‘佛手’等3个品种茶园施肥限量标准研究

2018-10-15章明清尤志明章赞德姚建族苏火贵

茶叶学报 2018年3期

李娟，章明清*，尤志明，章赞德，姚建族，苏火贵

(1.福建省农业科学院土壤肥料研究所，福建福州 350013；2.福建省农业科学院茶叶研究所，福建福安 355015；3.大田县农田建设与土壤肥料技术推广站，福建大田 366100；4.永春县农业技术推广站，福建永春 362600；5.安溪县土壤肥料技术推广站，福建安溪 362400)

合理施肥是提高茶叶产量和品质的关键技术措施，但当前施肥随意性很大。对闽南、闽北、闽东15个重点产茶县4.69万亩茶园施肥现状抽样调查[1]，茶园总体施肥量(N+P2O5+K2O)平均为698.9 kg·hm-2。施肥不足与施肥过量的现象并存，约有65%的茶园氮肥施用量明显偏低。同时20%的茶园氮肥施用量远高于合理施用区间(300～450 kg·hm-2)。过量施用氮肥，造成过多氮素在土壤中积累[2]，增加养分流失潜力[3]和N2O排放[4]以及茶园土壤CO2释放速率[5]等环境问题。因此，研究和制定氮磷钾施肥限量标准对茶园合理施肥技术的推广应用具有十分重要的实用价值。近年来，在投产铁观音茶园[6]、白芽奇兰茶园[7]、佛手茶园[8]的适宜施肥量，以及有机无机肥配施对提高茶园土壤质量和茶叶品质的效应[9]等茶园科学施肥研究方面，福建取得一定进展，为相关茶园减肥增效技术的研究和推广应用提供了最佳施肥量的科学依据。但目前还甚少涉及不同土壤肥力等级的佛手、黄棪和水仙茶园施肥限量标准的研究文献公开发表，制约了相关茶园减肥增效技术模式的研究和推广应用。

因此，本研究对近年来在永春县佛手、安溪县黄棪和武夷山水仙等茶园上完成的22个氮磷钾田间肥效试验结果进行归纳总结，探讨相关茶园的氮磷钾施肥效应和基于农学效应的施肥限量标准，以期为减肥增效技术模式的制定提供合理施肥量的科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计方案

田间肥效试验设置10个处理，各处理及其施肥量见表1。其中，安溪县黄棪茶试验设置7个处理，未设加或减30%钾肥和有机肥等3个处理；武夷山市水仙茶试验未设空白处理。安溪县黄棪茶园因采用矮化密植的种植模式，当年肥效显著，试验于2010年冬季至2011年秋季结束；永春县佛手茶、武夷山水仙茶于2013年冬季至2016年秋季持续定位3年。各试验点均在秋茶采收后，选择当地具有代表性土壤肥力水平的5～8年投产茶园作为试验田。武夷山水仙茶试验为3次重复和随机区组排列，其它各试验点均采用多点分散不设重复和区组排列的试验方法[6]，每个试验小区面积25 m2。供试茶叶选用当地大面积种植的佛手、黄棪和水仙等茶叶品种。

试验用的氮肥选用尿素(N 46%)，磷肥选用过磷酸钙(P2O512%)，钾肥则用硫酸钾(K2O 50%)，有机肥采用肥料市场上销售的商品有机肥(N+P2O5+K2O≥5%)。施肥方法分别为：在冬季施用基肥，其中氮钾肥占总用量的20%，磷肥和有机肥全部做基肥挖沟深施；余下的氮钾肥在春季和秋季做两次追肥施用，每次施用量占总施肥量的40%，开浅沟施肥后覆土。试验区周围设1m宽以上的保护行。

茶青采摘标准和其它的栽培管理措施与当地大田生产一致。各试验点采收春茶和秋茶，采摘时按照各小区单收单称，分别记录茶青鲜重产量。

表1 氮磷钾和有机肥田间肥效试验设计方案

注：OF表示施用商品有机肥；水仙1为双石窝试验点，水仙2为三里亭试验点，各为2个试验。

1.2 土样采集与测定

每个试验在实施前，参考江福英等[3]的取样方法采集一个混合基础土样，取样深度为0～30 cm。采用常规方法[14]测定土壤主要理化性状(表2)，其中，pH为电位法，有机质为重铬酸钾容量法，碱解氮为碱解扩散法，有效磷为0.5 mol·L-1碳酸氢钠提取-钼锑抗比色，速效钾为1 mol·L-1乙酸铵提取-火焰光度计测定。

