刘嘉裕 唐颢 黎健龙 周波 陈义勇
(广东省农业科学院茶叶研究所/广东省茶树资源创新利用重点实验室广州 510640)
据FAO调查表明,在1970~1992年间,肥料投入对茶叶增产的贡献率高达41%,茶园施肥成为茶叶生产中最为重要的环节。每年需要多次采摘茶树的新生嫩梢,茶树营养随之逐渐损耗,必须适时适量地给茶树施用肥料,才能满足茶树对营养的需求,提高茶叶品质和产量。但由于缺少规范化配套的高效施肥技术,茶园施肥的问题不断出现。
广东是重要的茶叶生产大省,同时是中国茶叶消费和流通的主要省份。根据统计,2018年广东省茶叶种植面积5.2万公顷,干毛茶产量8.5万吨,全省估计茶叶产量超过10万吨。近年来名优茶产量和产值逐年增长,名优茶产量占茶叶总产量的49%,产值占比为75%,成为茶产业的热点。我省茶叶产区主要有:粤北茶区(约26万亩)、粤东茶区(约53万亩)与粤西茶区(约11万亩)。名优茶叶的生产和开发不仅受制于茶叶加工环节,优质高产的鲜叶原料需要充足的养分供应。肥料是茶叶优质高产高效的基础,肥料的种类、施用的时间都会影响到名优茶的产量和质量。
我所依托各个试验站和有代表性的茶树种植户进行施肥情况问卷调查,根据数据统计:我省三大茶区年均施肥总养分量为982.48kg/hm2(见表1),全国茶园年均施肥养分总量为796kg/hm2[1],高于全国平均施肥水平。因此,如何加强茶园土壤农化管理、合理施肥,促进名优茶叶生产和开发,提高名优茶叶产量是人们非常关心的问题。
表1 广东省主要茶区施肥用量
为切合现代农业发展的主基调,生态茶园的建设逐渐成为行业发展的趋势。茶园施肥较以往逐渐变得复杂,由以往的化学肥料到现今的生物肥料,说明茶园施肥逐渐走向成熟。由于我省茶园生产茶类较多,各茶区气候、土壤差异较大,茶园施肥存在差异,需要因地制宜,灵活掌握。因此,研究茶园种植新型肥料与优质高效施肥技术是生态茶园发展的重要技术课题。
目前我省茶园施肥主要以单质化肥、复合肥和有机肥为主。单质化肥以氮肥、硫酸铵、硫酸钾等为主;企业施用的有机肥以饼肥和商品有机肥为主,而茶农多为粪肥和沼气肥为主。
我省施用最多的氮肥是尿素和碳铵。目前尿素是含氮量高且肥效好的中性肥料,其对茶叶增产明显,由于尿素水解和分解成可被茶树根系吸收的NH4+,茶树能有效吸收氮营养,对茶树生长发育、产量产值和经济效益都有不同程度的增长。江建仁等[2]研究表明氮肥对茶叶增产效果达到极显著水平,氮-磷-钾肥与有机肥配施是茶园土壤培肥的有效措施。张锡洲等[3]研究结果显示,碳酸氢铵增产效果是对照组的2.91倍,能提高春茶产量和品质。但过量或不合理施用氮肥会造成土壤酸化,导致肥料大量流失的同时加重环境负担,破坏生态环境,加剧N2O排放导致全球气候温室效应[4-6]。
硫酸铵、硫酸钾是茶树重要的肥料单质化肥,在我省茶区均有施用,能增强茶树抗逆性和提高产量,相关研究发现施用钾肥对茶叶香气成分物质有促进作用。陈福林等[7]研究发现施用磷酸钾对茶树有增产效果,能显著提高茶叶中香气成分的含量。边金霖等[8]研究结果显示,钾肥施用量与鲜叶中芳樟醇的含量成正相关,与对照组相比芳樟醇的含量增加81.03%。
