茶園化肥減量增效技術的推廣應用
——以廣東大埔縣為例

黃繼川，肖志云，吳雪娜，涂玉婷，彭智平

（1.廣東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南方植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室/廣東省養(yǎng)分資源循環(huán)利用與耕地保育重點實驗室，廣東 廣州 510640；2.大埔縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，廣東 大埔 514299）

【研究意義】農(nóng)業(yè)作為基礎產(chǎn)業(yè)，是關系國計民生的重要保障，而搞好生態(tài)環(huán)境是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提。黨的十八大將生態(tài)文明建設納入中國特色社會主義“五位一體”總體布局，給當前鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施中如何實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的同時確保生態(tài)環(huán)境友好提出了更高要求。化肥作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)要素，長期以來是實現(xiàn)作物增產(chǎn)的重要保障［1］，然而長期化學肥料的盲目施用引起的土壤酸化、養(yǎng)分不平衡、環(huán)境污染以及農(nóng)產(chǎn)品安全等問題也日趨嚴峻［2-3］。廣東大埔是我國茶葉的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)區(qū)，茶葉種植面積5 333 hm2，產(chǎn)值4.11億元［4］，是當?shù)剞r(nóng)業(yè)的重要組成部分。當前該區(qū)域茶園施肥存在兩個極端：一是部分茶企苛求茶葉的有機栽培，長期不施化學肥料，導致茶園土壤貧瘠；二是散戶種植為了追求產(chǎn)量，偏施化肥，導致茶園土壤肥力不平衡、茶園環(huán)境風險加劇［5］，同時造成病蟲害爆發(fā)，引起農(nóng)藥超量使用。據(jù)統(tǒng)計，我國茶園養(yǎng)分投入總量（N+P2O5+KO2）為796 kg/hm2，粵東茶區(qū)為865 kg/hm2，且以氮肥為主，全國30%的茶園存在化肥超量施用，而有機養(yǎng)分用量僅占養(yǎng)分總投入的15%［6-7］。化肥過量施用的深層原因：一是施肥人員知識水平低［8］，對茶葉種植體系肥料需求規(guī)律和高效利用機理以及土壤培肥缺乏深入認識；二是化肥替代產(chǎn)品研發(fā)應用落后，施肥配套裝備缺乏。因此因地制宜拓寬肥源制訂合理替代方案，集成實用的茶園化肥減量增效施肥技術，培訓提升茶農(nóng)施肥技術水平，對于茶葉安全、優(yōu)質(zhì)和高效栽培具有重要意義。【前人研究進展】近年來我國圍繞農(nóng)業(yè)發(fā)展“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構”的戰(zhàn)略部署，按照“一控兩減三基本”的要求大力推進測土配方、水肥一體化和有機肥替代化肥技術，收效顯著。諸多研究也表明測土配方［9］、有機替代［10］以及水肥一體化等技術能夠有效降低化肥用量，培肥土壤，提高肥料效益和作物產(chǎn)量以及品質(zhì)［11-12］。【本研究切入點】2017年來，國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在全國范圍內(nèi)開展果菜茶有機肥替代化肥試點，旨在推動有機肥源循環(huán)利用，促進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。作為項目試點縣，大埔縣農(nóng)業(yè)部門與廣東農(nóng)科院技術團隊聯(lián)合攻關，在調(diào)研茶園土壤肥力狀況和當?shù)厥┓是闆r的基礎上，以改良土壤、提高有機質(zhì)含量、平衡土壤養(yǎng)分以及精準施肥提高養(yǎng)分效率為技術切入點，研究配方肥、有機肥和水肥一體化技術在緩解茶園土壤酸化、培肥土壤、降低化肥施用潛力、產(chǎn)地環(huán)境安全以及茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)和效益方面的影響。【擬解決的關鍵問題】在代表性茶園建立定點試驗和多個監(jiān)測點開展茶園配方肥、有機肥以及水肥一體化技術試驗示范，根據(jù)試驗點和監(jiān)測點的應用效果集成茶葉化肥減量增效施肥模式，并通過媒體宣傳、現(xiàn)場示范觀摩和培訓提升茶農(nóng)施肥水平，推動技術模式的大面積應用，實現(xiàn)茶葉優(yōu)質(zhì)、高效和安全生產(chǎn)，為全面提升該區(qū)域茶業(yè)綜合競爭力提供技術支撐。

