新型腐殖酸生物有機肥部分替代化肥在武義茶園的肥效表現

王梧鎮，李若晨*，呂健飛，謝奇玕，孫萬春

(1.武義縣糧油技術推廣站，浙江 武義 321200；2.浙江省農業科學院 環境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

武義縣地處浙江省中部，金華市南部，為江南丘陵山地農林區，酸性土壤為主。縣域面積總體“八山半水分半田”分布，山地、丘陵多，平畈少，地力水平一般；本縣屬中亞熱帶季風氣候，氣候溫和，四季分明，熱量充足，雨量充沛，年平均溫度17 ℃，年≥10 ℃活動積溫5 342 ℃，年無霜期229 d，年降雨量1 446 mm，年蒸發量998 mm，年度間時有倒春寒和夏秋干旱等災害性天氣。武義縣種茶歷史悠久，唐朝時就是浙江著名的茶鄉[1]，是全國重點產茶縣，近年來在政府的政策引導下產業快速發展，形成更加鮮明的茶葉特色，現有茶園面積7 066.7 hm2，主產大宗綠茶和名優茶，年產量1.44萬t，年產值超6億元，茶葉產值占農業總產值的24%以上。目前全縣有6萬多人從事茶葉生產、加工、經營，茶產業已成為武義農業重要支柱產業和農民收入的重要來源[1]。

在茶葉生產上，施肥是影響茶葉產量、品質、土壤質量及其可持續利用的重要農業措施之一[2]，合理施用有機肥不僅能改良土壤結構、提高土壤肥力，也能一定程度提升茶葉產量和質量[2]。腐殖酸生物有機肥作為綠色土壤投入品，在全面養分供給，改善土壤耕作性能，提高肥料利用率，提升農產品品質等方面有突出優勢[3]，是近年來迅速發展推廣應用的新型、安全、高效的有機肥料。

2017—2019年，武義縣實施農業農村部“果、菜、茶”有機肥替代化肥試點縣創建項目，以茶園有機肥替代化肥為試點，通過合理使用有機肥改善茶園土壤耕作性能，提高有機質含量，從而提升茶葉產量和品質。為探討有機肥與化肥配施的有機替代模式下，有機肥替代化肥不同用量、施用方法對茶葉產量、品質的影響，設計開展新型腐殖酸生物有機肥在武義茶葉中的肥效試驗，通過評估茶園施用不同模式腐殖酸生物有機肥后對茶葉生長、產量及品質的影響，總結基于有機替代的茶園合理施肥技術，為茶園有機肥替代化肥新型有機肥應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗地點位于浙江省武義縣壺山街道利神茶葉專業合作社茶園，選擇地力較為均勻的7年樹齡的茶園進行小區試驗。供試品種為當地主產的春雨1號大宗茶。茶園土壤類型為紅壤，其土壤pH 4.25，有機質11.80 g·kg-1，堿解氮102.00 mg·kg-1，有效磷8.00 mg·kg-1，速效鉀69.00 mg·kg-1。

試驗用新型腐殖酸生物有機肥(商品名“一頂三”)，由山東農大肥業科技有限公司生產，該產品有機質≥6.0 g·kg-1，氮磷鉀總養分≥1.0 g·kg-1，有效活菌≥6億·g-1。試驗中其他肥料由農戶按常規管理自購。常規復合肥(N 19%，P2O55%，K2O 21%)，為湖北洋豐集團產品；專用配方肥(N 20%，P2O58%，K2O 12%)，為湖北洋豐集團生產的茶樹專用配方肥；常規尿素(N≥46.4%)為巨化集團有限公司產品。

1.2 處理設計

試驗設4個處理(表1)，處理①不施肥(CK)；處理②為常規施肥，施用全化肥(CF)；處理③每667 m2施用腐殖酸生物有機肥500 kg+化肥減量20%(M1)；處理④每667 m2施用腐殖酸生物有機肥1 000 kg+化肥減量20%(M2)。試驗進行小區試驗，小區面積133.4 m2，每個處理設3個重復，通過隨機排列開展試驗。