茶树专用复合肥养分一般是氮-磷-钾各为15%,硫为30%,养分利用率高。由于偏施氮肥以致土壤养分失衡,茶树专用复合肥能有效弥补不足,有研究结果表明复合肥能有效增加土壤有机质[9]。同时其对茶树产量和品质有较好提高效果,含有茶树所需元素,因而不少茶农使用复合肥。施满容[10]结果表明复合肥能显著提高春茶产量,同时光合作用强度上调12.1%,叶绿素含量增加13.4%。余正江等[11]发现氮磷钾复混肥对春茶萌芽数较对照增加38.2%,显著增产29.6%。张济国等[12]研究显示施用茶树专用复合肥对茶叶产量相较于其他肥料差异达到极显著,酚氨比值较低,咖啡碱和氨基酸含量最高,对绿茶品质有促进作用。汪根法[13]研究表明20%有机-无机复混肥,名优茶产量增加18.7kg/亩,产量增加26.9%,每亩净收入增加223.14元。邵秋云[14]研究表明施用有机无机复混肥可以提高芽头密度和产量。尹一萌等[15]研究表明磷钾均衡型专用肥使茶叶产量提高9.11~12.6%,增加值为8.1~10.5%,显著提高茶多酚、咖啡碱和水浸出物的含量。
农家肥有多种类型,来源广泛,数量多,成本低。其中饼肥是茶园较好的农家肥之一,通过堆腐分解后的各种饼肥可作追肥,也可作各种茶园的基肥,能够有效提高茶叶品质和产量,增效效果要优于单施化肥[16-17]。秸秆和绿肥也是茶园中土壤改良效果较好的农家肥,同时能为茶树提供氮源,丰富生物多样性,提高酚氨比[18-23]。
商品有机肥由于较高的有机质、黄腐酸和腐殖酸具有改善肥料利用率和改良土壤养分的功效,提高了茶园土壤的pH值,有效地解决茶园土壤酸化问题。随有机肥施用比例的增加,茶园土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量增加[24]。商品有机肥含有多种微量元素如钙和镁等对茶树的健康生长有更好的保障。唐劲驰等[25]在茶园施用不同有机肥与施尿素对照相比,有机肥处理的茶叶产量增加40.1%~115.2%,平均每亩增产值为1021.12~3265.33元;颜明娟[26]研究发现配施有机肥能提高茶叶产量和品质;殷根华等[27]研究结果显示,商品有机肥处理能提高茶芽密度、百芽重、鲜叶产量、氨基酸、茶多酚和咖啡碱。
目前按新型肥料的功能和特性大致可分为四大类:缓控释肥、生物有机肥料、复合微生物肥料和叶面肥。
缓控释肥是一种通过扩散机制从而缓慢释放养分的长效性肥料。由于缓控释肥的作用机制能使茶树长时期吸收氮素,因此其能够有效降低土壤中氮素的流失。张优等[28]研究发现茶园包膜肥处理能有效抑制茶园土壤中的硝化作用,土壤中硝态氮含量降低,铵态氮含量增加。付乃峰等[29]研究表明混合配施控释肥与尿素的效果能提高土层土壤碱解氮的含量,为茶树提供生长所需的大量碱解氮。刘腾飞等[30]发现茶树专用控释肥能显著提高春茶产量与品质,降低春季鲜叶酚氨比。
生物有机肥料是一种将动植物残渣与无害化处理、腐熟的有机物料相结合的肥料,具有微生物肥料和有机肥的作用。微生物肥料配合化肥使用能提高化肥的利用率,其中的特定肥料效应能增加产量或提高品质,同时能提高土壤微生物活性,起到改良土壤的作用。吴淑平等[31]微生物肥料效果研究结果显示,微生物肥能促使茶树提前3~4d萌芽,氨基酸含量增幅高达6.47%。李庆康等[32]研究表明,商品生物有机肥也可提早茶树萌芽的时间,增加茶芽密度,提高产量和品质。任红楼等[33]利用微生物好氧技术堆制生物有机肥,较对照组增产23.5%,显著提高春茶产量。
复合微生物肥料由微生物肥、有机肥、化肥和中微量元素肥料组成。根据各自的理化特性、相互改性,达到协调共和,实现了氮磷钾养分平衡和有机-无机平衡,兼顾到植物生长期对速效养分和长效营养的综合需求的特效性。复合微生物肥料具有肥效高、无毒、环境友好型、成本低、节约能源的特点,是化肥最有效的替代品[34]。复合微生物肥料含有活性微生物特定菌剂,通过微生物的生命活动促进土壤中物质的转化,改善作物营养,刺激和调控茶树生长,防治病虫害,达到作物产量增加的目的。复合微生物肥料不仅可以提供茶树生长提供所需的NPK(总养分含量≥15~40%)和中微量元素,还可以提供有机质和有益活性菌。有机质可以促进氮磷钾的吸收,微生物加速有机质的分解,有机质助力微生物繁殖。微生物解磷机制可能与微生物分泌的有机酸有关,有机酸使难溶性的磷转化为能被作物吸收利用的可溶性磷[35]。随着研究改进和完善,复合微生物肥料将在中国农业生产中发挥重要作用。