1 茶園化肥減量增效技術推廣

1.1 化肥減量增效技術模式

茶園化肥減量施用采取 “精、調(diào)、改、替”的技術路徑，以廣東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳頒布的主推技術為指導，根據(jù)測土配方技術、土壤有機質(zhì)提升培肥改良技術、水肥一體化技術相結(jié)合集成茶園化肥減量增效施肥技術模式。梅州地區(qū)土壤酸性較強［13］，且茶園土壤酸化嚴重已成為我國茶園的普遍現(xiàn)象［14］。根據(jù)對大埔縣代表性茶園采集土樣的分析，結(jié)果（表1）表明土壤pH值在4.15～5.05之間，平均為4.62，土壤酸性較強，而茶葉適宜的土壤pH值在5.0～5.5之間［15］，過酸的土壤理化性質(zhì)劣化，土壤緩沖性能低，易造成養(yǎng)分流失，因此，有必要對土壤進行改良。土壤有機質(zhì)含量在13.2～35.1 g/kg之間，平均為22.5 g/kg，樣品間有機質(zhì)變異較大，存在42.9%的樣品低于20.0 g/kg，仍需增施有機肥，培肥茶園土壤。土壤堿解氮含量在92.0～267.0 mg/kg，28.6%的樣品低于150.0 mg/kg；有效磷含量在0.22～15.46 mg/kg之間，78.6%的樣品低于10.0 mg/kg；速效鉀含量在29.8～113.9 mg/kg之間，92.9%的樣品低于90.0 mg/kg，總體存在部分缺氮、磷鉀供肥能力普遍較弱。交換性鈣含量在17.8～205.1 mg/kg之間，交換性鎂含量在5.42～24.76 mg/kg之間，普遍缺鈣缺鎂。

表1 大埔縣代表性茶園土壤肥力（n=14）Table 1 Soil fertility of representative tea garden in Dabu county (n=14)

通過茶園土壤測定以及開展施肥試驗和多點監(jiān)測對施肥方案的優(yōu)選制訂施肥模式以有機無機配合為主、注重生理堿性肥料調(diào)節(jié)土壤pH，氮磷鉀三要素方面注重氮肥的減量控制，全面補充磷肥、鉀肥和鈣鎂肥料，有條件茶園采用水肥一體化技術提高水肥效率。表2所列施肥模式確定了茶園有機肥、化肥的施肥品種、數(shù)量、時期和方法，其中有機肥以基肥形式在冬季施用，氮磷鉀等大量元素采用硫酸銨、鈣鎂磷肥、硫酸鉀，施肥方式結(jié)合茶園條件采用撒施或結(jié)合水肥一體化施肥。3種施肥模式于2018—2019年在大埔縣335 hm2代表性茶園連續(xù)推廣2年，其中在廣東凱達茶業(yè)股份有限公司、廣東飛馬峰農(nóng)業(yè)有限公司、廣東屏翠山茶業(yè)有限公司茶園基地開展施肥模式定點試驗（每個點設置3種施肥模式，每個模式3個重復），此外，建立有機替代化肥減量核心示范區(qū)監(jiān)測點14個進行示范推廣。

1.2 推廣策略

一是加強政府項目扶持，依托測土配方施肥示范項目、果菜茶有機肥替代化肥試點項目、耕地保護與質(zhì)量提升項目和化肥減量增效相關項目的實施，給予示范點茶企、種植大戶等農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體在檢測服務、有機肥購買、水肥一體化裝備安裝、農(nóng)家有機肥積造堆肥點基建、堆肥機具和運輸車輛以及堆肥腐熟劑方面給予補貼扶持；二是通過院地合作，采取科研院所專家、農(nóng)業(yè)推廣專業(yè)技術人員指導建立示范基地開展減肥增效施肥模式的多點試驗示范，結(jié)合新型職業(yè)農(nóng)民和職業(yè)經(jīng)理人等專業(yè)培訓，并適時開展現(xiàn)場示范觀摩讓茶農(nóng)在科學施肥上有感性的認識和理性的理解，提高科學施肥水平，增強化肥減量的意愿；三是通過新媒體如QQ群、微信群、農(nóng)技寶、施肥博士等平臺適時開展技術咨詢服務，及時為農(nóng)戶在施肥技術上面臨的問題給予答疑。

表2 大埔縣茶葉化肥減量增效施肥技術模式Table 2 Chemical fertilizer saving and efficiency improving technology model for tea in Dabu County

