土壤调理剂对茶园土壤理化性质和茶叶品质的影响

2014-08-08 10:24张青王煌平栗方亮孔庆波扈亲怀
湖北农业科学 2014年9期
关键词:土壤理化性质茶园

张青+王煌平+栗方亮+孔庆波+扈亲怀+罗涛++

摘要:通过田间小区试验,研究不同土壤调理剂对土壤理化性质和茶叶品质的影响。结果表明,施入土壤调理剂的处理土壤容重均降低,孔隙度均增加,腐殖酸和风化煤处理土壤容重分别比化肥处理降低12.5%和5.7%,腐殖酸+风化煤处理土壤容重低于腐殖酸处理高于风化煤处理。茶叶中氮、磷、钾矿质养分含量以腐殖酸处理最高,这与腐殖酸处理土壤中速效氮、磷、钾含量较高有关。茶青产量增加,以腐殖酸的效果较好,增产11.5%;腐殖酸处理茶叶中茶多酚和水浸出物含量都高于其他处理,分别比化肥处理提高20.8%和9.4%。可见,土壤调理剂的施入既能改善土壤结构,对植物生长提供良好的土壤环境,又能增加茶青产量,提高茶叶品质。

关键词:土壤调理剂;茶园;土壤理化性质;茶叶品质

中图分类号:S571.1;S156.2;S506.1文献标识码:A文章编号:0439-8114(2014)09-2006-03

Effects of Soil Conditioners on Soil Physical and Chemical Properties

of Tea Garden and Quality of Tea

ZHANG Qing1,WANG Huang-ping1,LI Fang-liang1,KONG Qing-bo1,HU Qin-huai1,2,LUO Tao1

(1.Institute of Soil and Fertilizer, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350013, China;

2. College of Life Sciences, Fujian Normal University, Fuzhou 350108, China)

Abstract: The effects of soil conditioners on soil physical and chemical properties of tea garden and tea quality were studied through field experiments. The results showed that the bulk density decreased and the specific weight of soil and porosity increased after applying soil conditioners. Soil bulk density of humic acid and weathered coal treatments were decreased by 12.5% and 5.7%, respectively compared with the fertilizer treatment. Soil bulk density ofhumic acid and weathered coal co-application treatment varied between them. The contents of nitrogen, phosphorus and potassium in tea of humic acid treatment were all higher than those of other treatments due to the high contents of available nitrogen, phosphorus and potassium in soil treated by humic acid. Humic acid treatment had the highest yield with increase of 11.5%. Tea polyphenols and water extractive contents of humic acid treatment were higher than those of other treatments with increase of 20.8% and 9.4%, respectively compared with chemical fertilizer treatment. Soil conditioners can improve soil structure, provide good soil environment for plant growth, and increase the yield of improve the quality of tea.

Key words: soil conditioner; tea garden; soil physical and chemical properties; tea quality

茶园土壤是茶树赖以生存的基础,土壤条件的好坏直接影响着茶叶的品质。长期以来由于粗放型耕作以及农民偏施氮肥等,造成土壤偏酸、结构变差、有机质含量降低、土壤肥力下降等变化,导致茶叶产量和品质下降[1]。随着科学技术的普及和茶叶经济效益的提高,茶农逐渐意识到这一问题。采取增施有机肥、施用土壤调理剂等科学施肥措施来改善茶园土壤的观点也陆续被接受。能改善土壤结构和提高土壤肥力的调理剂品种繁多,其中腐殖酸(HA)是一种分子量大、疏松多孔、褐色的、分子结构复杂的物质,保水性能较强,有机质含量大于35%;风化煤是一种长期氧化、风化、水解形成的低级煤,含有大量再生腐殖酸和多种含氧活性官能团,如羧基、酚羟基、醌基、醇羟基等,从而赋予风化煤新的利用价值[2]。有关腐殖酸和风化煤在蔬菜上的应用效果研究较多[3-5],而应用在茶树上对茶园土壤和茶叶品质影响的研究较少。本试验通过茶树施用腐殖酸和风化煤对土壤结构和茶叶品质的影响研究,旨在为茶园施用腐殖酸和风化煤提供理论指导。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1供试土壤及调理剂试验地点在福建省宁德福安市天香茶叶有限公司茶园,土壤类型为黄红壤,土壤的基本理化性质为pH 7.21,有机质22.6 g/kg,全氮0.65 g/kg,全磷0.40 g/kg,全钾26.5 g/kg,碱解氮58.34 mg/kg,速效磷45.2 mg/kg,速效钾132.1 mg/kg。风化煤成分:全量腐殖酸138 g/kg,有机质325 g/kg,水分含量25.6%,pH 5.0,N+P2O5+K2O为2%。腐殖酸成分:N+P2O5+K2O为2%,pH 5.7,有机质496 g/kg。

