氮肥减量下缓释肥对乌龙茶鲜叶产量与品质的影响

黄毅彪 胡泽波 林燕萍 张见明 王飞权 尹应武 金日良 陈荣冰

摘要：[目的]研究氮肥减量下缓释肥对乌龙茶鲜叶产量、品质的影响，为茶园减量施肥提供参考。[方法]采用武夷岩茶黄观音为试验材料，以不施氮肥（CKl）和常规施肥（CK2）为对照，设置缓释氮肥减量10%（T₁）、20%（T2）、30%（T3）和40%（T4）等4个处理。[结果]与不施氮肥相比，缓释肥显著提高土壤有机质含量、pH值、茶叶产量、SPAD值、含氮量、氨基酸含量。T1、T2与CK2相比，茶叶产量无差异;有机质含量分别提高4.01%和3.10%;pH值分别提高5.82%和2.41%;氨基酸含量分别提高10.11%和9.04%;酚氨比分别降低10.11%和5.57%。对6个处理的成分指标进行主成分分析，提取前2个主成分，累积贡献率达95.20%。经主成分分析，各处理得分差异显著。T1处理tl得分4.418、樱得分1.092，T2处理tl得分2。038和t2得分0.731，两个处理得分较高。[结论]缓释肥氮肥减量10%、20%促进茶鲜叶品质提升，可在茶叶生产上推广应用。

关键词：乌龙茶;缓释肥;产量;品质;主成分分析

中图分类号：S571.1文献标志码：A 文章编号：1008-0384（2020）05-0525-07

0 引言

（研究意义）茶产业对促进农村经济发展和解决“三农”问题具有重要的现实意义。2019年中央一号文件强调开展农业节肥节药行动，实现化肥农药使用量负增长。茶园施肥是关键环节之一，施肥是否得当，直接影响茶的产量和品质，茶树的生长及茶树体内代谢物的产生和变化与施肥密切相关。近年来，茶叶生产过程中存在过量施肥的现象，不仅增加生产成本、酸化土壤、污染环境，还影响茶叶质量，已经引起高度关注。茶产业是福建省的特色产业，福建乌龙茶历史悠久，品质优异。增加施肥量可以提高乌龙茶的产量，但容易导致茶叶品质下降，反而影响茶农的经济效益，特别是在供给侧改革的大背景下，消费者越来越注重茶叶的品质和质量安全。2018年福建省政府办公厅发布《关于推进绿色发展质量兴茶八条措施的通知》，明确指出要优化农艺措施，推动绿色生产。因此，迫切需要优化茶园施肥技术来减轻化肥的负面影響。（前人研究进展）缓释肥可以避免养分缺失，改善土壤生态，促进养分利用，增加有机质含量，在现代生产上日益增多，科研工作者在茶叶领域也开展了一系列缓释肥研究，并取得了一定的效果。马立峰等研究表明，控释肥处理土壤中无机氮变化幅度较小，而且比较稳定。韩文炎等研究表明，施控释肥处理的施肥量适当降低，施肥次数减少，仍有明显的增产提质效果。付瑞洲等研究认为缓控释肥促进茶叶的营养生长，叶片累积更多的养分，使得百芽重显著提高，从而茶叶产量大幅度提升。刘腾飞等研究认为控释肥料可以有效提高茶园土壤中有效氮的含量。付乃峰等研究表明施用茶叶专用缓释肥可以有效降低春茶的酚氨比、提高春茶的品质。（本研究切入点）目前关于氮肥减量下缓释肥对乌龙茶鲜叶产量、品质影响的研究鲜见报道。（拟解决的关键问题）本试验采用单因素田间试验法，以不施氮肥（CKl）和常规施肥（CK2）为对照，以缓释氮肥减量10%（T1）、20%（T2）、30%（T3）和40%（T4）为处理，分析氮肥减量下缓释肥对乌龙茶鲜叶产量与品质的影响，为茶园减氮施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试茶树品种为黄观音适制乌龙茶，2015年设置试验时树龄为9a，茶树长势一致。供试缓释肥由北京紫光英力化工技术有限公司生产，m（N）：07（P₂O₅）m（K₂O）=12：4：3.化学肥料，氮肥为尿素（含N46%）、磷肥为过磷酸钙（含P₂O₅12%），钾肥为硫酸钾（含K₂O50%）。

1.2 试验方法

1.2.1试验样地在武夷山市正山世家茶业有限公司峡腰示范园区，选取地势平整、茶树长势一致的茶园作为试验用地，该样地的土壤理化性状为：土壤类型为黄红壤，土层深厚，0～20cm土层pH值5.31，有机质含量16.61g·kg^-1，碱解氮含量126.54mg·kg^-1，速效磷含量18.25mg·kg^-1，速效钾含量113.79mg·kg^-1。

