養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料與氮肥配施對茶樹光合特性與茶葉產(chǎn)量的影響

吳壽華

摘 要：為探明養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料施用對茶樹生長的影響，開展田間試驗，研究在基肥施用發(fā)酵床墊料0、20、40 t/hm2處理下，春季追施氮肥0、67.5、135.0 kg/hm2對茶樹光合特性與茶葉產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，施用發(fā)酵床墊料處理在一定程度上提高茶樹葉綠素含量和茶樹凈光合速率，但差異不顯著（P>0.05）。追施氮肥顯著提高茶樹葉綠素含量和茶樹凈光合速率（P<0.05），提高幅度隨著氮肥施用量的增加而增加。發(fā)酵床墊料的施用、春茶追施氮肥顯著提高茶葉產(chǎn)量（P<0.05），而發(fā)酵床墊料與氮肥配施之間的交互作用對茶葉產(chǎn)量的影響不顯著（P>0.05）。綜合各處理，以中量發(fā)酵床墊料配施常規(guī)施用量的氮肥處理（T5）茶樹葉片葉綠素含量、凈光合速率和茶葉產(chǎn)量最高，適宜茶園施用。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵床墊料；氮肥；茶樹；光合特性；產(chǎn)量

中圖分類號：S14 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 論文編號：2014-0653

0 引言

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，非再生資源嚴(yán)重耗竭與環(huán)境污染問題逐漸凸顯，如何合理利用資源，健康持續(xù)地發(fā)展農(nóng)業(yè)和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境成為研究的重要課題[1]。近幾年，福建省養(yǎng)豬業(yè)規(guī)模日益擴(kuò)大，2010年福建省生豬出欄數(shù)1900多萬頭，產(chǎn)生糞污約7000萬t（糞、尿、污水），對生態(tài)安全和城鄉(xiāng)居民身體健康構(gòu)成威脅。福建省自2006年開始推廣微生物發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)，目前已達(dá)到年出欄350萬頭的規(guī)模，但是針對用后廢棄墊料，尚無良好的處理方法[2]。大量研究表明，將畜禽糞便無害化處理后作為肥料農(nóng)田回用，是國內(nèi)外解決畜禽糞便利用的主要途徑[3]。吳巍等[4]研究表明，豬糞型有機(jī)肥可以提高土壤速效氮、速效磷的含量，提高作物產(chǎn)量。焦軍霞等[5]研究表明，合理配施豬糞等有機(jī)肥可以減少土壤氮、磷等營養(yǎng)元素的淋失，對減少農(nóng)業(yè)面源污染具有重要作用。

福建省是中國的產(chǎn)茶大省，2012年全省共有茶園面積21.33萬hm2，居全國第5位；茶葉產(chǎn)量31萬t，居全國第1位[6]。但福建主產(chǎn)區(qū)普遍不施或少施有機(jī)肥，這不利于茶園土壤的可持續(xù)利用[7]。江福英等[2]研究表明，合理配施養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料可以促進(jìn)茶園土壤有機(jī)碳固持，提高茶葉產(chǎn)量。林斌等[8]研究表明，施用豬糞、沼渣、沼液等有機(jī)肥料可以顯著提高烏龍茶茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。光合作用是植物積蓄能量和形成有機(jī)物的過程，也是植物產(chǎn)量和質(zhì)量形成的基礎(chǔ)，對茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)起著決定性作用。而當(dāng)前關(guān)于豬糞有機(jī)肥料對茶樹光合作用生理的影響還少見報道。為此，在茶葉上開展了養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料與氮肥配施試驗，研究養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料和氮肥配合施用對茶樹光合生理及其茶葉產(chǎn)量的影響，以期為養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料在茶樹種植中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于福建省福安市松羅鄉(xiāng)王家村（26°56'N，119°46'E，H=600 m），該區(qū)域?qū)僦衼啛釒锛撅L(fēng)氣候，年均降雨量1646 mm，年無霜期285天，年平均溫度19.3℃。茶園土壤為花崗巖風(fēng)化坡積的壤質(zhì)紅壤。種植茶樹品種為‘鐵觀音，樹齡8年。試驗前茶園0～20 cm土層土壤pH 3.97，有機(jī)質(zhì)含量2.25%，全氮1.32 g/kg，C/N為9.89，有效氮108.65 mg/kg，有效磷14.29 mg/kg，有效鉀65.90 mg/kg。