1.1.2茶树品种供试茶树品种为金观音,树龄5年。

1.2方法

1.2.1试验设计试验设4个处理:①NPK(F);②NPK+腐殖酸(FH,1 500 kg/hm2);③NPK+风化煤(FD,1 500 kg/hm2);④NPK+1/2腐殖酸+1/2风化煤(FHD,腐殖酸750 kg/hm2,风化煤750 kg/hm2),每小区化肥用量均相同:N、P2O5、K2O分别为217.5、67.5、90.0 kg/hm2。每小区面积20 m2,3次重复,随机排列。2012年7月施肥,2012年9月采茶青。

1.2.2测定指标与方法茶青产量测定采用人工采收一芽三叶茶青单独称重的方法。土壤容重、孔隙度、土壤和植株样品中氮、磷、钾、有机质、pH的测定参照鲁如坤[6]的方法。茶叶中茶多酚和水浸出物含量测定分别采用GB/T8313-2002《茶 茶多酚测定》和GB/T8305-2002《茶 水浸出物测定》中的方法。

1.2.3数据处理数据处理采用SPSS17.0统计软件和Microsoft Excel软件。

2结果与分析

2.1土壤调理剂对土壤容重和孔隙度的影响

化肥处理的土壤容重最大,施入调理剂之后,土壤容重有了不同程度的降低(表1)。其中FH处理土壤容重最低,比F处理降低12.5%,与F处理差异显著;FD处理土壤容重比F处理降低5.7%,与其他处理差异不显著;对降低土壤容重效果好坏顺序为FH、FHD、FD、F。

与F处理相比,施用不同调理剂处理都能增加土壤孔隙度,而以FH处理的效果最佳,增加幅度为15.1%;FD处理土壤孔隙度增加6.4%。可见,土壤调理剂可以降低土壤容重,增加土壤孔隙度,改良土壤结构,增加土壤的透气透水性能,对植物根系的生长提供良好的环境,FH的效果好于FD。

2.2土壤调理剂对土壤养分含量的影响

由表2可知,土壤调理剂对土壤养分含量的影响不尽相同。FH、 FD和FHD处理对土壤pH影响不大。除了土壤中碱解氮含量为FHD处理最高外,速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾含量都以FH处理最高,都与F和FD处理达到显著差异,这与某些研究结果FH具有活化土壤中P素[7],增加土壤中速效N、P、K含量[8-10]一致。FH处理有机质含量比F处理提高了45%,与F处理差异显著,各处理土壤有机质含量大小顺序是FH、FHD、FD、F。

2.3土壤调理剂对茶叶养分含量的影响

茶树新梢矿质营养元素含量的高低是评价茶叶品质的指标之一。从图1可以看出,FH处理茶叶中氮、磷、钾含量都最高,总养分含量最高,比F处理提高47.4%;其次是FD处理,F处理的养分含量最低。可见,土壤调理剂的施入,能增加茶叶中矿质营养元素的含量,且以施用腐殖酸的处理效果最好。

2.4土壤调理剂对茶青产量的影响

与单施化肥处理相比,施用调理剂能不同程度提高茶青产量(图2),FH处理的茶青产量较高,FH、FHD、FD处理茶青产量比F处理分别提高11.5%、7.8%和1.2%,但与F处理都没有达到显著差异。可见,施用腐殖酸和风化煤能一定程度提高茶青产量,施用腐殖酸效果略好于施用风化煤。