1.2.2施肥方案的设计在试验茶园，选取18个小区，每个小区面积为30m²，施肥方案见表l.磷钾肥施用量一致，即各处理P205、K₂O用量均为105kg·hm^-2、140kg·hm^-2，设不施氮肥的空白对照（CKl）和常规施肥对照（CK2），缓释肥氮肥减量设置为分别减量10%（T1）、20%（T2）、30%（T3）和40%（T4）4个处理，每处理3次重复。Tl、T2、T3、T4处理以缓释肥氮含量为基础计算，不足的磷钾含量采用磷肥、钾肥调节。

18个小区随机排列，各小区四周设置保护行，试验期间茶园管理条件相同。试验时间为2015-2018年，在试验洋地连续3年进行施吧试验，2018年田间调查、鲜叶取样等。每年10月份按照试验设计用量一次性施用相应的肥料。保护行施肥量与CKl处理一致。

1.3 测定方法

1.3.1 产量与叶片SPAD值测定2018年春茶产量测定方法为5点取样测定法，每点面积为33.3cmX33.3cm，固定方框，从上至下采摘方框内所有的芽叶，记录发芽密度和产量。选择成熟茶鲜叶（驻芽小开面第3叶）测量叶长、叶宽并计算叶面积。各处理取适制乌龙茶标准（驻芽小开面3叶）的芽头100个进行称量，计算百芽重。选取各茶树新梢上发育较好的叶片（驻芽小开面第3叶），利用叶绿素含量测定仪SPAD-502测定SPAD值。每个叶片测定时，避开有损伤的叶片和叶脉，在叶片的上部、中部和下部各测定1次，计算平均值。

1.3.2取样、固样与样品制备取样、固样参照文献[15]。取固样后的试验样品按照国家标准《茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定》（GB/T830～2013）处理，处理后样品置于-20℃冰箱保存，用于品质成分测定。

1.3.3分析方法采用《土壤检测第6部分：土壤有机质的测定》（NY/T1121.6-2006）测定有机质含量;采用梅特勒FE20-KPluspH计测定pH值;采用凯氏定氮法测定含氮量，依据参考文献[6]计算新梢氮素利用率;采用《茶水浸出物测定》（GB/T8305-2013）测定水浸出物含量;采用《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量检测方法》（GB/T8313-2008）测定茶多酚含量;采用《茶游离氨基酸的测定》（GB/T8314—013）测定游离氨基酸含量;采用《茶咖啡碱测定》（GB/T8312-2013）测定咖啡碱含量;采用三氯化铝比色法测定黄酮类化合物总量。

1.4 数据处理

采用Excel 2019软件进行数据统计分析，IBMSPSS Statistics 19.0进行数据的相关性分析，UmetricsSIMCA 13.0软件进行数据的主成分分析，并采用OriginLab OriginPro 2018进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤有机质含量和pH值的影响

不同处理对土壤有机质含量和pH值的影响如表2所示。施肥前土壤有机质含量16.61g·kg^-1，pH值5.31.施肥后，CK2土壤有机质含量和pH值最低;随着施氮量的减少，Tl、T2、T3、T4有机质含量和pH值逐渐减少，但均显著高于CK2处理。Tl、T2与CK2相比有机质含量分别提高了4.01%和3.10%，pH值分别提高了5.82%和2.41%。施用缓释肥可以提高土壤有机质含量，减缓pH值的下降趋势，从而改善土壤的物理性质。

2.2 不同处理对乌龙茶产量和叶片SPAD值的影响

结果表明（表3），适量施用氮肥和缓释肥能显著提高发芽密度、百芽重、产量和SPAD值。Tl、T2、T3和CK2相比，叶长、叶宽、叶面积、发芽密度、百芽重、产量、SPAD值差异不显著，但明显高于CKl，其中发芽密度、百芽重、产量和SPAD值显著高于CKl.T4与CK2相比，发芽密度、百芽重、产量分别降低6.64%、2.37%、8.85%，差异均达显著水平，说明缓释肥减氮40%导致发芽密度、百芽重、产量明显下降。CKl的SPAD值最低，显著低于CK2、Tl、T2和T3;其次为T4，显著低于CK2、Tl和T2，其中与CK2相比SPAD值降低14.18%，可能是因施氮量明显不足，输送到叶片中的氮素减少，限制了叶片叶绿素的合成，导致SPAD值下降。对茶叶产量的指标进行相关性分析，结果表明（表4），叶长、叶宽、叶面积、发芽密度、百芽重、SPAD值均与产量显著相关，相关性排序为：发芽密度>SPAD值=叶面积>叶宽>百芽重>叶长。

2.3 不同处理对乌龙茶鲜叶氮含量、吸氮量和氮素利用率的影响

不同处理对乌龙茶鲜叶氮含量、吸氮量和氮素利用率的影响如表5显示。CKl含氮量3.55%、吸氮量62.72kg·hm^-2，在各处理中均为最低。Tl含氮量最高，但与CK2差异不显著。Tl与CK2相比，吸氮量、氮素利用率分别提高8.57%和44.28%。缓释肥Tl、T2、T3、T4氮素利用率高于CK2，Tl氮素利用率最高，其次为T3，均显著高于CK2，说明缓释肥处理有助于提高鲜叶的氮素利用率。

