測土配方施肥對茶園土壤理化性質和泰順三杯香產量的影響

吳碎典 陳維斌

1.泰順縣茶產業發展中心，浙江 泰順 325000；2.溫州企源科技服務有限公司，浙江 溫州 325000

0 引言

茶葉是我國重要的經濟作物，而茶園的種植管理過程需要較多的勞動力，勞動力成本占生產總成本60%以上［1］。用工困難、人工成本升高等問題在茶園管理中較為普遍。許多研究表明，將復合肥推廣應用到茶園中，可減少施肥次數，有效降低生產投入成本［2］。據聯合國糧食及農業組織的調查，對茶葉增產有貢獻的因素中，肥料投入占比高達40%［3］，茶園土壤狀況對茶葉的品質有重要影響［4］。測土配方施肥技術是一種提高肥料利用率的方法，是通過測定茶園土壤理化性質，根據作物的需肥規律、土壤供肥特性等，有針對性地配比N、P、K 等養分。測土配方施肥可以減少肥料過量施用導致的土壤板結等問題，提高作物產量、改善作物品質等［5］。

泰順縣位于浙江省溫州市南部山區，素有“九山半水半分田”的地理環境特征，茶產業是其主導產業。泰順縣茶園總面積近6 000 hm2，茶葉總產量4 150 t、總產值4.61億元。泰順三杯香是泰順縣茶葉產業的主導品牌。此次試驗選擇在泰順縣名優茶主要生產基地山垟坪茶場進行，根據試驗地土壤基本理化性質，合理制訂2 種配方施肥方案，探究測土配方施肥對茶園土壤理化性質及泰順三杯香產量的影響。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗設計

試驗樣地泰順縣羅陽鎮山垟坪茶場位于溫州市南部（海拔590 m，東經119°43′49″、北緯27°34′08″），屬中亞熱帶海洋季風氣候區，年降水量為2 000 mm，年平均氣溫為17.8 ℃，土壤類型為黃紅壤，土壤理化性質如表1 所示。試驗茶樹品種為泰順縣當地群體種小白毫。

表1 試驗地土壤理化性質

試驗設置3種施肥處理，分別為T0［m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=0∶0∶0］、T1［m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=12.50∶3.50∶4.00］、T2［m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=13.75∶5.45∶5.80］。使用的肥料分別為復合肥（由佛山住商肥料有限公司生產）、尿素（由廣州市中業化工有限公司生產）、鈣鎂磷肥（由湖北金山磷化股份有限公司生產）、氯化鉀（由廣東天禾農資股份有限公司生產），于2020 年、2021 年和2022 年11 月以基肥方式一次性施入。施肥深度為中度，開溝15～20 cm，總施肥量為750 kg/hm2；選擇一塊地勢平坦、面積為667 m2的成齡茶園布置試驗小區，隨機區組排列，重復3次。

1.2 土壤樣品采集與處理

1.2.1 土壤樣品采集

去除土壤樣方表面的雜草植被（約2 cm），按五點法采集5 個15 cm×15 cm×10 cm 的次樣方，并將次樣方的土壤充分混勻后作為1 個待測土壤樣品，風干后過2 mm孔徑篩待用。

