化肥減施下的安吉茶園施肥變化及施肥策略

馬立鋒， 霍克坤， 申瑞寒,3， 吳松， 薛俊鵬， 楊向德， 岳艷軍

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部茶樹(shù)生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310008；2.江西心連心化學(xué)工業(yè)有限公司，江西 九江 327112； 3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院， 北京 100081)

浙江省安吉縣是白葉1號(hào)茶樹(shù)品種的發(fā)源地，由于其新梢葉色會(huì)隨著外界環(huán)境條件的變化呈現(xiàn)綠色-白色-復(fù)綠現(xiàn)象，因此，其兼具觀賞、營(yíng)養(yǎng)、高價(jià)值于一體。目前安吉縣白茶種植面積已達(dá)13 373 hm2，產(chǎn)值超過(guò)31億元，茶農(nóng)人均增收8 600余元，為當(dāng)?shù)匕傩臻_(kāi)辟了致富的道路，在全國(guó)的種植面積也越來(lái)越大，目前全國(guó)種植面積約為27萬(wàn)hm2，成為各地助力脫貧致富的一個(gè)重要途徑。

白葉1號(hào)茶樹(shù)品種研究最多的集中于它的葉色白化機(jī)制，已經(jīng)明確其為溫度敏感型品種[1-5]，但茶園管理技術(shù)研究非常少，尤其是施肥技術(shù)，由于茶農(nóng)對(duì)白葉1號(hào)的施肥狀況了解較少，在施肥上產(chǎn)生了很大的誤區(qū)，較少施氮肥、偏施磷鉀肥現(xiàn)象比比皆是，導(dǎo)致茶樹(shù)生長(zhǎng)過(guò)弱，開(kāi)花結(jié)果多，茶葉產(chǎn)量不高，品質(zhì)下降。白葉1號(hào)茶葉歸屬于綠茶類，但它的施肥與正常綠茶品種有相同之處，也有所差異，2016年啟動(dòng)茶園化肥減施增效技術(shù)模式集成與示范項(xiàng)目，為此本研究分別調(diào)查了安吉茶場(chǎng)(茶農(nóng))2015年和2020年施肥情況，調(diào)查結(jié)果對(duì)了解茶園化肥減施增效技術(shù)模式實(shí)施前后茶農(nóng)施肥觀念轉(zhuǎn)變、示范帶動(dòng)效果具有積極意義，為改進(jìn)提出安吉茶園施肥技術(shù)及推廣模式提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查范圍

以安吉縣溪龍鄉(xiāng)、梅溪鎮(zhèn)、遞鋪鎮(zhèn)、天子湖鎮(zhèn)、三官鄉(xiāng)的茶場(chǎng)(茶農(nóng))作為調(diào)查對(duì)象。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 施肥調(diào)查方法

調(diào)查采取入戶調(diào)查，樣本選擇具有一定規(guī)模的茶場(chǎng)(或茶農(nóng))。調(diào)查內(nèi)容包括采摘茶園面積、施肥情況(包括施肥時(shí)間、施肥方式、肥料性質(zhì)、肥料用量等)。

1.2.2 土壤取樣方法

規(guī)則茶園采用棋盤式采樣，不規(guī)則茶園采用“S”型采樣，采樣前除去表面枯枝落葉，每個(gè)樣3～5個(gè)點(diǎn)混合為一個(gè)樣，樣品分成2份，其中1份于-20 ℃冰箱中存放，用于分析無(wú)機(jī)氮，另外一份于室內(nèi)風(fēng)干，粉碎后用于分析有效態(tài)磷、鉀、鎂含量。

1.3 分析方法

1.3.1 土壤pH測(cè)定方法

水∶土為 2∶1(水為煮沸后冷卻的蒸餾水)，劇烈攪動(dòng)1 min，放置0.5 h后，以復(fù)合電極測(cè)定上清液。

1.3.2 土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定方法

土壤樣品過(guò)100目篩后，采用土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法(ASI)分析測(cè)定[6]。

1.3.3 土壤有效態(tài)含量測(cè)定方法

土壤樣品過(guò)40目篩后，采用ASI法測(cè)定[7]。

1.4 指標(biāo)評(píng)判方法

土壤速效養(yǎng)分分級(jí)評(píng)判方法參照文獻(xiàn)[8]進(jìn)行，具體評(píng)判指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 土壤養(yǎng)分評(píng)判指標(biāo)

2 結(jié)果與分析

2.1 茶園肥料用量情況

2.1.1 氮肥用量

2020年氮肥用量(按N計(jì))平均為227.2 kg·hm-2，屬于弱變異，其中有機(jī)氮占總氮肥用量的43.0%(表2)。與2015年相比，平均氮肥用量基本持平(表3)，可見(jiàn)安吉茶園氮肥總體用量不高，且個(gè)體差異較小，但有機(jī)肥比例較高。