2.4 不同处理对乌龙茶鲜叶品质成分的影响

不同处理对乌龙茶鲜叶品质成分的影响如表6所示。结果表明，CKl水浸出物含量、氨基酸含量、咖啡碱含量最低;茶多酚含量、黄酮类含量、酚氨比最高。Tl、T2与CK2相比，水浸出物含量、茶多酚含量、咖啡碱含量、黄酮类含量、酚氨比均无显著差异，氨基酸含量则分别提高10.11%和9.04%，差异显著。

2.5 基于主成分分析的施肥方案筛选

试验数据通过SIMCA软件进行PCA分析，得出其对应的主成分得分图（图1）、主成分分析载荷图（图2）。对6个处理成分指标进行主成分分析，提取2个主成分，累积贡献率达95.20%，包含17项成分指标信息。第一主成分贡献率为84.70%，第二主成分贡献率为10.50%。图l所示各处理样品的差别，Tl、T2、T3分布在第一象限，T4分布在第二象限，CKl分布在第三象限，CK2分布在第四象限，结果表明各处理之间有显著差异。Tl处理的tl得分4.418、t2得分1.092，T2处理的tl得分2.038、t2得分0.731，2个处理得分较高。T3处理的tl、t2得分均为正值，但是得分较低。CK2处理的tl得分为正值，t2得分为负值。CKl、T4处理得分较低。从主成分载荷图可以看出pl值较大的成分主要有叶宽、叶面积、含氮量、产量、发芽密度、咖啡碱、吸氮量、水浸出物、SPAD值、游离氨基酸，较小的成分主要有酚氨比、黄酮类、茶多酚。p2值的较大的成分主要有pH值、有机质、茶多酚、黄酮类、游离氨基酸、咖啡碱，p2值较小的成分主要有水浸出物、发芽密度、百芽重。因此缓释肥减氮量10%（T1）和20%（T2）具有较高的得分。

3讨论与结论

本研究探讨了不同处理对土壤有机质和pH值的影响。试验表明，施用氮肥减量10%和20%的缓释肥处理与常规施肥相比，有机质含量分别提高4.01%和3.10%、pH值分別提高5.82%和2.41%，差异显著，与丁方军等、丁济娜等的研究结果相似。

氮素对茶树生育的影响是多方面的，氮素供应充足时，生理活动加强，营养生长旺盛，促进了芽叶萌发和新梢伸长。增加施氮量可以显著提高茶叶的产量，缓释肥可以促进叶片累积更多的养分，使得百芽重显著提高，从而茶叶产量大幅度提升。本研究探讨了不同处理对乌龙茶产量、SPAD值、氮素利用率的影响。结果表明，施用氮肥减量10%～30%的缓释肥处理与常规施肥相比，茶叶产量无显著差异，说明适当减少氮肥并不影响茶叶产量;但是氮肥减量过多，将明显影响茶树生长，减产显著，施用氮肥减量40%的缓释肥处理与常规施肥相比，发芽密度、百芽重、产量分别降低6.64%、2.37%、8.85%。茶叶产量指标相关性分析结果显示，产量相关性大小排序为发芽密度>SPAD值=叶面积>叶宽>百芽重>叶长。

茶叶中的茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱等物质直接影响茶叶品质。氨基酸是使茶汤鲜爽的主要物质。陈勋等研究结果表明使用缓释肥能够提高茶叶中氨基酸含量。已有研究表明氨基酸含量越高，茶多酚含量适中，酚氨比降低，则绿茶品质较好。本研究结果表明，施用氮肥减量10%和20%的缓释肥处理与常规施肥相比，氨基酸含量分别提高10.11%和9.04%、酚氨比分别降低10.11%和5.57%。PCA分析结果表明，缓释肥减氮量10%（T1）和20%（T2）处理具有较高的综合得分。这与Tl、T2土壤有机质含量、pH值、氮素利用率、氨基酸含量较高，酚氨比较低密切相关。鲜叶是茶叶品质形成的重要物质基础，试验通过分析发现，不同处理对乌龙茶鲜叶产量和品质影响差异显著。然而茶叶品质的形成与加工工艺密切相关，因此为进一步明确不同处理对乌龙茶品质的影响，本试验下一步将通过乌龙茶加工试验予以验证。

综上所述，本试验采用的缓释肥可提高土壤有机质含量、缓解pH值下降的趋势，施用氮肥减量10%和20%的缓释肥处理产量没有下降，茶鲜叶品质显著提升。说明适度减氮施用缓释肥能有效减少氮肥过剩对环境的污染，提升茶叶的品质，可在茶叶生产上推广应用。