沼液对茶园土壤环境及茶叶品质产量的影响

摘   要  为促进沼液的资源化利用，提高茶叶的品质和产量，改善茶园土壤环境，试验以信阳毛尖作为研究对象，选择5年生茶园，设置6个沼液追施浓度，以常规水肥管理作为对照，研究了不同沼液追施浓度对茶园土壤环境及茶叶品质、产量的影响。结果表明：追施合理浓度的沼液能够显著提高茶叶产量、改善品质，且降低土壤容重，增加土壤孔隙度和毛管持水量，提高土壤肥力和土壤酶活性，并以V沼液 ∶ V水=1︰2的效果最佳。与对照相比，茶叶的产量增加了19.67%，氨基酸、儿茶素、咖啡碱和Vc含量分别增加了8.13%、19.03%、27.03%、31.08%，茶多酚含量和酚氨比降低了17.54%、21.72%;土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾增加了24.86%、51.85%、11.83%、17.01%、9.90%，并显著提高了土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性，降低了土壤容重，改善了土壤物理性质。因此，追施沼液不仅能够提质增产，而且对土壤具有一定的培肥作用，在茶叶栽培上具有一定的推广价值。

关键词   茶叶;沼液;品质;产量;土壤肥力;土壤酶

近年来，随着我国农村沼气建设的快速深入发展，沼液在农业生产过程中的综合利用效果日益明显，大量研究表明沼液不仅能够显著提高种子的发芽率，显著增加作物的产量，改善作物的的品质，降低硝酸盐的含量，还可以有效改良土壤环境，提升土地肥力，提高土壤有机质含量，最大限度的降低工业化肥对农业环境生态系统的污染，因而对沼液的研究和利用具有重要意义。沼液在粮食作物和蔬菜中的应用较多，但液对茶园土壤环境影响的研究相对较少，为此，试验以5年生信阳毛尖茶园作为研究对象，研究了不同沼液追施浓度对茶叶品质、产量及茶园土壤环境及肥力的影响，以期为沼液在茶叶生产中的应用提供科学依据。

1   試验材料与方法

1.1   试验材料   试验在河南省信阳市罗山茶叶主产区进行，茶园树龄为5年，土壤类型为黄棕壤，弱酸性，土壤有机质的含量为24.5 g/kg，碱解氮含量为65.4 mg/kg，速效磷含量为73.8 mg/kg，速效钾含量为182.1 mg/kg。

沼液来源于当地鸡场正常产气的沼气池，无明显粪臭味，过滤后使用。化学性质为：pH7.3，有机质10.55 g/kg，全氮2 371.15 mg/kg，全磷163.73 mg/kg，全钾1 101.58 mg/kg，速效氮375.42 mg/kg，速效磷103.89 mg/kg，速效钾271.33  mg/kg。

参试品种为豫南信阳毛尖。

1.2   试验设计与方法   试验根据沼液不同追施浓度设置6个处理，即纯沼液（T1）、V沼液 ∶   V水=2 ∶ 1（T2）、V沼液 ∶ V水=1 ∶ 1（T3）、V沼液 ∶   V水=1 ∶ 2（T4）、V沼液 ∶ V水=1 ∶ 3（T5）、V沼液 ∶    V水=1 ∶ 4（T6）。以常规水肥管理作为对照（CK），试验采用完全随机设计，共7个处理，每个处理选择长势基本同的80 m2（5 m×16 m），重复3次。

试验于2018年9月开始至2019年9月结束，各处理于2018年10月10日采用开沟基施30%的氮肥、100%的磷肥、100%的钾肥，沟深20 cm。对照处理按照茶树生长需肥关键期分3次追施，于3月10日追施30%的氮肥，5月10日追施20%的氮肥，7月10日追施20%的氮肥;沼液处理自3月10日起至8月10日结束，每隔30天追施不同浓度沼液1次，共追施6次;其他田间管理方式相同。为保证土壤灌水和追肥的准确性，各处理均采用滴灌设施进行灌水和追肥。

