滴灌施肥对幼龄茶树生长和养分吸收的影响

杨清霖，杨向德，季凌飞，马立锋*，阮建云*

滴灌施肥对幼龄茶树生长和养分吸收的影响

杨清霖1,2，杨向德1,2，季凌飞1，马立锋1*，阮建云1*

1. 中国农业科学院茶叶研究所，农业部茶树生物学与资源利用重点实验室，浙江 杭州 310008；2. 中国农业科学院研究生院，北京 100081

通过田间试验，研究了龙井43、白叶1号品种茶园滴灌施肥对幼龄茶树生长、养分吸收、品质成分等的影响，分析了不同施肥模式下的施肥成本投入情况。结果表明，与常规开沟施肥相比，采用滴灌施肥后，即使在化肥减量25%的情况下，树高、主干直径、树幅都显著增加，修剪物生物量增加明显；茶树对养分的吸收量明显增加，而养分的渗漏损失明显减少，从而提高了养分利用效率。从滴灌施肥的次数上分析，龙井43品种，在试验条件下年施肥次数7次可以达到较好效果，而白叶1号品种，年施14次的效果较好。

滴灌施肥；生物量；主要品质成分；养分吸收

茶树是一种叶用经济作物，需要不断地施肥来维持茶叶产量和品质。茶园施肥通常以人工开沟、覆土的方式进行，但这种施肥方式劳动强度大、劳动力投入成本高，近年来因劳动力越来越紧缺，采用地面撒施方式也越来越普遍。常规施肥单次施用量较多，短期不能被茶树吸收的养分（氮素）以硝化、反硝化的形式流失[1-2]，且对环境污染较严重。

滴灌施肥技术在果蔬、粮棉作物上已得到了广泛应用[3-6]，获得了良好的经济效益和生态效益，但应用在茶树种植上尚处于起始阶段。已有研究表明，滴灌施肥可有利于茶树对氮素的充分吸收利用，可减弱无机氮对土壤的酸化作用[7]。茶园滴灌施肥还缺少系统研究，在实际应用中缺少施肥数量、施肥浓度、施肥次数等相应的关键参数，施用技术操作性不强，造成难以推广的局面[8-10]。因此，本文在龙井43、白叶1号品种幼龄茶园中进行了滴灌施肥技术的研究，旨在通过田间试验研究，获得茶园滴灌施肥技术参数，为茶园滴灌施肥技术提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 供试肥料和茶树品种

试验使用的水溶性无机肥料配比为（N-P2O5-K2O为20%-20%-20%），其他肥料为尿素、菜籽饼、普通复合肥（N-P2O5-K2O为15%-15%-15%）等。

供试茶树品种为龙井43、白叶1号，茶树种植于2016年春季。

1.2 试验设计

试验开始于2016年10月，茶园选择浙江省嵊州市中国农业科学院茶叶研究所试验基地（东经120.82°，北纬29.74°，海拔高度23 m），茶园土壤为红黄壤。设4个处理，每个处理设置4次重复，小区面积45 m2，具体试验处理设计见表1。

1.3 调查和样品处理

1.3.1 茶树生长状况调查和取样

2017年10月测量了树高、树幅、主杆直径（靠近地面5 cm处）等参数；2018年春季按一芽二叶初展标准采摘，每次记录产量，采摘后采用微波杀青并制成样品，留待品质成分分析。2018年5月和8月分别对龙井43和白叶1号两品种各修剪了1次，5月份距离地面40~50 cm处修剪，8月份在上一次剪口上提高5~10 cm处修剪，分别进行称重，记录生物量，并取修剪物于60℃烘箱烘干。

1.3.2 土壤、渗漏液取样

距离施肥带15 cm处进行取样，取样深度0~40 cm，随机取样，6个点混合成一个大样，一部分湿土样直接进行NO3--N、NH4+-N的提取、测定分析，另一部分室内风干后磨碎，进行有效养分的提取、测定分析。距离施肥带15 cm处埋设40 cm和100 cm深的带有陶瓷头的土壤渗漏液收集管，定期进行收集。