1.2 試驗材料與試驗設(shè)計

試驗設(shè)茶樹基肥施用不同用量的養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料、茶樹追肥施用不同用量化肥2個因素。茶樹基肥施用養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料0、20、40 t/hm2 3個水平；春茶追肥設(shè)0、67.5、135.0 kg/hm2 3個水平，以不施肥處理為對照CK（發(fā)酵床墊料施用量為0 t/hm2，春茶追肥施氮量為0 kg/hm2）計9個處理，詳見表1，各處理小區(qū)均在基肥施用時同時施用磷肥（過磷酸鈣）150 kg/hm2和鉀肥（硫酸鉀）150 kg/hm2。小區(qū)長6 m，寬4.5 m（3條行），面積27 m2，每處理3次重復(fù)，完全隨機(jī)排列。發(fā)酵床墊料作為基肥于2012年10月5日施用，春茶追肥于2013年2月22日施用。

養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料來自寧德市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所養(yǎng)豬場，pH 7.99，有機(jī)質(zhì)含量58.62%，全氮含量1.12%，全磷含量為1.13%，全鉀含量為1.94%；氮肥品種為市售大顆粒尿素。

1.3 測試項目及方法

1.3.1 光合速率的測定 光合速率采用LI-6400便攜式光合測量系統(tǒng)（COR，USA）測定，氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）等參數(shù)均由測量儀器讀出。測定過程選在晴朗天氣的上午9：00—11：30完成，測定葉片選擇為當(dāng)季新梢成熟葉片（新芽往下數(shù)第3葉），每個小區(qū)測定重復(fù)數(shù)為3次[9]。

1.3.2 葉綠體色素含量的測定 在光合速率測定后選取各處理部位一致、完全展開及成熟完好的葉片（新芽往下數(shù)第3葉），避開主脈，剪取0.100 g葉片稱重后置于50 mL具塞試管中，采用80%的丙酮液浸提葉綠體色素，將浸提液用分光光度法測定[10]。

于2013年5月采用33.3 cm×33.3 cm調(diào)查框隨機(jī)在采摘面上調(diào)查芽頭密度；各小區(qū)隨機(jī)采摘蛀牙中小開面1芽3葉新梢100個秤重測定采摘芽葉重；各小區(qū)采摘中小開面1芽3葉新梢，調(diào)查春茶鮮葉產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用DPS 7.0軟件進(jìn)行方差分析，多重比較采用鄧肯新復(fù)極差法（SSR）。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵床墊料與氮肥配施對茶樹葉片葉綠素含量的影響

發(fā)酵床墊料與氮肥配施對茶樹葉片葉綠素含量的影響見表2。從表2可以看出，春茶追施氮肥對茶樹葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和葉綠素a/b值均有顯著地提高（P<0.05），提高幅度隨著氮肥施用量的增加而提高。其中氮肥減半施用處理（T1、T4和T7均值）葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和葉綠素a/b值分別比CK處理平均提高55.36%、0.32%、42.26%和54.90%；常規(guī)施肥氮處理（T2、T5和T8均值）葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和葉綠素a/b值分別比CK處理平均提高102.12%、5.61%、79.15%和91.46%。而發(fā)酵床墊料作為基肥施用在一定程度上提高了茶樹葉綠a、葉綠素b、葉綠素總量和葉綠素a/b值，但差異未達(dá)到顯著水平（P>0.05），發(fā)酵床墊料與氮肥配施之間的交互作用對茶樹葉綠a、葉綠素b、葉綠素總量和葉綠素a/b值的影響也不顯著（P>0.05）。

葉綠素的含量與氮素供應(yīng)密切相關(guān)，從表2還可以出，各處理中茶樹葉片葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量均以中量發(fā)酵床墊料配施常規(guī)施用量的氮肥處理（T5）最高，說明在這條件下茶樹具有較高的氮吸收水平。

