提高土壤有機 質含量 增加土壤微生物群落 促進茶樹生長 保證茶葉產量 提高茶葉品質 Siddiqui et al 2011 銀霞 等 2017 Gu et al 2019 Zhang et al 2020b 張峻偉 等 2021 有機肥的種類很多 但 有關傳統(tǒng)畜禽糞便有機肥對茶樹生長和茶葉品質影響的研究較少 郭龍等 2021 研究牛糞替代化 肥可以提高土壤 pH 改善土壤肥力 70 100 替代化肥更有利于提高茶葉產量和品質 且施用 牛糞能有效調控茶園土壤細菌群落 Zhang et al 2020a 豬糞有機肥 雞糞有機肥等具有相似的 成效和作用 王潔瓊 等 2017 殷雪琰 等 2017 周曉天 等 2022 養(yǎng)羊控草 作為建設生態(tài) 茶園最新成果 發(fā)展迅速 帶來的羊糞利用問題進一步凸顯 潘慕華 2018 葉發(fā)寶 等 2020 羊糞有機肥替代化肥對茶園的影響研究可以有效豐富有機肥替代化肥成果 具有重要的意義 白化茶樹品種 景白 1 號 2015 年通過浙江省非主要農作物品種審定 具有白化特性穩(wěn)定且 特異 抗逆性強 產量高 制茶品質優(yōu)等特點 為浙江省麗水市茶產業(yè)主導品種 張麗芬和劉建平 2018 本研究中以 景白 1 號 為試驗材料 采取不施肥 常規(guī)施肥 100 施化肥 30 有機肥 替代和 100 有機肥替代共 5 個處理 在茶園氮 磷 鉀投入基本一致的情況下 通過 3 年試驗 研究不同施肥結構對茶園土壤養(yǎng)分 茶樹養(yǎng)分吸收量 茶葉產量及品質等影響 為茶園管理提供合 理施肥結構 保證茶園生產各重要指標 同時為提高茶園科學化肥料使用提供參考 1 材料與方法 1 1 試驗材料與試驗設置 試驗于 2018 2021 年在浙江省景寧縣浙江奇爾茶葉有限公司完成 試驗茶樹 景白 1 號 為 白化茶樹品種 樹齡 16 年 試驗土壤為沙壤土 初始試驗茶園土壤 pH 4 67 有機質 48 85 g kg 1 總氮量 2 89 g kg 1 有 疏再發(fā) 吉慶勇 邵靜娜 鄭生宏 周慧娟 何衛(wèi)中 茶園有機肥替代化肥對土壤養(yǎng)分和茶葉產量與品質的影響 園藝學報 2023 50 10 2207 2219 2209 效磷 59 33 mg kg 1 速效鉀 97 92 mg kg 1 總鎂量 19 64 mg kg 1 除不施肥處理外 以總養(yǎng)分元 素施用量基本一致為原則 試驗設置為不施肥 常規(guī)施肥 100 施化肥 簡稱施化肥 30 有機 肥替代化肥 100 有機肥替代化肥 簡稱施有機肥 共 5 個處理 其中有機肥使用漚熟的濕羊糞 基本理化性質如表 1 所示 施肥種類 施肥時間和施肥量以及各施肥處理的營養(yǎng)元素量如表 2 所示 基肥于前一年 10 月下旬施用 于每年 2 月下旬追肥 肥料施用采用溝施的方法 每個處理試驗面積 45 m 2 設置 4 個重復 表 1 羊糞和菜籽餅基本理化性質 Table 1 Basic physical and chemical properties of sheep manure and rape seed cake 肥料 Fertilizer pH 有機質 Organic matter N P2O5 K2O Mg 羊糞 Sheep manure 7 9 27 0 714 0 219 0 316 0 0303 菜籽餅 Rape seed cake 7 1 68 3 350 1 120 1 290 0 5970 表 2 試驗茶園年施肥設計及各處理的營養(yǎng)元素量 Table 2 Annual fertilization design and nutrient element quantity of each treatment in experimental tea garden 施肥處理 Fertilization treatment 肥料及施肥量 kg hm 2 Fertilizer and application amount 各元素施用量 kg hm 2 羊糞 Sheep manure 菜籽餅 Rapeseed cake 尿素 Urea 過磷酸鈣 Superphosphate 氯化鉀 KCl 茶葉專用肥 Tea special fertilizer N P2O5 K2O Mg 不施肥 No fertilization 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 a 常規(guī) Conventional 2 250 2 250 750 600 125 428 94 82 63 126 14 14 11 b 化肥 Chemical C 114 1 125 298 80 90 00 135 00 11 81 c C70 O30 12 855 79 5 787 5 300 82 91 16 135 13 12 16 d 有機肥 Organic O 42 857 306 00 93 86 135 43 12 99 注 a 100 作基肥 b d 70 作基肥 30 作追肥 茶葉專用肥 N P 2 O 5 K 2 O 22 8 12 尿素 N 45 過磷酸鈣 P 2 O 5 14 氯化鉀 K 60 Note a 100 as base fertilizer b d 70 for base fertilizerand 30 for top fertilizer Special fertilizer for tea N P 2 O 5 K 2 22 8 12 urea N 45 superphosphate P 2 O 5 14 potassium chloride K 60 1 2 樣品采集 1 2 1 土壤樣品采集 于每年基肥施用前 10 月上旬 采集土樣 避開渠溝 道路邊等區(qū)域 采用 S 采樣方法采 集 0 