有機肥替代部分化肥對云南大葉茶產量和品質的影響

陳檢鋒，楊向德，馬立鋒，倪康，阮建云，付利波*

1.云南省農業科學院農業環境資源研究所，云南 昆明 650205；2.中國農業科學院茶葉研究所 農業農村部茶樹生物學與資源利用重點實驗室，浙江 杭州 310008

茶葉是我國重要的經濟作物，在帶動茶農增收致富過程中發揮著重要作用。全國18個主要產茶?。ㄗ灾螀^、直轄市）的茶園總面積326.41萬hm2，干毛茶總產量306.32 萬t，總產值為2 928.14 億元。無論是茶園面積，還是茶葉產量均位居世界第一位，但由于不合理施肥特別是化肥過量施用，不僅導致茶葉產量和品質的下降，還對生態環境造成嚴重破壞，比如土壤酸化、硝酸鹽淋溶以及溫室氣體排放等[1-2]，嚴重制約了茶產業的綠色可持續發展。

有機肥含有豐富的有機質、氨基酸以及微量元素等養分。大量研究表明，施用有機肥能有效改善土壤結構[3]、提升土壤肥力[4]，以及增強土壤微生物活性[5]，從而促進作物生長和產量提升。但有機肥總養分含量低、肥效慢，難以滿足作物養分需求，而化肥養分含量高，肥效快。因此，將有機肥和化肥配合施用不僅能夠滿足作物對養分的需求，還能有效改善土壤質量[6]，進而提高作物產量和品質。

目前，關于有機肥替代化肥對茶葉產量和品質影響的研究多集中于中小葉種茶樹品種，而對大葉種茶樹的研究相對較少，限制了有機替代模式在全國范圍的推廣應用。因此，本研究以鳳慶大葉群體種為研究對象，開展田間試驗，探究有機肥替代部分化肥對云南大葉茶產量和品質的影響，為促進云南茶產業的提質增效提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于云南省臨滄市鳳慶縣洛黨鎮永和村（東經102°45'，北緯25°7'），海拔1 914 m，屬中亞熱帶季風氣候。年平均氣溫16.9 ℃；年平均降雨量1 366.6 mm，其中5—10月降雨量達到1 109.0 mm，超過全年降雨量的80%；年平均無霜期較長，達到292 d。供試茶樹為20年生鳳慶大葉群體種，種植模式為單行條栽，行距1.50 m，株距0.4 m。

1.2 試驗設計

田間試驗布置于2017年9月，設置不施肥（CK）、農民習慣施肥（FFP）和有機肥替代部分化肥（NPKM）3 個處理。FFP 處理肥料種類和施用量依據當地農民習慣，肥料種類為化肥和農家肥；NPKM 處理肥料用量根據茶葉的采摘量和茶樹的需肥特性設定，肥料種類為配方肥和商用有機肥，各處理施肥量見表1。每個處理3個生物學重復，每個重復為5行10 m的試驗小區。

表1 不同處理的施肥量 kg/hm2

每年3 次施肥，分別為夏茶追肥、秋茶追肥和基肥。其中有機肥、40%的氮肥和全部的磷鉀肥作為基肥一次性施入，夏茶追肥與秋茶追肥均為30%的氮，施肥方式為溝施，施肥深度為15～20 cm，施肥后覆土。

1.3 取樣和試驗方法

茶葉產量統計：鮮葉采用手工采摘，標準為一芽二葉新梢，連續3年（2018—2020年）統計茶葉產量，每次對各個小區單獨計產，茶葉年產量為1年內各小區產量總和。

茶葉取樣與品質測定：每年進行1 次鮮葉取樣（4月初），鮮葉采集后立即進行微波殺青固樣、80 ℃烘箱干燥、粉碎制樣，用于茶多酚、咖啡堿和游離氨基酸含量的測定。茶多酚、咖啡堿含量按《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》（GB/T 8313—2018）測定[7]，游離氨基酸總量采用茚三酮比色法（GB/T 8314—2013）測定[8]。

1.4 數據處理

數據分析采用SPSS.22，One-way ANOVA 檢測顯著性差異，不同處理間采用Duncan新復極差多重比較法，使用SigmaPlot 12.5軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同施肥模式對茶葉產量的影響

