测土配方施肥对茶园土壤理化性质和泰顺三杯香产量的影响

吴碎典 陈维斌

1.泰顺县茶产业发展中心，浙江 泰顺 325000；2.温州企源科技服务有限公司，浙江 温州 325000

0 引言

茶叶是我国重要的经济作物，而茶园的种植管理过程需要较多的劳动力，劳动力成本占生产总成本60%以上［1］。用工困难、人工成本升高等问题在茶园管理中较为普遍。许多研究表明，将复合肥推广应用到茶园中，可减少施肥次数，有效降低生产投入成本［2］。据联合国粮食及农业组织的调查，对茶叶增产有贡献的因素中，肥料投入占比高达40%［3］，茶园土壤状况对茶叶的品质有重要影响［4］。测土配方施肥技术是一种提高肥料利用率的方法，是通过测定茶园土壤理化性质，根据作物的需肥规律、土壤供肥特性等，有针对性地配比N、P、K 等养分。测土配方施肥可以减少肥料过量施用导致的土壤板结等问题，提高作物产量、改善作物品质等［5］。

泰顺县位于浙江省温州市南部山区，素有“九山半水半分田”的地理环境特征，茶产业是其主导产业。泰顺县茶园总面积近6 000 hm2，茶叶总产量4 150 t、总产值4.61亿元。泰顺三杯香是泰顺县茶叶产业的主导品牌。此次试验选择在泰顺县名优茶主要生产基地山垟坪茶场进行，根据试验地土壤基本理化性质，合理制订2 种配方施肥方案，探究测土配方施肥对茶园土壤理化性质及泰顺三杯香产量的影响。

1 试验材料与方法

1.1 试验设计

试验样地泰顺县罗阳镇山垟坪茶场位于温州市南部（海拔590 m，东经119°43′49″、北纬27°34′08″），属中亚热带海洋季风气候区，年降水量为2 000 mm，年平均气温为17.8 ℃，土壤类型为黄红壤，土壤理化性质如表1 所示。试验茶树品种为泰顺县当地群体种小白毫。

表1 试验地土壤理化性质

试验设置3种施肥处理，分别为T0［m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=0∶0∶0］、T1［m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=12.50∶3.50∶4.00］、T2［m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=13.75∶5.45∶5.80］。使用的肥料分别为复合肥（由佛山住商肥料有限公司生产）、尿素（由广州市中业化工有限公司生产）、钙镁磷肥（由湖北金山磷化股份有限公司生产）、氯化钾（由广东天禾农资股份有限公司生产），于2020 年、2021 年和2022 年11 月以基肥方式一次性施入。施肥深度为中度，开沟15～20 cm，总施肥量为750 kg/hm2；选择一块地势平坦、面积为667 m2的成龄茶园布置试验小区，随机区组排列，重复3次。

1.2 土壤样品采集与处理

1.2.1 土壤样品采集

去除土壤样方表面的杂草植被（约2 cm），按五点法采集5 个15 cm×15 cm×10 cm 的次样方，并将次样方的土壤充分混匀后作为1 个待测土壤样品，风干后过2 mm孔径筛待用。