2.2 發(fā)酵床墊料與氮肥配施對茶樹葉片光合特性的影響

發(fā)酵床墊料與氮肥配施對茶樹葉片光合特性的影響見表3。由表3可知，春茶追施氮肥顯著提高茶樹葉片的凈光合速率（P<0.05），提高幅度隨著氮肥施用量的增加而增大，其中氮肥減半施用處理（T1、T4和T7均值）茶樹葉片凈光合速率比CK處理平均提高17.17%；常規(guī)施肥氮處理（T2、T5和T8均值）茶樹葉片凈光合速率比CK處理平均提高26.45%，以中量發(fā)酵床墊料配施常規(guī)施用量的氮肥處理（T5）最高。而添加發(fā)酵床墊料處理茶樹葉片凈光合速率也有一定的提高，但差異不顯著（P>0.05），表現(xiàn)為在不追施氮肥的條件下，基肥施用發(fā)酵床墊料處理（T3、T6）茶樹凈光合速率分別比CK提高13.09%和4.76%；在氮肥減半施用的條件下，基肥施用發(fā)酵床墊料處理（T4、T7）茶樹凈光合速率分別比T1處理提高4.05%和7.61%；在常規(guī)施氮水平下，基肥施用發(fā)酵床墊料處理（T5、T8）茶樹凈光合速率分別比T2處理提高5.90%和3.60%。發(fā)酵床墊料與氮肥配施之間的交互作用對茶樹葉片凈光合速率的影響未達(dá)到顯著水平（P>0.05）。

發(fā)酵床墊料與氮肥配施對茶樹葉片氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率的影響見表3。從表3可以看出，發(fā)酵床墊料、氮肥的施用以及之間的交互作用對茶樹葉片氣孔導(dǎo)度均具有一定的提高作用，但差異不顯著（P>0.05）；發(fā)酵床墊料、氮肥的施用以及之間的交互作用對茶樹葉片胞間CO2濃度的影響不顯著（P>0.05）；氮肥施用顯著提高茶樹葉片蒸騰速率（P<0.05），而發(fā)酵床墊料的施用以及發(fā)酵床墊料與氮肥配施之間的交互作用對茶樹葉片蒸騰速率的影響不顯著（P>0.05）。

2.3 發(fā)酵床墊料與氮肥配施對茶葉產(chǎn)量的影響

發(fā)酵床墊料與氮肥配施對茶葉產(chǎn)量的影響見表4。由表4可知，春茶追施氮肥顯著提高茶樹芽頭密度（P<0.05），其中氮肥減半施用處理（T1、T4和T7均值）茶樹芽頭密度比CK處理平均提高14.25%；常規(guī)施肥氮處理（T2、T5和T8均值）茶樹芽頭密度比CK處理平均提高15.63%。而發(fā)酵床墊料的施用以及發(fā)酵床墊料與氮肥配施之間的交互作用對茶樹芽頭密度的影響不顯著（P>0.05）。

從表4可以看出，發(fā)酵床墊料的施用、春茶追施氮肥顯著提高茶葉百芽重（P<0.05）。表現(xiàn)為在不追施氮肥的條件下，施用發(fā)酵床墊料處理（T3、T6）茶葉百芽重分別比CK提高8.57%和6.08%；在氮肥減半施用的條件下，基肥施用發(fā)酵床墊料處理（T4、T7）茶葉百芽重分別比T1處理提高1.53%和2.75%；在常規(guī)施氮水平下，基肥施用發(fā)酵床墊料處理T5、T8茶葉百芽重分別比T2處理提高1.76%和2.34%。氮肥減半施用處理（T1、T4和T7均值）茶葉百芽重比CK處理平均提高18.45%；常規(guī)施肥氮處理（T2、T5和T8均值）茶葉百芽重比CK處理平均提高23.45%。

從表4還可以看出，發(fā)酵床墊料的施用、春茶追施氮肥顯著提高茶葉產(chǎn)量（P<0.05），而發(fā)酵床墊料與氮肥配施之間的交互作用對茶葉產(chǎn)量的影響不顯著（P>0.05）。各處理中，以中量發(fā)酵床墊料配施常規(guī)施用量的氮肥處理（T5）產(chǎn)量最高，比T2、T8處理分別提高0.57%和0.28%，但差異不顯著（P>0.05）。

3 結(jié)論

（1）養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料作為基肥施用在一定程度上提高了茶樹葉綠a、葉綠素b、葉綠素總量和葉綠素a/b值，但差異未達(dá)到顯著水平（P>0.05）；春茶追施氮肥顯著提高茶樹葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和葉綠素a/b值（P<0.05），提高幅度隨著氮肥施用量的增加而增大。