通過連續3年的田間監測統計發現，FFP處理和NPKM 處理的茶葉產量均比CK 有顯著提高；3年平均產量FFP處理和NPKM處理較CK分別提高了38%和66%，NPKM 處理比FFP 處理的產量也顯著提高了20%（圖1）。

圖1 不同施肥處理茶葉產量變化

2.2 不同施肥模式對茶葉品質的影響

調查發現，施肥顯著提高了茶多酚含量，特別是NPKM處理的茶多酚含量比CK增加5.3～5.6個百分點。與茶多酚變化趨勢一致，NPKM 處理的游離氨基酸含量最高，其次是FFP 處理，3年平均值處理間達到顯著差異（P＜0.05）。FFP 處理和NPKM 處理的咖啡堿含量顯著高于CK，但兩個施肥處理間無顯著差異。酚氨比測定結果表明，NPKM處理的酚氨比顯著高于FFP處理和CK（圖2）。

圖2 不同施肥處理茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿含量及酚氨比變化

2.3 茶葉產量與氮肥投入量之間的關系

本研究中將氮投入總量分為化學氮施用量（來自化肥）和有機氮施用量（來自有機肥），并探究它們與茶葉產量之間的關系。

研究發現（圖3），茶葉產量與總施氮量呈先增加后降低的二次回歸關系（R2=0.91，P＜0.01），在總施氮量為298 kg/hm2時，產量達到最大值。與總施氮量變化趨勢一致，茶葉產量與化學氮施用量也表現為先增加后降低的二次回歸關系（R2=0.91，P＜0.01），化學氮施用量在277 kg/hm2時，產量最高。不同于化學氮施用量，茶葉產量與有機氮施用量之間呈顯著線性正相關關系（R2=0.83，P＜0.01）。

圖3 茶葉產量與不同氮肥投入量之間的關系

2.4 茶葉品質與氮肥投入之間的關系

研究發現（圖4），無論是茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿含量還是酚氨比均與總施氮量和化學氮施用量之間呈先增加后降低的二次回歸關系（R2=0.80～0.99，P＜0.01）；除咖啡堿外（二次函數，R2=0.81，P＜0.01），茶多酚、游離氨基酸含量以及酚氨比與有機氮施用量之間呈顯著線性正相關（R2=0.78～0.99，P＜0.01）。

圖4 茶葉品質成分含量與不同氮肥投入量之間的關系

3 小結與討論

3.1 有機肥替代部分化肥對云南大葉茶產量的影響

茶樹是多年生葉用作物，施肥是提高茶葉產量的重要農藝措施。本研究中，通過連續3年田間施肥發現，施肥使大葉茶的產量增加38%～66%，特別是有機肥替代部分化肥處理，其產量相比農民習慣施肥增加了20%。這與之前在中小葉種茶樹上的研究結果一致，如孔曉君等[9]研究發現，減施化肥配施有機肥較普通化肥處理，其產量增加近13%。王子騰等[10]通過連續2年（2017—2018）田間試驗發現，有機肥配施比例為20%～50%時，其茶葉產量較其他處理相比最高。顏明娟等[11]研究表明，在茶農習慣施氮量的基礎上減氮20%配施有機肥能夠提高茶葉產量。有機肥施用對產量的提升效應可能與有機肥增強土壤微生物活性有關，在其他作物系統上已經得到很好的驗證，比如水稻[12]。

3.2 有機肥替代部分化肥對云南大葉茶品質的影響

茶多酚和氨基酸是茶葉中的重要呈味物質，其含量及比例直接決定茶葉的品質。茶多酚、氨基酸含量，以及酚氨比適當增加，有利于紅茶品質的形成。本研究中，有機肥替代部分化肥處理的茶多酚、氨基酸含量以及酚氨比均最高，這和王凱等[13]對勐海大葉種的研究結果一致，研究結果表明，有機肥配施處理能顯著提高大葉茶品質，其氨基酸、茶多酚和咖啡堿含量較常規施肥分別提高了36.41%、14.34%和28.00%。有機肥所含有的有機質、氨基酸以及微量元素等養分，在茶葉品質成分形成過程中發揮重要作用，這可能是配施有機肥提高茶葉品質的重要原因之一，具體機理解析需今后進一步探究。