表2 安吉茶園肥料養(yǎng)分投入情況(2020年)

表3 安吉茶園肥料養(yǎng)分投入情況(2015年)

從氮肥用量的分布來(lái)看(表4)，2020年氮肥用量低于200 kg·hm-2的茶園占調(diào)查樣本的42.5%，介于200～300 kg·hm-2的茶園占調(diào)查樣本的45.0%，高于300 kg·hm-2的占12.5%。與2015年相比，介于200～300 kg·hm-2的茶園比例增加了6.5百分點(diǎn)，高于300 kg·hm-2的比例下降了10.6百分點(diǎn)，說(shuō)明茶農(nóng)對(duì)氮肥使用更為合理。

表4 氮肥用量分布情況

2020年有機(jī)氮占總氮肥用量的比例低于20%的茶園占調(diào)查樣本的12.5%，介于20%～40%的茶園為30.0%，占比高于40%的茶園為57.5%。與2015年相比，有機(jī)氮占比小于20%的茶園在下降，介于20%～40%的茶園明顯增加(30%)，占比大于40%的茶園明顯下降(表5)，可見(jiàn)茶農(nóng)對(duì)有機(jī)肥的使用更為理性。

表5 有機(jī)氮占比情況

綜上所述，雖然氮肥用量上無(wú)明顯改變，但在合理范圍內(nèi)的用量比例在明顯增加，特別是高氮用量的比例明顯下降，對(duì)氮肥持偏見(jiàn)的傳統(tǒng)觀念有明顯改變。

2.1.2 磷肥用量

2020年磷肥用量(按P2O5計(jì))平均為144.5 kg·hm-2，屬于弱變異(表1)。與2015年相比，磷肥用量雖有所下降，但仍較高(表3)。

從磷肥用量分布來(lái)看(表6)，2020年磷肥用量低于60 kg·hm-2的茶園占調(diào)查樣本的5.0%，介于60～120 kg·hm-2的比例為32.5%，高于120 kg·hm-2的比例為62.5%。與2015年相比，磷肥用量低于60 kg·hm-2的茶園下降了2.7百分點(diǎn)，介于60～120 kg·hm-2的茶園增加了9.5百分點(diǎn)，高于120 kg·hm-2的茶園下降了6.8百分點(diǎn)，說(shuō)明茶農(nóng)已經(jīng)意識(shí)到磷肥使用的不合理性。

表6 磷肥用量分布情況

2.1.3 鉀肥用量

2020年鉀肥用量(按K2O計(jì))平均為155.3 kg·hm-2，屬于弱變異(表2)。與2015年相比，鉀肥用量有所增加，屬于偏多狀態(tài)(表3)。

從鉀肥用量分布來(lái)看(表7)，2020年鉀肥用量低于60 kg·hm-2的茶園占調(diào)查樣品的2.5%，介于60～150 kg·hm-2的為52.5%，高于150 kg·hm-2的為45.0%。與2015年相比，鉀肥用量低于60 kg·hm-2的茶園下降了5.2百分點(diǎn)，介于60～150 kg·hm-2的茶園則增加了6.4百分點(diǎn)，高于150 kg·hm-2的茶園下降了1.2百分點(diǎn)，說(shuō)明茶農(nóng)更加注重合理施用鉀肥。

表7 鉀肥用量分布情況

2.1.4 氮、磷、鉀投入比例

2020年茶園投入N∶P2O5∶K2O比例為1∶0.63∶0.68，2015年為1∶0.67∶0.60，可見(jiàn)，磷的比例在下降，鉀的比例在增加，N、P2O5、K2O養(yǎng)分比例有所改善。

2.2 茶園施肥次數(shù)、時(shí)期、施肥方式情況

2.2.1 施肥次數(shù)

2020年茶農(nóng)全年施肥只施一次的比例占調(diào)查樣本的30.0%，施2次的比例為55.0%，施3次的為15.0%(表8)。與2015年相比，茶農(nóng)每年只施一次的比例下降了16.2百分點(diǎn)，每年施2次的比例上升了8.8百分點(diǎn)，每年施3次的上升了7.4百分點(diǎn)(表8)，說(shuō)明茶農(nóng)接受了少量多次的施肥方式。

表8 茶園施肥時(shí)期、次數(shù)

2.2.2 施肥時(shí)期

從表8可知，2020年茶農(nóng)施基肥的時(shí)期主要集中在9月中旬—10月中旬，相比2015年的8月—10月，更為合理。

2020年施春茶追肥的比例顯著增加，而2015年很少有茶農(nóng)施春茶追肥，主要害怕此時(shí)施肥引起新梢葉綠素含量增加而使葉色變綠，施肥觀念明顯轉(zhuǎn)變。

