‘白芽奇兰’施肥效应及其氮磷钾适宜用量研究

章明清，李 娟，尤志明，孔庆波，黄绿林，姚宝全

(1.福建省农业科学院土壤肥料研究所，福建 福州 350013；2.福建省农业科学院茶叶研究所，福建 福安 355015；3.福建省平和县土壤肥料技术推广站，福建 平和 363700；4.福建农田建设与土壤肥料技术推广总站，福建 福州 350003)



‘白芽奇兰’施肥效应及其氮磷钾适宜用量研究

章明清1，李 娟1，尤志明2，孔庆波1，黄绿林3，姚宝全4

(1.福建省农业科学院土壤肥料研究所，福建 福州 350013；2.福建省农业科学院茶叶研究所，福建 福安 355015；3.福建省平和县土壤肥料技术推广站，福建 平和 363700；4.福建农田建设与土壤肥料技术推广总站，福建 福州 350003)

为探讨平和县白芽奇兰品种的施肥效应及其推荐施肥量，在该县茶叶主产区设置了定位2年的氮磷钾化肥和有机肥田间肥效试验。系统聚类分析表明，根据茶青产量水平，可将茶园分为“高”、“中”、“低”产3种类型，其空白区和平衡施肥的茶青产量均值具有显著水平差异。施用氮磷钾化肥和有机肥的茶青平均增产13.9%、5.5%、11.3%和11.6%，其中高产茶园的氮磷肥增产效果大于中、低产茶园，但钾肥和有机肥在低产茶园的增产效应明显高于“高”产茶园。高、中产茶园施用氮肥的净增收高于磷钾肥和有机肥，在低产茶园施用氮钾肥和有机肥的净增收大致相当，磷肥的施肥效益最低。对茶青增产效应和净增收的分析表明，茶园的氮磷钾化肥和有机肥的适宜施用量平均分别为N 347 kg·hm-2、P2O5105 kg·hm-2、K2O 116 kg·hm-2和商品有机肥3750 kg·hm-2，高、中产茶园要重视合理施用氮钾肥，在低产茶园上要特别重视有机肥和化肥的配合施用。

白芽奇兰，氮磷钾，有机肥，推荐施肥

‘白芽奇兰’是福建省乌龙茶珍稀良种，在平和县的种植面积达到8000 hm2，年产茶叶1.1万t，毛茶年产值7.5亿元[1]，已成为地方名优特产品，是平和县西部山区农村的特色支柱产业。有关茶园土壤管理和施肥技术已进行过许多研究和推广应用。这些工作大都从茶园土壤肥力和肥料投入状况[2-5]、茶树氮磷钾营养特性[6,7]、推荐施肥技术[8,9]以及施肥环境效应[10-12]等方面开展研究，研究成果为制定相关区域茶园或茶叶种类的测土配方施肥技术方案及其推广应用提供了科学依据。但是，直到目前为止，针对平和县白芽奇兰品种的氮磷钾施肥效应及其推荐施肥还鲜见较为系统的研究报道。

为此，本文归纳总结近年来完成的9个氮磷钾田间肥效试验结果，以期为白芽奇兰茶的测土配方施肥技术的推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计方案

氮磷钾和有机肥的田间肥效试验采用10个处理，各处理的施肥量见表1。试验于2013年秋茶采收后，在平和县崎岭乡和九峰镇选择当地代表性土壤类型和肥力水平的投产茶园作为试验田，设置9个田间试验。由于试验处理数较多，各试验点采用多点分散不设重复和区组排列的试验方法[13]，每个试验小区面积25 m2。

表1 氮磷钾田间肥效试验设计方案

注：有机肥为商品有机肥，600元·t-1。

Note: A commercial organic fertilizer costing 600Yuan·ton-1was applied.

