茶树修剪叶腐熟菌剂及方法筛选试验

杨 智，赵 能，高林瑞，李科先，康燕山，贾 鳗

（云南大益微生物技术有限公司/云南省普洱茶发酵工程研究中心，云南 昆明 650217）

茶树修剪是茶园管理中一项重要的措施，根据茶树的生长特点，定期对其进行合理修剪，是实现茶园优质、高效、高产不可或缺的一项技术[1]。据统计每年中国茶园因台刈、重修等茶树修剪所产生的修剪物可达千万吨[2]，是一项较大的生物资源，加之茶树修剪物内含物与茶叶相似，富含多种有机质及特殊的内含物，对其加以利用将能带来巨大附加价值。近年来，茶树修剪物再利用的方法已有一些报道，包括种植食用菌，制作饲料添加剂，生产茶片、茶末等[3]，但这些措施都还处于探索阶段，且工序复杂，投入与经济产出不匹配，仍需进一步完善。目前大部分的茶树修剪物处理方法仍然以直接还田为主。但直接还田处理不利于茶园病虫害的防治，且可能加重土壤的酸化[4-5]，使得土壤肥力降低。此外，茶树修剪物中大量的木质素和纤维素，还会使其直接还田后自然降解效率降低，不利于土壤利用，而通过微生物腐熟处理，可缩短茶树修剪物木质素和纤维素降解过程，将不稳定物质较为快速地转变为较稳定物质[6]，便于土壤吸收利用。

木质素在木本植物中含量仅次于纤维素，木质素会紧密结合在纤维素外侧妨碍纤维素分解，所以找到分解木质素的真菌将可大大加快茶树修剪物的分解效率。现已发现白腐菌、青霉菌、木霉菌等都有良好的木质纤维素降解能力[7]，本研究拟通过分离茶园土壤中存在的具有木质素降解力的真菌作为复合菌剂中的主要成员，以具有保水作用的茶渣与修剪物混合物作为基底物进行腐熟处理，通过淋浴观测其对茶园土壤的改良作用为评价标准评估复合菌剂成效，最终获得较为高效的腐熟菌方。本研究可为茶树修剪物的还田及茶园土壤改良提供一定参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试菌种：4 株真菌由实验室分离保藏；茶叶专用菌剂（茶树土壤改良菌）和堆肥发酵菌剂（堆肥发酵剂）购于微元生物科技有限公司。

供试材料：发酵材料为茶园中获得的茶树修剪叶及枯枝落叶；土壤为勐海茶园中的黄壤土，土壤主要指标见表1。

表1 供试土样基本理化性质

1.2 试验方法

1.2.1 茶园土中可降解木质素的真菌分离及降解效果

通过苯胺蓝及愈创木酚平板筛选，从茶园土样中分离出4 株有降解木质素能力的真菌，分别编号为YF2、PF5、PF9、PF13。取一定量的树叶样品放入105℃的烘箱中烘干至恒重，每个平板中装入干物3 g，分别加入水，使其含水量达50%，每个样品进行3 次重复；所有样品经过121 ℃高压灭菌后，在无菌条件下分别接入菌种YF2、PF5、PF9、PF13 10 g（湿重）以及湿重质量比1 ∶1 ∶1 ∶1 的4 株菌混合菌剂10 g（H）；接种完毕后置于28 ℃培养箱中静置20 d、40 d，观察树叶腐败情况，并以不接菌为对照，检测树叶失重情况，据失重情况粗略判断菌株的降解效率。而后将各个样品放于400 目筛上用无菌水清洗数次直至去除可见菌丝及培养基为止，之后挤干水分，再于105 ℃的烘箱中烘干至恒重。按下式计算其失重率，失重率高的，其降解效率高：

失重率（%）=（接种前树叶恒重-接种后树叶恒重）/接种前树叶恒重×100。

1.2.2 菌剂制备

将实验室分离得到的真菌以及购买菌剂按照一定配比制成菌剂（表2），配制完成后待后续腐熟修剪物试验备用。

表2 菌剂配制及施用方法

1.2.3 菌剂腐熟茶树修剪叶试验

从茶园收集的修剪叶保水性能较差，几乎不能吸收水分，接种菌剂后不易生长。为了增加修剪物的保水效果，在此将茶树修剪物与有良好保水性的茶渣（茶叶深加工过程中产生的另一种茶叶废弃物）混匀，更易于腐熟进行。具体方法是将茶树修剪物与茶渣按质量比1 ∶1 充分混匀，加入水，使混合物初始含水量在60%～80%，再按照表2 中的方法添加入不同菌剂，于小桶中发酵，每隔10 d 测量1 次pH 值，并观察腐化情况，发酵50 d 结束后，收集腐熟物。最终根据结果选用一个腐熟物进行淋浴试验。

