伊曉云,馬立鋒,石元值,阮建云
中國農業科學院茶葉研究所,310008
施肥是提高茶葉產量和品質的最直接和最有效的途徑,有機肥是茶園上使用的主要肥料之一,一般作為基肥于秋冬季施入土壤中。然而,受有機肥養分含量低、肥效慢、濕臭臟、運輸不便、施用成本高等因素的影響,有機肥逐漸被化肥所取代。化肥的盲目施用、過量施用造成了土壤板結、土壤酸化、水體污染等問題,由化肥不合理施用而引起的土壤質量退化、環境污染等問題越來越被重視。2015年,我國提出了到2020年化肥使用“零增長”目標。《到2020年化肥使用量零增長行動方案》指出應進一步優化施肥結構、改善施肥方式、提高肥料利用率,以“精”“調”“改”和“替”來實現化肥的零增長,其中的“替”即有機肥替代化肥。
本文就茶園有機肥施用對茶葉產量品質的影響、對茶園土壤的影響,以及有機肥施用技術和使用安全等方面的研究進行了綜述,并提出了4種茶園有機肥替代化肥技術模式,以期為實現茶園化肥“零增長”提供理論依據和技術指導。
日本學者西鄉知博等最早于上世紀七八十年代開展有機肥對茶葉品質的影響研究,其結果表明施用菜籽餅的茶葉中水浸出物含量和香氣、滋味均較施用硫銨的高。此后,逐漸有學者開展茶園有機肥施用效果研究。
施用有機肥可以提高祁門紅茶的品質,與施用化肥相比,常施有機肥的紅茶中茶多酚、咖啡堿、氨基酸和水浸出物含量較高,構成紅茶香氣的主體芳香物質如香葉醇、芳樟醇及其氧化物、芳香物質總量、香氣指數等也較高[1]。與施用化肥相比,有機肥的施用改善了烏龍茶品種鐵觀音和毛蟹的新梢生長性狀,提高了兩個品種水浸出物和茶多酚含量,且隨著有機肥用量的增加而增加[2]。有關夏茶品質改善方面的研究表明,有機肥施用和遮蔭均能提高夏茶香氣成分含量,芳樟醇、香葉醇等游離香氣量增加,β-葡萄糖苷酶的活性增強,且兩者疊加處理對夏茶品質的改善更為有利[3]。
此外,研究表明,在茶農習慣施氮量的基礎上減氮20%并配施有機肥能夠提高茶葉產量和品質,有機、無機肥配施后第二年產量比習慣施肥提高6.8%,茶多酚、氨基酸、水浸出物含量比習慣施肥分別提高14.1%、15.0%、4.7%[4]。印度開展的有機肥長期定位試驗結果表明,與施用化肥相比,施用有機肥4年后盡管茶葉產量降低了22%,但茶葉中兒茶素總量、EGCG、ECG均有顯著增加[5]。
有機肥施用顯著影響茶園土壤理化性狀,浙西地區不同施肥模式下茶園土壤碳氮磷養分庫研究結果表明,與純化肥相比,化肥和有機肥長期配合施用的茶園土壤含有更高的顆粒態有機碳、活性有機碳、微生物量碳和較低的土壤硝銨比[6]。對連續5年施用有機肥的茶園土壤進行了研究,結果表明有機肥施用提高了脲酶活性、磷酸酶活性、過氧化氫酶活性和蔗糖酶活性,同時增強了土壤呼吸[7]。不同有機無機肥配比田間試驗結果表明,有機肥施用1年后茶園土壤養分含量、茶樹新梢生長特性、茶葉產量和品質等均有所提高,以“70%有機肥+30%化肥”處理最佳[8]。
有機肥的施用改善了土壤特性和茶葉產量品質,然而有機肥的復雜來源和組成是否會影響茶葉質量安全,就此問題目前國內外已開展了部分研究。印度Karak團隊對城市生活垃圾生產的堆肥在茶園中的施用效果,以及由此可能引起的鎳污染風險進行了研究,結果表明盡管城市生活垃圾堆肥施用增加了茶樹對鎳的累積,但鎳大部分累積在根系中,鎳在茶樹體內較低的轉運效率降低了城市生活垃圾引起的茶葉鎳風險[9]。該團隊同時開展了城市生活垃圾應用于茶園后茶樹鋁富集特性的研究,結果表明茶樹能較好適應該肥料,茶葉中鋁含量未出現明顯的增加,但長期施用是否存在鋁累積風險尚需進一步研究[10]。邵一峰等對“豬-沼-茶”生產模式下沼液對土壤和茶葉中重金屬含量的影響進行了研究,結果表明沼液中重金屬含量較低,達到農業灌溉標準,沼液是一種安全優質的有機肥料,可以施入茶園[11]。
據國家茶葉產業技術體系調查,茶園用有機肥有菜餅肥、豆餅肥、桐子油枯、蠶沙等植物源有機肥,豬糞、牛糞、羊糞、雞糞等動物源有機肥以及近幾年開發的茶樹專用有機肥和生物有機肥等,使用較多的為菜餅肥、豆粕肥、牛糞有機肥和羊糞有機肥等。