文中试验数据整理和计算方法与参考文献[7]相同。聚类分析过程、聚类谱系图绘制和数理统计分析采用MATLAB R2015b软件的统计分析工具箱完成。

表2 供试土壤主要理化性状

注：安溪县黄棪茶试验因有3个试验点未采集基础土样，表中数据为6个试验点土样测定结果平均值和标准差。

2 结果与分析

2.1 茶园施肥类别的定量分类

多年多点肥效试验资料的分类总结，是制订不同土壤肥力等级推荐施肥方案的前提和基础。茶青产量是茶园土壤肥力水平的综合体现，因此，根据佛手、黄棪和水仙三种茶叶品种的多点田间肥效试验结果，采用欧氏距离-离差平方和法[10]对每个茶叶品种各试验点相关处理的茶青产量进行系统聚类分析，将茶园划分为“低产茶园”、“中产茶园”和“高产茶园”三个施肥类别(表3)。图1佛手茶的结果表明，茶园施肥效应可以清晰地划分为3个类别，每个类别分别有2、4、3个试验点。

根据佛手和黄棪的试验设计，利用各类别对应试验点的处理(1)平衡施肥产量和处理(10)空白区产量进行类别间均值差异显著性检验[7,10]。水仙试验点未设空白处理，不施氮肥处理的茶青产量与空白处理的茶青产量最相近，因而类别间均值差异显著性检验选用处理(1)平衡施肥产量和处理(2)不施氮产量两个处理。结果表明，在3个茶叶品种的各施肥类型中，两两类别间的平衡施肥产量和空白区产量或不施氮肥产量均值都具有显著水平差异，说明表3的分类结果是有效的。

表3 茶园施肥类别的欧氏距离—离差平方和法系统聚类分析

注：表中产量数据为平均值±标准差，因黄棪的低产茶园只有一个试验点且未设重复，无标准差。

2.2 佛手、黄棪和水仙茶园施肥效应

根据各试验点的平衡施肥、不施氮肥、不施磷肥、不施钾肥、不施有机肥等处理的茶青产量结果，按照茶叶品种及其茶园施肥类型对应的各个试验点分别总结施肥效应，结果见表4。统计结果显示，在高产茶园施肥类别中，由于生产条件较好，土壤对佛手、黄棪茶青产量的贡献率分别达到80.3%和75.6%，高于中低产茶园土壤对产量的贡献率。

3个茶叶品种施用氮、磷、钾化肥的平均增产效果分别为17.6%、10.6%和9.7%，佛手和水仙施用商品有机肥平均增产10.1%。因此，平均而言，施用氮肥具有最大的增产作用，施用磷、钾肥和有机肥的增产效果大致相当。但是，不同茶叶品种或茶园类型的施肥效应有明显差异。黄棪的氮肥平均增产效应(21.3%)明显高于佛手(17.8%)，佛手则远高于水仙(9.1%)；佛手和黄棪的磷钾肥平均增产效应大致相当，但高于水仙的一倍或以上；佛手施用有机肥的增产效应明显高于水仙。在不同类型茶园中，中低产茶园施用氮磷钾化肥普遍具有较高的茶青增产效果，但有机肥则不同，佛手高产茶园施用有机肥的增产效果大于中低产茶园，但水仙则是低产茶园的有机肥效果远高于中、高产茶园。

图1 佛手茶施肥类别的系统聚类分析

在相同茶园类型内取各试验点相同处理的茶青产量均值，以每千克N 4.3元、P2O55元、K2O 6元，每吨商品有机肥800元和每千克茶青6元的一般市场价计算不同施肥处理的净增收效益(表4)。结果表明，在佛手和水仙茶园，平衡施肥或在此基础上增施30%氮肥，普遍具有较高的净增收；在黄棪茶园，平衡施肥处理的净增收普遍高于其它处理。

表4 氮磷钾和有机肥对茶青产量的施肥效应

2.3 基于农学效应的茶园施肥限量标准

在高、中、低产茶园等级内，将同一等级对应的各个试验点看成一次重复，根据茶青试验产量进行二因素(处理×重复)方差分析和LSD多重比较(表5)，明确不同施肥处理对茶青产量的影响。在此基础上，以茶青产量水平和净增收(表4)等农学指标为主要依据制定茶园施肥限量标准。结果表明，佛手低产茶园的处理(6)和处理(1)在茶青产量上没有显著水平差异，但净增收方面明显高于处理(1)；佛手的中、高产茶园，处理(1)和处理(6)的茶青产量较高，但两者间在产量水平和净增收方面均没有明显差异。黄棪低产茶园只有一个试验点，不能进行方差分析，但处理(1)的茶青产量和净增收水平均为最佳；黄棪中、高产茶园的处理(1)和处理(6)的茶青产量均没有显著水平的差异，但处理(1)的净增收水平均高于处理(6)。水仙低产茶园处理(1)的茶青产量水平显著高于其它处理，净增收水平也明显最高；中产茶园处理(1)、处理(3)、处理(5)、处理(6)的茶青产量没有显著水平差异，但处理(6)净增收的数量最大；高产茶园各处理产量水平没有差异，但处理(1)的净增收最高。

因此，根据化肥施用上“就低不就高”和净增收上“就高不就低”的原则，以及所属茶园施肥类别的试验点归属及其对应表1试验设计施肥量，各茶叶品种和茶园施肥类型的氮磷钾施肥限量标准见表6。结果表明，不同品种或施肥类别的茶园，因土壤供肥能力和茶青产量不同，氮磷钾施肥限量标准有明显差别。