不同中耕方式的效果及其对桂林毛尖茶园土壤理化性质的影响

张凌云，李姝毅，覃思思，蒋长剑，龙启发，苏 敏，刘初生，吴潜华

（广西桂林茶叶科学研究所，广西 桂林 541004）

桂林毛尖为绿茶类新创名茶，于20世纪80年代初创制成功，原产于桂林尧山脚下的广西桂林茶叶研究所，是广西名优绿茶之一。桂林毛尖主要采用桂绿1号、尧山秀绿、桂香18号、桂香22号等具有广西桂林茶科所自主知识产权的优良茶树品种的细嫩芽叶，以精细的工艺加工而成，其品质特征为：外形条形紧细匀直、显峰毫、色泽翠绿，内质嫩香持久，滋味鲜醇回甘，于1989年获广西名茶称号及农业部优质产品奖，1993年在泰国曼谷“1993年中国优质农产品及科技成果展览会”获金奖，并多次获广西名优茶评比金奖和茶王称号。

为保证桂林毛尖品质，长期以来桂林毛尖生产茶园施放大量茶树专用氨基酸有机肥、麸肥，以氮为主，兼顾磷、钾、镁、硫、微量元素和有机质，平衡营养元素供应，从内质上稳定并提高桂林毛尖的质量。近年来，桂林毛尖已成功实现由创制之初的纯手工制作到全程机械化、清洁化、连续化加工生产，同时桂林毛尖茶园管理中的植保、灌溉、修剪作业也已基本实现机械化，这些环节的机械化应用大大促进了桂林毛尖的发展，降低了生产成本，提高了经济效益。但目前茶园每年都要进行的行间除草、开沟、翻垡施肥等耕作作业仍需依靠体力消耗大且效率低的人工劳作，随着近年来农村劳动力加快向二、三产业转移，导致茶园生产劳动力越来越紧缺［1-3］，进而制约了桂林毛尖茶产业的可持续健康发展。因此，对不同的茶园耕作机作业效果及土壤理化性状变化情况进行研究，探索适宜桂林毛尖茶园耕作的耕作机型，既可以为改善茶园耕作层结构、改良土壤理化性质提供理论依据，也有利于促进茶园耕作机械的普及和茶园机械化进程的加快。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地茶树于20世纪90年代采用大行距1.5 m、小行距0.33 m、株距0.3 m的双株双行法种植，其生长已进入理论上的衰老期，由于气候适宜、肥培管理条件得当、修剪台刈及时等原因，目前茶树长势旺盛，产量、品质依旧很理想，针对茶园已明显封行且树势较高，加上茶园之前预留的机械转弯道较窄等问题，本试验采用落合牌茶树修剪机、锄头、铲子等常用整地工具对试验地茶行行走道、转弯道、树幅、树高进行改造，便于开展试验。

试验使用的主要器材有手扶微耕机（赛易牌）、履带拖拉机（盐海-302Y型）、TYD-1型指针式土壤硬度（托普牌）、落合牌茶树修剪机、环刀（100 cm3）、削土刀、游标卡尺、皮尺（100 m）、米尺、托盘天平（感量0.1 g）、电热恒温干燥箱。

1.2 试验方法

试验于 2017年9月20日在广西桂林茶叶研究所内编号为2号地的平地茶园进行耕作作业，设不耕作对照、人工中耕（耕深15.2±1.5 cm）、赛易牌手扶微耕机中耕（耕深 15.5±1.2 cm）、盐海-302Y型履带拖拉机中耕（耕深15.8±1.1 cm ）4个处理，3次重复，小区面积667 m2。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 土样采集及测定方法 于耕作后30 d（2017年10月20日）、60 d（11月19 日）、90 d（12月19日）、120 d（2018年1月18日）先后4次采用5点取样法按照《土壤检测 第四部分：土壤容重的测定》（NYY/T 1121.4-2006），采用环刀法采集土样，测定表层土壤水分、容重等参数，计算土壤孔隙度，同时采用托普牌TYD-1型指针式土壤硬度计测定土壤硬度值。