供试茶叶选用当地大面积种植的白芽奇兰茶品种，试验于2015年秋茶收获时结束，历时2年定位试验。试验用的氮肥选用尿素(N 46%)，磷肥选用过磷酸钙(P2O512%)，钾肥则用硫酸钾(K2O 50%)，有机肥采用肥料市场上销售的商品有机肥。施肥方法分别为：在冬季施用基肥，其中氮钾肥占总用量的20%，磷肥和有机肥全部做基肥全层深施；余下的氮钾肥在春季和秋季做2次追肥施用，每次施用量占总施用量的40%，开浅沟施肥后覆土。试验区周围设1 m以上宽的保护行。

茶青采摘标准和其它的栽培管理措施与当地大田生产一致。各试验点采收春茶和秋茶，记录茶青产量。采摘时按照各小区单收单称，分别记录鲜重产量。

1.2 土样采集与测定

试验实施前，参考江福英等[3]的取样方法采集1个混合基础土样，取样深度为0～30 cm。采用常规方法[14]测定土壤主要理化性状(表2)，其中，pH为电位法，有机质为重铬酸钾容量法，碱解氮为碱解扩散法，有效磷为0.5 mol·L-1碳酸氢钠提取-钼锑抗比色，速效钾为1 mol·L-1乙酸铵提取-火焰光度计测定。

1.3 数据整理与计算

在确定茶园氮磷钾施肥效应类别数时，一般都是根据空白区产量水平或平衡施肥产量水平，人为划分为3～5个等级，然后对多点试验结果进行归纳总结[9]。为减少人为因素的影响，本研究采用系统聚类分析方法。其中，表征各试验点氮磷钾施肥效应相似程度的指标采用欧氏距离，计算公式为：

(1)

式中，i和l是试验点编号；i，l等于1，2，3，…，n；n为试验点总个数，n=9。j为各试验点处理编号；j等于1，2，3，…，m；m为试验处理数，m=10。例如，xij和xlj分别表示第i、l试验点的第j处理产量。

聚类分析中并类指标采用离差平方和法，计算公式为：

(2)

表2 供试土壤主要理化性状

F值计算公式[15]为：

(3)

本文聚类分析过程、聚类谱系图绘制和数理统计分析采用MATLAB R2014a软件的统计分析工具箱完成。

2 结果与分析

2.1 茶园氮磷钾施肥效应类别的定量分类

确定茶园施肥效应类别是多点肥效试验结果归纳总结的基础。根据9个试验点的氮磷钾田间肥效试验结果，应用欧氏距离-离差平方和法对每个试验点的10个处理茶青产量进行系统聚类分析。图1结果表明，氮磷钾施肥效应可清晰地划分为3个类别，每个类别均有3个试验点，其中，2、3、5号试验点聚合成类别Ⅰ，1、7、9号试验点聚合成类别Ⅱ，4、6、8号试验点则聚合成类别Ⅲ。

根据各类别的处理1平衡施肥产量和处理10空白区产量，应用公式(3)进行类别间均值差异显著性检验。结果表明，类别Ⅰ和类别Ⅱ的F值为32.8，类别Ⅰ和类别Ⅲ的F值为52.4，类别Ⅱ和类别Ⅲ的F值为23.5，而F0.05的临界值为9.6，说明在3个茶园类型中，两两类别间的平衡施肥产量和空白区产量均值具有显著水平差异，分类是有效的。

因此，根据3个茶园类型对应的试验点，分别进行统计分析。结果表明，类别Ⅰ的空白区产量为8647±1043 kg·hm-2，平衡施肥产量为11821±446 kg·hm-2；类别Ⅱ的空白区产量为6522±1367 kg·hm-2，平衡施肥产量为8753±770 kg·hm-2；类别Ⅲ的空白区产量为3289±1036 kg·hm-2，平衡施肥产量为5065±996 kg·hm-2。显然，类别Ⅰ属于高产茶园，土壤对茶青产量贡献率达到73.1%；类别Ⅱ属于中产茶园，土壤对茶青产量的贡献率为74.5%，与高产茶园相当；类别Ⅲ则属于低产茶园，土壤对茶青产量的贡献率只有64.9%。