表1 試驗不同處理的肥料施用量及養分情況

1.3 施肥方式和管理記載

試驗地塊茶葉產量較高，需肥量相應較大，處理②全化肥處理(CF)施用常規復合肥做底肥，追肥用尿素和茶樹專用配方肥；處理③(M1)和④(M2)中以常規復合肥做底肥，腐殖酸生物有機肥做基肥與底肥一同施用，采用條狀溝施法，均勻條形施肥，施肥位置離樹干30～40 cm，施肥后機械翻耕，施肥深度0～20 cm。處理②③④中，底肥于2018年10月23日施用，同時在2019年2月8日、5月13日、7月5日和9月1日分別平均追施尿素和茶樹專用配方肥。

試驗茶園按常規生產進行管理，及時做好病蟲害防治，并于2019年5月6日、6月30日、8月22日和10月10日按一芽二葉標準組織采摘4次茶葉，分別記錄各處理不同小區鮮葉產量情況。試驗對第4次采摘的茶葉抽取樣品按相關標準制樣后，測定不同處理下含水率、水浸出物、茶多酚、游離氨基酸、葉綠素等茶葉品質指標。

1.4 數據處理

試驗數據的計算整理和統計分析分別采用Microsoft Excel 2019和IBM SPSS Statistics 22統計分析軟件，利用Duncan法進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 腐殖酸生物有機肥替代部分化肥對茶葉產量的影響

從表2可以看到，無論常規施肥還是生物有機肥與化肥配施，都能顯著提高各時期茶園茶葉產量。有機肥與化肥配施的有機替代模式下，采用腐殖酸生物有機肥替代部分化肥，茶葉的各時期產量發生明顯變化(表2)。與常規施用化肥處理(CF)相比，每667 m2施用腐殖酸生物有機肥1 000 kg+化肥減量20%(M2)，各時期茶葉產量均有顯著提高，其中5月6日采摘的春茶每667 m2產量為444.7 kg、6月30日采摘的夏茶每667 m2產量為491.6 kg、8月22日采摘的秋茶每667 m2產量為480.4 kg、10月10日采摘的秋茶每667 m2產量為494.1 kg，比CF分別提高7.2%、11.6%、8.0%和8.5%。每667 m2施用腐殖酸生物有機肥500 kg替代化肥(M1)，各時期采摘的茶葉產量與全化肥處理(CF)各時期產量對比，在方差分析上雖未達到顯著差異水平，但各時期鮮葉產量都有一定程度的提高。

表2 腐殖酸生物有機肥替代部分化肥模式的茶葉各時期667 m2產量

同時分析不同處理下茶園茶葉年總產量，發現不施肥的茶園平均年每667 m2總產量只有1 509.6 kg，采用常規施肥或是有機肥與化肥配施，都能明顯提高茶園茶葉年總產量。其中采用腐殖酸生物有機肥替代部分化肥，茶葉的年總產量與常規施肥相比也發生了明顯變化(圖1)。處理M1茶葉平均年總產量為1 837.2 kg，比處理CF增產4.7%；處理M2茶葉平均年總產量達到1 910.7 kg，比處理CF增產8.9%。

柱上無相同小寫字母者表示組間差異顯著(P<0.05)，圖2～4同。

2.2 腐殖酸生物有機肥替代部分化肥對茶葉品質的影響

鮮葉含水率與茶葉鮮嫩程度密切相關。茶葉水浸出物能反映茶葉中可溶性物質的總量，標志著茶湯的厚薄，茶葉品質的高低。茶多酚是茶葉中的重要化學成分，綠茶茶多酚含量在20%以內時，滋味得分與含量呈顯著的正相關[4]；20%～25%時，仍可滿足綠茶茶湯濃度的要求，達到鮮濃、爽口、回甘生津；超過25%，綠茶滋味品質下降，澀味明顯。氨基酸是構成茶葉鮮味的重要成分，能有效降低茶湯的苦澀味，增加甜味，也是重要的香氣物質。葉綠素對綠茶湯色具有十分重要的作用，鮮葉和干茶中葉綠素含量越高，茶湯越翠綠、持久[5]。本茶園肥效試驗通過采集第4次茶葉樣品，嚴格按規程標準制樣，分析含水率、水浸出物、茶多酚、游離氨基酸和葉綠素含量等指標，研究腐殖酸生物有機肥替代部分化肥對茶葉品質的影響。

