潘昌滨,付 焱
(茅台学院,贵州 仁怀 564500)
茶叶作为一种自然保健饮品,在我国有悠久的历史。中国茶叶种植面积位居世界第一,茶叶产量也居世界首位[1]。作为产茶大省,贵州拥有得天独厚的地理位置,2021年底茶树种植面积达46.67×104hm2以上,其中投产茶园42.87×104hm2、茶叶产量46.99×104t[2]。遵义海拔高、纬度低、多云、少日照、无污染的自然地理环境,使其茶叶具有“嫩、鲜、香、醇”的特色[3]。2021 年,凤冈茶叶自营出口2 976.38 t、茶叶出口检疫数据约占全省的61%,遵义海关检验检疫出口茶叶5 600 t,占全省茶叶出口量的90%以上[4]。
茶树修剪是茶园生产管理的重要措施,对茶叶产量和品质提升、病虫害防治等有重要作用[5,6],在茶园生产管理中,大量修剪枝叶被直接废弃在茶园中,既浪费资源又破坏土壤环境。不同茶园修剪的枝叶数量不同,幼龄茶园修剪物干质量随着树龄的增长而增加,而成熟茶园修剪物的量与种植管理水平有关。据统计[7],我国每年产生的茶废弃物约为500×104t。
茶树修剪枝叶、废弃茶叶和茶渣中含有丰富的养分和某些特殊的化学成分。舒庆玲等[8]将茶渣添加到鸡料中,经糖化处理后喂鸡,发现饲喂组鸡的体质量增加幅度比对照组大。刘姝等[9]对茶渣进行发酵处理,经检测粗蛋白含量大于25%,其营养价值与仔猪料基本相当。夏会龙[10]在茶园施用茶渣肥后,与其他有机肥比较,其土壤性质得到了显著改善。周菁清等[11]发现,使用茶渣作有机肥能明显促进油冬儿菜和玉米的生长。
利用茶树废物枝条和叶片生产食用菌,再将菌渣用于茶园,不仅可以增加茶叶产量,实现资源再利用,还可以降低茶废弃物直接分解产生自毒性物质的风险。目前,利用茶叶废弃物生产的食用菌有香菇、茶树菇、猴头菇、灵芝等[12-14]。另外,茶渣资源化利用的途径还有提取活性成分、制备活性炭和吸附剂等[15,16]。
随着遵义地区茶产业的迅速发展,茶业资源的综合开发利用问题日益凸显,尤其是茶树枝、茶梗、茶废叶、茶渣等茶废弃物的充分利用对该地区茶产业的提升和可持续发展具有重要意义。因此,此次研究对遵义的茶园春季修剪物和茶叶加工厂废叶的生物量进行调研,以期为将来茶业废弃物的资源化研究和利用提供参考。
试验所需设备包括:电子秤(上海浦春计量仪器有限公司JE3002生产),电子天坪(上海菁海仪器有限公司FA2204N生产),烘干箱(上海一恒科学仪器有限公司DHG-9070A生产)。
茶园修剪物收集方法:在茶园中随机选取3个采样点,每个点的面积是3 m×3 m,在采样点地面放塑料膜收集修剪物并称质量,然后放入密封袋中带回实验室测修剪物的废叶量、废枝量及总生物量。
茶叶加工厂废弃茶叶收集方法:向加工厂分别送3 次鲜茶叶(10 kg),加工后得到合格品和废茶叶,合格品作为商品进一步生产加工,废茶叶分别收集,并送至实验室进一步检测。
将收集的样品各取3~5 g,在设定温度为103±2℃的烘干箱烘至恒质量,样品减少量即为含水量。
茶叶加工厂的产废率=废弃茶叶干质量/合格茶叶质量。
茶园修剪物和茶叶加工厂废茶叶的数据使用Office Excel 2021、SPSS 26软件分析,其中P>0.05表示差异不显著,P<0.05说明差异显著。结果以平均数(M)±标准误(SE)表示。
3 个采样茶园采样点(共9 个)修剪物的鲜质量为3.55~9.3 kg,其中茶园B 的质量最低、茶园C 的质量最高(见表1)。3 个茶园采样点的鲜质量间差异不显著(P=0.061>0.05),用总平均值6.41 kg估算的茶园修剪物鲜质量7 122.2 kg/hm2,与李京鸿等[17]研究的300~500 kg/0.067 hm2相一致。
3个茶园共9个采样点,每个采样点随机取3个枝条(秆、叶)样作为含水率检测样(见表2),枝秆的含水率为52.35%~55.31%(P=0.066)、叶含水率为56.82%~62.34%(P=0.079),比较分析发现茶叶含水率(59.22±1.73)%明显高于茶枝含水率(P<0.01)。在茶园修剪物的生物量中,干叶占总生物量的(37.69±5.54)%,干叶与干枝的生物量比是0.61±0.14。
表2 茶园修剪物的含水率及比例(干质量)Tab.2 Moisture content and proportion of tea garden trims(dry mass)
表3 茶叶加工厂废弃物产生情况Tab.3 Production of waste in tea processing plants
向茶叶加工厂A、B、C 分别送样10 kg 鲜茶叶(3 次/厂),经过加工后获得合格茶叶的质量为1.95~2.35 kg(P=0.061)、废弃茶叶质 量 为0.19~0.28 kg(P=0.430),合格 茶 叶 干质(2.14±0.12)显著高于废弃茶叶干质(P<0.01)。茶叶加工厂的废弃物产率为0.094~0.131(P=0.875)、产废率平均值是0.112,说明每生产1t茶叶将产生112 kg的废茶叶。
该调研只针对春季茶园的修剪物,因为春季修剪的量在全年修剪量中占比最大。茶叶加工厂的废弃物主要是春茶加工时产生,其他时间段产生量极少。
茶园修剪物采样点与实验室距离较远,试验选择鲜质量作为其生物量,其会随着水分的蒸发而减轻,建议将来使用干物质作生物量更为准确。修剪物如果任其在茶园中腐烂还田,虽然对茶园土壤养分和理化性质有重要作用,但也会增加茶园病虫害发生的概率[17]。如果修剪物通过粉碎堆肥处理,将得到的有机肥还田茶园,既可防病又能增加土壤肥力。也可将修剪物的枝、叶分离,枝条木质化高,可做食用菌基料、燃料和活性炭等,茶叶富含茶多酚、碳水化合物、多种维生素和蛋白质等多重物质,可作为动物饲料原料,实现茶园修剪物的资源化利用[19,20]。
茶叶加工厂在生产过程中产生的废弃茶叶,具有茶叶纯度高、含水率低的特点,虽然可作为茶多酚等成体的提取原料,但若利用其生产饲料,能实现全部利用、无新废弃物产生等优点,更利于在茶产区推行。
修剪物中叶片含水率明显高于枝秆的含水率。而修剪物叶片含水率比送到加工厂的鲜茶叶含水率低75.3%~78.6%,可能与修剪茶叶到实验室的时间大于鲜叶到加工厂的时间,以及制茶嫩叶含水率高于废弃老叶等因素有关。
遵义地区每年春季茶园修剪物的质量(鲜质量)是7 122.2 kg/hm2,其中修剪物中干叶比是(37.69±5.54)%、干叶枝比是0.61±0.14;茶叶加工厂的产废率是0.112。以2020年遵义茶园面积11.47×104hm2、茶叶总产量16.49×104t 计算,当年修剪物、废茶叶将达到16.49×104t 和1.85×104t,利用茶园修剪物、加工废茶叶生产肥料、饲料及食用菌基料等茶业废弃物资源化研究和利用将成为遵义地区茶业发展的必经之路。