茶園有機肥的施用應早施、施足、深施、配施。茶園有機肥施用推薦在秋冬季進行,施用時開溝深施,一次性施足。有機肥與化肥配合施用較單施有機肥或化肥在提高茶葉產量和品質上效果更佳[8,12]。
茶園有機肥用量應依據茶園土壤養分狀況、茶葉養分需求量和有機肥養分含量進行。通過分析茶園土壤養分狀況和茶葉養分需求特性,確定茶園總施肥量,有機肥用量一般為總施肥量的20%~30%。茶園有機肥具體施用量應根據施用的有機肥養分含量進行計算。研究表明,等氮量的豬糞沼液、雞糞堆肥和海產品殘渣有機肥在提高茶葉產量和品質上的效果一致[13]。
茶園有機肥選擇上除關注有機肥的養分含量外,應特別關注選用有機肥的重金屬含量以及抗生素含量是否符合國家標準,應選用符合國家標準且由正規廠家生產的有機肥進行施用。茶園有機肥在使用之前應充分腐熟,就近使用以提高肥料利用率,降低肥料成本。施用有機肥配合接種蚯蚓可進一步提高土壤肥力和生物活性,進而促進茶葉產量和品質[14]。
(1)只采春茶綠茶茶園
①基肥。10月份,每公頃施用1 500~2 250 kg菜籽餅或2 250~3 000 kg畜禽糞有機肥、38%(18∶8∶12或相近配方)茶樹專用肥450 kg,有機肥和專用肥拌勻后開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②追肥。春茶開采前50 d,每公頃施用尿素120~150 kg。春茶結束重修剪前或6月下旬,每公頃施用尿素120~150 kg,均開淺溝5~10 cm施用。
(2)大宗綠茶、黑茶茶園
①基肥。10月份,每公頃施用3 000~4 500 kg畜禽糞有機肥、38%(18∶8∶12或相近配方)茶樹專用肥450~750 kg,有機肥和專用肥拌勻后開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②追肥。春茶開采前30~40 d,每公頃施用尿素120~150 kg;春茶結束后,每公頃施用尿素120~150 kg;夏茶結束后,每公頃施用尿素120~150 kg,均開淺溝5~10 cm施用。
(3)烏龍茶茶園
①基肥。10月中下旬,每公頃施用1 500~3 000 kg菜籽餅或2 250~4 500 kg畜禽糞有機肥、38%(18∶8∶12或相近配方)茶樹專用肥450 kg,有機肥和專用肥拌勻后開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②追肥。春茶開采前20~30 d,每公頃施用尿素120~150 kg;春茶結束后,每公頃施用尿素120~150 kg;夏茶結束后,每公頃施用尿素120~150 kg,均開淺溝5~10 cm施用。
(4)紅茶茶園
①基肥。10月中下旬,每公頃施用1 500~2 250 kg菜籽餅或2 250~3 000 kg畜禽糞有機肥、38%(18∶8∶12或相近配方)茶樹專用肥450 kg,有機肥和專用肥拌勻后開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②追肥。春茶開采前30~40 d,每公頃施用尿素90~120 kg;春茶結束后,每公頃施用尿素90~120 kg;夏茶結束后,每公頃施用尿素90~120 kg,均開淺溝5~10 cm施用。
(1)只采春茶綠茶茶園
①基肥。10月份,每公頃施用1 500~2 250 kg菜籽餅或2 250~3 000 kg畜禽糞有機肥或沼渣30~45m3,開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②追肥。共施4次,每次每公頃施用沼液6 000~7 500 kg(按沼水比1∶1稀釋)、摻入尿素每公頃60~75 kg,澆入茶樹根部,時間分別為春茶采前30~40 d、開采前、春茶結束、6月底或7月初。