2.5土壤调理剂对茶叶品质的影响

茶多酚具有很好的抗氧化活性,还具有明显的抗衰老、消除人体过剩的自由基、去脂减肥、降低血糖等药理功能,在食品加工、医药、日用化工等领域具有重要的应用[11],茶多酚安全无毒[12]。由表3可知,土壤调理剂能提高茶叶中茶多酚含量,与F处理相比,FH处理茶多酚含量提高20.8%,达到显著差异,FD和FHD处理也分别提高10.4%和9.4%。土壤调理剂均能提高茶叶中水浸出物的含量,比F处理提高4.4%~9.4%,但差异不显著。可见,施用腐殖酸和风化煤均能在一定程度上提高茶叶品质,其中施用腐殖酸效果好于施用风化煤。

3结论

施入土壤调理剂后土壤容重均降低,FH处理比F处理降低12.5%,孔隙度均增加,以FH处理效果好于其他处理。茶叶中氮、磷、钾矿质养分含量以FH处理最高,这与FH处理土壤中速效氮、磷、钾含量较高一致,可能是腐殖酸能活化土壤中氮、磷、钾。腐殖酸和风化煤的施入能增加茶青产量,以FH处理的效果较好,增产11.5%;FH处理茶叶中茶多酚和水浸出物含量均高于其他处理。加入土壤调理剂(尤其是腐殖酸)不但能够改善土壤结构,增加土壤透气透水的性能,对植物生长提供良好的土壤环境,而且能增加茶青产量,提高茶叶品质。

参考文献:

[1] 黄倩.安溪茶园土壤存在的问题及改良措施[J].福建农业,2010(1):14.

[2] 文雅,李东旭.风化煤腐殖酸在土壤改良中的应用[J].科技情报开发与经济,2010,20(33):148-150.

[3] 王兴远,张显东,张志鹏,等.腐植酸有机肥在蔬菜上的施用效果[J].现代农业科技,2011(l2):276-277.

[4] 童文,孙佩,杨晓,等.施用腐植酸肥对白芷产量和质量的影响[J].西南农业学报,2011,24(3):1236-1238.

[5] 李冉,封朝晖.不同产地的腐植酸对小白菜养分利用的影响[J].中国土壤与肥料,2011(1):59-63.

[6] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,1999.

[7] JELENIC D B,HAJDUKOVIC M,ALEKSIC Z.The influence of humic substances on phosphate utilization from labelled superphoaphate[A]. FAO/IAEA. The Use of Isotopes in Soil Organic Matter Studies[C].New York:Pergamon Press,1966.85-88.

[8] FAGBENRO J A,AGBOOLA A A.Effect of different levels of humic acid on the growth and nutrient uptake of teak seedlings[J].Plant Nut,1993,16(8):1465-1483.

[9] ASIK B B,TURAN M A,CELIK H,et a1.Effects of humic substances on plant growth and mineral nutrients uptake of wheat (Triticum durum cv. Salihli)under conditions of salinity[J].Asian Journal of Crop Science,2009,1(2):87-95.

[10] 宋轩,曾德慧,林鹤鸣,等.草炭和风化煤对水稻根系活力和养分吸收的影响[J].应用生态学报,2001,12(6):867-870.

[11] 程书钓,王志远,何其傥,等.绿茶提取物抑制TPA促癌作用及其机制的研究[J].中国医学科学院学报,1989,11(4):259-264.

[12] 阮栋梁,张英峰,王丰玲,等.茶多酚的提取和应用的研究进展[J].渤海大学学报(自然科学版),2007,28(1):6-11.