1.2.2 土壤理化性質測定

土壤pH 值采用玻璃電極法測定：稱取風干土樣10 g 于50 mL 高型燒杯中，加去除CO2的水25 mL，用攪拌器攪拌1 min，使土粒充分分散，放置30 min后，用PB-10酸度計進行測定。土壤有效磷質量分數采用氟化銨-鹽酸溶液浸提，鉬銻抗分光光度比色法測定：稱取土樣5 g置于200 mL塑料瓶中，加入50 mL氟化銨-鹽酸溶液浸提劑，在25 ℃條件下，振蕩30 min（振蕩頻率180 r/min）后立即用無磷濾紙過濾，濾液加入鉬銻抗顯色劑，采用UV-19001 紫外可見分光光度計進行比色測定。土壤有機質質量分數采用重鉻酸鉀法測定：稱取過0.25 mm 孔徑篩的土樣0.5 g 置于硬質試管中，加入10 mL 重鉻酸鉀-硫酸溶液，置于190 ℃油浴鍋內加熱5 min，消煮液無損地轉入250 mL 三角瓶中，定容至60 mL，加入3 滴鄰菲羅啉指示劑，用硫酸亞鐵標準液滴定剩余重鉻酸鉀溶液，計算出有機碳含量，再乘以系數1.724。土壤全氮質量分數采用半微量開氏法測定：稱取過0.25 mm 孔徑篩的土樣1 g 置于50 mL開氏瓶底部，加入1 mL 高錳酸鉀溶液，緩緩加入2 mL濃硫酸，不斷轉動開氏瓶，放置5 min 后再加入1 滴辛醇；加入0.5 g 還原鐵粉劇烈反應停止5 min 后，置于300 W 變溫電爐緩緩加熱45 min，重復上述步驟直至土液變為黃綠色，再消煮1 h；待消煮液冷卻后，用去離子水將消煮液轉移至蒸餾器內，加入5 mL 2%硼酸-指示劑混合液，向蒸餾室緩慢加入20 mL 10 mol/L 的氫氧化鈉溶液，待餾出液體積為50 mL時即蒸餾完畢；最后用0.005 mol/L 硫酸標準液滴定餾出液，計算得土壤全氮質量分數。土壤速效氮質量分數采用堿解擴散法測定：稱取2 g 土樣和1 g Zn-FeSO4粉劑，均勻鋪在擴散皿外室內，擴散皿內室中加入3 mL 硼酸溶液，并加入1 滴定氮混合指示劑，在外室邊緣涂特質膠水，蓋上磨砂玻璃后并旋轉數次；轉開磨砂玻璃一邊使擴散皿露出一條狹縫，迅速加入10 mL 1.8 mol/L 的氫氧化鈉溶液于外室，水平旋轉擴散皿使溶液與土壤充分混勻，放入40 ℃烘箱中，24 h 后取出，最后用硫酸標準滴定液進行滴定，計算得土壤速效氮質量分數。土壤速效鉀質量分數采用中性乙酸銨溶液浸提-火焰光度計法測定：稱取過1 mm孔徑篩的土樣5 g置于100 mL三角瓶中，加入50 mL 乙酸銨溶液浸提劑，在25 ℃條件下振蕩30 min（振蕩頻率180 r/min）后立即用濾紙過濾，濾液用6400A 火焰光度計進行測定，計算可得土壤速效鉀質量分數。土壤緩效鉀質量分數采用熱硝酸浸提-火焰光度計法測定：稱取過1 mm 孔徑篩的土樣2.5 g 置于消煮管中，加入50 mL 硝酸溶液，輕輕搖勻，放入130 ℃油浴中，煮沸10 min取下，趁熱過濾于100 mL容量瓶中，用硝酸溶液洗滌消煮管4次，每次15 mL，冷卻后濾液用6400A 火焰光度計進行測定，計算得土壤緩效鉀質量分數。

1.3 植物樣品采集與處理

鮮茶葉采摘標準為一芽二葉，統計各處理小區全年不同輪次的鮮茶葉實際采摘量，并用電熱鼓風干燥箱（DHG-9240A）充分干燥后稱量。

1.4 數據分析

試驗數據采用Sigmaplot 12.5 制圖。采用單因素方差分析檢驗不同施肥處理干茶產量及土壤理化性質的差異，并用Duncan 多重比較檢驗不同施肥處理、不同年份之間各指標差異的顯著性；采用皮爾森（Pearson）相關分析檢驗干茶產量及土壤理化性質各指標兩兩之間的相關性；采用逐步回歸法（Stepwise regression）尋找影響干茶產量的因子，以上分析均在IBM SPSS Statistics 25.0中進行。

2 試驗結果與分析

2.1 不同施肥處理對泰順三杯香干茶產量的影響

由圖1 可知，不同年份之間泰順三杯香干茶產量無顯著性差異，不同施肥處理對泰順三杯香干茶產量影響顯著，T1和T2處理的泰順三杯香干茶產量顯著高于T0處理。

圖1 不同施肥處理對泰順三杯香干茶產量的影響

2.2 不同施肥處理對土壤全氮和有效氮質量分數的影響

不同年份和不同施肥處理之間土壤全氮和有效氮質量分數差異顯著。由圖2（a）可知，2020 年土壤全氮質量分數顯著高于2021 年、2022 年，且T2處理顯著高于T1和T0處理。由圖2（b）可知，2021年土壤速效氮質量分數顯著高于2020 年、2022 年，且T2處理的土壤速效氮質量分數顯著高于T1處理和T0處理。

