化肥減施對(duì)茶樹(shù)養(yǎng)分吸收和茶園土壤環(huán)境的影響

吳林土 徐火忠 葉春福 李貴松 洪海清 蘇瑤 喻曼 高敬文

摘要：土壤酸化是當(dāng)前我國(guó)多數(shù)茶園的障礙因子，偏施無(wú)機(jī)肥和重施氮肥等不合理施肥是茶園土壤酸化的主要成因。為探究有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)緩解茶園土壤酸化的效果，本研究在茶園設(shè)置不施肥（T0）、常規(guī)施肥（T1）、氮肥有機(jī)替代30%（T2）、氮肥有機(jī)替代30%+增施腐殖質(zhì)（T3）、氮肥有機(jī)替代30%+增鉀補(bǔ)鎂（T4）和氮肥有機(jī)替代30%+增施腐殖質(zhì)+增鉀補(bǔ)鎂（T5）等6個(gè)施肥處理，觀測(cè)不同處理的土壤養(yǎng)分、茶葉養(yǎng)分含量及土壤環(huán)境的變化，分析茶樹(shù)養(yǎng)分吸收對(duì)茶園土壤環(huán)境的影響。結(jié)果表明，相較于常規(guī)施肥處理，氮肥有機(jī)替代處理增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，降低土壤堿解氮含量，但不降低葉片氮含量;與T0和T1處理相比，T3、T4和T5處理提高了土壤pH、陽(yáng)離子交換量、速效鉀含量和交換性鎂含量，葉片鉀和鎂含量增加、鋁含量降低。氮肥有機(jī)替代配合增施腐殖質(zhì)和增鉀補(bǔ)鎂措施可有效提高土壤鹽基陽(yáng)離子含量，并抑制茶樹(shù)對(duì)鋁的吸收，緩解土壤酸化進(jìn)程。因此，茶園推廣含腐殖酸有機(jī)肥和養(yǎng)分均衡管理的技術(shù)措施，可有效改善土壤酸化狀況。

關(guān)鍵詞：茶樹(shù);養(yǎng)分管理;養(yǎng)分吸收;土壤環(huán)境;土壤酸化

Effects of Fertilization Measures on Nutrient

Absorption of Tea Plants and Soil

Environment in Tea Gardens

WU Lintu1， XU Huozhong1， YE Chunfu1， LI Guisong1， HONG Haiqing1， SU Yao2， YU Man2， GAO Jingwen2*

1. Songyang Agricultural and Rural Bureau， Songyang 323400， China;

2. Zhejiang Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou 310021， China

Abstract： Soil acidification is an obstacle factor in most tea gardens in China. Unreasonable fertilization， such as partial application of inorganic fertilizer and heavy application of nitrogen fertilizer， is the main cause of soil acidification in tea gardens. In order to explore the effect of partial substitution of organic fertilizer for chemical fertilizer on alleviating soil acidification in tea gardes， ?fertilization treatments including no fertilization （T0）， conventional fertilization （T1），

organic nitrogen substitution 30% （T2）， organic nitrogen substitution 30% + increased humic matter （T3）， organic nitrogen substitution 30% + increased potassium and magnesium （T4） and organic nitrogen substitution 30% + increased humic matter + increased potassium and magnesium （T5） were set， and the changes of soil nutrients， tea nutrient contents and soil environment were measured to analyzethe effects of soil environment in tea gardens on nutrient absorption of tea plants. The results show that compared with conventional fertilization treatment， nitrogen organic substitution treatments increased soil organic matter and decreased soil alkali hydrolysable nitrogen content， but did not reduce leaf nitrogen content. Compared with T0 and T1 treatments， T3， T4 and T5 treatments increased soil pH， cation exchange capacity， available potassium content and exchangeable magnesium content， ?leaf potassium and magnesium contents， but decreased leaf aluminum content. The organic substitution of nitrogen fertilizer combined with the measures of increasing humus， potassium and magnesium could effectively improve the contents of soil base cations， inhibit the absorption of aluminum by tea plants， thus alleviate the process of soil acidification. Therefore， the technical measures of organic fertilizer containing humic acid and balanced nutrient management should be implementedin tea gardens to relieve the soil acidification.

