花东文
(陕西省土地工程建设集团;陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司;陕西省土地整治工程技术研究中心;国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室,陕西西安710075)
茶叶是我国重要的经济作物之一,在我国区域经济和社会发展中占有重要地位。据统计,截至2009年年底,我国现有茶园面积达180万hm2,茶叶年产量100万吨以上,居世界第一,但其中低产茶园面积约占30%[1]。随着物质生活水平的提高,消费者对茶叶的需求量和品质要求在不断提高,茶叶市场的潜力还在增大。在耕地资源紧张、茶粮争地的背景下,通过增加茶园面积提高茶叶产量的可能性较小,要想实现我国茶叶经济稳定、健康的可持续发展,其根本途径在于改良现有的低产茶园,培肥地力,建立疏松肥沃、抗逆性强的茶园生态体系。大量研究表明,合理施肥是调控茶树生长和促进茶叶产量、品质形成的重要措施之一[2-3]。本文阐述了我国关于茶园培肥措施和培肥技术的研究现状,总结了目前茶园培肥中存在的不足,重点阐述了培肥措施、培肥技术对土壤理化性质、茶叶产量和品质的影响,旨在为提升茶园土壤肥力和茶叶品质方面的研究提供借鉴。
有机肥是全价肥料,可以满足茶树生长的所有元素需求,其所含的大量有机质是微生物活动的良好场所,微生物分解后的有机酸能与化肥中的多种金属元素形成螯合物质,避免养分流失,提高了肥料利用率。与常施化肥相比,增施有机肥可以提高茶叶的品质,茶叶中茶多酚、咖啡碱、氨基酸和水浸出物含量均有所提高[4]。林斯[5]等对无机肥、有机肥、豆科绿肥等茶园培肥模式进行了研究,发现“无机肥+有机肥+豆科绿肥”模式对茶叶产量和茶叶营养物质累积量最大,可有效促进茶园生态系统生产力提升。此外,施用有机肥可显著改善茶园土壤理化性质,徐华勤等研究表明,配施有机肥后,茶园土壤微生物生物量碳和有效态养分均有明显提升,有利于提高土壤肥力[6]。吴志丹[7]等研究表明连续4年配施有机肥的茶园,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量大幅提升,并随着有机肥料施用比例的增加而增大。茶园用有机肥包括菜饼肥、豆饼肥、桐子油枯、蚕沙等植物源有机肥,猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪等动物源有机肥,以及近几年开发的茶树专用有机肥和生物有机肥等,使用较多的为菜饼肥、豆粕肥、牛粪和羊粪有机肥等[8]。
秸秆作为农业生产的主要副产品,含有丰富的有机碳及大量的氮、磷、钾、硅等农作物生长所必需的营养元素,是重要的能直接利用的可再生生物资源[9]。秸秆是很好的土壤结构改良剂,有利于形成土壤团粒结构,改善土壤物理性状,降低土壤容重,增加孔隙度;能增加土壤微生物数量和酶的活性;能增加土壤有机质积累和养分含量,改变土壤腐殖质组成及特性;能影响作物生长发育,促进作物产量提高;还有蓄水保墒,调节地温和保持水土,抑制田间杂草等多种功能。殷丽琼[10]等研究了稻草、玉米秸秆和甘蔗渣覆盖对茶园土壤养分的影响,发现覆盖稻草、玉米秸秆和甘蔗渣处理可提高0~60厘米土层土壤有机质、速效磷和速效钾的含量,且茶叶的茶多酚含量也增高,但氨基酸含量降低。另外,覆盖处理还可提高茶树生长时期的土壤水分含量,特别是土壤表层(0~20厘米)的水分含量;缓冲了茶园土壤温度变化,增强土壤的抗旱保墒能力;抑制茶园杂草的生长,增加蜘蛛等天敌的数量,有效地控制假眼小绿叶蝉和茶蚜虫等害虫数量,改善了茶园生态环境[11]。
