化肥减量配施有机肥对信阳茶园土壤养分及春茶品质的影响

全彦涛， 李 建， 张华南， 范 毅， 景炳年

（河南省科学院河南省生物技术开发中心，郑州 450002）

目前，信阳市茶园面积超14万hm2，茶产业迅猛发展给信阳带来了巨大的社会经济效益，但也产生了诸多的社会环境问题，主要是茶园土壤管理过度依赖化肥和超量或不正确使用化肥，造成土壤养分失调、茶叶品质下降和环境污染等问题，严重影响了信阳茶产业健康可持续发展. 探索新的施肥方式和方法，减少化肥施用量，已成为信阳茶产业发展急需解决的问题.

以往研究表明，有机肥与无机肥配合施用，不仅对作物生长的效果较好，而且还是解决化肥施用不合理问题的有效途径之一［1］，此方法对落实国家化肥、农药双减政策，实现化肥零增长战略目标具有重要意义［2］.黄腐酸因具有“改良土壤、增效化肥、改善品质、增强抗逆、刺激生长”的五大功效［3］，被广泛用于化肥减量替代或绿色农业种植中. 黄腐酸生物菌剂是黄腐酸的升级产品，其通过强效生物菌群不仅放大了黄腐酸肥料的基本功效，还增加了调节土壤微生物环境和抑制作物有害菌滋生的功效［4-9］. 目前，黄腐酸对茶叶的增产提质效果已得到证实，且在茶叶种植上黄腐酸替代化肥开展了初步研究［10-11］，但对黄腐酸生物菌剂在茶叶种植中的应用效果和化肥减量配施的效果未见报道. 本试验以茶叶为载体，研究黄腐酸生物菌剂与化肥的不同增减配比对信阳茶园土壤养分及毛尖品质的影响.

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 供试肥料 黄腐酸生物菌剂（山东泉林嘉有肥料有限责任公司）：黄腐酸≥20%，有机质≥45%，枯草芽孢杆菌+地衣芽孢杆菌≥1亿/g. 常规肥料：复合肥料22-10-14（史丹利化肥股份有限公司）.

1.1.2 供试作物 试验茶树品种为“信阳种”.

1.1.3 试验地概况 试验于2018 年10 月19 日在河南省信阳市浉河区董家河乡孔畈村茶园进行，地理位置（N32°07′，E113°78′），海拔347 m 左右，年平均气温15.1 ℃，年降雨量1 109.11 mm. 土壤为黄棕壤，土壤pH 值6.0.

1.2 方法

1.2.1 实验设计 试验共设5个处理：T1（当地目前最佳施肥水平，即史丹利复合肥料40 kg/667 m2）、T2（在T1基础上配施黄腐酸生物菌剂40 kg/667 m2）、T3（T1减量20%配施黄腐酸生物菌剂40 kg/667 m2）、T4（T1减量50%配施黄腐酸生物菌剂40 kg/667 m2）、T5（空白对照）. 每个处理面积为100 m2，各实验处理之间设置隔离保护行.

1.2.2 施肥方法 沿茶行滴水线开深15～20 cm沟，分施上述各处理肥料作为基肥，并于2月17日统一开沟条施水溶肥作为追肥，其他管理方法与常规管理一致.

1.2.3 采样方法 在每个试验区按照5点取样法采集茶叶样本和0～20 cm耕作层土壤样本进行相关检查.

1.2.4 测定指标及方法

1）土壤基本农化指标测定：土壤pH测定采用NY/T 1377电位法［12］；土壤有机质测定用NYT 1121.6—2006重铬酸钾容量法［13］；土壤全氮和铵态氮采用LY/T 1228 凯氏定氮法测定［14］；全磷采用LY/T 1232 碱溶和酸溶法测定［15］；有效磷采用LY/T 1232 盐酸-硫酸、氟化铵-盐酸和碳酸氢钠浸提［15］，比色法测定；全钾采用LY/T 1234 碱溶和酸溶法测定［16］；速效钾采用LY/T 1234乙酸铵溶液浸提-比色法测定［16］.

2）春茶品质指标测定：百芽质量测定采用称量法；茶叶中水分含量的测定参照《中国药典》2015版通则0832第二法烘干法［17］；游离氨基酸总量参照NY/T 1975—2010氨基酸自动分析仪法和柱前衍生——液相色谱仪法［18］；茶多酚总量测定参照国标GB 8313—2008分光光度法［19］；茶叶粗纤维测定参照国标GB/T 5009.10—2013法［20］. 茶叶中水浸出物总量的测定参照《中国药典》2015版通则2201水溶性浸出物测定法中热浸法［21］.

试验过程中各处理均无药害发生.

2 结果与分析

2.1 土壤基本农化性状测定结果和分析

土壤的酸碱度对土壤肥力有重要影响. 研究表明，适宜信阳毛尖生长的茶园土壤pH 值为4.5～5.5［22］.由表1 可知，与空白对照相比，各施肥处理均降低了土壤的pH，其中以T3和T4降幅最大，T1（常规施肥）降至5.67，T1土壤pH尚不是最适宜信阳毛尖生长的土壤酸碱度［22］. 黄腐酸官能团比较多，能够根据作物需要调节土壤的酸碱度［23］. 从表1中可以看出，常规施肥减量配施黄腐酸生物菌剂可以有效调节和改善土壤酸碱度，使之更适宜信阳毛尖生长，其中T3和T4处理的土壤酸碱度已比较适宜毛尖的生长.