图1 氮磷钾和有机肥施肥效应类别的系统聚类分析Fig.1 System cluster analysis on effects of N, P, K, and organic fertilizations

2.2 不同茶园类型的氮磷钾施肥效应

根据各试验点的处理1～5的平衡施肥、不施氮肥、不施磷肥、不施钾肥和不施有机肥的产量结果，按照3个茶园类型的各试验点归属，分别总结施肥效应(表3)。结果表明，高产茶园由于生产条件较好，施肥氮磷钾化肥的增产效果都高于中低产茶园，平均增产效果分别达到15.3%、6.6%和10.4%；高、中、低产茶园的化肥增产效果都是N>K>P，但有机肥则不同，低产茶园施用有机肥的增产效果达到17.3%，是高、中产茶园的2倍左右。无论是哪个产量等级茶园，每kg氮磷钾化肥的茶青增产量都是K>P>N，其中，高产茶园的每kg氮磷钾化肥的增产量是中、低产茶园的2～3倍。

以N 4.3元·kg-1、P2O55元·kg-1、K2O 6元·kg-1，商品有机肥600元·t-1和茶青10元·kg-1的平均市场价计算施肥效益。结果表明，在高、中产茶园，施用氮肥的净增收高于钾肥，施用钾肥的净增收则远高于磷肥；在低产茶园，施用氮、钾肥的净增收大致相当，但远高于磷肥。与氮磷钾化肥相比，在高、中产茶园，施用有机肥的净增收明显地低于氮钾化肥，但高于磷肥；在低产茶园，施用有机肥的净增收与氮钾肥相当，但远高于磷肥。

因此，在施肥上，高、中产茶园要重视合理施用氮钾肥，在低产茶园上要特别重视有机肥和化肥的配合施用。

表3 氮磷钾和有机肥对茶青产量的施肥效应

2.3 茶园氮磷钾和有机肥推荐施肥量

依据表1的试验设计方案，利用不同处理的茶青产量水平及其净增收来确定适宜施肥量。首先，在高、中、低产茶园等级内，将各等级对应的各个试验点看成1次重复，根据茶青试验产量进行2因素方差分析和LSD多重比较；然后，在相同茶园类型内取各试验点相同处理的茶青产量均值，按照上述肥料和茶青市场均价计算各处理的净增收，结果见表4。

方差分析表明，在高、中、低产茶园的10个施肥处理间，茶青产量具有显著水平的差异，F值分别为16.2**、12.0**和45.3**。LSD多重比较表明，在高产茶园，平衡施肥处理、加30%氮肥处理、加30%钾肥处理的茶青产量水平显著高于其它7个处理，但3者间没有显著水平差异，净增收分别仅相差0.5%和6.7%；在中产茶园，加30%氮肥处理、加30%钾肥处理的茶青产量水平高于其它8个处理，但二者间没有显著水平差异，茶青产量仅相差1.4%，净增收相差1.2%；在低产茶园，加30%氮肥处理、加30%钾肥处理的茶青产量水平显著高于其它8个处理，但二者间没有显著水平差异，茶青产量相差1.0%，净增收相差1.6%。

表4 不同氮磷钾和有机肥施用量对茶青产量的影响

注：同列不同小写字母表示经LSD法检验在0.05水平上差异显著(P<0.05)。

Note: On a same column, different lowercase letters indicate significant differences at the 0.05% level according to LSD.

根据化肥施用上“就低不就高”和净增收上“就高不就低”的原则，结合表3的氮磷钾化肥增产效应，处理1、处理6、处理8分别是白芽奇兰品种的高、中、低产茶园的最佳施肥处理，因而推荐施肥结果见表5。结果表明，与高产茶园相比，对生产条件尚好的中产茶园，适当增施氮肥有利于显著提高茶青产量和净增收；对生产条件较差的低产茶园，要注重改良土壤，增施有机肥和钾肥，促进增产增收。

表5 不同土壤肥力等级或产量水平的白芽奇兰茶园的推荐施肥量

注：茶青产量为平均值±标准差，数据是根据试验产量平均结果取整数而得。

Note: Yields of tea are mean ± standard deviation; and rounded data are based on averaged yields obtained from trials.

