不同有机肥与化肥配施对茶叶产量和品质的影响

王董兴，陶娟花，石其伟，王亚楠，马进川

(1.绍兴市柯桥区农业水产技术推广站，浙江 绍兴 312030；2.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021；3.浙江农林大学 环境与资源学院，浙江 杭州 311300)

茶树是我国重要的经济作物，茶产业已成为我国乡村振兴和共同富裕战略中农民增收的重要产业。柯桥区茶园面积约43.33 hm2，鲜茶叶年产量约0.7万t；经过多年的发展逐渐形成了以“平水日铸茶”为代表的地理标志农产品和中华文化名茶。茶园土壤环境质量是影响茶叶产量和品质的重要因素之一，而茶园土壤酸化日趋严重已成为当前茶叶生产所面临的突出问题。调查表明，柯桥区茶园土壤存在不同程度的酸化现象，个别茶园土壤酸化严重且呈现加剧趋势。土壤酸化会导致土壤养分的淋失、土壤重金属的活化、茶树生长受到抑制以及茶叶产量和品质的降低。茶园土壤酸化已成为柯桥区茶产业发展所面临的重要土壤环境问题。茶树是喜酸性作物，但并非土壤越酸茶树生长就越好。研究表明，茶树生长的适宜pH值为4.5～5.5，当土壤pH值低于4.5或高于5.5时茶树生长受到抑制，与此同时茶叶产量和品质受到明显影响[1-3]。研究表明，与施用化肥相比，茶园施用有机肥可显著提高茶叶中水浸出物、茶多酚、儿茶素等含量[4-6]；与此同时，施用有机肥对茶叶产量，茶叶中氮、磷和钾累积及土壤肥力状况影响显著[7-9]。为缓解茶园土壤酸化，提高茶叶品质，有机无机肥配施已是茶园管理的常态化操作。为考察不同有机肥产品对茶叶产量和品质的影响，本研究选取柯桥区茶园常用有机肥产品，开展有机和无机肥料配施对茶园土壤肥力、土壤环境质量、茶叶产量和品质影响的研究，以期为当地茶园施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2022年11月在绍兴市柯桥区宋御茶业有限公司茶园进行，试验区土壤基础理化性质为pH值 3.9、有机质含量 5.1%、速效氮含量432.7 mg·kg-1、速效磷含量252.1 mg·kg-1和速效钾含量289.4 mg·kg-1；茶叶品种为龙井43。供试肥料包括茶叶专用复合肥(N、P2O5、K2O分别为21%、7%、12%)，购于湖北新洋丰肥业股份有限公司；茶渣有机肥，由宋御茶业有限公司提供；生物有机肥和蚕沙有机肥购于原起科技(杭州)有限公司。

1.2 试验处理

采用田间试验，试验设置4个处理：处理1，对照(CK)，施用茶叶专用肥；处理2，施用茶渣有机肥和茶叶专用肥(T1)；处理3，施用生物有机肥和茶叶专用肥(T2)；处理4，施用蚕沙有机肥和茶叶专用肥(T3)。有机肥施用量为15 000 kg·hm-2，施用时间为11月，基肥一次施用；茶叶专用肥分两次施用，分别为11月和次年2月，每次300 kg·hm-2。小区面积为35 m2，随机区组排列，每个处理3次重复。 其他管理措施同当地生产习惯保持一致。

1.3 样品的采集与分析

土壤样品的采集与分析：试验前和茶叶采收期根据试验设计分别采集试验区土壤样品，测定土壤基础理化指标。在试验地茶垄滴水线至根部范围内，除去表面枯枝落叶层，采用5点取样法用土钻在各小区采集0～20 cm土层土壤样品。风干后混合磨碎过筛，分别采用玻璃电极法、凯氏定氮法、碱解扩散法、Olsen-P法和火焰光度法测定土壤pH值、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量。

茶叶采收与生化分析测定：次年5月采用机械进行茶叶采收，测定产量。测定指标：茶叶中茶多酚的测定采用酒石酸亚铁比色法，参照GB/T 8313—2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》；茶叶中游离氨基酸总量的测定采用茚三酮比色法，参照GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》；茶叶中咖啡碱含量的测定采用紫外分光光度法，参照 GB/T 8312—2013《茶 咖啡碱测定》；茶叶水浸出物测定采用全量法，参照 GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》[10]。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2019和IBM SPSS Statistics 25.0软件对数据进行统计分析。采用LSD法对实验数据进行方差分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同有机肥施用对土壤基础理化性质的影响

不同有机肥与化肥配施对土壤基础理化性质的影响如表1所示。结果表明，与常规施肥(CK)相比，T1、T2和T3处理土壤pH值均显著提高，提高幅度分别为10.2%、35.9%和30.8%；与CK相比，有机肥施用对土壤全氮含量无显著影响，除T2处理土壤碱解氮含量降低8.9%外，其他有机肥处理对土壤碱解氮含量无显著影响；与CK相比，T2和T3处理土壤速效磷含量均显著提高，分别增加了9.2%和13.6%，T1处理对土壤速效磷含量无显著影响；与CK相比，T1、T2和T3均可显著提高土壤中速效钾含量，增加幅度分别为41.3%、67.5%和93.2%；与CK相比，T1、T2和T3均可显著提高土壤中有机质含量，增加幅度分别为66.0%、49.1%和77.4%。