2 化肥減量增效模式推廣效果

2.1 茶園土壤質(zhì)量得到提升

減肥增效施肥模式的推廣結(jié)果（表3）表明，通過有機替代、測土配方和水肥一體化集成茶園施肥模式，有效提高了土壤pH，緩解了土壤酸化的趨勢，其中模式1 pH提高0.02～0.10、模式2 pH提高0.02～0.18、模式3 pH提高0.05～0.09。土壤有機質(zhì)提升效果明顯，模式1提高1.3～2.0 g/kg、模式2提高0.7～1.2 g/kg、模式3提高0.3～0.5 g/kg。通過有機肥培肥、配方肥的平衡施用有效提高了土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量，增強了土壤的供肥能力。采用有機替代與測土配方施肥技術的示范監(jiān)測點調(diào)查結(jié)果（表4）表明，土壤pH平均提高0.06，有機質(zhì)平均提高0.7 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀及交換性鈣和交換性鎂含量均不同程度提高，改善了土壤養(yǎng)分平衡狀況，提高了供肥能力。同時通過樹立示范典型基地，培訓、觀摩等輻射作用帶動了茶區(qū)農(nóng)民循環(huán)利用有機肥資源的積極性，一些種植戶和茶企主動嘗試綠肥壓青、秸稈還田培肥茶園土壤，有效帶動了農(nóng)戶使用有機肥源的積極性。

表3 大埔縣代表性茶園3種模式定點試驗土壤肥力（n=3）Table 3 Soil fertility of three models at the location experiment points in representative tea gardens of Dabu County (n=3)

表4 監(jiān)測點土壤培肥效果（n=14）Table 4 Results of soil fertilization at monitoring points (n=14)

2.2 茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟效益提高

采用測土配方、有機替代和水肥一體化技術等施肥模式茶青產(chǎn)量（表5）增加明顯，模式1茶青產(chǎn)量增加5.2%～11.6%、模式2增加7.5%～11.0%、模式3增加11.2%～17.1%。茶葉品質(zhì)得到改善，茶葉水浸出物、茶多酚和氨基酸含量均有不同程度提高，茶多酚與氨基酸比值降低。種植效益（表6）方面，采用有機替代、測土配方和水肥一體化等化肥減量增效施肥模式由于有機肥用量增加、灌溉設備的投入增加了施肥成本，但是由于產(chǎn)量上的增加仍然提高了茶葉的種植效益，其中凱達和屏翠山6～8年生茶園經(jīng)濟效益較對照提高，模式1分別提高11 805、4 875元/hm2、模式2分別提高3 960、6 420元/hm2、模式3分別提高12 390、16 110元/hm2；而飛馬峰2～3年生幼齡茶園雖然增產(chǎn)，但由于產(chǎn)量較低，尚未能體現(xiàn)出明顯經(jīng)濟效益，主要體現(xiàn)在培肥茶園土壤，促進幼齡茶樹生長。此外，茶園多處于高山地區(qū)，缺水和交通不便限制了對茶樹的灌溉，采用水肥一體化的模式不僅提高了施肥效率，節(jié)省人工，尤其在干旱季節(jié)能夠有效保證茶樹對水分的需求，在2019年秋冬季節(jié)連續(xù)5個月的干旱，采用水肥一體化的茶園茶苗存活率和產(chǎn)量得到有效保障。

2.3 茶園產(chǎn)地環(huán)境和茶葉質(zhì)量安全得到保障，提升茶業(yè)競爭力

通過測土配方、有機替代及水肥一體化技術降低茶園化肥施用可有效緩解土壤環(huán)境壓力，有利于保護土壤生態(tài)環(huán)境。試驗點和監(jiān)測點土壤分析結(jié)果（表7）表明，采用化肥減量增效施肥模式對土壤重金屬含量無明顯影響，均達到土壤環(huán)境一級標準［16］。茶葉重金屬含量（表8）100%符合食品安全國家標準［17-18］。通過施肥模式的優(yōu)化、茶園環(huán)境的改善、土壤質(zhì)量的提升改善了茶葉品質(zhì)，有利于茶葉的銷售宣傳，促進了大埔地區(qū)茶葉品牌建設，據(jù)不完全統(tǒng)計大埔茶葉已培育品牌20多個，形成了省級、市級和縣級龍頭企業(yè)分別為6家、4家和7家，大埔茶葉在廣東乃至全國的知名度得到快速提升。