1.3   测定项目与方法

1）产量和品质测定。根据当地1芽2叶的采摘要求，每次采摘保留约10 g的茶叶进行105 ℃杀青，然后75 ℃烘干至恒重，放入自封袋中留作备用。待采摘季节过后，将每次烘干的茶叶混匀、粉碎、过筛，用于茶叶品质指标的测定。采用实收测产;采用酒石酸铁比色法测定茶多酚含量;采用酸性茚三酮比色法测定氨基酸总量;采用香荚兰比色法测定儿茶素含量;采用紫外分光光度法测定咖啡碱的含量;采用荧光法测定Vc含量。

2）土壤理化性质测定。采用5点采样法，于2019年9月10日采集深度为0～25 cm的土壤，每个处理取土壤约2 kg，去除杂质和根系，烘干过筛后用于土壤理化性质和土壤酶活性的测定。用环刀法测定土壤的物理性质（容重、毛管持水量、孔隙度）;采用重络酸钾法测定土壤有机质含量;采用凯氏定氮法测定土壤全氮含量;采用碱解扩散法测定土壤碱解氮含量;采用钼锑抗比色法测定土壤速效磷含量;采用火焰光度计法测定土壤速效钾含量;采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定蔗糖酶活性;采用苯酚钠次氯酸钠比色法测定脲酶活性;采用磷酸苯二钠比色法测定酸性磷酸酶活性;采用KMnO4滴定法测定过氧化氢酶活性。

1.4   数据统计与分析   采用 Microsoft Excel2010和SPSS19.0对数据进行统计与分析，采用Turkey 法（P<0.05）进行单因素方差分析。

2   结果与分析

2.1   沼液对绿茶产量和营养品质的影响   见表1。

由表1可知，追施沼液能够显著降低茶叶中茶多酚的含量和酚氨比，增加氨基酸、儿茶素、咖啡碱和Vc的含量。茶多酚和酚氨比随着沼液浓度的降低先降低后增加，其中以T4处理的茶多酚含量和酚氨比最低，分别比对照降低了17.54%、21.72%，差异显著;T5处理次之，与T4处理相比差异不显著，但比对照降低了12.66%、20.07%。氨基酸、儿茶素、咖啡碱和Vc含量随着沼液浓度的降低先增加后降低，并以T4处理的含量最高，分别比对照增加了8.13%、19.03%、27.03%、31.08%，差异显著;T1处理含量最低，与对照相比差异不显著。

从产量来看，茶叶的产量随着沼液浓度的降低呈先增加后降低趋势，以T4处理产量最高，达到238.56 kg/亩，比对照显著增产19.67%;T3处理次之，与T4处理相比差异不显著，但比对照显著增产16.66%;以T1处理最低，产量为201.86 kg/亩，与对照相比增产不显著。

由此可见，追施沼液能够改善茶叶的品质，提升产量，并以T4处理效果最佳。

2.2   沼液对茶园土壤物理性质的影响   见   表2。

由表2可知，沼液对茶园土壤的理化性质具有一定的改善作用。沼液显著降低土壤容重，并随着沼液浓度的降低先降低后增加，除T1处理与对照相比差异不显著外，其余处理的土壤容重显著降低，以T4处理的土壤容重最低，比对照降低了22.45%。毛管持水量和孔隙度均随着沼液浓度的降低呈先增加后降低趋势。土壤毛管持水量以T4处理最高，比对照增加了40.85%，差异显著;T1处理含量最低，比对照增加了5.55%，但差异不显著。

从土壤孔隙度来看，土壤的毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度均随着沼液浓度的降低先增加后降低，并T2、T3和T4处理最高，且三者的差异不显著。以T3处理的总孔隙度最高，比对照增加了18.04%;T4的非毛管孔隙最高，比对照增加了59.29%;T2处理的毛管孔隙度最高，比对照增加了10.23%;且均达到显著水平。

由此可见，沼液能够降低土壤的容重，提高毛管持水量和土壤孔隙度（总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度），并以T4处理效果最佳。

