不同有机肥替代模式对安吉白茶品质和土壤肥力的影响

金 月 赖建红* 孙万春 曹 芸

(1.安吉县农业农村局，浙江 安吉 313300； 2.浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所，杭州 310021)

茶叶是浙江地区的主要经济作物，茶产业对农业增效，农民增收发挥了巨大的作用，特别是“安吉白茶”已成为农民致富的“金叶子”。随着茶产业带来的巨大收益，不合理施肥方式导致茶园土壤出现一系列问题，严重影响了茶叶产量和品质[1,2]。对此已有学者研究了茶园高效施肥技术、有机肥施用技术等，指出不同种类有机肥替代部分化肥能提高茶叶产量和品质[3]，有机肥比例达到50%以上可显著提高茶叶品质[4]。但除了施用有机肥替代部分化肥改良土壤外，还有学者指出通过稻草、玉米秸秆覆盖可提高土壤的含水量，增加土壤肥力，提高茶叶产量和品质[5]，对低龄茶园行间覆盖农作物秸秆更具明显的生态效应[6]；人工种草可显著提高茶园土壤有机质含量，还能显著提高土壤含水量[7]。为探索适宜浙北茶区优质高效的土壤肥力管理模式，本研究以白叶一号为对象，开展不同有机肥替代模式试验，研究其对安吉白茶产量、品质以及土壤肥力和植被环境的影响，评估不同模式的效果，为茶园推广模式提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地点位于浙江省安吉县丘陵茶园，茶树品种为白叶一号，5龄茶园，茶园土壤类型为黄红壤，土壤养分pH 4.06，全氮1.56 g/kg，有效磷34.53 mg/kg，速效钾457 mg/kg，有机质33.43 g/kg，土壤肥力中等。试验用商品有机肥由安吉富民有机肥有限公司提供，氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)含量分别为2.3%、3.0%、1.0%；专用肥由浙江巨隆化肥有限公司提供，氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)含量分别为22%、8%、16%。鼠茅草由山东莱阳市天宇商贸有限公司提供，秸秆由当地水稻种植户提供。

1.2 试验设计

选择地势较为平坦的成龄茶园进行大区试验，共设3个处理，每个处理667 m2：CK(常规模式)，250 kg/667 m2有机肥，60 kg/667 m2专用肥；T1(秸秆覆盖模式)，250 kg/667 m2有机肥，60 kg/667 m2专用肥，覆盖稻草1000 kg/667 m2；T2(种植鼠茅草模式)，250 kg/667 m2有机肥，60 kg/667 m2专用肥，播种鼠茅草1.5 kg/667 m2。有机肥全部作基肥于10月份一次性施用；专用肥一基一追，65%作基肥10月份和有机肥同时施用，35%作追肥于5月份施用，施肥方式为开沟施肥，施后覆盖。

1.3 试验方法

茶叶和土壤采集、测定：每个处理围出30 m2的采样区，从2020年3月25日-4月14日，每2d采一次，共采集11次，采集标准为一芽二叶，每次记录茶叶鲜叶产量；同时采集春茶样品，用微波炉高温杀青2 min，50～60 ℃下烘干制成干茶样品用于品质指标测定。土壤于春茶采摘结束后采集耕作层0～20 cm土样。干茶样品测定叶绿素、茶多酚、游离氨基酸、酚氨比、水浸出物等品质指标，土壤样品测定土壤理化指标和土壤微生物指标。叶绿素含量采用混合液萃取法测定；茶多酚采用福林酚显色比色法测定；游离氨基酸采用茚三酮比色法测定；水浸出物采用重量法测定；氮、磷、钾分别采用凯氏定氮法、钼兰比色法、火焰光度法测定[9]。土壤微生物多样性和CO2释放率的测定采用MicroRESPTM方法[8]。

地表植被采集、测定：在茶行空隙处划出1 m2的区域，采集所有地上植被，包括鼠茅草和杂草，每个处理3个重复，测定鲜生物量。地上植被用烘箱在105 ℃下杀青30 min，60 ℃下烘干，称干重，测定氮磷钾养分含量。干样粉碎后，经浓H2SO4-H2O2消煮，采用半微量凯氏定氮法测定全氮含量，用钒钼黄比色法测定全磷含量，用火焰光度法测定全钾含量[9]。植被养分生物固定量=养分含量×植被生物量(干重)。

2 结果与分析

2.1 不同有机肥替代模式对安吉白茶产量与品质的影响

如表1可知，与CK相比，T1和T2处理的茶叶鲜叶产量分别增加4.22%和5.82%，说明通过秸秆覆盖和种植鼠茅草能提高茶叶鲜叶产量，其中种植鼠茅草模式下产量最高。茶多酚和氨基酸是决定茶汤味道的主要物质，两者比例协调方能使茶汤鲜爽且韵味凸显，一般来说酚氨低，茶汤鲜爽度高，品质相对较高。从茶叶品质影响分析可知，与CK相比，T1和T2处理茶叶的水浸出物含量相差不大，茶多酚和游离氨基酸含量均有所增加，其中T2处理茶叶的茶多酚和游离氨基酸含量分别增加了5.16%和6.70%；茶叶的酚氨比均有所降低，T1和T2处理酚氨比分别为2.49和2.57，提升了茶叶品质；叶绿素总量没有差异，对“安吉白茶”品质特征中的叶白脉翠没有影响。