20 cm 土層的土壤樣品 剔除雜物 自然風干后 分別過 0 15 mm 0 075 mm 篩子后分裝密 封保存 Duan et al 2019 1 2 2 茶園計產與樣品采集 根據(jù) 茶樹種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準 確定茶樹一芽一葉期物候期 參考疏再發(fā)等 2022 的方法進行茶葉產量記錄 按照常規(guī)采摘 每年當茶樹物候期達到一芽一葉期時采摘每個處理內全 部一芽一葉標準的茶芽 計產并進行一芽一葉生化樣品制作 3 5 d 后按第 1 次方法采摘第 2 遍 計產 當后續(xù)生長達一芽二葉時 采摘每個處理內全部一芽二葉標準的茶芽 計產并進行一芽二葉 生化樣品制作 3 5 d 按一芽二葉標準采摘第 2 遍并計產 等第 1 輪茶芽采摘完畢后 新抽新芽采 摘單芽 采摘完小區(qū)內所有達魚葉期標準的單芽 計產與單芽生化樣品制作 5 7 d 按單芽標準采 摘第 2 遍并計產 茶園總產量為每次計產總和 參考李海琳等 2017 進行茶葉生化樣制作 計產后的茶葉鮮葉經(jīng)烘干機 120 烘 5 min 然 后 80 烘干至恒重 用于測定茶葉主要生化成分和茶葉元素吸收量 Shu Zaifa Ji Qingyong Shao Jingna Zheng Shenghong Zhou Huijuan He Weizhong Effects of organic fertilizer replacement on soil nutrients in tea garden and yield quality of tea plant 2210 Acta Horticulturae Sinica 2023 50 10 2207 2219 1 3 測定方法 1 3 1 土壤養(yǎng)分測定 土壤 pH 采用玻璃電極法 水土質量比 2 5 1 測定 Wang et al 2018 土壤有機質用重鉻酸 鉀容量法 外加熱法測定 全氮用半微量凱氏定氮法 楊浩瑜 等 2020 測定 有效磷 速效鉀采 用 Mehlich3 浸提劑提取 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀 ICP 測定 總鎂量采用濕消化法 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀 ICP AES 測定 楊清霖 等 2020 1 3 2 茶葉主要生化成分測定 參照 GB T 8313 2018 測定茶樣的茶多酚 咖啡堿和兒茶素含量 參照 GB T 8314 2013 測定茶樣的游離氨基酸總量 參考劉爽 2014 的方法測定游離氨基酸及組分含量 樣品直接按 AccQ Tag 方法柱前衍生 高效液相色譜法測定 1 3 3 茶葉元素吸收量測定 茶葉 N P K Mg 元素吸收量參考土壤 N P K Mg 元素測定方法 全氮用凱氏定氮法測 定 茶葉 P K Mg 采用濕消化法 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀 ICP AES 測定 數(shù)據(jù)采用 Excel 2010 軟件進行整理 采用 SPSS IBM SPSS Statiatics 20 進行顯著性檢驗分析 2 結果與分析 2 1 不同施肥結構對茶園土壤養(yǎng)分的影響 施肥多少直接影響茶園土壤養(yǎng)分含量 如表 3 所示 相對于不施肥處理 2019 2021 年 30 有 機肥替代和 100 有機肥處理的土壤有機質含量 有效磷 速效鉀 總鎂量均顯著升高 全氮量除 2019 年外 2020 2021 年各處理均顯著高于不施肥處理 2019 2021 年土壤 pH 變化趨勢不同 施 化肥處理顯著低于不施肥處理 施肥結構不同 茶園土壤養(yǎng)分積累也不同 相對于施化肥處理 2019 2021 年施有機肥處理的 表 3 茶園土壤養(yǎng)分在不同施肥結構下變化 Table 3 Soil of tea Garden Soil nutrient changes under different fertilization structures 年份 Year 施肥處理 Fertilization treatment pH 有機質 g kg 1 Organic matter 全 N g kg 1 Total N P2O5 mg kg 1 K2O mg kg 1 總 Mg mg kg 1 Total Mg 2019 不施肥 No fertilization 4 59 0 35 b 20 85 3 33 a 2 02 0 17 ab 39 56 3 31 b 86 54 3 00 c 20 50 0 66 c 常規(guī) Conventional 4 45 0 42 ab 45 94 4 41 c 3 05 0 24 bc 58 54 5 08 c 144 60 2 74 e 27 07 1 91 d 化肥 Chemical C 4 16 0 26 a 31 73 2 67 b 2 78 0 19 b 52 05 2 49 c 102 38 5 50 d 20 83 2 01 c C70 O30 4 49 0 31 ab 47 77 3 83 cd 2 83 0 30 b 58 65 5 51 c 138 56 3 64 e 31 45 1 65 de 有機肥 Organic O 4 88 0 45 b 55 47 3 39 d 2 89 0 26 b 74 62 6 87 d 210 08 10 34 fg 30 67 1 37 de 2020 不施肥 No fertilization 4 56 0 39 b 18 55 1 63 a 1 62 0 16 a 35 07 2 46 b 66 64 1 46 b 15 51 0 56 ab 