2.3   沼液对茶园土壤肥力的影响   见表3。

由表3可知，追施沼液能够显著提升土壤肥力，并随着沼液浓度的的降低呈先降低后增加趋势。土壤有机质含量以T4处理最高，比对照增加了24.86%，差异显著;以T6处理的土壤有机质含量最低，比对照有所降低，但差异不显著。全氮含量以T1处理最高，T4处理次之，分别比对照增加了66.67%、51.85%，差异显著。碱解氮含量以T4处理最高，T5处理次之，分别比对照增加了11.83%、11.12%，差异显著;其余追施沼液的处理与对照相比，差异不显著。速效磷含量以T4处理最高，比对照增加了17.01%，差异显著;其余处理与对照相比，差异不显著。速效钾含量以T4处理最高，比对照增加了9.90%，差异显著，以T6处理的速效钾含量最低，与对照相比差异不显著。

从土壤pH值来看，追施沼液有助于增加土壤pH值，并随着着沼液浓度的降低先降低后增加。以T1处理的pH值最高，比对照增加了19.85%，差异显著;以T4处理的pH值最低，比对照降低了5.29%，差异显著。

由此可見，追施合理浓度的沼液能够显著提高土壤有机质的含量，增加土壤全氮和速效氮、磷、钾的含量，且能够调节土壤pH值，并以T4处理效果最佳，T5处理次之。

2.4   沼液对茶园土壤酶活性的影响   见表4。

由表4可知，追施沼液能够改善土壤酶活性，并随着沼液浓度先增加后降低。

追施沼液的土壤脲酶均显著高于对照，并以T4处理活性最高，比对照增加了20.89%。土壤磷酸酶活性以T4处理最高，T3和T2处理次之，均显著高于对照，而T1、T5和T6处理与对照相比，差异不显著。土壤蔗糖酶活性以T4处理最高，T3和T5处理次之，均显著高于对照对照;T1和T6处理最低，与对照相比差异不显著。追施沼液能够显著增加土壤过氧化氢酶的活性，以T5处理最高，T4和T3处理次之，分别比对照增加了23.53%、22.61%、21.88%;T1、T2和T6处理与对照相比，过氧化氢酶活性增加达到显著水平。

由此可见，追施合理浓度的沼液有助于提高土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性，并以T4处理效果最佳，T3处理次之。

2.5   土壤肥力与土壤酶活性的相关性

由表5可知，土壤酶与土壤养分的相关性显著，其中脲酶与全氮、碱解氮的相关性极显著，与速效钾的相关性显著;磷酸酶与有机质、速效磷的相关性极显著，与速效钾的含量显著;蔗糖酶与有机质、速效磷、速效钾的相关性极显著，与碱解氮的相关性显著;过氧化氢酶仅与速效磷的相关性显著。

土壤酶、土壤养分之间也存在一定的相关性。蔗糖酶与脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶的相关性极显著，过氧化氢酶与脲酶的相关性极显著。有机质与碱解氮的相关性显著，与速效磷、速效钾的相关性极显著;速效磷与碱解氮、速效钾的相关性极显著，碱解氮与速效钾的相关性显著。

由此可见，土壤养分的多个因子均影响相关酶活性，而土壤酶活性反作用与土壤养分，提高作物对养分吸收利用。

3    结论与讨论

沼液其中含有丰富的营养元素、水解酶类、有机酸类、维生素、植物激素类和抗生素类物质，能够增加农作物产量，改善作物品质，可以达到增产增收的作用。郑健等研究表明纯沼液不适合番茄的提质增产，而采用1 ∶ 6和  1 ∶ 4沼液能够显著提高番茄的产量和品质。这与本研究结果相同，合理沼液浓度能够显著改善茶叶的品质，提升产量，并随着追施沼液浓度的的降低先增加后降低，试验条件下最佳适宜浓度为V沼液 ∶ V水=1 ∶ 2。