表1 土壤基本农化性状测定结果Tab.1 The results of soil basic agricultural chemistry proterties

氮是合成蛋白质和叶绿素的重要组成部分［24］，茶树是喜铵性作物，因此本实验以土壤中全氮和铵态氮（NH4-N）含量作为氮元素评价指标［25］. 结果表明，经过施肥的各处理土壤中全氮和铵态氮含量均高于未使用肥料的空白对照处理. 其中T2处理，即常规施肥配施黄腐酸生物菌剂的处理对茶园土壤全氮和铵态氮的增加效果最好，全氮和铵态氮含量分别达1.28 g/kg和41.5 mg/kg. 其次为T3处理，全氮和铵态氮含量分别为1.26 g/kg和39.7 mg/kg. 而T1处理对土壤全氮的提升效果要优于T4. T1和T4处理土壤中的铵态氮含量基本一样.

从表1 中还可以看出，各施肥处理均可提高茶园土壤全磷、有效磷、全钾和速效钾含量，且各施肥处理对茶园土壤全磷、有效磷、全钾和速效钾的提升与对土壤全氮、铵态氮含量提升规律有一定的相似性，即各施肥处理对全磷、有效磷、全钾和速效钾的提升作用依次为T2＞T3＞T1＞T4.

土壤有机质直接影响着土壤的保肥性、保水性、缓冲性和通气状况等［26］，不同施肥处理对土壤有机质的影响见表1. 与不施肥处理相比，各施肥处理均提高了土壤有机质含量，增幅在0.03%～0.37%，各处理有机质增加的总体趋势为T2＞T3＞T4＞T1＞T5，即常规施肥配施黄腐酸生物菌剂最高，常规施肥配减量配施黄腐酸（T3和T4）次之.

综合上述分析可知，与空白对照和常规施肥相比，常规施肥配合减量黄腐酸生物菌剂，可有效调节和改善茶园土壤pH，提高土壤有机质、全氮、氨态氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量，说明常规施肥减量配施黄腐酸生物菌剂更有利于土壤肥力效果的提升.

2.2 影响茶叶百芽质量因素的测定结果和分析

1芽2叶百芽鲜质量是衡量信阳毛尖鲜叶品质的一个主要因子［27］. 由表2可知，各施肥处理可有效促进茶树新梢同化物的积累，使信阳毛尖芽头肥壮重实，因此其1 芽2 叶百芽质量明显大于不喷施肥料的空白处理；T2处理对1芽2叶百芽鲜质量的增重作用最佳；黄腐酸生物菌剂对1芽2叶百芽鲜质量的增重作用略逊于史丹利复合肥，随着史丹利复合肥施用量的减少，毛尖1芽2叶百芽鲜质量略有降低.

2.3 茶叶品质生化成分测定结果和分析

研究表明，茶叶中独有的茶多酚、游离氨基酸总量、水浸出物等对茶叶品质起决定作用［28］，其中茶多酚主要呈苦涩味，茶多酚在茶汤中含量最高，是绿茶的重要品质成分；但它又是绿茶苦涩味形成的主要物质，它的含量如果过高，则绿茶就具有明显的苦涩味［29］. 表3为5个不同处理对信阳毛尖春茶鲜叶品质指标的影响结果. 与空白对照相比，各施肥处理均可降低信阳毛尖中茶多酚含量，降低幅度为28.00%～40.96%，其中以T3对茶多酚的降低幅度最大. 施用肥料的各处理，毛尖鲜叶水分、游离氨基酸总量、粗纤维和水溶性浸出物的含量均高于不施肥的空白处理，说明上述不同肥料处理能改变毛尖茶叶中内含物的含量. 茶叶中内含成分的多少和相互之间的比例是决定茶叶品质优劣的基础，与不施肥料或常规施肥处理相比，常规施肥减量配施黄腐酸生物菌剂提高了毛尖春茶鲜叶的水分含量，促进了氨基酸的合成，降低了茶多酚的含量，水浸出物和粗纤维有不同程度的增加，因而更有利于毛尖优良品质的形成和提高.

表2 影响茶叶百芽质量因素的测定结果Tab.2 The results of tea bud weight

表3 毛尖鲜叶生化成分测定结果Tab.3 The results of biochemical parameters in fresh leaves of Maojian单位：%

3 结论

常规施肥减量配施黄腐酸生物菌剂，尤其是常规施肥减量20%配施黄腐酸生物菌剂，能改善土壤酸碱度和提高土壤养分，使茶园土壤环境更有利于信阳毛尖的生长和品质提升，且对毛尖百芽鲜质量、水分含量、游离氨基酸总量、茶多酚、水浸出物等品质指标的提升效果最佳. 因此，在本研究试验条件下，综合考虑茶园土壤理化性状、毛尖品质等因素，常规施肥减量20%配施黄腐酸生物菌剂的效果最好，值得推广应用.