常規(guī) Conventional 4 32 0 16 ab 55 94 3 96 d 3 85 0 41 c 81 95 3 52 de 121 16 2 60 de 22 21 1 75 cd 化肥 Chemical C 4 16 0 22 a 34 73 3 66 b 2 68 0 17 b 74 89 5 11 d 115 30 7 77 de 13 05 0 40 ab C70 O30 4 45 0 39 ab 52 77 3 54 d 3 13 0 30 bc 84 73 4 30 de 146 38 8 21 e 17 72 1 55 abc 有機肥 Organic O 4 70 0 25 b 59 47 6 65 d 2 99 0 40 bc 91 90 5 08 e 196 05 10 01 f 19 30 0 90 c 2021 不施肥 No fertilization 4 51 0 32 b 15 96 2 58 a 1 42 0 16 a 19 48 1 33 a 49 23 3 00 a 12 21 0 30 a 常規(guī) Conventional 4 49 0 44 ab 54 94 4 49 d 3 35 0 34 bc 145 00 3 82 g 175 00 7 13 ef 32 21 1 98 de 化肥 Chemical C 4 24 0 43 a 45 73 6 07 c 2 78 0 09 b 111 95 4 01 f 126 60 3 82 de 25 05 0 87 cd C70 O30 4 59 0 36 b 56 77 5 36 d 2 93 0 19 bc 154 66 10 34 g 156 46 6 76 e 27 72 0 22 d 有機肥 Organic O 4 76 0 31 b 63 47 3 25 d 3 39 0 20 bc 188 14 9 3 6h 253 33 11 33 g 33 30 1 80 e 注 同一列中不同字母表示差異達到顯著水平 P 0 05 下同 Note Different letters in the same column indicate significant differences between mean values P 一芽二葉 一芽一葉的規(guī)律 這可能與采摘時間有關 或是隨著氣溫的升高 咖啡堿含量變高的緣故 閆振 等 2020 茶葉兒茶素組分是茶多酚的重要組成部分 占茶葉干質量的 14 20 毛雅琳 等 2020 本研究中相對不施肥 施肥處理下不同采摘標準總兒茶素的變化趨勢較為一致 施肥能夠降低總兒 茶素含量 而有機肥替代對兒茶素組分影響較小 施肥處理對 GA EC EGCG ECG 酯型兒茶 素和非酯型兒茶素等含量的影響與總兒茶素含量變化較為一致 施肥能夠提高天冬氨酸 谷氨酸 茶氨酸等茶葉鮮味氨基酸含量 有機肥替代能夠提高茶葉鮮度 這與前人的研究結果 楊浩瑜 等 2020 孔曉君 等 2021 較一致 綜合試驗結果表明 30 有機肥替代對茶葉產量增加最為明顯 而且能夠增加游離氨基酸的含 量 顯著提高茶葉鮮味氨基酸含量 降低茶葉酚氨比 增加茶葉咖啡堿含量 最終提高茶葉品質 疏再發(fā) 吉慶勇 邵靜娜 鄭生宏 周慧娟 何衛(wèi)中 茶園有機肥替代化肥對土壤養(yǎng)分和茶葉產量與品質的影響 園藝學報 2023 50 10 2207 2219 2217 值得進一步研究與推廣應用 References Chen Yuzhen Wang Feng Wu Zhidan Zhang Wenjin Weng Boqi You Zhiming 2020 Effects of chemical fertilizer reduction on yield quality fertilizer utilization efficiency and economic benefit of Oolong tea Journal of Tea Science 40 6 758 770 in Chinese 陳玉真 王 峰 吳志丹 張文錦 翁伯琦 尤志明 2020 化肥減施對烏龍茶產量 品質和肥料利用率及經(jīng)濟效益的影響 茶葉科學 40 6 758 770 Duan Y Shen J Z Zhang X L Wen B Ma Y C Wang Y H Fang W P Zhu X 2019 Effects of soybean tea intercropping on soil available nutrients and tea quality Acta Physiologiae Plantarum 41 8 1 9 Gu S S Hu Q L Cheng Y Q Bai L Y Liu Z H Xiao W J Xiao W J Gong Z H Wu Y N Feng K Deng Y Tan L 2019 Application of organic fertilizer improves microbial community diversity and alters microbial network structure in tea Camellia sinensis plantation soils Soil Tillage Research 195 C 104356 104365 Guo Long Li Chen Liu Peishi Chang Junfeng Zhou Xiaotian Zhang Ning Zhu Zunyou Weng Yawei Ma Youhua 2021 Effects of replacing chemical fertilizer with cow manure organic 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