叶面肥可以在短时间内补充茶树所需营养,如对氨基寡糖素的开发,发现其能提高茶树品质和产量,但由于叶片吸收养分的渗透率低,喷施养分易淋失或干燥,不足以满足茶树所需元素。龚自明等[36]使用多种茶园专用叶面肥喷施茶树发现,“天缘”叶面肥对春茶增产效果最好,相比对照组增产24.15%。吴全聪等[37]采用氨基寡糖素等6种叶面肥处理茶树,春茶水浸出物含量均有提高。祁永会等[38]研究发现施用少量的激素类叶面肥,足以有效提高苗高、地径和叶片的生长。胡雲飞等[39]傍晚对茶树喷施叶面肥进行试验,可显著提高芽头密度,提高游离氨基酸、茶多酚、可溶性糖、咖啡碱和叶绿素的含量。陆洋[40]使用液体茶叶专用肥处理茶树新梢,日生长量较对照增长49%,鲜叶产量提高19%。莫小燕[41]对云南大叶种喷施微生物肥,产量较对照提高15%,水浸出物和氨基酸含量均有不同程度增加。
近几年来,为发展山区经济,让山区农民尽快脱贫致富,各地政府出台了一系列帮扶指导相关政策,推动了山区的茶叶产业发展。但是,主产茶园仍然存在着施肥结构不合理的现象。如偏施单质化肥少施有机肥,导致土壤酸化板结、地力下降,导致微生物失调、病原菌滋生、虫害增加,重金属含量超标等一系列问题,直接影响茶叶的产量和品质。茶叶生产管理中由于人手不够,为了省工省时,不管是施用基肥还是追肥,均撒施于土壤表层,造成肥料挥发或经雨水地表流失。
茶园施肥的目的是提供茶树营养的同时改良土壤,提高土壤肥力。为茶树的生长创造良好的土壤生态环境,使茶叶产量高、质优、效益高。因此,茶园施肥是茶园生产的重要管理措施。由于我省长期大量施用化肥,导致化肥增产量下降,有效合理地施肥,提高茶叶品质和减少环境污染,并减少农民的投入才是长久之计,实现更大经济、社会和生态效益的有效措施。
茶园施肥需要根据茶树的生物学特性,宜使用中酸性肥料,如茶园专用生物肥、硫基复合肥和硫酸铵等;根据茶园的土壤特性,选用复合微生物肥和生物有机肥等。幼龄茶树应施以足够的氮肥,成年茶树应施用足够的有机肥,并结合追肥与基肥。春、夏、秋以追肥为主,及时补充养分。我省茶园深耕施基肥的最佳时间为11月上旬至12月中旬,每年茶园在采摘前15~20d前第1次追肥为宜,春茶结束后施第2次追肥,夏茶结束后施第3次追肥。适时适量平衡施肥,以有机肥为主,配施无机肥,并对其无害化处埋,以防止有害微生物等污染茶园[43],建议选用正规厂家生产合格的有机肥,基肥选用生物有机肥,追肥选用复合微生物肥料或有机无机相结合的中性肥料,宜选用茶叶科研机构研制生产的茶树型生物有机肥和复合微生物专用肥。
综上所述,由于我省三大茶区种植茶树的种类不同、环境气候以及土壤性质等因素,制约了相关技术模式在应用上的效果。因此,茶园新型肥料和高效施肥新技术的研究也是必不可少的。如根据茶树需肥规律、土壤供肥性能和平衡施肥效应的测土配方施肥技术;适合不同区域、不同土壤和不同类型茶园的茶树系列专用肥及配套使用技术;有机肥替代化肥技术,全面推广施用生物有机肥和复合微生物肥料,以达到少施化肥甚至不施化肥的目的。另外,控缓释肥料技术与水肥一体化技术也是今后重点研究的技术课题。