沼液中含有大量的有机质和营养物质，长期使用能够有效提升土地肥力和有机质含量，且沼液代替化肥优化了土壤结构，缓解了土壤板结等问题，对土壤酶活性具有一定的提升作用。郑健等系统地研究了沼液对土壤的pH值、容重、总孔隙度的影响，发现沼液可以降低土壤容重，提高土壤孔隙度，增加土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶的活性。柴彦君等研究发现化肥与沼液配施能显著提高土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶的活性，且沼液替代化肥能够提升土壤肥力水平。李文涛等利用沼液进行暗灌施肥，发现沼液可有效提高土壤肥力。冯丹妮等研究发现长期施用沼液有利于土壤微生物生长和酶活性提高，但对土壤微生态平衡及土壤质量存在潜在威胁。

本研究表明，合理浓度的沼液能够改善茶园土壤环境、培肥地力，提高农作物产量与品质。但茶树生长需要弱酸性土壤环境，而沼液呈碱性，长期使用对土壤微生物群落及土壤酸碱度的影响尚不明确，有待进一步研究。

参考文献

[1] 陆国弟，杨扶德，王惠珍， 等.沼液浸种对蒙古黄芪种子萌发及幼苗生理特性的影响[J].中国土壤与肥料，2019（5）：155-162.

[2] 刘媛媛，方楠，刘华娇， 等.沼液对早熟禾种子萌发及幼苗生长的影响[J].种子，2019，38（8）：93-96.

[3] 邵文奇，文廷刚，唐金陵， 等.不同沼液运筹对小麦生长及产量的影响[J].上海农业学报，2019，35（1）：11-15.

[4] 杨智青，丁海荣，陈应江， 等.沼液施用量对大麦农艺性状及饲用品质的影响[J].家畜生态学报，2019，40（5）：59-65.

[5] 赖星，伍钧，王静雯， 等.连续施用沼液对土壤性质的影响及重金属污染风险评价[J].水土保持学报，2018，32（6）：359-364，370.

[6] 孙芹菊，凌玮，韩建刚， 等.沼液施肥对滨海盐碱地土壤性状的影响[J].南京林业大学学报（自然科学版），2018，42（5）：91-98.

[7] 罗伟，张智慧，伍钧， 等.沼液对成都平原地区土壤氮、磷、钾含量及其平衡的影响[J].水土保持学报，2019，33（3）：185-191.

[8] 樊战辉，孙家宾，沈婷， 等.猪场沼液施用对春茶产量和品质的影響[J].中国沼气，2018，36（6）：51-54.

[9] 侯福银，陈应江，杨智青， 等.猪粪沼液对籼稻农艺性状、产量和饲用品质的影响[J].浙江大学学报（农业与生命科学版），2019，45（3）：325-331.

[10] 冯伟，管涛，王晓宇， 等.沼液与化肥配施对冬小麦根际土壤微生物数量和酶活性的影响[J].应用生态学报，2011，22（4）：1007-1012.

[11] 杨伦，余薇薇，杜邦昊， 等.集约化奶牛养殖场沼液对紫色土土壤酶活性的影响[J].贵州农业科学，2018，46（4）：71-75.

[12] 郑健，颜斐，马彪， 等.生育期沼液调控对番茄生长、产量、品质及土壤全氮的影响[J].灌溉排水学报，2019，38（7）：23-31.

[13] 郑健，李欣怡，马静， 等.生物炭配施沼液对渗出液电导率、全氮含量及土壤理化性质的影响[J].干旱地区农业研究，2020，38（3）：134-144.

[14] 郑健，殷李高，冯正江， 等.沼液施用对设施土壤饱和导水率的影响[J].节水灌溉，2019（4）：46-51，55.

[15] 柴彦君，黄利民，董越勇， 等.沼液施用量对毛竹林地土壤理化性质及碳储量的影响[J].农业工程学报，2019，35（8）：214-220.

[16] 李文涛，冯康，吕洋.沼液施肥对土壤肥力特性的影响[J].安徽农业科学，2018，46（20）：108-109.

[17] 冯丹妮，伍钧，杨刚， 等.连续定位施用沼液对水旱轮作耕层土壤微生物区系及酶活性的影响[J].农业环境科学学报，2014，33（8）：1644-1651.

翟赛亚，河南质量工程职业学院食品与化工系，邮编 467000（平顶山）。

收稿日期：2022-01-04