套種大豆對茶園化肥需求量的影響

戶杉杉，高水練，陳倩潔，郭 彬，潘榮藝，張 帥，佐明興，王苗苗，向 萍，魯 靜，林金科,*

(1.福建農林大學園藝學院，福建 福州 350007；2.福建農林大學安溪茶學院，福建 泉州 362406)

【研究意義】豆科作物以其特有的根瘤菌，能夠對空氣中氮氣固定，有效增加土壤中氮素含量，用于自身生長和周邊其他作物生長需求，目前已廣泛應用于小麥、玉米[1]、蘋果、柑橘[2]、楊樹[3]等糧食和經濟作物。相對于化學氮肥施用，生物固氮具有無污染、可持續、高效等優勢[4-5]。氮的循環和高效利用是影響農田生產力的重要因素之一，茶樹作為葉用經濟木本植物，增施氮肥是目前茶區提高茶葉產量的重要途徑。茶園大量化肥的施用，不僅降低了肥料養分的利用率[6]，還對茶園土壤、生物多樣性等造成危害，土壤酸化、板結、病蟲害爆發等問題越發嚴重[7]。因此，將套種大豆作為減少茶園化肥施用和改善茶園微域環境的經濟、綠色方式，研究其對茶園土壤養分、酶活性和茶葉品質的影響以及是否可以有效減少茶園化肥施用量等方面具有重要意義。【前人研究進展】已有研究表明，套種豆科作物可顯著降低土壤中硝態氮含量(P<0.01)[8]，增加土壤結構穩定性[9]，保持大田水肥，平衡土壤溫度[10]，特別是大豆秸稈還田處理對改良土壤具有重要意義[11]；套種豆科作物可有效提高土壤pH 0.19個單位[12]，其腐解后氮、磷、鉀累計腐解率分別為72.3 %～75.5 %、81.2 %～83.5 %、89.3 %～91.1 %[13]，有效提高土壤全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量16.9 %，14.0 %，26.6 %，23.4 %[14]；套種豆科作物可顯著增加土壤微生物和酶活性[15]，其中土壤過氧化氫酶活性提高5.30 %～38.40 %，脲酶活性提高0.15 %～43.66 %[16]，蔗糖酶增加30.0 %左右[17]；套種豆科作物可減少田間化肥施肥量，研究表明，水稻田單純減施10 %～20 %化肥施用量不會顯著降低水稻產量[18]，而翻壓紫云英可降低田間40 %左右施肥量[19]，且未顯著降低水稻產量。施用綠肥7500 kg/hm2可以代替氮肥67.5～90.0 kg/hm2[20]，且長期套種并進行豆科綠肥回田可降低小麥田和甜瓜園15 %～30 %施肥量[21]。【本研究切入點】關于豆科作物套種模式試驗研究已經較為成熟，在土壤改良、生態修復等方面具有良好效果，特別是在改良土壤和減少化肥施用方面效果顯著。但是套種大豆在茶園開展較少，是否影響茶葉品質，是否適合不同土壤類型茶園，以及是否可以減少茶園化肥施用量等問題上還有待進一步研究。通過現有研究結果表明，套種豆科作物能夠降低大田化肥15 %～40 %施用量，故在此基礎上，本試驗假設套種大豆可減少茶園化肥30 %施用量，并以此作為試驗處理進行開展研究。【擬解決的關鍵性問題】本試驗選取湖北、福建、廣東三地茶園開展套種研究，分析各地區套種大豆對其土壤養分、土壤酶活性以及茶葉品質的影響，探究套種大豆在不同土壤環境條件下是否具有類似的化肥減施增效規律，為跨地域推廣“茶—豆”套種技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點情況

試驗于2017年4月至2018年10月,在廣東英德、福建安溪、湖北大悟試驗地開展。各試驗區基本情況如表1。

1.2 試驗設計

廣東英德試驗地于2017年7月份開始。套種處理：每年3月份進行首輪套種大豆(品種為華夏1號)，在茶行間進行開溝條播，株間距為25 cm，與茶樹行間距為70～75 cm，并于7月采收，后進行第二輪套種，于9月份進行采收；……