(2)大宗綠茶、黑茶茶園
①基肥。10月份,每公頃施用3 000~4 500 kg畜禽糞有機肥、38%(18∶8∶12或相近配方)茶樹專用肥300~450 kg,拌勻后開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②追肥。共施6次,每次每公頃施用沼液6 000~7 500 kg(按沼水比1∶1稀釋)、摻入尿素每公頃60~75 kg,澆入茶樹根部,時間分別為春茶采前30 d、開采前、春茶結束、6月初、7月初和8月初。
(3)烏龍茶茶園
①基肥。10月中下旬,每公頃施用1 500~3 000 kg菜籽餅或2 250~4 500 kg畜禽糞有機肥,開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②追肥。共施6次,每次每公頃施用沼液6 000~7 500 kg(按沼水比1∶1稀釋)、摻入尿素每公頃60~75 kg,澆入茶樹根部,時間分別為春茶采前30 d、開采前、春茶結束、7月初、8月初和9月初。
(4)紅茶茶園
①基肥。10月中下旬,每公頃施用1 500~2 250 kg菜籽餅或2 250~3 000 kg畜禽糞有機肥,開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②沼液追肥。共施6次,每次每公頃施用沼液6 000~7 500 kg(按沼∶水比1∶1稀釋)、摻入尿素每公頃45~60 kg,澆入茶樹根部,時間分別為春茶采前30 d、開采前、春茶結束、7月初、8月初和9月初。
(1)只采春茶綠茶茶園
①基肥。10月份,每公頃施用1 500~2 250 kg菜籽餅或2 250~3 000 kg畜禽糞有機肥,開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②追肥。分5~6次,每次每公頃水溶性肥料按純氮(N)、純磷(P2O5)、純鉀(K2O)用量22.5、4.5、6.0 kg,時間分別為春茶采前30~40 d、開采前、春茶結束、6月初、7月初和8月初施用。
(2)大宗綠茶、黑茶茶園
①基肥。10月份,每公頃施用3 000~4 500 kg畜禽糞有機肥,開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②追肥。分5~6次,每次每公頃水溶性肥料按純氮(N)、純磷(P2O5)、純鉀(K2O)用量34.5、7.5、10.5 kg,時間分別為春茶采前1個月、開采前、春茶結束、7月初、8月初和9月初。
(3)烏龍茶茶園
①基肥。10月中下旬,每公頃施用1 500~3 000 kg菜籽餅或2 250~4 500 kg畜禽糞有機肥,開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②追肥。分5~6次,每次每公頃水溶性肥料按純氮(N)、純磷(P2O5)、純鉀(K2O)用量30.0、4.5、6.0 kg,時間分別為春茶采前30 d、開采前、春茶結束、7月初、8月初和9月初。
(4)紅茶茶園
①基肥。10月中下旬,每公頃施用1 500~2 250 kg菜籽餅或2 250~3 000 kg畜禽糞有機肥,開溝15~20 cm或結合深耕施用。
②追肥。分5~6次,每次每公頃水溶性肥料按純氮(N)、純磷(P2O5)、純鉀(K2O)用量22.5、4.5、6.0 kg,時間分別為春茶采前1個月、開采前、春茶結束、7月初、8月初和9月初。
按“有機肥+配方肥”模式的肥料種類、用量和施用時間施肥。基肥采用機械深施(15~20 cm),追肥采用機械開溝(5~8 cm)條施覆土或表面撒施+施后淺旋耕(5~8 cm)混勻。
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