1.2.2 土壤理化性质测定

土壤pH 值采用玻璃电极法测定：称取风干土样10 g 于50 mL 高型烧杯中，加去除CO2的水25 mL，用搅拌器搅拌1 min，使土粒充分分散，放置30 min后，用PB-10酸度计进行测定。土壤有效磷质量分数采用氟化铵-盐酸溶液浸提，钼锑抗分光光度比色法测定：称取土样5 g置于200 mL塑料瓶中，加入50 mL氟化铵-盐酸溶液浸提剂，在25 ℃条件下，振荡30 min（振荡频率180 r/min）后立即用无磷滤纸过滤，滤液加入钼锑抗显色剂，采用UV-19001 紫外可见分光光度计进行比色测定。土壤有机质质量分数采用重铬酸钾法测定：称取过0.25 mm 孔径筛的土样0.5 g 置于硬质试管中，加入10 mL 重铬酸钾-硫酸溶液，置于190 ℃油浴锅内加热5 min，消煮液无损地转入250 mL 三角瓶中，定容至60 mL，加入3 滴邻菲罗啉指示剂，用硫酸亚铁标准液滴定剩余重铬酸钾溶液，计算出有机碳含量，再乘以系数1.724。土壤全氮质量分数采用半微量开氏法测定：称取过0.25 mm 孔径筛的土样1 g 置于50 mL开氏瓶底部，加入1 mL 高锰酸钾溶液，缓缓加入2 mL浓硫酸，不断转动开氏瓶，放置5 min 后再加入1 滴辛醇；加入0.5 g 还原铁粉剧烈反应停止5 min 后，置于300 W 变温电炉缓缓加热45 min，重复上述步骤直至土液变为黄绿色，再消煮1 h；待消煮液冷却后，用去离子水将消煮液转移至蒸馏器内，加入5 mL 2%硼酸-指示剂混合液，向蒸馏室缓慢加入20 mL 10 mol/L 的氢氧化钠溶液，待馏出液体积为50 mL时即蒸馏完毕；最后用0.005 mol/L 硫酸标准液滴定馏出液，计算得土壤全氮质量分数。土壤速效氮质量分数采用碱解扩散法测定：称取2 g 土样和1 g Zn-FeSO4粉剂，均匀铺在扩散皿外室内，扩散皿内室中加入3 mL 硼酸溶液，并加入1 滴定氮混合指示剂，在外室边缘涂特质胶水，盖上磨砂玻璃后并旋转数次；转开磨砂玻璃一边使扩散皿露出一条狭缝，迅速加入10 mL 1.8 mol/L 的氢氧化钠溶液于外室，水平旋转扩散皿使溶液与土壤充分混匀，放入40 ℃烘箱中，24 h 后取出，最后用硫酸标准滴定液进行滴定，计算得土壤速效氮质量分数。土壤速效钾质量分数采用中性乙酸铵溶液浸提-火焰光度计法测定：称取过1 mm孔径筛的土样5 g置于100 mL三角瓶中，加入50 mL 乙酸铵溶液浸提剂，在25 ℃条件下振荡30 min（振荡频率180 r/min）后立即用滤纸过滤，滤液用6400A 火焰光度计进行测定，计算可得土壤速效钾质量分数。土壤缓效钾质量分数采用热硝酸浸提-火焰光度计法测定：称取过1 mm 孔径筛的土样2.5 g 置于消煮管中，加入50 mL 硝酸溶液，轻轻摇匀，放入130 ℃油浴中，煮沸10 min取下，趁热过滤于100 mL容量瓶中，用硝酸溶液洗涤消煮管4次，每次15 mL，冷却后滤液用6400A 火焰光度计进行测定，计算得土壤缓效钾质量分数。

1.3 植物样品采集与处理

鲜茶叶采摘标准为一芽二叶，统计各处理小区全年不同轮次的鲜茶叶实际采摘量，并用电热鼓风干燥箱（DHG-9240A）充分干燥后称量。

1.4 数据分析

试验数据采用Sigmaplot 12.5 制图。采用单因素方差分析检验不同施肥处理干茶产量及土壤理化性质的差异，并用Duncan 多重比较检验不同施肥处理、不同年份之间各指标差异的显著性；采用皮尔森（Pearson）相关分析检验干茶产量及土壤理化性质各指标两两之间的相关性；采用逐步回归法（Stepwise regression）寻找影响干茶产量的因子，以上分析均在IBM SPSS Statistics 25.0中进行。

2 试验结果与分析

2.1 不同施肥处理对泰顺三杯香干茶产量的影响

由图1 可知，不同年份之间泰顺三杯香干茶产量无显著性差异，不同施肥处理对泰顺三杯香干茶产量影响显著，T1和T2处理的泰顺三杯香干茶产量显著高于T0处理。

图1 不同施肥处理对泰顺三杯香干茶产量的影响

2.2 不同施肥处理对土壤全氮和有效氮质量分数的影响

不同年份和不同施肥处理之间土壤全氮和有效氮质量分数差异显著。由图2（a）可知，2020 年土壤全氮质量分数显著高于2021 年、2022 年，且T2处理显著高于T1和T0处理。由图2（b）可知，2021年土壤速效氮质量分数显著高于2020 年、2022 年，且T2处理的土壤速效氮质量分数显著高于T1处理和T0处理。