Keywords： tea plant， nutrient management， nutrient absorption， soil environment， soil acidification

茶樹(shù)作為一種喜酸作物，適宜生長(zhǎng)的土壤pH值范圍為4.5～6.0。土壤pH過(guò)低則會(huì)引發(fā)茶樹(shù)鋁毒、錳毒等發(fā)生，抑制根系生長(zhǎng)，降低根系活力，影響氮磷鉀鎂等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，進(jìn)而影響葉片光合作用。同時(shí)，土壤酸化嚴(yán)重還會(huì)破壞茶樹(shù)細(xì)胞酸堿平衡，降低茶葉多酚物質(zhì)的合成，影響氨基酸合成與轉(zhuǎn)運(yùn)，從而導(dǎo)致產(chǎn)量與品質(zhì)下降[1]。近年來(lái)，茶園土壤酸化出現(xiàn)日趨加重現(xiàn)象，在浙江省尤為嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查，在20世紀(jì)80年代中期到20世紀(jì)90年代初期，浙江省土壤pH<4.0的茶園比例僅占18.8%，到20世紀(jì)90年代末，這一比例達(dá)45%，甚至出現(xiàn)了土壤pH<3.5的嚴(yán)重酸化茶園，占比6.1%[2]。

目前，改良土壤酸化的方法多采用石灰粉或白云石粉等堿性物料，但長(zhǎng)期施用石灰粉會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)，加速土壤鉀、鎂等鹽基陽(yáng)離子浸出，引起土壤養(yǎng)分失衡，長(zhǎng)期來(lái)看存在復(fù)酸化的風(fēng)險(xiǎn)[3]。因此，如何安全有效地提高茶園土壤pH值成了迫切需要解決的問(wèn)題。

研究表明，土壤酸化是土壤生態(tài)系統(tǒng)中鹽基陽(yáng)離子輸出產(chǎn)生質(zhì)子負(fù)荷的過(guò)程，與作物養(yǎng)分吸收和養(yǎng)分管理密切相關(guān)[4]。浙江省茶園氮肥過(guò)量施用的情況嚴(yán)重（占41%），平均施氮量超過(guò)500 kg/hm2，甚至高達(dá)900 kg/hm2，土壤磷富集也很嚴(yán)重（占50.4%），但鉀肥施用比例較低，鎂肥的施用更為缺乏，導(dǎo)致多數(shù)茶園存在鉀鎂等元素虧缺的問(wèn)題[5-6]。在茶園氮肥過(guò)量施用的情況下，一般只有30%～35%被茶樹(shù)利用[6]，而過(guò)量的氮肥則以硝酸根離子的形式通過(guò)土壤淋溶和徑流損失，同時(shí)與土壤中的堿性物質(zhì)結(jié)合導(dǎo)致酸化加劇。此外，土壤酸化使土壤正電荷增加，凈負(fù)電荷減少，且腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性，由于長(zhǎng)期的淋溶，將導(dǎo)致土壤中腐殖質(zhì)含量降低，從而降低對(duì)鹽基陽(yáng)離子吸附力，加速鉀、鎂等營(yíng)養(yǎng)元素的流失[1，7]。而土壤酸堿的緩沖能力與土壤鹽基離子含量密切相關(guān)[8]。因此，降低氮肥施用量、提高土壤腐殖質(zhì)和增鉀補(bǔ)鎂等措施可能具有良好的土壤酸化阻控效果。本試驗(yàn)在浙江省松陽(yáng)縣茶園開(kāi)展土壤酸化障礙消減的相關(guān)研究，分析茶樹(shù)養(yǎng)分吸收對(duì)茶園土壤環(huán)境的影響，旨在探求適合酸化茶園的施肥模式，進(jìn)而改善茶園土壤環(huán)境。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地為位于浙江省松陽(yáng)縣下源口村的紫娟品種茶園，樹(shù)齡8年。茶園地塊平整，耕層土壤pH 4.07，土壤有機(jī)質(zhì)3.02%，堿解氮137.95 mg/kg，有效磷555.90 mg/kg，速效鉀68.75 mg/kg。

