不同有機肥替代模式對安吉白茶品質和土壤肥力的影響

金 月 賴建紅* 孫萬春 曹 蕓

(1.安吉縣農業農村局，浙江 安吉 313300； 2.浙江省農業科學院環境資源與土壤肥料研究所，杭州 310021)

茶葉是浙江地區的主要經濟作物，茶產業對農業增效，農民增收發揮了巨大的作用，特別是“安吉白茶”已成為農民致富的“金葉子”。隨著茶產業帶來的巨大收益，不合理施肥方式導致茶園土壤出現一系列問題，嚴重影響了茶葉產量和品質[1,2]。對此已有學者研究了茶園高效施肥技術、有機肥施用技術等，指出不同種類有機肥替代部分化肥能提高茶葉產量和品質[3]，有機肥比例達到50%以上可顯著提高茶葉品質[4]。但除了施用有機肥替代部分化肥改良土壤外，還有學者指出通過稻草、玉米秸稈覆蓋可提高土壤的含水量，增加土壤肥力，提高茶葉產量和品質[5]，對低齡茶園行間覆蓋農作物秸稈更具明顯的生態效應[6]；人工種草可顯著提高茶園土壤有機質含量，還能顯著提高土壤含水量[7]。為探索適宜浙北茶區優質高效的土壤肥力管理模式，本研究以白葉一號為對象，開展不同有機肥替代模式試驗，研究其對安吉白茶產量、品質以及土壤肥力和植被環境的影響，評估不同模式的效果，為茶園推廣模式提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地點位于浙江省安吉縣丘陵茶園，茶樹品種為白葉一號，5齡茶園，茶園土壤類型為黃紅壤，土壤養分pH 4.06，全氮1.56 g/kg，有效磷34.53 mg/kg，速效鉀457 mg/kg，有機質33.43 g/kg，土壤肥力中等。試驗用商品有機肥由安吉富民有機肥有限公司提供，氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)含量分別為2.3%、3.0%、1.0%；專用肥由浙江巨隆化肥有限公司提供，氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)含量分別為22%、8%、16%。鼠茅草由山東萊陽市天宇商貿有限公司提供，秸稈由當地水稻種植戶提供。

1.2 試驗設計

選擇地勢較為平坦的成齡茶園進行大區試驗，共設3個處理，每個處理667 m2：CK(常規模式)，250 kg/667 m2有機肥，60 kg/667 m2專用肥；T1(秸稈覆蓋模式)，250 kg/667 m2有機肥，60 kg/667 m2專用肥，覆蓋稻草1000 kg/667 m2；T2(種植鼠茅草模式)，250 kg/667 m2有機肥，60 kg/667 m2專用肥，播種鼠茅草1.5 kg/667 m2。有機肥全部作基肥于10月份一次性施用；專用肥一基一追，65%作基肥10月份和有機肥同時施用，35%作追肥于5月份施用，施肥方式為開溝施肥，施后覆蓋。

1.3 試驗方法

茶葉和土壤采集、測定：每個處理圍出30 m2的采樣區，從2020年3月25日-4月14日，每2d采一次，共采集11次，采集標準為一芽二葉，每次記錄茶葉鮮葉產量；同時采集春茶樣品，用微波爐高溫殺青2 min，50～60 ℃下烘干制成干茶樣品用于品質指標測定。土壤于春茶采摘結束后采集耕作層0～20 cm土樣。干茶樣品測定葉綠素、茶多酚、游離氨基酸、酚氨比、水浸出物等品質指標，土壤樣品測定土壤理化指標和土壤微生物指標。葉綠素含量采用混合液萃取法測定；茶多酚采用福林酚顯色比色法測定；游離氨基酸采用茚三酮比色法測定；水浸出物采用重量法測定；氮、磷、鉀分別采用凱氏定氮法、鉬蘭比色法、火焰光度法測定[9]。土壤微生物多樣性和CO2釋放率的測定采用MicroRESPTM方法[8]。

地表植被采集、測定：在茶行空隙處劃出1 m2的區域，采集所有地上植被，包括鼠茅草和雜草，每個處理3個重復，測定鮮生物量。地上植被用烘箱在105 ℃下殺青30 min，60 ℃下烘干，稱干重，測定氮磷鉀養分含量。干樣粉碎后，經濃H2SO4-H2O2消煮，采用半微量凱氏定氮法測定全氮含量，用釩鉬黃比色法測定全磷含量，用火焰光度法測定全鉀含量[9]。植被養分生物固定量=養分含量×植被生物量(干重)。

2 結果與分析

2.1 不同有機肥替代模式對安吉白茶產量與品質的影響

如表1可知，與CK相比，T1和T2處理的茶葉鮮葉產量分別增加4.22%和5.82%，說明通過秸稈覆蓋和種植鼠茅草能提高茶葉鮮葉產量，其中種植鼠茅草模式下產量最高。茶多酚和氨基酸是決定茶湯味道的主要物質，兩者比例協調方能使茶湯鮮爽且韻味凸顯，一般來說酚氨低，茶湯鮮爽度高，品質相對較高。從茶葉品質影響分析可知，與CK相比，T1和T2處理茶葉的水浸出物含量相差不大，茶多酚和游離氨基酸含量均有所增加，其中T2處理茶葉的茶多酚和游離氨基酸含量分別增加了5.16%和6.70%；茶葉的酚氨比均有所降低，T1和T2處理酚氨比分別為2.49和2.57，提升了茶葉品質；葉綠素總量沒有差異，對“安吉白茶”品質特征中的葉白脈翠沒有影響。