表1 不同有机肥施用对土壤基础理化指标的影响Table 1 Effects of different organic fertilizers application on soil basic physical and chemical indexes

2.2 不同有机肥与化肥配施对茶叶干物质产量的影响

不同有机肥与化肥配施对茶叶干物质产量的影响如图1所示。常规施肥(CK)处理，茶叶干物质产量为1 067 kg·hm-2，T1、T2、T3处理下茶叶干物质产量分别为1 188、1 068、1 429 kg·hm-2；与CK相比，T3处理下茶叶干物产量提高了33.9%，T1和T2处理下茶叶干物产量无显著变化。

2.3 不同有机肥处理对茶叶品质的影响

常规施肥(CK)下叶片中总叶绿素含量为5.19 g·kg-1，与CK相比，T1和T2处理均可显著提高叶片中总叶绿素含量，提高幅度分别为16.8%和15.4%；T3处理对叶片中总叶绿素含量无显著影响(图2)。不同有机肥与化肥配施对叶绿素a和叶绿素b含量的影响结果表明，与CK相比，T1处理可显著提高叶片中叶绿素a和叶绿素b含量，提高幅度分别为12.9%和36.7%；T2处理也可显著提高叶片中叶绿素a和叶绿素b含量，提高幅度分别为14.5%和20.0%；而T3处理对叶片中叶绿素a和叶绿素b含量无显著影响。总体而言，T1和T2处理可显著提高叶片中总叶绿素的含量，其中对叶绿素b含量的提升作用优于叶绿素a。

图2 不同有机肥与化肥配施对茶叶叶绿素含量的影响Fig.2 Effects of different combinations of organic fertilizers and chemical fertilizers on the chlorophyll content of tea

同组柱上无相同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)，图2～4同。图1 不同有机肥与化肥配施对茶叶产量的影响Fig.1 Effects of different combinations of organic fertilizers and chemical fertilizers on tea yield

与CK相比，T3处理可显著提高叶片中游离氨基酸含量，提高幅度达16.5%；其他处理叶片中游离氨基酸含量与CK无显著差异。与CK相比，T2处理显著提高叶片中茶多酚含量，提高了25.4%，而其他处理叶片中茶多酚含量均有不同程度的降低，其中T1茶多酚含量显著降低，降低了10.8%(图3)。不同有机肥与化肥配施处理对茶叶水溶性浸出物含量无显著影响(图4)。

图3 不同有机肥与化肥配施对茶叶游离氨基酸和茶多酚含量的影响Fig.3 Effects of different combinations of organic fertilizers and chemical fertilizers on the content of free amino acids and tea polyphenols in tea

图4 不同有机肥与化肥配施对茶叶水浸出物含量的影响Fig.4 Effects of different combinations of organic fertilizers and chemical fertilizers on water-soluble extracts content of tea

3 讨论与结论

土壤是茶树生长发育的基础，土壤理化性状与茶树的生长发育以及茶叶的产量品质密切相关。合理调控茶树生长的土壤环境对提高茶叶产量和品质有积极作用。有机肥和无机肥配施对提高土壤有机质含量，改善土壤性状、培肥土壤作用明显[11-13]。本研究中，有机肥与化肥配施可显著提高土壤pH值，增加速效磷、速效钾和有机质含量，其中蚕沙有机肥与化肥配施对土壤基础理化指标提升效果最为明显；该结果表明，有机肥与化肥配施可缓解土壤酸化，提高土壤pH值，与此同时可明显改善土壤肥力状况。充足的土壤肥力和适宜的土壤pH值(4.5～5.5)可以促进茶树新叶细胞的分裂和伸长，增加叶绿素含量，增强光合作用，促进其营养生长和茶芽的萌发，从而有效提高茶叶产量[14]。Ye等[3]对不同施肥处理土壤pH值与茶叶品质指标含量的进一步拟合分析表明，土壤pH值与茶叶品质指标含量的增加呈显著正相关。与其他有机肥和无机肥配施相比，蚕沙有机肥与化肥配施增产效果最为显著，增产幅度达33.9%。不同有机肥与化肥配施对茶叶品质的影响结果表明，与对照相比，茶渣有机肥和生物有机肥处理可显著提高叶片中总叶绿素的含量，其中对叶绿素b含量的提升作用优于叶绿素a；该结果与已有报道结果一致。

茶多酚和游离氨基酸是评判茶叶品质的重要指标。茶多酚含量决定茶叶醇厚度，是茶叶中重要的保健成分，但其含量过高也会导致口感苦涩[14-16]。茶叶中游离氨基酸含量与鲜叶嫩度具有明显的相关性，其含量直接影响茶叶的鲜爽味[17-18]。本研究结果表明，蚕沙有机肥与化肥配施可显著提高叶片中游离氨基酸含量，提高幅度达16.5%；生物有机肥与化肥配施处理可显著提高叶片中茶多酚含量，提高了25.4%；不同有机肥与化肥配施对茶叶中游离氨基酸和茶多酚含量的影响具有明显差异，然而造成这种差异的因素尚不明确，有待进一步深入研究，该结果也体现出开展不同有机肥与化肥配施对茶叶产量和品质影响研究的必要性。