1.2 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理（表1），分別為：T0（不施肥）、T1（常規(guī)施肥）、T2（氮肥有機(jī)替代30%）、T3（氮肥有機(jī)替代30%+腐殖酸）、T4（氮肥有機(jī)替代30%+增鉀補(bǔ)鎂）、T5（氮肥有機(jī)替代30%+腐殖酸+增鉀補(bǔ)鎂）。

試驗(yàn)所用的商品復(fù)合肥養(yǎng)分含量為N∶P∶K=16%∶16%∶16%;商品有機(jī)肥養(yǎng)分含量為N∶P∶K=1.7%∶1.4%∶1.9%;尿素N 46%;腐殖酸為浙江豐瑜科技股份有限公司生產(chǎn)的土沃寶產(chǎn)品（腐殖酸含量5%，有機(jī)質(zhì)含量20%，氧化鈣15%，氧化鎂8%）。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，小區(qū)面積為33 m2。

1.3 ?測(cè)定項(xiàng)目與方法

于2021年4月14日采集葉片樣品和土壤樣品進(jìn)行室內(nèi)分析。采摘頂展第二片新葉，105 ℃殺青30 min后70 ℃烘至恒重，研磨過(guò)篩，采用元素分析儀測(cè)定氮含量，葉片樣品硫酸消煮后采用火焰分光光度計(jì)測(cè)定鉀含量，鉬酸銨比色法測(cè)定磷含量，以ICP-OES測(cè)定鎂和鋁含量。

收集茶壟0～20 cm土層的土壤樣品，在室內(nèi)通風(fēng)處自然風(fēng)干，挑出枯葉、植物根系等雜質(zhì)后磨碎過(guò)篩。以玻璃電極法測(cè)定土壤pH，采用元素分析儀測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量，采用擴(kuò)散法則測(cè)定土壤堿解氮。土壤樣品以草酸銨-氯化銨浸提后測(cè)定陽(yáng)離子交換量（CEC）。乙酸銨提取土壤樣品后利用火焰光度計(jì)測(cè)定速效鉀，EDTA容量法測(cè)定交換性鎂，羊毛鉻花青R比色法測(cè)定交換性鋁。氟化銨-鹽酸提取土壤樣品后用釩鉬酸銨比色法測(cè)定有效磷。

1.4 ?數(shù)據(jù)分析

采用SPSS20.0進(jìn)行差異顯著性分析（LSD法，利用Sigmaplot10.0作圖。

2 ?結(jié)果分析

2.1 ?施肥措施對(duì)茶園土壤性質(zhì)的影響

茶園偏施化肥特別是偏施氮肥是導(dǎo)致土壤酸化的重要因素。有機(jī)肥施入土壤后釋放堿性物質(zhì)并可平衡土壤養(yǎng)分，對(duì)提高土壤pH值有顯著的效果[9]，此外，氮磷鉀鎂平衡施肥也具有緩解土壤酸化的作用[10]。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與不施肥處理和常規(guī)施肥處理相比，T2處理對(duì)土壤pH影響不顯著，T3、T4、T5處理顯著提高了土壤pH，且T5處理土壤pH最高（表2）。結(jié)果說(shuō)明氮肥有機(jī)替代配合腐殖酸和增鉀補(bǔ)鎂處理具有改良土壤酸化的效果。