表1 试验处理设计

1.4 样品分析方法

新梢中游离氨基酸总量采用茚三酮显色法，茶多酚含量采用酒石酸铁显色法[11]测定；植物样品全氮采用vario MAX CN元素分析仪（德国Elementar公司）进行分析[12]，植物样品经干灰化消化后用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP）测定磷、钾、镁含量[12]。土壤中的NO3--N和NH4+-N用2 mol·L-1的KCl浸提（水土比10∶1，振荡30 min后过滤）后，采用流动分析仪（荷兰SKALAR SAN++ system）测定。土壤中有效磷、有效钾用Mehlich3浸提剂提取、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP）测定[13]。土壤渗漏液中的NO3--N、NH4+-N用连续流动分析仪（荷兰SKALAR SAN++ system）测定，磷、钾等用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP）测定。

1.5 养分利用率计算

养分利用率=新稍、修剪物累积的N、P2O5、K2O总量÷3年投入的总养分×100%

1.6 数据分析

所有数据以平均值进行表示，各数据平均值±标准差等数学统计计算均采用Excel 2013和SPSS 21.0软件分析进行，采用LSD法对数据进行显著性检验和多重比较。

2 结果与分析

2.1 施肥模式对土壤、渗漏水中养分含量的影响

茶树根系吸收养分的有效土层深度一般在0~40 cm，对距离施肥带15 cm，深度0~40 cm的土壤进行养分分析表明（表2），与常规基准施肥（T1）相比，常规化肥减施（T2）后土壤中NO3--N、NH4+-N、有效磷、有效钾并未产生显著性差异，但滴灌施肥后土壤中的有效磷显著下降（<0.05）。同时不同茶树品种之间NO3--N存在明显差异，其中主要表现在白叶1号品种0~40 cm土层中NO3--N含量明显高于龙井43品种（<0.05）。

对土壤液中养分进行了分析（表3），从分析结果来看，磷在土壤液中含量非常低。对40 cm处土壤液中养分含量的分析来看，龙井43品种，NO3--N、NH4+-N、钾的含量都没有表现出明显的差异，但白叶1号品种，滴灌施肥次数增多后土壤液中NH4+-N、钾的含量明显增加。对100 cm处土壤液中养分含量的分析来看（表3），滴灌施肥后明显减少土壤液中NO3--N、钾的含量。对不同深度土壤液中养分含量的比值（100 cm/40 cm）来看，常规化肥减施（T2）后能降低NO3--N、钾的数值，滴灌施肥后比值（100 cm/40 cm）进一步下降，说明淋溶损失的量明显下降。而且品种之间有明显的差异，白叶1号品种的养分淋溶损失要显著高于龙井43品种。

表2 不同施肥模式对0~40 cm土壤中有效态养分含量的影响

注：同一品种同列不同小写字母表示差异达5%显著水平，下同

Note: Different small letters in the same cultivar and same column indicate the difference at 0.05 level. The same as follow

表3 不同施肥模式对土壤液中养分含量的影响

2.2 不同施肥模式对茶树生长和产量的影响

对茶树树高、树幅、地径等指标进行分析表明（表4），与常规基准施肥（T1）相比，龙井43品种，常规化肥减施（T2）后树高、树幅、主干直径都显著下降，而白叶1号品种，常规化肥减施（T2）后树幅、主干直径没有明显变化，而树高显著增加；滴灌施肥后，树高、树幅、主干直径显著增加，龙井43品种，适当减少滴灌次数，茶树的主干直径更粗、树幅更为宽大，而白叶1号品种，加密滴灌施肥次数，树高、茶树的主干直径更粗、树幅更为宽大。

2018年对茶树采摘的新梢产量、百芽重、修剪物生物量进行分析（表5），各处理产量、百芽重都没有表现出显著差异，只有白叶1号品种增加滴灌次数增产作用明显。与常规基准施肥（T1）相比，龙井43品种，常规化肥减施（T2）后修剪物生物量有下降趋势，而加密滴灌施肥次数有增加修剪物生物量的趋势，但白叶1号品种，常规化肥减施（T2）后修剪物生物量有上升趋势，而减少滴灌施肥次数能明显增加修剪物生物量。