表5 大埔縣代表性茶園3種模式定點試驗茶葉品質(zhì)（n=3）Table 5 Tea quality of three models at location experiment points in representative tea gardens of Dabu County (n=3)

表6 大埔縣代表性茶園3種模式定點試驗茶葉效益（n=3）Table 6 Tea benefits of three models at location experiment points in representative tea gardens of Dabu County (n=3)

表7 監(jiān)測點土壤重金屬含量（n=14）Table 7 Soil heavy metal contents at monitoring points (n=14)

表8 監(jiān)測點茶葉重金屬含量（n=14）Table 8 Heavy metal contents of tea leaves at monitoring points (n=14)

2.4 茶園施肥水平提升，肥料減量效果明顯

通過舉辦茶葉化肥減量增效施肥技術培訓和觀摩以及田間指導39期次，培訓及指導茶葉種植人員和農(nóng)業(yè)技術人員2 000多人次，全面提升了茶農(nóng)的施肥技術水平。根據(jù)調(diào)研統(tǒng)計，在有機替代、測土配方和水肥一體化集成的科學施肥模式推廣中，大埔茶葉產(chǎn)區(qū)推廣茶葉配方肥料2個，新建水肥一體化茶園面積330 hm2。如表9所示，實施化肥減量技術后（2019年）大埔縣茶園有機肥用量為3 799.5 kg/hm2，較實施前（2017年）增加895.5 kg/hm2；化肥（氮磷鉀折純）為625.5 kg/hm2，較2017年減少441.0 kg/hm2；化肥（鈣鎂折純）為256.5 kg/hm2，較2017年增加；化肥（氮磷鉀鈣鎂折純）總用量減少184.5 kg/hm2。輻射帶動區(qū)域化肥減量效果明顯，大埔縣2017年全縣化肥施用純量20 954 t，2018年全縣化肥施用純量19 278 t，項目實施期間化肥施用純量減少1 676 t，2019年化肥用量呈繼續(xù)減少趨勢，初步實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出的化肥零增長目標。

表9 大埔縣茶園肥料使用情況統(tǒng)計（n=35）Table 9 Statistics of fertilizer use in tea garden of Dabu County (n=35)

3 問題與建議

大埔作為重要的產(chǎn)茶區(qū)，由于施肥不科學導致茶園土壤養(yǎng)分不平衡，化肥超量投入造成環(huán)境風險加劇等問題需要長期的科學施肥修正，集成化肥減量增效施肥模式對于該地區(qū)茶業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展意義重大。試驗和多點推廣表明，通過測土配方和有機肥替代技術可以減少化肥氮用量40%、水肥一體化條件下減少氮用量20%，同時保證茶葉穩(wěn)產(chǎn)，改善品質(zhì)，提高種植效益。而且能夠提升土壤肥力、緩解土壤酸化，保證茶園土壤環(huán)境和茶葉品質(zhì)安全，有利于區(qū)域茶葉品牌的建設和企業(yè)的發(fā)展，大幅提升茶業(yè)綜合競爭力。通過示范觀摩和培訓以及網(wǎng)絡服務的多種形式推動化肥減量增效施肥技術模式的推廣，初步實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出的化肥零增長的目標。然而在化肥減量增效模式的推廣過程中仍然面臨一些問題：（1）水肥一體化建設的一次性投資費用大、管理維護和運行對從業(yè)人員的操作水平要求高；（2）土壤檢測服務社會化程度低，且由于受知識面限制，農(nóng)戶對土樣的采集方法以及對檢測結(jié)果的解讀和運用掌握不夠；（3）茶山交通不便，有機肥施用人力成本高，市場缺乏相應的小型施肥機械；（4）難以有效保障有機肥質(zhì)量，農(nóng)家肥的無害化處理程度堪憂，商品有機肥由于商家受利益驅(qū)使常以次充好，品質(zhì)低劣，傷害農(nóng)戶使用有機肥的積極性。上述存在問題依然需要政府加大扶持力度；科研院所和培訓機構創(chuàng)新技術培訓方式方法，加大對經(jīng)營主體的科技培訓，增強其自身發(fā)展能力；國家從政策層面上建立起支撐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的肥料產(chǎn)業(yè)體系，將提高施肥效率的施肥設施和機械納入支持政策之中；加強有機肥監(jiān)督管理，保證有機肥質(zhì)量和有效供給，為持續(xù)提升土壤質(zhì)量提供政策保障。