图2 不同施肥处理对土壤全氮和有效氮质量分数的影响

2.3 不同施肥处理对土壤缓效钾和有效钾质量分数的影响

不同年份和不同施肥处理之间土壤缓效钾和有效钾质量分数的差异显著。由图3（a）可知，2020 年土壤缓效钾质量分数显著高于2022 年、2021 年；2020 年3个施肥处理的土壤缓效钾质量分数差异不显著，2021年T2处理的土壤缓效钾质量分数显著高于T1和T0处理；2022 年T2处理的土壤缓效钾质量分数显著高于T1处理、T0处理。由图3（b）可知，2021年土壤有效钾质量分数显著高于2020年、2022年；2020年3个施肥处理的土壤有效钾质量分数差异不显著，2021 年T2处理的土壤缓效钾质量分数显著高于T1和T0处理；2022年T2处理的土壤缓效钾质量分数显著高于T1处理、T0处理。

图3 不同施肥处理对土壤缓效钾和有效钾质量分数的影响

2.4 不同施肥处理对土壤有效磷质量分数的影响

由图4 可知，2020 年土壤有效磷质量分数显著高于2021 年、2022 年，且均是T2处理的土壤有效磷质量分数显著高于T1处理、T0处理。

图4 不同施肥处理对土壤有效磷质量分数的影响

2.5 不同施肥处理对土壤有机质质量分数的影响

由图5 可知，2020 年土壤有机质质量分数显著高于2021 年、2022 年，且多是T2处理的土壤有机质质量分数依次显著高于T1处理、T0处理（除2020年外）。

图5 不同施肥处理对土壤有机质质量分数的影响

2.6 不同施肥处理对土壤pH值的影响

由图6 可知，2020 年土壤pH 值显著高于2022 年、2021年，且3个不同施肥处理之间差异均不显著。

图6 不同施肥处理对土壤pH值的影响

2.7 泰顺三杯香干茶产量及土壤理化性质各指标两两之间的相关性分析

由表2 可知，泰顺三杯香干茶产量与土壤缓效钾、有效磷质量分数及pH 值呈显著正相关关系；土壤pH值与土壤缓效钾、有效磷、全氮、有机质质量分数呈显著正相关关系；土壤有机质质量分数与土壤缓效钾、有效钾、有效磷、全氮质量分数呈显著正相关关系；土壤全氮质量分数与土壤缓效钾、有效钾、有效磷质量分数呈显著正相关关系；土壤有效氮质量分数与土壤缓效钾质量分数呈显著负相关关系，与土壤有效钾质量分数呈显著正相关关系；土壤有效磷质量分数与土壤缓效钾质量分数呈显著正相关关系。

表2 泰顺三杯香干茶产量及土壤理化性质各指标之间的相关性

2.8 不同施肥处理泰顺三杯香干茶产量的逐步回归分析

将土壤理化性质指标（有机质、土壤缓效钾、土壤全氮、土壤有效磷质量分数等）作为自变量，泰顺三杯香干茶产量作为因变量进行逐步回归分析，结果如表3所示。土壤缓效钾、有效氮和有效磷质量分数3个自变量进入了逐步回归方程，且逐步回归方程为泰顺三杯香干茶产量=1.143×缓效钾质量分数+0.515×有效氮质量分数-0.296×有效磷质量分数-34.21。土壤缓效钾、有效氮和有效磷质量分数对干茶产量差异的解释达到75.8%。

表3 不同施肥处理泰顺三杯香干茶产量的逐步回归分析

3 结论与讨论

经过3年的配方施肥试验，2个配方施肥处理对土壤理化性质的影响均显著高于不施肥处理，其中T2处理土壤理化性质指标基本均显著高于其他施肥处理（除pH 值及2020 年的土壤缓效钾、有效钾和有机质质量分数外），这可能是因为2020 年是试验的第一年，施肥处理效果不明显。T2处理显著提高干茶产量（除2021 年外）。由逐步回归分析结果可知，土壤缓效钾、有效氮和有效磷质量分数是影响干茶产量的重要土壤因素。因此，T2处理的施肥配方对提高干茶产量和改善土壤理化性质更有效。