試驗結果顯示，采用腐殖酸生物有機肥替代部分化肥，茶葉的品質發生明顯變化。與CF相比，M1和M2處理采摘的茶葉更加鮮嫩，茶葉中的含水率有顯著提高，M1、M2處理的鮮葉含水率分別為93.5%、94.4%，比CF分別提高0.99和1.85百分點(圖2)。同時，施用有機肥可以增加茶葉中水浸出物含量，M1和M2處理茶葉水浸出物含量分別為38.8%和41.6%，M2處理顯著高于CK和CF(圖2)。

圖2 腐殖酸生物有機肥替代部分化肥對茶葉含水率和水浸出物含量的影響

同時，采用腐殖酸生物有機肥替代部分化肥，能顯著提高綠茶中茶多酚含量，提升茶葉的滋味。M1平均茶多酚含量15.7%，M2平均茶多酚含量19.2%，M1和M2處理比CF處理的茶多酚含量分別提高1.1和4.6百分點(圖3)。游離氨基酸是影響茶葉口感的重要因子[6]，與CF相比，M2顯著提高茶葉中的游離氨基酸含量；而與CF相比，M1顯著降低茶葉中的游離氨基酸的含量(圖3)。試驗結果中，各處理間茶葉葉綠素總量為3.50～3.63 g·kg-1，未顯示出明顯差異(圖4)。各施肥處理對茶葉中葉綠素a 含量沒有顯著影響。與CF、CK相比，M1和M2處理顯著提高茶葉中的葉綠素b含量，分別比CF提高17.5%和15.8%。

圖3 腐殖酸生物有機肥替代部分化肥對茶葉茶多酚和游離氨基酸含量的影響

圖4 腐殖酸生物有機肥替代部分化肥對葉綠素含量的影響

3 小結與討論

茶葉經濟效益與茶葉產量和品質密切相關，科學合理的茶園施肥策略能顯著提高茶葉產量和品質，從而提高茶農的經濟收入。一些研究表明，增施有機肥能改善土壤環境、提高茶葉產量和品質[7-9]。生物有機肥是在有機肥的基礎上添加有益微生物加工而成的新型功能性微生物有機肥料[10-11]，是可持續農業和生產綠色農產品的重要肥料。生物有機肥在茶葉上的應用效果也有一些報道[12-13]，前人研究結果表明，與無機復合肥、普通有機肥相比，施用生物有機肥可以促進春茶新梢生長和茶芽萌發，增加芽頭密度和百芽質量，提高春茶產量；也能提高茶葉中茶多酚、氨基酸、水浸出物的含量，降低茶葉中咖啡堿含量和酚氨比。

本試驗中所用的有機肥既含腐殖酸有機質，氮磷鉀養分，還有有益菌成分，是一種新型、安全、綠色的肥料，在優質農產品生產中具有重要應用前景。而有機肥替代部分化肥必須滿足合適的替代比例，才能保證充足的養分供給。本試驗中，每667 m2施用腐殖酸生物有機肥500 kg替代部分化肥，茶葉中的游離氨基酸含量比全化肥處理明顯偏低，很有可能是替代化肥的有機肥施用不足導致施氮水平偏低影響游離氨基酸含量。另外研究結果顯示，與全化肥應用相比，每667 m2施用1 000 kg腐殖酸生物有機肥替代部分化肥，能顯著提高春茶、夏茶和秋茶的產量，同時也顯著提高水浸出物、游離氨基酸、茶多酚和葉綠素b的含量。腐殖酸生物有機肥對茶葉產量和品質的提升與上述的生物有機肥的研究結果是相似的。

根據對茶葉產量、品質等數據的綜合分析，在武義茶園施用新型腐殖酸生物有機肥的增產提質效果好于單獨施用化肥，每667 m2施用1 000 kg替代化肥的效果要顯著好于500 kg，其化肥替代率達20.2%。研究結果為茶園有機肥替代化肥技術提供了新的參考依據。