品种之间树高、树幅、主干直径、修剪物生物量都产生了极显著差异，龙井43品种的树高、树幅、主干直径、修剪物生物量都要明显高于白叶1号品种。

表4 不同施肥模式对树高、主干直径、树幅的影响

表5 不同施肥模式对茶叶产量、修剪物生物量和百芽重的影响

2.3 不同施肥模式对茶树养分吸收的影响

对2018年春茶、修剪物中氮、磷、钾等养分吸收累积情况分析表明（表6），龙井43品种，各处理新梢氮、磷、钾和修剪物氮的吸收累积量并未表现出显著性差异，加密滴灌施肥次数显著增加修剪物中磷、钾吸收量，显著提高养分的利用效率。白叶1号品种，只有加密滴灌施肥能够显著增加新梢氮、磷、钾吸收累积量，而修剪物磷、钾的吸收累积量即使在常规化肥减施（T2）后依然显著增加，滴灌施肥修剪物磷、钾的吸收累积量进一步增加，但适当减少滴灌施肥次数磷、钾的吸收累积量反而增加，提高养分的利用效率。

品种之间在修剪物氮、磷、钾的吸收累积量、养分利用效率产生了极显著差异，龙井43品种修剪物的氮、磷、钾吸收累积量、养分利用效率明显高于白叶1号品种。

2.4 不同施肥模式对春茶品质成分的影响

表7可知，龙井43品种，各施肥模式春茶中游离氨基酸总量、茶多酚含量、酚氨比并没有表现出显著性差异。而白叶1号品种，各施肥模式春茶中茶多酚含量、酚氨比并没有表现出显著性差异，只有14次滴灌施肥模式下游离氨基酸总量要明显高于7次滴灌，白叶1号品种适当的增加滴灌次数，有助于提高新梢游离氨基酸总量。

茶多酚含量、酚氨比在品种之间产生了极显著差异，龙井43品种的茶多酚含量、酚氨比要明显高于白叶1号，这也是白叶1号的滋味要比龙井43淡薄的原因。

表6 不同施肥模式对新梢、修剪物中养分吸收累积的影响

表7 不同施肥模式对2018年春茶品质成分的影响

3 讨论和结论

3.1 讨论

本研究结果表明，常规开沟施肥条件下，化肥减施25%，对龙井43品种茶树生长（树高、主干直径、树幅）产生不利影响，修剪物的生物量也有所下降，但对养分吸收累积量、新梢品质成分等指标没有产生明显影响，养分利用效率还有所增加；而对白叶1号品种，常规化肥减施（T2）后树高明显增加，修剪物生物量有上升趋势，对养分的吸收累积量也在增加，明显提高养分利用效率。这主要与龙井43品种本身对肥料的需求相对较高，吸肥能力极强有关，供肥良好的情况下，生长势才旺盛[14]，减少化肥用量在一定程度上会影响龙井43品种的生长；而白叶1号品种植株矮小，生长势弱，根系不发达，对肥料的需求不是太高[15-16]，减少化肥用量不会影响白叶1号品种的正常生长。这与减量施肥在不同品种水稻中表现出的结果相似[17]。因此，茶园减肥要与茶树品种相结合，不能盲目减少化肥用量。

从养分的平衡来看，龙井43品种，0~40 cm土层中有效养分含量、40 cm深处土壤渗漏液中养分含量没有差异，但在100 cm深度土壤渗漏液中减少化肥用量25%后，NO3--N、钾的浓度有降低趋势，而且它们的100 cm/40 cm的比值下降明显；白叶1号品种，0~40 cm土层中有效养分含量、40 cm深处土壤渗漏液中养分含量、100 cm深处土壤渗漏液中养分含量明显降低，说明减少施肥量，可以降低养分的损失，提高养分利用效率，这与侯云鹏等[18]的研究结果相一致。

滴灌施肥是目前提高养分利用效率最有效手段[19]，采用滴灌施肥后，即使化肥减量25%的情况下，与常规开沟施肥相比，树高、主干直径、树幅都有显著增加，同时修剪物生物量明显增加，养分的吸收量也明显增加，明显提高养分利用效率。从养分的平衡来看，总养分投入减少，0~40 cm土壤中有效磷含量与常规施肥相比显著降低，其他有效养分没有差异，可能说明常规施肥中的磷被土壤固定保存；40 cm处土壤渗漏液中养分含量没有产生明显的变化，但100 cm处土壤渗漏液中养分含量明显降低，说明养分的损失明显减少，因此滴灌条件下虽然养分投入减少，但因为水肥协同供应更有利于作物对养分的吸收利用[20-21]。40 cm和100 cm深度土壤渗漏液中磷的含量非常低（在检测方法检出限以下），说明磷易被土壤固定，在土壤中的移动性很差[22]，因此依据磷移动性差的特点，磷肥可以考虑开沟施的方式进行，以减少成本投入。