土壤孔隙度（%）=〔1 -容重/比重〕×100（比重值取耕作常数2.65）

1.3.2 不同耕作方式的效率、成本及效果 分别对人工中耕、微耕机中耕、履带拖拉机中耕的耕深、耕宽、土壤颗粒、效率、成本进行测定计算。

试验数据利用Excel 2003软件进行处理，利用SPSS 22.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 试验地改造情况

由于试验地茶树封行情况及转弯道的预留均不利于试验开展，因此将茶行行走道宽度修剪为70 cm，转弯道宽修整为250 cm，同时树高、冠幅也进行了适度修剪（表1），使体积较大的履带拖拉机（盐海-302Y型）能在茶园顺利开展作业。由此可知，对于拟开展机械化耕作的新建茶园来说，在茶园建设初期就要规划好种植规格（特别是大行距）、道路建设、耕作模式、作业机具等的具体配置规划，建议选择平地或缓坡进行开垦，优先选择无性系茶树优良品种，采用180 cm以上大行距种植，同时主干道建设为3.0 m以上，支道2.0 m以上且茶园与四周山林、农田应设置隔离沟及排水沟为宜。

表1 广西桂林茶科所机2号地改造情况

2.2 不同耕作方式的效果、效率、成本分析

由表2可知，不同耕作方式的效果以履带拖拉机中耕最为稳定且效果最好。人工中耕在开沟宽度及碎土效果上存在不稳定的情况，其沟面宽幅达9.7～15.5 cm，沟底宽幅达5.6～12.9 cm，破碎的土壤颗粒最小为8.6 mm、最大为134.2 mm；而履带拖拉机中耕的沟面宽稳定在25.2 cm，沟底宽稳定在24.3 cm，破碎的土壤颗粒较均匀，粒径最小为5.7 mm、最大为56.3 mm。在耕作效率方面，从高到低依次为履带拖拉机、手扶微耕机、人工中耕，其中履带拖拉机的作业效率（1 hm2/d）为人工中耕的10倍。在耕作成本方面，从高到底依次为人工中耕、履带拖拉机中耕、手扶微耕机中耕，其中人工中耕的成本为手扶微耕机的2.8倍。

表2 不同耕作方式的效果、效率、成本对比

2.3 不同耕作方式对土壤含水量的影响

由各中耕处理土壤含水量（图1）可知，随着耕作处理的时间逐渐变长，各处理表层土壤的含水量均依次呈下降态势且在120 d达到最低值，分别为不中耕（CK）12.22%、人工中耕12.18%、手扶微耕机中耕12.26%、履带拖拉机中耕12.30%；各中耕处理土壤含水量在处理30 d均显著低于不中耕对照，而在处理60、90 d只略低于对照，差异不显著，手扶微耕机、履带拖拉机中耕处理120 d的土壤含水量略高于对照，差异也不显著。各耕作处理的土壤水分较耕作前有不同程度的降低，但或许是耕作后土壤颗粒的结构变得更细微更具有保水能力，使得随后的水分变化程度较不耕作对照更稳定更保水，具体原因还需要进一步的探讨。

图1 不同耕作方式对土壤含水量的影响

2.4 不同耕作方式对土壤容重、孔隙度的影响

由图 2可知，各中耕处理的土壤容重在处理30、60、90、120 d均极显著低于不中耕对照，而随着耕作后时间的推移，各处理间的土壤容重均在逐步增加，在120 d时达到最大值，不中耕对照、人工中耕、手扶微耕机中耕、履带拖拉机中耕的土壤容重依次为1.35、1.24、1.23、1.22 g/cm3。从图3可以看出，各中耕处理的土壤孔隙度在处理30、60、90、120 d均极显著高于不中耕对照，而随着耕作后时间的推移，各处理间的土壤孔隙度均在逐步减少，在处理120 d达到最大值，不中耕对照、人工中耕、手扶微耕机中耕、履带拖拉机中耕的土壤孔隙度依次为49.06%、53.21%、53.58%、53.96%。表明耕作能显著改善土壤容重及孔隙度，但随着时间推移，耕作后土壤容重会逐渐上升，相应的土壤孔隙度则会逐渐下降，这也印证了常年不耕作的土壤较易出现板结现象。

