十堰丘陵地茶園有機肥替代化肥試驗研究

王小麗，頓耀元，孫 琦，張 玥，余永松，黃 進

(十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 十堰 442000)

十堰市位于湖北省西北部，地處秦巴山區(qū)東部、漢江中上游地區(qū)，處于我國南北分界線上，地理位置特殊，全市整個地勢南北高，中間低，自西南向東北傾斜，地形以丘陵地和中高低山為主，其中丘陵面積達62.5萬hm2；環(huán)境條件兼具南北方特點，四季分明，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均降雨量834 mm，年均氣溫15.2℃，適宜茶樹生長，是我國有名的高香茶產(chǎn)區(qū)。

十堰市現(xiàn)有茶園面積5.73萬hm2，其中開采面積3.96萬hm2，干茶產(chǎn)量2.2萬t，生產(chǎn)產(chǎn)值33.6億元，茶產(chǎn)業(yè)已成為十堰山區(qū)特色農(nóng)業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[1]。本世紀(jì)初，由于過度重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能，造成水源區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性降低，農(nóng)用化學(xué)品投入強度高，土壤質(zhì)量下降，農(nóng)業(yè)面源污染加劇。為有力推進十堰地區(qū)茶產(chǎn)業(yè)綠色高效發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興，十堰市果茶研究所開展了丘陵地茶葉有機肥替代化肥試驗研究，旨在保護水源區(qū)土壤質(zhì)量的同時，實現(xiàn)區(qū)域茶葉產(chǎn)量品質(zhì)雙提升。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗位于十堰市果茶研究所茶園，屬典型丘陵地，海拔455 m，土壤為黃棕壤，pH值在4.2～7.1之間。全年太陽輻射量為1 032千卡/cm2，年均日照時數(shù)為1 928 h。年平均氣溫15℃，全年10℃以上積溫為4 929℃。年平均降水量為887 mm，平均無霜期225 d。茶園土壤背景值見表1。

表1 茶園土壤背景值

1.2 肥料選擇

氮、磷、鉀大量元素按十堰市地區(qū)配方施肥方法。化肥符合國產(chǎn)尿素46%，過磷酸鈣12.5%，硫酸鉀50%的標(biāo)準(zhǔn)；有機肥為湖北綠道農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司有機肥料(粉劑)，養(yǎng)分含量：有機質(zhì)≥45%；氮磷鉀≥5%。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)5個處理：CK：不施肥對照處理；T1：全量施肥處理(N 270 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2)；T2：有機肥20%替代處理，即在全量施肥處理減量20%的基礎(chǔ)上施有機肥2 250 kg/hm2；T3：有機肥40%替代處理，即在全量施肥處理減量40%的基礎(chǔ)上施有機肥4 500 kg/hm2；T4：有機肥60%替代處理，即在全量施肥處理減量60%的基礎(chǔ)上施有機肥6 750 kg/hm2。每個處理設(shè)3個重復(fù)小區(qū)，小區(qū)面積50 m2，小區(qū)間隨機區(qū)組排列。

施肥方法：均分2次施肥。全量施肥(T1)2020年10月份按用量60%比例施入，翌年3月40%比例施入；T2、T3、T4處理中化肥用量2020年10月份按60%比例施入，有機肥用量按80%施入，翌年3月化肥用量40%比例施入，有機肥用量20%施入；CK不施肥處理作對照。

1.4 試驗方法

1.4.1 產(chǎn)量指標(biāo)測定

2021年4～6月開始采摘，按照一芽二葉標(biāo)準(zhǔn)，每10 d采一次，共6次，統(tǒng)計每個處理的百芽重和發(fā)芽密度，計算產(chǎn)量增加百分比。

1.4.2 品質(zhì)指標(biāo)測定

按照《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》(GB /T8313—2008)測定茶多酚；按照《茚三酮比色法：GB 8314—1987》測定氨基酸總量；GB/T8312-2013紫外分光光度法測定咖啡堿含量；GB/T 8305-2013測定水浸出物含量；蒽酮-硫酸法比色測定可溶性糖含量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)用Excel軟件進行處理，采用SPSS 20.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。用LSD法檢驗處理間的差異顯著性(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理下茶葉百芽重和發(fā)芽密度比較

由表2可知，施肥處理百芽重和發(fā)芽密度均顯著高于不施肥處理。其中，有機肥20%替代(T2)百芽重最高，全量施肥(T1)發(fā)芽密度最大，T1、T2處理間百芽重和發(fā)芽密度差異不顯著，且均高于有機肥40%替代(T3)和有機肥60%替代(T4)處理。從施肥對茶葉產(chǎn)量影響來看，T2處理最好。由此表明，施肥能顯著提高茶葉百芽重和發(fā)芽密度；有機肥20%替代化肥效果要優(yōu)于只施化肥和40%～60%以上有機肥替代，說明有機肥和化肥一定范圍內(nèi)配合施用對茶葉產(chǎn)量提升有好的影響。

表2 不同施肥處理下茶葉百芽重和發(fā)芽密度比較

2.2 不同施肥處理下茶葉品質(zhì)指標(biāo)比較

由表3可以看出，整體上施肥處理后茶葉多酚含量提高，但未達到顯著水平；氨基酸、咖啡堿、水浸出物、可溶性糖含量在施肥后含量顯著提高；在有機肥替代化肥處理中，各處理間品質(zhì)指標(biāo)差異不大。說明施肥處理確能提高茶葉品質(zhì)；施用有機肥替代后氨基酸含量、水浸出物含量、可溶性糖含量要高于全施化肥處理，有機肥改善茶葉品質(zhì)效果更好。

表3 不同施肥處理下茶葉品質(zhì)指標(biāo)比較

3 結(jié)論與討論

本試驗表明，施肥處理后對茶葉產(chǎn)量和內(nèi)質(zhì)都有提升，其中有機肥替代部分化肥后可以顯著提高茶葉產(chǎn)量和內(nèi)質(zhì)。但有機肥料肥效作用緩慢，肥效持久，成本偏高[2]。張峻偉等研究分析了茶園有機肥替代通過改良土壤的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)，改善茶樹根系生長環(huán)境，促進根系生長，從而提升茶樹對養(yǎng)分的吸收，促進土壤微生物養(yǎng)分循環(huán)，進而提高產(chǎn)量及養(yǎng)分利用率[3]。劉聲傳等在對黔茶1號的研究中進行化肥減量處理，得出在一定范圍內(nèi)，化肥減施量減少春茶產(chǎn)量、發(fā)芽密度、百芽重，水浸出物和游離氨基酸含量相差不大，茶葉酚氨比降低，與本試驗結(jié)論較一致[4]。通過對產(chǎn)量和茶葉品質(zhì)綜合考慮，有機肥20%替代化肥效果較好，適宜在十堰丘陵地茶園推廣。