（2）養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料作為基肥施用在一定程度上提高茶樹凈光合速率，但差異不顯著（P>0.05）；春茶追施氮肥顯著提高茶樹葉片的凈光合速率（P<0.05），提高幅度隨著氮肥施用量的增加而增大。

（3）養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料的施用、春茶追施氮肥均顯著提高茶葉產(chǎn)量（P<0.05）。各處理中，以中量發(fā)酵床墊料配施常規(guī)施用量的氮肥處理（T5）產(chǎn)量最高，初步認(rèn)為T5是發(fā)酵床墊料較優(yōu)的茶園應(yīng)用模式。

4 討論

茶樹通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程在茶葉細(xì)胞的葉綠體中進(jìn)行。葉綠體色素是光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，葉綠素含量及其消長與光合強(qiáng)度密切相關(guān)[11]。葉綠素含量的高低在很大程度上反映著茶樹的生長狀況和光合作用的強(qiáng)弱[12]。植物葉綠素含量水平與土壤養(yǎng)分供應(yīng)水平密切相關(guān)，土壤養(yǎng)分的全面平衡供給促進(jìn)植物葉綠素含量的提高[13]。本研究表明，春茶追施化學(xué)氮肥顯著提高茶樹葉片葉綠素含量，說明氮肥的施用在促進(jìn)茶樹和光合作用的提高上具有顯著的作用；而施用發(fā)酵床墊料也在一定程度上提高茶樹的葉綠素含量，但差異未達(dá)顯著水平，表明發(fā)酵床墊料施用對茶樹生長的促進(jìn)可能需要在較長時間才能表現(xiàn)，而對當(dāng)季茶葉的生長促進(jìn)作用有限。

茶樹光合作用受到茶樹營養(yǎng)供應(yīng)的影響，在本研究中，追施氮肥在提高茶樹葉綠素含量的同時促進(jìn)茶樹凈光合速率的提高，說明氮素是提高茶樹光合作用的主要因素。已有的研究表明[14-15]，增加氮肥施用水平能提高植物葉片葉綠素含量，增強(qiáng)PSI和PSII的電子窗體能力，延長葉片的葉綠素含量緩降期和光合速率高值持期，改善植物光合作用。據(jù)報道[16]，中國有70%～80%的茶園土壤都缺乏氮素，施用氮肥的增產(chǎn)效果已被試驗和生產(chǎn)所證實。氮肥對茶樹生育的影響是多方面的，氮素供應(yīng)充足時，生理活性加強(qiáng)，營養(yǎng)生長旺盛，促進(jìn)了茶芽萌發(fā)和新梢深長，使發(fā)芽多，著葉數(shù)多，生長快，嫩度提高，使適采時間延長[16]。因此，提高氮肥利用率的一直都是茶樹栽培的研究重點。江福英等[2]的研究表明，紅壤茶園施用養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤質(zhì)量，對茶葉產(chǎn)量的形成具有積極的影響。在本研究中，基肥施用發(fā)酵床墊料在一定程度上提高了茶樹的光合作用，以中量發(fā)酵床墊料配施常規(guī)施用量的氮肥處理（T5）最高，說明合理的配施可以提高茶樹對氮肥的吸收。

茶樹作為多年生葉片采摘植物，要在一個位置固定生長，加上茶樹營養(yǎng)特性和選擇吸收的特點，容易偏好吸收某幾種養(yǎng)分，長期下去很容易造成土壤養(yǎng)分不平衡。研究表明，施用有機(jī)肥可以緩解這個矛盾[17-18]。在本研究中，基肥施用發(fā)酵床墊料顯著提高了茶樹葉片百芽重和茶葉產(chǎn)量，這可能與施用有機(jī)肥促進(jìn)了茶園土壤養(yǎng)分的平衡供給有關(guān)。

筆者報道了養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料作為基肥施用對茶樹光合特性和茶葉產(chǎn)量的影響，表明施用發(fā)酵床墊料在一定程度上提高茶樹葉綠素含量和茶樹凈光合速率，顯著提高茶葉產(chǎn)量，其中以中量發(fā)酵床墊料配施常規(guī)施用量的氮肥處理（T5）最佳。但本研究觀測時間較短，養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料在茶園上的最佳施肥用量及施用方法還有待于進(jìn)一步觀測驗證。

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