2.2.3 施肥方式

2020年茶農(nóng)施基肥能做到開(kāi)溝施肥，開(kāi)溝深度在5～20 cm，施追肥時(shí)在相對(duì)平坦的茶園主要借助機(jī)械進(jìn)行施肥。與2015年主要以撒施的方式相比，施肥方式有了很大的改變。

2.3 茶園土壤養(yǎng)分情況

2.3.1 土壤pH

土壤平均pH為4.65，屬于弱變異，其中低限比例為22.22%，處于4.0～6.0的比例為62.22%(表9)，說(shuō)明茶園土壤pH總體良好，局部有酸化趨勢(shì)。

表9 區(qū)域葉色白化茶園土壤肥力情況(2020年)

2.3.2 有機(jī)質(zhì)含量

土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為1.73%，屬于中弱變異，其中低限比例為24.44%，高限比例為42.22%(表9)，說(shuō)明茶園土壤有機(jī)質(zhì)相對(duì)豐富，部分茶園含量低。

2.3.3 無(wú)機(jī)氮含量

土壤無(wú)機(jī)氮平均含量為92.79 mg·kg-1，屬于中等強(qiáng)度變異，其中低限比例為4.44%，高限比例為60.00%(表9)，說(shuō)明茶園土壤中無(wú)機(jī)氮豐富。

2.3.4 有效磷含量

土壤有效磷平均含量為138.98 mg·kg-1，屬于強(qiáng)變異，其中低限比例為2.20%，高限比例為66.67%(表9)，說(shuō)明茶園土壤有效磷富集。

2.3.5 有效鉀含量

土壤有效鉀平均含量為153.25 mg·kg-1，屬于弱變異，其中低限比例為8.89%，高限比例為88.89%(表9)，說(shuō)明茶園土壤有效鉀豐富。

2.3.6 有效鎂含量

茶園土壤有效鎂平均含量為101.09 mg·kg-1，屬于強(qiáng)變異，其中低限比例為71.11%，高限比例為6.67%(表9)，說(shuō)明茶園有效鎂缺乏。

2.4 茶園施肥策略

2.4.1 增氮、減磷、保鉀、補(bǔ)鎂

根據(jù)調(diào)查區(qū)域茶園施肥現(xiàn)狀，結(jié)合土壤養(yǎng)分狀況，提出適當(dāng)增加氮肥用量，減少磷肥用量，保證鉀，補(bǔ)充鎂肥用量的施肥策略。全年氮肥用量(純N計(jì))200～250 kg·hm-2，磷肥用量(P2O5計(jì))40～50 kg·hm-2，鉀肥用量(K2O計(jì))80～100 kg·hm-2，鎂肥用量(MgO計(jì))20～25 kg·hm-2，其中有機(jī)肥養(yǎng)分計(jì)入總養(yǎng)分中，比例占總養(yǎng)分(總N計(jì))的20%～40%。

2.4.2 重施基肥，基肥與追肥相結(jié)合

根據(jù)調(diào)查區(qū)域茶葉只采春茶的采摘模式，全年采用1基2追的施肥方式進(jìn)行，有機(jī)肥和茶樹(shù)專用肥在基肥一次性施入，尿素氮作為追肥。氮肥的40%～60%用于基肥，剩余的用于追肥。

基肥的施用時(shí)期為9月底到10上中旬，開(kāi)溝15～20 cm深施，施肥后覆蓋，或結(jié)合機(jī)械深施；春茶追肥施用時(shí)期為1月底2月初，開(kāi)溝5～10 cm淺施，施肥后覆蓋，或結(jié)合機(jī)械翻耕；夏茶追肥施用時(shí)期為5月上中旬，開(kāi)溝5～10 cm淺施，施肥后覆蓋，或結(jié)合機(jī)械翻耕。

2.4.3 施肥技術(shù)模式

基肥(9月底—10月上中旬)，每667 m2施菜籽餅100～150 kg(或畜禽糞有機(jī)肥150～200 kg)+20～30 kg茶樹(shù)專用肥(N-P2O5-K2O為18-8-12或相近配方)，開(kāi)溝15～20 cm深施，施肥后覆蓋，或結(jié)合機(jī)械深施，茶樹(shù)休眠后，無(wú)凍害地區(qū)在11月上中旬進(jìn)行輕修剪(剪去樹(shù)冠頂部3～5 cm)。

催芽肥(春茶前40～50 d)，每667 m2施尿素5～6 kg，開(kāi)溝5～10 cm淺施，施肥后覆蓋，或結(jié)合機(jī)械翻耕。

春茶結(jié)束(5月上中旬)，每667 m2施尿素5～6 kg，開(kāi)溝5～10 cm淺施，施肥后覆蓋，或結(jié)合機(jī)械翻耕，春茶結(jié)束(5月上中旬)進(jìn)行重修剪(離地40～50 cm處修剪)。