3 结论

(1)根据2年定位试验的10个处理茶青产量结果进行系统聚类分析，表明白芽奇兰茶园可分为高、中、低产3种类型，不同茶园类型的空白区和平衡施肥的茶青产量均值具有显著水平差异。

(2)茶园施用氮磷钾化肥和有机肥具有显著的增产效果，茶青平均分别增产13.9%、5.5%、11.3%和11.6%。其中，高产茶园氮、磷肥的增产效应大于中、低产茶园，但钾肥和有机肥在低产茶园的增产作用高于高产茶园。高、中产茶园施用氮肥的净增收分别达到16716 元·hm-2和9056元·hm-2，明显高于磷钾肥和有机肥，施用磷肥的净增收最低；在低产茶园，施用氮钾肥和有机肥的净增收在6006～6560元·hm-2，而施用磷肥的净增收只有其它肥料的30%左右。

(3)对各施肥处理的茶青产量和净增收的统计分析表明，氮磷钾化肥和有机肥的适宜施用量分别为N347 kg·hm-2、P2O5105 kg·hm-2、K2O116 kg·hm-2和商品有机肥3750 kg·hm-2，其中，中产茶园要重视增施氮肥，低产茶园要重视增施钾肥和有机肥。

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Optimized N, P, K, and Organic Fertilizations for Baiya Qilan Tea

ZHANG Ming-qing1, LI Juan1, YOU Zhi-ming2, KONG Qing-bo1, HUANG Lv-ling3, YAO Bao-qun4

(1.SoilandFertilizerInstitute,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou,Fujian350013,China; 2.TeaResearchInstitute，FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fu’an,Fujian355015,China; 3.SoilandFertilizerStation,PinghecityAgricultureBureauinFujianProvince,Pinghe,Fujian, 362300,China; 4.FujianCroplandConstructionandSoilandFertilizerStation,Fuzhou,Fujian350003,China)

An experimentation on the N, P, K, and manure fertilizations was conducted in the tea producing areas in Pinghe County for two consecutive years to study the responses of Baiya Qilan tea to the various fertilizations for a recommendation on the cultivation. Based on tea yield, a system clustering analysis divided the plantations into high-, medium-, and low-yield classes. Regardless of their classifications, significant differences were observed on the average leaf yields between the plants under control and balanced fertilization applied on the plantations. The increases on yield over control due to the N, P, K, and manure fertilizations averaged 13.9%, 5.5%, 11.3%, and 11.6%, respectively. Among the plantations of different classes, N or P fertilizer showed a highest effect in the high-yield field. On the other hand, K or manure was more effective in the low-yield than the high-yield field. The net revenue of the high- or medium-yield tea plantation with N fertilization was higher than that of P, K, or manure. At the low-yield plantations, N or K rendered a similar financial return as manure fertilization did; while P, the least among all. Accordingly, it was concluded that, on average, the optimum application rates for the tea plantations on N, P, K, and commercial organic fertilizers were 347 kg N·hm-2, 105 kg P2O5·hm-2, 116 kg K2O·hm-2, and 3,750 kg·hm-2, respectively. And, for the medium- and low-yield plantations, it would be most effective and desirable to use appropriate applications of N and K; whereas, for the low-yield tea fields, a combination of organic and chemical fertilizers was recommended.

Baiya Qilan(Camelliasinensis); N; P; K; organic fertilizer; recommendation fertilization

2016-07-01 初稿；2016-08-11 修改稿

科技部国家科技支撑项目(2014BAD15B01)；农业部测土配方施肥项目(2011～2015)；国家重点研发项目(2016YFD0200903)。

章明清(1963-)，男，博士，研究员，主要从事施肥原理与技术、施肥与环境领域研究。

E-mail: zhangmq2001@163.com

S147.21；S571.1

A

2096-0220(2016)03-0119-05