有機(jī)替代技術(shù)可以顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量[11]。本研究亦發(fā)現(xiàn)，與不施肥處理相比，T3、T5處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著提高，說(shuō)明氮肥有機(jī)替代具有增加土壤有機(jī)質(zhì)的效果，而增施腐殖酸提高土壤有機(jī)質(zhì)的效果更佳。

與不施肥處理和常規(guī)施肥處理相比，T3、T4和T5處理顯著提高了土壤CEC，且T5處理顯著高于T3和T4處理。結(jié)果說(shuō)明增施腐殖酸和增鉀補(bǔ)鎂措施均可提高土壤CEC，可能是由于腐殖酸對(duì)土壤陽(yáng)離子養(yǎng)分的吸附作用[1]，增施腐殖酸配合增鉀補(bǔ)鎂措施提高土壤CEC效果更佳。

2.2 ?施肥措施對(duì)茶園土壤養(yǎng)分的影響

從不同施肥措施對(duì)茶園土壤養(yǎng)分含量的影響結(jié)果（圖1）可見(jiàn)，與不施肥處理相比，常規(guī)施肥處理土壤堿解氮含量較高，而T2、T3、T4、T5處理與常規(guī)施肥處理相比土壤堿解氮含量降低（圖1-A）。前人研究亦發(fā)現(xiàn)單施無(wú)機(jī)氮導(dǎo)致土壤堿解氮比例增加，氮素淋溶淋洗損失風(fēng)險(xiǎn)增加，而氮肥減量配合增施有機(jī)肥有利于降低堿解氮比例[11]。

各處理有效磷含量沒(méi)有顯著差異（圖1-B）。與不施肥處理相比，施肥處理提高了土壤速效鉀含量，而增鉀補(bǔ)鎂措施（T4、T5）提高幅度顯著（圖1-C）。與不施肥處理和常規(guī)施肥處理相比，T3、T4、T5處理增加了土壤交換性鎂含量（圖1-D），說(shuō)明增施腐殖酸提高對(duì)土壤陽(yáng)離子的吸附和增鉀補(bǔ)鎂措施均可提高土壤交換性鎂。T4和T5處理的土壤交換性鋁含量高于其他處理，尤其是T5處理下土壤交換性鋁含量顯著提高（圖1-E）。

2.3 ?施肥措施對(duì)茶樹(shù)葉片養(yǎng)分的影響

從不同施肥措施對(duì)茶樹(shù)葉片養(yǎng)分含量的影響結(jié)果可見(jiàn)，不施肥處理的葉片氮含量低于其他處理，而與常規(guī)施肥處理相比其他處理葉片氮含量沒(méi)有顯著差異（圖2-A），說(shuō)明部分氮肥有機(jī)替代盡管導(dǎo)致土壤堿解氮含量的降低，但不影響茶樹(shù)的氮營(yíng)養(yǎng)吸收。前人研究亦發(fā)現(xiàn)氮肥減量配合有機(jī)肥施用不會(huì)導(dǎo)致茶葉產(chǎn)量降低，反而提高茶葉品質(zhì)[12]。

各處理間葉片磷含量沒(méi)有顯著差異（圖2-B）。與常規(guī)施肥處理相比，T4和T5處理葉片鉀、鎂含量增加，而葉片鋁含量顯著降低（圖2-C～E），可能是由于鉀、鎂與鋁的吸收存在拮抗作用，增施腐殖酸和增鉀補(bǔ)鎂措施提高了土壤速效鉀和交換性鎂含量，促進(jìn)了鉀和鎂的吸收，從而抑制了鋁的吸收。