表1 不同有機肥替代模式對茶葉產量及品質的影響(原料標準是一芽二葉)

2.2 不同有機肥替代模式對茶園植被環境與土壤肥力的影響

3個處理均有植被生物量存在，其中T1處理生物量最少，T2處理生物量最高，CK處理雖生物量較高，但雜草種類繁雜，出現與茶樹爭肥現象嚴重。采用常規種植模式的茶園，其鮮生物量為370.85 kg/667 m2，干重47.35 kg/667 m2。種植鼠茅草處理(T2)，鼠茅草的生物量達1099.22 kg/667 m2，干重173.11 kg/667 m2，生物量鮮重和干重分別是CK 的2.96倍和3.66倍，生物量增加十分明顯，鼠茅草自然枯萎后覆蓋茶園避免了其它雜草的生長，在夏秋季起到了很好的保濕降溫作用。采用秸稈覆蓋處理(T1)，雜草的鮮生物量僅為39.72 kg/667 m2，干重5.99 kg/667 m2，雜草生物量鮮重和干重比CK減少89.29%和87.35%，說明覆蓋秸稈可有效抑制雜草的生長。

由表2可知，T2處理生物固定氮磷鉀量分別達5.21 kg/667 m2、0.64 kg/667 m2、5.29 kg/667 m2，在枯萎倒伏后，可自然降解回歸茶園土壤，增加茶園土壤的氮磷鉀養分與有機質含量。與CK處理相比，T1處理減少氮磷鉀養分吸收量89.40%、83.33%、91.28%，能較好的控制雜草生長所攜帶走的養分。

表2 不同有機肥替代模式對茶園生長植被氮磷鉀含量的影響

從表3中可見，與CK相比，T1和T2處理茶園土壤的pH和養分含量均有所增加，其中有機質含量最為明顯，分別提高3.79 g/kg和12.94 g/kg，其它土壤養分含量差異不大，主要是由于上一年度的綠肥鼠茅草與秸稈等有機物料分解后，有效增加土壤養分含量，促使土壤肥力提升。

表3 不同有機肥替代模式對茶園土壤肥力的影響

2.3 不同有機肥替代模式對土壤微生物指標多樣性的影響

微生物有不同的代謝方式和生理功能，所以它可以適應不同的生態環境以及和其他的生物進行相互作用[10-11]。利用 Shannon-Winner 香農多樣性指數(H′)分析不同有機肥替代模式對土壤微生物群落代謝多樣性的影響，可以了解土壤微生物群落利用碳源類型的多與少，即功能多樣性。一般來說，土壤微生物群落中物種越多，香農多樣性指數越高，群落多樣性越好。Evenness value Pielou均勻度指標E表示土壤微生物不同種群分布的均勻程度。由表4可知，不同處理下的土壤微生物多樣性均勻度指數(E)均表現為顯著差異，T2處理均勻度明顯增加。土壤微生物多樣性香農指數(H′)表現為T2>CK>T1，T2處理的土壤微生物多樣性香農指數(H′)顯著高于其他處理。說明種植綠肥鼠茅草使土壤微生物多樣性明顯增加，且顯著高于T1。

平均CO2釋放率可以作為微生物整體性的有效指標，反映微生物群落對不同碳源的利用能力。平均CO2釋放率越高，表明土壤中微生物活性越高，底物代謝的能力越強。不同處理土壤的微生物群落碳源利用能力表現為T2>CK>T1，T2處理的平均CO2釋放率顯著高于其他處理，T1處理與CK處理之間無顯著差異。說明通過種植鼠茅草可以提高土壤中微生物的活性，增加底物的代謝能力。

表4 不同有機肥替代模式對茶園土壤微生物多樣性的影響

3 小結

本試驗表明，秸稈覆蓋和種植鼠茅草模式均能提高安吉白茶產量，同時兩者均能一定程度上提升茶葉品質，其中種植鼠茅草模式茶多酚和游離氨基酸含量分別增加了5.16%和6.70%，內涵物質更加豐富。采用常規種植模式的茶園，土壤表面有一定量的雜草生長，在管理中要增加除草作業，增加市場成本；種植鼠茅草模式其植被生物量鮮重和干重最大，分別是常規模式的2.96倍和3.66倍，能有效增加地表覆蓋度，其固定的氮磷鉀養分最高，枯萎倒伏后可自然降解回歸茶園土壤，增加茶園土壤的有機質含量，有機質提高12.94 g/kg；同時鼠茅草在5月下旬開始成熟，倒伏的鼠茅草能在夏季光照強氣溫高下降低茶樹“日灼"的傷害和高溫土壤水分的蒸騰，保持茶園土壤水分，減少熱旱害造成的損失。采用秸稈覆蓋模式植被生物量最少，有效抑制雜草的生長，秸稈腐爛降解后也增加了土壤有機質的含量。秸稈覆蓋和種植鼠茅草相比，種植鼠茅草更能增加土壤微生物多樣性，提高微生物活性。綜合表明，秸稈覆蓋和種植鼠茅草模式均能提高安吉白茶產量和品質，并對土壤環境及肥力有促進作用，同時兩者均能抑制茶園其他雜草的生長，起到保水增墑的作用，免除了中耕除草帶來的水土流失和增加市場成本風險，是當前茶園管理值得推廣的新模式。