如果茶園土壤缺鎂，基肥時(shí)每667 m2增施鎂肥(MgO)1.0～1.5 kg。如果茶園土壤pH<4.0，在施基肥時(shí)每667 m2施土壤酸化改良劑50～10 kg，直到土壤pH 4.5以上，停止施用。如果茶園雜草多，可以每667 m2播種鼠茅草籽1～2 kg，詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)[9]。

3 小結(jié)與討論

施肥對(duì)茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)有明顯的促進(jìn)作用，但由于區(qū)域茶園茶樹(shù)品種是白葉1號(hào)，春季芽葉顏色具有從綠到白、再?gòu)?fù)綠的過(guò)程。低溫的早春，白葉1號(hào)從萌動(dòng)開(kāi)始到1芽1葉初展，芽頭呈綠色，初展葉呈淺綠色，之后隨著氣溫的升高，葉子逐漸由淺綠色變?yōu)槿榘咨^續(xù)變?yōu)槿祝髅}仍呈淺綠色。暮春氣溫繼續(xù)上升，葉片逐漸以葉脈為中心從全白開(kāi)始轉(zhuǎn)綠，最后變?yōu)槿G。進(jìn)入夏季后，全年不再觀察到白化現(xiàn)象。相關(guān)研究表明，白葉1號(hào)新梢葉色白化主要受溫度調(diào)控，春季白葉1號(hào)白化啟動(dòng)一般在17～19 ℃，超過(guò)23 ℃開(kāi)始轉(zhuǎn)綠。如果白葉1號(hào)茶樹(shù)直接處于25 ℃環(huán)境中，新生長(zhǎng)的葉片不會(huì)白化，而是一直呈現(xiàn)綠色[4]。但茶農(nóng)由于缺少相關(guān)知識(shí)，害怕春茶新梢葉色變綠而失去原有的白色，從而不敢施氮肥，偏施磷鉀肥，這可從施肥調(diào)查結(jié)果可知。隨著茶園化肥減施增效技術(shù)模式的實(shí)施，安吉茶農(nóng)的施肥觀念產(chǎn)生了很大的改變，NPK合理用量區(qū)間內(nèi)的比例明顯增加，高施肥區(qū)的比例明顯下降。同時(shí)，施肥方式、施肥次數(shù)等也得到了認(rèn)同，項(xiàng)目實(shí)施效果明顯。

從土壤無(wú)機(jī)氮含量的分析結(jié)果來(lái)看，土壤無(wú)機(jī)氮含量缺乏的比例非常低(低于20.0 mg·kg-1的比例只有3.75%)，而豐富的比例較高(高于50.0 mg·kg-1的比例為56.25%)，雖然氮肥用量不多，但土壤有效氮依然豐富，這主要與區(qū)域白化茶的生產(chǎn)方式有關(guān)，春季茶葉采摘結(jié)束后，通常采用重修剪的方式讓茶樹(shù)重新復(fù)壯，達(dá)到增產(chǎn)提質(zhì)的目的，如果平均按5 t·hm-2的修剪物(干重)計(jì)算，將有100 kg·hm-2純氮回歸茶園，而且釋放緩慢，由于采摘帶走的新梢N也就30 kg·hm-2，導(dǎo)致氮肥投入不多，土壤有效氮依然豐富的局面。

施氮會(huì)造成土壤Al3+釋放、硝酸根和陪伴鹽基離子淋洗，這是導(dǎo)致茶園土壤酸化的主要機(jī)制[10]，同時(shí)由于修剪物的還園，大量的Al3+重新被釋放到土壤中，加速了土壤的酸化，但2020年調(diào)查結(jié)果表明，安吉茶園土壤酸化率并不高，而與之對(duì)應(yīng)的湯丹等[11]的結(jié)果，安吉茶園土壤pH<4.0的比例達(dá)到了54.89%，可見(jiàn)那時(shí)安吉茶園土壤酸化已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，而我們2015年調(diào)查結(jié)果氮肥用量也并不高(平均為225.7 kg·hm-2)，因此，造成目前區(qū)域茶園土壤酸化不嚴(yán)重的主要原因是與土壤調(diào)理劑的使用有關(guān)，由于茶園化肥減施增效技術(shù)模式的實(shí)施，通過(guò)田間示范、培訓(xùn)等向茶農(nóng)傳授相關(guān)知識(shí)，茶農(nóng)對(duì)土壤改良非常重視，土壤酸化改良劑的使用，使得土壤pH保持在較高水平。大量研究表明，茶園土壤調(diào)理劑的使用在提高土壤pH的同時(shí)，對(duì)茶葉增產(chǎn)提質(zhì)有明顯的促進(jìn)作用[12]，如生物炭的使用，可提高表層土壤pH 0.19～1.72個(gè)單位[13]，白云石粉的使用可以提高0.94個(gè)單位[14]。