1.2.2测定指标与方法茶青产量测定采用人工采收一芽三叶茶青单独称重的方法。土壤容重、孔隙度、土壤和植株样品中氮、磷、钾、有机质、pH的测定参照鲁如坤[6]的方法。茶叶中茶多酚和水浸出物含量测定分别采用GB/T8313-2002《茶 茶多酚测定》和GB/T8305-2002《茶 水浸出物测定》中的方法。

1.2.3数据处理数据处理采用SPSS17.0统计软件和Microsoft Excel软件。

2结果与分析

2.1土壤调理剂对土壤容重和孔隙度的影响

化肥处理的土壤容重最大,施入调理剂之后,土壤容重有了不同程度的降低(表1)。其中FH处理土壤容重最低,比F处理降低12.5%,与F处理差异显著;FD处理土壤容重比F处理降低5.7%,与其他处理差异不显著;对降低土壤容重效果好坏顺序为FH、FHD、FD、F。

与F处理相比,施用不同调理剂处理都能增加土壤孔隙度,而以FH处理的效果最佳,增加幅度为15.1%;FD处理土壤孔隙度增加6.4%。可见,土壤调理剂可以降低土壤容重,增加土壤孔隙度,改良土壤结构,增加土壤的透气透水性能,对植物根系的生长提供良好的环境,FH的效果好于FD。

2.2土壤调理剂对土壤养分含量的影响

由表2可知,土壤调理剂对土壤养分含量的影响不尽相同。FH、 FD和FHD处理对土壤pH影响不大。除了土壤中碱解氮含量为FHD处理最高外,速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾含量都以FH处理最高,都与F和FD处理达到显著差异,这与某些研究结果FH具有活化土壤中P素[7],增加土壤中速效N、P、K含量[8-10]一致。FH处理有机质含量比F处理提高了45%,与F处理差异显著,各处理土壤有机质含量大小顺序是FH、FHD、FD、F。

2.3土壤调理剂对茶叶养分含量的影响

茶树新梢矿质营养元素含量的高低是评价茶叶品质的指标之一。从图1可以看出,FH处理茶叶中氮、磷、钾含量都最高,总养分含量最高,比F处理提高47.4%;其次是FD处理,F处理的养分含量最低。可见,土壤调理剂的施入,能增加茶叶中矿质营养元素的含量,且以施用腐殖酸的处理效果最好。

2.4土壤调理剂对茶青产量的影响

与单施化肥处理相比,施用调理剂能不同程度提高茶青产量(图2),FH处理的茶青产量较高,FH、FHD、FD处理茶青产量比F处理分别提高11.5%、7.8%和1.2%,但与F处理都没有达到显著差异。可见,施用腐殖酸和风化煤能一定程度提高茶青产量,施用腐殖酸效果略好于施用风化煤。

2.5土壤调理剂对茶叶品质的影响

茶多酚具有很好的抗氧化活性,还具有明显的抗衰老、消除人体过剩的自由基、去脂减肥、降低血糖等药理功能,在食品加工、医药、日用化工等领域具有重要的应用[11],茶多酚安全无毒[12]。由表3可知,土壤调理剂能提高茶叶中茶多酚含量,与F处理相比,FH处理茶多酚含量提高20.8%,达到显著差异,FD和FHD处理也分别提高10.4%和9.4%。土壤调理剂均能提高茶叶中水浸出物的含量,比F处理提高4.4%~9.4%,但差异不显著。可见,施用腐殖酸和风化煤均能在一定程度上提高茶叶品质,其中施用腐殖酸效果好于施用风化煤。

3结论

施入土壤调理剂后土壤容重均降低,FH处理比F处理降低12.5%,孔隙度均增加,以FH处理效果好于其他处理。茶叶中氮、磷、钾矿质养分含量以FH处理最高,这与FH处理土壤中速效氮、磷、钾含量较高一致,可能是腐殖酸能活化土壤中氮、磷、钾。腐殖酸和风化煤的施入能增加茶青产量,以FH处理的效果较好,增产11.5%;FH处理茶叶中茶多酚和水浸出物含量均高于其他处理。加入土壤调理剂(尤其是腐殖酸)不但能够改善土壤结构,增加土壤透气透水的性能,对植物生长提供良好的土壤环境,而且能增加茶青产量,提高茶叶品质。

参考文献:

[1] 黄倩.安溪茶园土壤存在的问题及改良措施[J].福建农业,2010(1):14.

[2] 文雅,李东旭.风化煤腐殖酸在土壤改良中的应用[J].科技情报开发与经济,2010,20(33):148-150.