滴灌施肥的另一个重要参数是施肥次数，品种对施肥有直接关系[23]。从我们的结果来看，龙井43品种，增加滴灌施肥次数，提高茶树对磷、钾的吸收，提高养分利用效率，但对茶树生长、茶叶产量，修剪物生物量、百芽重、新梢品质成分等方面并没有显著影响，根据龙井43品种养分利用效率高的特点，综合考虑，在试验条件下年施肥次数7次可以达到较好效果。而白叶1号品种，增加滴灌施肥次数，有利于茶树生长（树高、主干直径、树幅）、增加茶叶产量、增加茶叶氨基酸含量，考虑到白叶1号对养分利用效率低的特点，年施14次的效果较好。

从投入成本来看，虽然在滴灌施肥中使用的可溶性肥、滴灌系统的损耗费用增加了投入成本，但是滴灌施肥能够明显降低劳动力成本，我们的试验结果表明，与常规基准施肥（T1）相比，采用滴灌施肥7次（T3）或14次（T4），尽管存在滴灌系统的折旧费用，但由于施肥劳动力成本明显下降，每年每公顷总投入成本分别下降了0.93万元和0.86万元，对茶农的收入增加有明显的促进作用，另外滴灌施肥能增加茶叶产量，如果将茶叶收入也计算在内，则对茶农收入的促进作用更加明显。滴灌施肥的节本增效作用在其他作物上也有类似的结果，如每公顷葡萄园节约人工成本0.95万元，年均增收5.03万元[24]。综上所述，滴灌施肥技术具有使用简单、施肥效率高、少量多次的施用特点，可以实现化肥减施25%，明显减少施肥成本、降低肥料损失、增加茶农收入，具有明显的社会、经济、生态效益。

3.2 结论

与常规施肥相比，茶园采用滴灌施肥后，龙井43实现化肥减量25%，白叶1号的生长显著改善，促进2个品种幼龄茶树快速成园，明显减少养分淋溶损失，提高养分利用效率。茶园滴灌施肥经济效益明显，能明显降低施肥劳动力投入而提高茶农收入。试验条件下龙井43品种每年滴灌施肥施7次左右较好，白叶1号品种每年施14次左右较好。

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Effects of Fertigation on Young Tea Plant Growth and Nutrient Absorption

YANG Qinglin1,2, YANG Xiangde1,2, JI Lingfei1, MA Lifeng1*, RUAN Jianyun1*

1. Tea Research Institute, Chinese Academy of Agriculture Sciences, Key Laboratory of Tea Biology and Resources Utilization, Ministry of Agriculture, Hangzhou 310008, China; 2. Graduate School of Chinese Academy of Agriculture Sciences, Beijing 100081, China

Through field experiment, the effects of fertigation on the growth, nutrient absorption and quality components of young tea plants of Longjing43 and Baiye 1 were studied. We also compared the input costs under different fertilization patterns. The results show that the tea plant growth including tree height, trunk diameter and canopy width increased significantly under fertigation, even if the chemical fertilizer was reduced by 25%, compared with conventional furrow fertilization, and pruning biomass and nutrient uptake also increased significantly. At the same time, nutrient leakage loss was significantly reduced and nutrient use efficiency was improved. From the analysis of the times of fertigation, it could achieve better results by applying fertilizer 7 times per year under the experimental conditions for Longjing 43, and 14 times per year for Baiye 1.

fertigation, biomass, tea quality components, nutrient absorption

S571.1；S154.1

A

1000-369X（2020）01-096-09

2019-03-27

2019-04-29

国家重点研发项目（2016YFD0200900）、现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS23）、中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS-0X）

杨清霖，男，硕士研究生，主要从事茶树生理与营养调控方面的研究。

*通信作者：malf@tricaas.com，jruan@ tricaas.com