茶园套种绿肥可以快速形成地被覆盖,有效拦截降雨对地表的打击,控制水土流失,刘义平[12]研究了4种经济绿肥对茶园生态环境的影响,结果表明,茶园套种经济绿肥能提高土层含水量、减少茶园水土流失量。茶园套种绿肥还能截蓄雨水,增加土壤含水量,同时绿肥覆盖度较大,对增加茶园土壤的湿度也能起一定作用。宋同清[13-14]等研究发现茶园套种白三叶不但没有与茶树竞争水分,反而改善了关键土层(0~20厘米)的土壤水分含量和春茶采摘关键时期(4~6月)的供水状况,促进了下层土壤水分向上层运移,提高了水分利用率。王建红[15]等人的研究发现植株生长快、茎叶茂盛、遮蔽度高的绿肥可抑制根际表土水分蒸发,增加土壤含水量。在茶园套种绿肥,还可以丰富群落的结构组成,改善茶园小气候,提高茶园生物多样性,减轻茶园的病虫害。陈李林[16]等研究了套种百喜草、圆叶决明等绿肥品种对茶园弹尾虫群落结构特征的影响,结果表明进行合理套种有利于茶园病虫害的防治。绿肥压青或沤制后施用,其有机质能有效改善茶园土壤团粒结构和土壤水、肥、气、热状况,同时绿肥中含有多种微量元素,能为茶树的正常生长提供各种营养元素,提高产量,还可以促进茶叶品质的改善[17]。黄东风等研究表明,茶园套种百喜草和圆叶决明经翻埋处理后,茶园土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量均比未套种草处理有所增加,土壤团粒结构性状得到改善[18]。
茶园的常用施肥技术包括施基肥、追肥和叶面施肥等。施基肥一般在秋茶结束后深施在茶行中间,深度20厘米左右,以有机肥为主,适当配施复合肥。追肥可与耕作联合作业,一般分春、夏、秋三季施肥,比例为5∶3∶2。如只采春茶,可按6∶4比例在春夏两次施肥。春茶催芽肥应在开采前40天完成,一般为2月上中旬至月底,施肥深度10~15厘米。施用叶面肥一般在茶叶开采前30天进行,以避开烈日傍晚和喷施后24小时无降雨为宜,尽量将肥料喷到叶片背面,可用背负式弥雾机、风送植保机、喷杆式植保机等机械进行喷洒作业。周慧敏[19]等研究了开沟施肥、人工撒施和机械犁耕施肥对新梢发芽密度、百芽重以及鲜叶产量和主要品质成分的影响,结果表明:采用人工开沟施基肥和追肥处理的春茶新梢长势较好,其发芽密度和鲜叶产量均明显高于其他处理,而对新梢百芽重和鲜叶品质成分的影响不明显。
虽然很多地方已展开测土配方施肥工作,指导茶农科学施肥,但农民为了提高产量,盲目大量施肥。氮肥可增加茶叶的产量,有些茶农认为只增加氮肥即可,忽略了磷、钾等肥的施用,造成茶园养分不平衡,导致严重的环境污染。
据调查,在茶园的培肥过程中,大部分施用的是化肥,有些地区茶园施用尿素和复合肥等高浓度化肥的比重甚至超过90%,而有机肥、绿肥施用量不足10%,造成了茶园土壤板结、酸化,严重危害茶树的生长。
当前茶园盛行茶—粮间作模式,每当农作物收获后,茶行间缺乏有效保护,水土流失造成土层厚度浅薄,无论是施基肥还是追肥,有机肥还是化肥,施肥深度不够,大都在0~10厘米的表层土壤中,有的甚至采用作业简便的撒施方式,导致肥料随地表径流流失严重。在茶树和作物生长的关键时期,还会出现“茶粮争肥”的现象。
针对以上问题,未来低产茶园土壤培肥应从以下几个方面开展相关研究。
一是深化茶园培肥技术体系研究。目前,有机肥替代无机肥,测土配方施肥,水肥一体化等技术在茶园培肥中得到了广泛应用,下一步应依据不同茶叶主产区的环境和茶叶品种,制定相应的茶园施肥标准,进一步优化茶园土壤培肥模式。此外,还应在茶园病虫害的生物防治技术和适宜茶树的高效新型肥料研发方面加大研发力度,减少除草剂和化学农药的使用,降低农药残留对生态环境和茶叶品质的影响。
二是加快茶园绿肥高效速效化研究。绿肥是一种长效性与后效性相结合的有机肥,按常规埋青,需要一定的时间才能表现出较好的肥效,这也是相当一部分茶农种植绿肥积极性不高的原因之一。如果能借鉴或采取一定的技术使其速效化,如采取机械粉碎、翻埋时加入微生物菌剂或秸秆腐熟剂、翻压后及时灌水等,以利于绿肥腐解成为茶园的高效、速效、优质绿肥,这将会在很大程度上提高茶农种植的积极性,提高绿肥的经济效益。
三是加强复合生态茶园模式研究。茶树是喜阴喜漫射光的植物,根据茶树这一习性,因地制宜建立茶—林、茶—果、茶—林—养殖等多种形式的复合立体生态茶园,充分利用当地光、热、水、气资源,增加经济效益,改善生态环境。