[3] 王兴远,张显东,张志鹏,等.腐植酸有机肥在蔬菜上的施用效果[J].现代农业科技,2011(l2):276-277.

[4] 童文,孙佩,杨晓,等.施用腐植酸肥对白芷产量和质量的影响[J].西南农业学报,2011,24(3):1236-1238.

[5] 李冉,封朝晖.不同产地的腐植酸对小白菜养分利用的影响[J].中国土壤与肥料,2011(1):59-63.

[6] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,1999.

[7] JELENIC D B,HAJDUKOVIC M,ALEKSIC Z.The influence of humic substances on phosphate utilization from labelled superphoaphate[A]. FAO/IAEA. The Use of Isotopes in Soil Organic Matter Studies[C].New York:Pergamon Press,1966.85-88.

[8] FAGBENRO J A,AGBOOLA A A.Effect of different levels of humic acid on the growth and nutrient uptake of teak seedlings[J].Plant Nut,1993,16(8):1465-1483.

[9] ASIK B B,TURAN M A,CELIK H,et a1.Effects of humic substances on plant growth and mineral nutrients uptake of wheat (Triticum durum cv. Salihli)under conditions of salinity[J].Asian Journal of Crop Science,2009,1(2):87-95.

[10] 宋轩,曾德慧,林鹤鸣,等.草炭和风化煤对水稻根系活力和养分吸收的影响[J].应用生态学报,2001,12(6):867-870.

[11] 程书钓,王志远,何其傥,等.绿茶提取物抑制TPA促癌作用及其机制的研究[J].中国医学科学院学报,1989,11(4):259-264.

[12] 阮栋梁,张英峰,王丰玲,等.茶多酚的提取和应用的研究进展[J].渤海大学学报(自然科学版),2007,28(1):6-11.

1.2.2测定指标与方法茶青产量测定采用人工采收一芽三叶茶青单独称重的方法。土壤容重、孔隙度、土壤和植株样品中氮、磷、钾、有机质、pH的测定参照鲁如坤[6]的方法。茶叶中茶多酚和水浸出物含量测定分别采用GB/T8313-2002《茶 茶多酚测定》和GB/T8305-2002《茶 水浸出物测定》中的方法。

1.2.3数据处理数据处理采用SPSS17.0统计软件和Microsoft Excel软件。

2结果与分析

2.1土壤调理剂对土壤容重和孔隙度的影响

化肥处理的土壤容重最大,施入调理剂之后,土壤容重有了不同程度的降低(表1)。其中FH处理土壤容重最低,比F处理降低12.5%,与F处理差异显著;FD处理土壤容重比F处理降低5.7%,与其他处理差异不显著;对降低土壤容重效果好坏顺序为FH、FHD、FD、F。

与F处理相比,施用不同调理剂处理都能增加土壤孔隙度,而以FH处理的效果最佳,增加幅度为15.1%;FD处理土壤孔隙度增加6.4%。可见,土壤调理剂可以降低土壤容重,增加土壤孔隙度,改良土壤结构,增加土壤的透气透水性能,对植物根系的生长提供良好的环境,FH的效果好于FD。

2.2土壤调理剂对土壤养分含量的影响

由表2可知,土壤调理剂对土壤养分含量的影响不尽相同。FH、 FD和FHD处理对土壤pH影响不大。除了土壤中碱解氮含量为FHD处理最高外,速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾含量都以FH处理最高,都与F和FD处理达到显著差异,这与某些研究结果FH具有活化土壤中P素[7],增加土壤中速效N、P、K含量[8-10]一致。FH处理有机质含量比F处理提高了45%,与F处理差异显著,各处理土壤有机质含量大小顺序是FH、FHD、FD、F。

2.3土壤调理剂对茶叶养分含量的影响

茶树新梢矿质营养元素含量的高低是评价茶叶品质的指标之一。从图1可以看出,FH处理茶叶中氮、磷、钾含量都最高,总养分含量最高,比F处理提高47.4%;其次是FD处理,F处理的养分含量最低。可见,土壤调理剂的施入,能增加茶叶中矿质营养元素的含量,且以施用腐殖酸的处理效果最好。