圖2 不同施肥處理對土壤全氮和有效氮質量分數的影響

2.3 不同施肥處理對土壤緩效鉀和有效鉀質量分數的影響

不同年份和不同施肥處理之間土壤緩效鉀和有效鉀質量分數的差異顯著。由圖3（a）可知，2020 年土壤緩效鉀質量分數顯著高于2022 年、2021 年；2020 年3個施肥處理的土壤緩效鉀質量分數差異不顯著，2021年T2處理的土壤緩效鉀質量分數顯著高于T1和T0處理；2022 年T2處理的土壤緩效鉀質量分數顯著高于T1處理、T0處理。由圖3（b）可知，2021年土壤有效鉀質量分數顯著高于2020年、2022年；2020年3個施肥處理的土壤有效鉀質量分數差異不顯著，2021 年T2處理的土壤緩效鉀質量分數顯著高于T1和T0處理；2022年T2處理的土壤緩效鉀質量分數顯著高于T1處理、T0處理。

圖3 不同施肥處理對土壤緩效鉀和有效鉀質量分數的影響

2.4 不同施肥處理對土壤有效磷質量分數的影響

由圖4 可知，2020 年土壤有效磷質量分數顯著高于2021 年、2022 年，且均是T2處理的土壤有效磷質量分數顯著高于T1處理、T0處理。

圖4 不同施肥處理對土壤有效磷質量分數的影響

2.5 不同施肥處理對土壤有機質質量分數的影響

由圖5 可知，2020 年土壤有機質質量分數顯著高于2021 年、2022 年，且多是T2處理的土壤有機質質量分數依次顯著高于T1處理、T0處理（除2020年外）。

圖5 不同施肥處理對土壤有機質質量分數的影響

2.6 不同施肥處理對土壤pH值的影響

由圖6 可知，2020 年土壤pH 值顯著高于2022 年、2021年，且3個不同施肥處理之間差異均不顯著。

圖6 不同施肥處理對土壤pH值的影響

2.7 泰順三杯香干茶產量及土壤理化性質各指標兩兩之間的相關性分析

由表2 可知，泰順三杯香干茶產量與土壤緩效鉀、有效磷質量分數及pH 值呈顯著正相關關系；土壤pH值與土壤緩效鉀、有效磷、全氮、有機質質量分數呈顯著正相關關系；土壤有機質質量分數與土壤緩效鉀、有效鉀、有效磷、全氮質量分數呈顯著正相關關系；土壤全氮質量分數與土壤緩效鉀、有效鉀、有效磷質量分數呈顯著正相關關系；土壤有效氮質量分數與土壤緩效鉀質量分數呈顯著負相關關系，與土壤有效鉀質量分數呈顯著正相關關系；土壤有效磷質量分數與土壤緩效鉀質量分數呈顯著正相關關系。

表2 泰順三杯香干茶產量及土壤理化性質各指標之間的相關性

2.8 不同施肥處理泰順三杯香干茶產量的逐步回歸分析

將土壤理化性質指標（有機質、土壤緩效鉀、土壤全氮、土壤有效磷質量分數等）作為自變量，泰順三杯香干茶產量作為因變量進行逐步回歸分析，結果如表3所示。土壤緩效鉀、有效氮和有效磷質量分數3個自變量進入了逐步回歸方程，且逐步回歸方程為泰順三杯香干茶產量=1.143×緩效鉀質量分數+0.515×有效氮質量分數-0.296×有效磷質量分數-34.21。土壤緩效鉀、有效氮和有效磷質量分數對干茶產量差異的解釋達到75.8%。

表3 不同施肥處理泰順三杯香干茶產量的逐步回歸分析

3 結論與討論

經過3年的配方施肥試驗，2個配方施肥處理對土壤理化性質的影響均顯著高于不施肥處理，其中T2處理土壤理化性質指標基本均顯著高于其他施肥處理（除pH 值及2020 年的土壤緩效鉀、有效鉀和有機質質量分數外），這可能是因為2020 年是試驗的第一年，施肥處理效果不明顯。T2處理顯著提高干茶產量（除2021 年外）。由逐步回歸分析結果可知，土壤緩效鉀、有效氮和有效磷質量分數是影響干茶產量的重要土壤因素。因此，T2處理的施肥配方對提高干茶產量和改善土壤理化性質更有效。