表1 不同有机肥替代模式对茶叶产量及品质的影响(原料标准是一芽二叶)

2.2 不同有机肥替代模式对茶园植被环境与土壤肥力的影响

3个处理均有植被生物量存在，其中T1处理生物量最少，T2处理生物量最高，CK处理虽生物量较高，但杂草种类繁杂，出现与茶树争肥现象严重。采用常规种植模式的茶园，其鲜生物量为370.85 kg/667 m2，干重47.35 kg/667 m2。种植鼠茅草处理(T2)，鼠茅草的生物量达1099.22 kg/667 m2，干重173.11 kg/667 m2，生物量鲜重和干重分别是CK 的2.96倍和3.66倍，生物量增加十分明显，鼠茅草自然枯萎后覆盖茶园避免了其它杂草的生长，在夏秋季起到了很好的保湿降温作用。采用秸秆覆盖处理(T1)，杂草的鲜生物量仅为39.72 kg/667 m2，干重5.99 kg/667 m2，杂草生物量鲜重和干重比CK减少89.29%和87.35%，说明覆盖秸秆可有效抑制杂草的生长。

由表2可知，T2处理生物固定氮磷钾量分别达5.21 kg/667 m2、0.64 kg/667 m2、5.29 kg/667 m2，在枯萎倒伏后，可自然降解回归茶园土壤，增加茶园土壤的氮磷钾养分与有机质含量。与CK处理相比，T1处理减少氮磷钾养分吸收量89.40%、83.33%、91.28%，能较好的控制杂草生长所携带走的养分。

表2 不同有机肥替代模式对茶园生长植被氮磷钾含量的影响

从表3中可见，与CK相比，T1和T2处理茶园土壤的pH和养分含量均有所增加，其中有机质含量最为明显，分别提高3.79 g/kg和12.94 g/kg，其它土壤养分含量差异不大，主要是由于上一年度的绿肥鼠茅草与秸秆等有机物料分解后，有效增加土壤养分含量，促使土壤肥力提升。

表3 不同有机肥替代模式对茶园土壤肥力的影响

2.3 不同有机肥替代模式对土壤微生物指标多样性的影响

微生物有不同的代谢方式和生理功能，所以它可以适应不同的生态环境以及和其他的生物进行相互作用[10-11]。利用 Shannon-Winner 香农多样性指数(H′)分析不同有机肥替代模式对土壤微生物群落代谢多样性的影响，可以了解土壤微生物群落利用碳源类型的多与少，即功能多样性。一般来说，土壤微生物群落中物种越多，香农多样性指数越高，群落多样性越好。Evenness value Pielou均匀度指标E表示土壤微生物不同种群分布的均匀程度。由表4可知，不同处理下的土壤微生物多样性均匀度指数(E)均表现为显著差异，T2处理均匀度明显增加。土壤微生物多样性香农指数(H′)表现为T2>CK>T1，T2处理的土壤微生物多样性香农指数(H′)显著高于其他处理。说明种植绿肥鼠茅草使土壤微生物多样性明显增加，且显著高于T1。

平均CO2释放率可以作为微生物整体性的有效指标，反映微生物群落对不同碳源的利用能力。平均CO2释放率越高，表明土壤中微生物活性越高，底物代谢的能力越强。不同处理土壤的微生物群落碳源利用能力表现为T2>CK>T1，T2处理的平均CO2释放率显著高于其他处理，T1处理与CK处理之间无显著差异。说明通过种植鼠茅草可以提高土壤中微生物的活性，增加底物的代谢能力。

表4 不同有机肥替代模式对茶园土壤微生物多样性的影响

3 小结

本试验表明，秸秆覆盖和种植鼠茅草模式均能提高安吉白茶产量，同时两者均能一定程度上提升茶叶品质，其中种植鼠茅草模式茶多酚和游离氨基酸含量分别增加了5.16%和6.70%，内涵物质更加丰富。采用常规种植模式的茶园，土壤表面有一定量的杂草生长，在管理中要增加除草作业，增加市场成本；种植鼠茅草模式其植被生物量鲜重和干重最大，分别是常规模式的2.96倍和3.66倍，能有效增加地表覆盖度，其固定的氮磷钾养分最高，枯萎倒伏后可自然降解回归茶园土壤，增加茶园土壤的有机质含量，有机质提高12.94 g/kg；同时鼠茅草在5月下旬开始成熟，倒伏的鼠茅草能在夏季光照强气温高下降低茶树“日灼"的伤害和高温土壤水分的蒸腾，保持茶园土壤水分，减少热旱害造成的损失。采用秸秆覆盖模式植被生物量最少，有效抑制杂草的生长，秸秆腐烂降解后也增加了土壤有机质的含量。秸秆覆盖和种植鼠茅草相比，种植鼠茅草更能增加土壤微生物多样性，提高微生物活性。综合表明，秸秆覆盖和种植鼠茅草模式均能提高安吉白茶产量和品质，并对土壤环境及肥力有促进作用，同时两者均能抑制茶园其他杂草的生长，起到保水增墒的作用，免除了中耕除草带来的水土流失和增加市场成本风险，是当前茶园管理值得推广的新模式。