2.4土壤调理剂对茶青产量的影响

与单施化肥处理相比,施用调理剂能不同程度提高茶青产量(图2),FH处理的茶青产量较高,FH、FHD、FD处理茶青产量比F处理分别提高11.5%、7.8%和1.2%,但与F处理都没有达到显著差异。可见,施用腐殖酸和风化煤能一定程度提高茶青产量,施用腐殖酸效果略好于施用风化煤。

2.5土壤调理剂对茶叶品质的影响

茶多酚具有很好的抗氧化活性,还具有明显的抗衰老、消除人体过剩的自由基、去脂减肥、降低血糖等药理功能,在食品加工、医药、日用化工等领域具有重要的应用[11],茶多酚安全无毒[12]。由表3可知,土壤调理剂能提高茶叶中茶多酚含量,与F处理相比,FH处理茶多酚含量提高20.8%,达到显著差异,FD和FHD处理也分别提高10.4%和9.4%。土壤调理剂均能提高茶叶中水浸出物的含量,比F处理提高4.4%~9.4%,但差异不显著。可见,施用腐殖酸和风化煤均能在一定程度上提高茶叶品质,其中施用腐殖酸效果好于施用风化煤。

3结论

施入土壤调理剂后土壤容重均降低,FH处理比F处理降低12.5%,孔隙度均增加,以FH处理效果好于其他处理。茶叶中氮、磷、钾矿质养分含量以FH处理最高,这与FH处理土壤中速效氮、磷、钾含量较高一致,可能是腐殖酸能活化土壤中氮、磷、钾。腐殖酸和风化煤的施入能增加茶青产量,以FH处理的效果较好,增产11.5%;FH处理茶叶中茶多酚和水浸出物含量均高于其他处理。加入土壤调理剂(尤其是腐殖酸)不但能够改善土壤结构,增加土壤透气透水的性能,对植物生长提供良好的土壤环境,而且能增加茶青产量,提高茶叶品质。

参考文献:

[1] 黄倩.安溪茶园土壤存在的问题及改良措施[J].福建农业,2010(1):14.

[2] 文雅,李东旭.风化煤腐殖酸在土壤改良中的应用[J].科技情报开发与经济,2010,20(33):148-150.

[3] 王兴远,张显东,张志鹏,等.腐植酸有机肥在蔬菜上的施用效果[J].现代农业科技,2011(l2):276-277.

[4] 童文,孙佩,杨晓,等.施用腐植酸肥对白芷产量和质量的影响[J].西南农业学报,2011,24(3):1236-1238.

[5] 李冉,封朝晖.不同产地的腐植酸对小白菜养分利用的影响[J].中国土壤与肥料,2011(1):59-63.

[6] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,1999.

[7] JELENIC D B,HAJDUKOVIC M,ALEKSIC Z.The influence of humic substances on phosphate utilization from labelled superphoaphate[A]. FAO/IAEA. The Use of Isotopes in Soil Organic Matter Studies[C].New York:Pergamon Press,1966.85-88.

[8] FAGBENRO J A,AGBOOLA A A.Effect of different levels of humic acid on the growth and nutrient uptake of teak seedlings[J].Plant Nut,1993,16(8):1465-1483.

[9] ASIK B B,TURAN M A,CELIK H,et a1.Effects of humic substances on plant growth and mineral nutrients uptake of wheat (Triticum durum cv. Salihli)under conditions of salinity[J].Asian Journal of Crop Science,2009,1(2):87-95.

[10] 宋轩,曾德慧,林鹤鸣,等.草炭和风化煤对水稻根系活力和养分吸收的影响[J].应用生态学报,2001,12(6):867-870.

[11] 程书钓,王志远,何其傥,等.绿茶提取物抑制TPA促癌作用及其机制的研究[J].中国医学科学院学报,1989,11(4):259-264.

[12] 阮栋梁,张英峰,王丰玲,等.茶多酚的提取和应用的研究进展[J].渤海大学学报(自然科学版),2007,28(1):6-11.

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