茶樹(shù)的喜鋁特性與土壤酸化密切相關(guān)，茶樹(shù)生長(zhǎng)吸收土壤中大量的活性鋁，且隨著葉片的凋落，鋁素再次進(jìn)入茶園的土壤中，茶樹(shù)根系會(huì)釋放有機(jī)酸和H+活化鋁，這一過(guò)程進(jìn)一步導(dǎo)致土壤的酸化[1]。因此，增施腐殖酸和增鉀補(bǔ)鎂措施增加了茶樹(shù)對(duì)鎂的吸收而抑制其對(duì)鋁的吸收，可能具有改良土壤酸化的作用。

3 ?結(jié)論

綜上所述，氮肥有機(jī)替代具有提高土壤有機(jī)質(zhì)和減少氮素淋溶損失的效果，但對(duì)茶樹(shù)葉片氮含量沒(méi)有明顯影響。部分氮肥有機(jī)替代再配合增施腐殖酸和增鉀補(bǔ)鎂措施，具有改良土壤酸化和增加土壤CEC的效果。增鉀補(bǔ)鎂措施有利于提高土壤交換性鎂含量和速效鉀含量，從而提高茶樹(shù)對(duì)鉀和鎂的吸收，通過(guò)拮抗作用降低茶樹(shù)對(duì)鋁的吸收，從而緩解土壤酸化。腐殖酸具有吸附土壤陽(yáng)離子的效果。因此，增施腐殖酸配合增鉀補(bǔ)鎂措施改良土壤酸化和增加土壤CEC的效果更佳。

參考文獻(xiàn)

[1] 樊戰(zhàn)輝， 唐小軍， 鄭丹，等. 茶園土壤酸化成因及改良措施研究和展望[J]. 茶葉科學(xué)， 2020， 40（1）： 12-25.

[2] 楊向德， 石元值， 伊?xí)栽疲?等. 茶園土壤酸化研究現(xiàn)狀和展望[J]. 茶葉學(xué)報(bào)， 2015， 56（4）： 189-197.

[3] 陳閨， 周杰文， 李海平， 等. 土壤調(diào)理劑施用對(duì)植煙酸化土壤pH值和烤煙根系特性的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2021， 33（7）： 1275-1282.

[4] 孟紅旗， 劉景， 徐明崗， 等.長(zhǎng)期施肥下我國(guó)典型農(nóng)田耕層土壤的pH演變[J].土壤學(xué)報(bào)， 2013， 50 （6）： 1109-1116.

[5] 馬立鋒， 倪康， 伊?xí)栽疲?等. 浙江茶園化肥減施增效技術(shù)模式及示范應(yīng)用效果[J]. 中國(guó)茶葉， 2019， 41（10）： 40-43.

[6] 馬立鋒， 陳紅金， 單英杰， 等. 浙江省綠茶主產(chǎn)區(qū)茶園施肥現(xiàn)狀及建議[J]. 茶葉科學(xué)， 2013， 33（1）： 74-84.

[7] 張帥， 戶杉杉， 潘榮藝，等. 茶園土壤酸化研究進(jìn)展[J]. 茶葉， 2019， 45（1）： 17-23.

[8] 李建國(guó)， 章明奎， 周翠. 浙江省農(nóng)業(yè)土壤酸緩沖性能的研究[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2005 （4）： 207-211.

[9] 曾婕， 張德全， 聞祿， 等. 長(zhǎng)期不同施肥模式對(duì)茶葉產(chǎn)量與土壤肥力的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2020， 48（3）： 161-166.

[10] 馬立鋒， 伊?xí)栽疲?方麗， 等. “茶樹(shù)專用肥+土壤酸化改良劑”高效施肥技術(shù)模式[J]. 中國(guó)茶葉， 2019， 41（11）： 40-41.

[11] 孫宇龍， 張永利， 王燁軍， 等. 機(jī)采茶園有機(jī)替代技術(shù)對(duì)土壤肥力和茶葉產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2019， 35（21）： 43-49.

[12] 顏明娟， 林瓊， 吳一群， 等. 不同施氮措施對(duì)茶葉品質(zhì)及茶園土壤環(huán)境的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)， 2014， 23（3）： 452-456.