图2 不同耕作方式对土壤容重的影响

图3 不同耕作方式对土壤孔隙度的影响

2.5 不同耕作方式对土壤硬度的影响

由图4可知，人工中耕、手扶微耕机中耕、履带拖拉机中耕的土壤硬度值在处理30、60、90、120 d均极显著低于不中耕对照，而随着耕作后时间的推移，各处理间的土壤硬度值均在逐步增加，在处理120 d达到最大值不中耕对照、人工中耕、手扶微耕机中耕、履带拖拉机中耕的土壤硬度值依次为23、15、15、14，说明耕作能极显著地降低土壤的硬度值，而长时间不耕作会导致土壤硬度值逐渐升高从而造成土壤变紧实甚至板结硬化。

图4 不同耕作方式对土壤硬度值的影响

3 结论与讨论

良好的栽培技术是茶园高产优产的基础，而茶园耕作又是栽培管理的重中之重［4-6］，本研究结果表明不同中耕方式均能显著改善耕作层土壤的容重、孔隙度、硬度值，随着中耕后时间的推移，土壤容重、硬度值均不同程度地逐渐上升、但均极显著小于不中耕对照，孔隙度均不同程度地逐渐下降、但均极显著大于不中耕对照；中耕后土壤的水分较中耕前有不同程度的降低，人工中耕、手扶微耕机中耕、履带拖拉机中耕的土壤水分在60、90 d两个时期略低于不中耕对照、但差异不显著，这与向芬等［7］、宫亮等［8］、黄明等［9］的研究结果基本一致，手扶微耕机中耕、履带拖拉机中耕后120 d的土壤含水量略高于不中耕对照、但差异不显著，这或许是耕作后土壤颗粒的结构变得更细微更具有保水能力（具体原因还需要进一步的探讨），使得随后的水分变化程度较不耕作而言更稳定更保水，表明中耕能延缓茶园土壤理化性状的改变，使土壤保持良好的保水透气性，但若要茶园常年保持优良的土壤性状则需要间隔4～6个月对茶园土壤中耕1次。茶园不同中耕方式在效果、效率、成本之间有较大的区别，其中履带拖拉机（盐海-302Y型）耕作效果最好且最稳定，且作业效率是人工耕作的10倍而成本只是人工耕作的0.39倍，但茶园需要满足一些客观条件（如立地条件、种植方式、茶行机械道、转弯道的预留）方能顺利开展机械化作业。建议拟开展机械化耕作的新建茶园应选择平地或缓坡进行开垦，优先选择无性系茶树优良品种，采用180 cm以上大行距种植，同时主干道建设为3.0 m以上，支道2.0 m以上且茶园与四周山林、农田应设置隔离沟及排水沟为宜。

诸多研究［10-16］证明耕作结合覆盖能改善土壤的理化性质，提高土壤的有效养分含量，提高作物的产量和品质。茶树属灌木或乔木，根系较深，每年适当中耕1次，结合回土覆盖，有利于提高土壤的孔隙度、降低土壤容重和硬度，从而有利于保持土壤优良的物理性状，使得土壤中茶树根系对养分的吸收效率更高，促进茶树地上部分的生长，保障茶叶品质。中耕时应考虑降水条件，防止水土流失，对土壤深厚、松软、肥沃、树冠覆盖度大、病虫草害少的茶园可适当减少耕作。

本研究表明采用手扶微耕机或履带式拖拉机对桂林毛尖茶园进行机械耕作作业均是可行的，同时也为机械耕作在改善茶园耕作层结构、改良土壤理化性质上提供了理论依据，有利于桂林毛尖茶园机械耕作的普及和茶园机械化进程的加快。

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