1.2.4 淋浴试验验证腐熟产物对土样的改良效果

制作高15 cm，内径4 cm 的柱体装置，底端开有细口，放置于液体收集装置上收集淋出液。柱体内均匀填充供试茶园土至10 cm 处，在顶层铺入厚3 cm腐熟物。填充完成后，第1 次用清水400 mL 淋浴，保证整个装置湿润，后每隔3 d 用清水200 mL 淋浴1次，12 d 后干燥土样，测定不同土层及淋浴物和底部浸出滤液的pH 值，重复2 次，并混合不同土层的土样测定相应有机质含量。

2 结果与分析

2.1 不同真菌对茶树修剪物的腐化影响

如图1 所示，20 d、40 d 时，与对照相比，施用不同真菌后的修剪物都出现了不同程度的黑化和腐败，相同培养时间的腐化程度差别不明显。培养40 d 的黑化比20 d 的明显，在清洗时也更软，易碎，仅叶脉还较为硬。

图1 施用不同真菌20 d、40 d 修剪物腐化程度

2.2 不同真菌对修剪物失重率的影响

由图2 可以看出，与空白对照（CK）相比，施用真菌后修剪物的失重率有显著的差异（P＜0.05），各菌株对树叶均有降解作用。菌株PF9 在20 d 与40 d 失重率分别为24.33%、25.67%，PF13 在20 d、40 d 失重率分别为24.33%、27.00%，差距较小，但这2 株菌20 d的失重率均高于剩余2 株菌的，说明PF9 与PF13 在20 d 内失重率较快，降解木质素能力在20 d 内较强，20 d 后相较其他2 株菌降解效率减缓。菌株YF2、PF5 从20 d 到40 d 失重率都明显上升，分别从21.33%上升到30.00%、23.00%上升到28.00%，这2株菌40 d 的降解效率都远高于PF9 与PF13，说明YF2、PF5 降解作用持续时间长，须在长时间内才能达到较大的失重率。混合菌株（H）与其它单株菌株相比，降解效率并没有显著增大，但混合菌株降解效率相对更平稳。

图2 不同真菌对修剪叶失重率的影响

2.3 不同菌剂对修剪物腐熟后pH 值及表观影响

由图3 可见，50 d 后各处理修剪物都呈弱碱性，pH 值在7.5～8，除T7、T8、T9 外，其余菌方处理后修剪物pH 值都是随着时间的增长而增加，T7、T8、T9 处理10 d 时pH 值就达到了6 以上，而其它菌剂处理后20 d 时pH 值才达到6 以上。T10（CK）较其他处理来看其初始pH 值较高，其后一直平稳增长。从试验结果看，无论是单独使用实验室分离菌株还是与市场购买的菌剂混合处理修剪物，最终修剪物腐熟后pH 值差异不大，皆呈弱碱性，不易造成土壤酸化。

图3 不同的菌剂腐熟修剪叶pH 值变化

从图4 可以看出，修剪物体积与颜色有显著变化。T1、T2、T3 处理30 d 还有较多绿色树叶，腐熟50 d 树叶叶片还较为完整，说明只使用购买的菌剂很难达到腐化修剪物的目的。T4、T5、T6 处理10 d 时都有肉眼可见的菌丝，20 d 时大部分的树叶都已黑化，50 d 时大部分树叶体积明显减小，但还有大片树叶存在，且不易弄碎。T7、T8、T9 处理20 d 时，树叶均黑化，体积明显减小，处理40 d 时树叶易烂且有浓重的腐臭味，50 d 时只有少量的树干未腐化，其体积减小到原来的1/3 左右，有少量的白色菌出现，说明腐化效果较好。不论是添加购买的茶树土壤改良菌还是堆肥发酵剂或是加入两者的复配剂，差别均不明显。对照样腐化程度与T4、T5、T6 处理后结果相似。

图4 不同菌剂腐熟情况

结合pH 值及修剪物腐化情况来看，先添加实验室分离的真菌复合菌剂20 d 后，再添加购买菌剂能达到较好的腐熟结果。前20 d 内，真菌生长较好，可以最大程度分解叶片中的木质素，使其快速软化降解，这一阶段若加入购买的发酵菌剂（多数由细菌组成）反而会影响真菌的生长，影响腐化效率。20 d 后真菌生长较差，修剪物大部分已软化，加入购买的菌剂可以使其更好的腐化。考虑到未来可能大规模应用于土壤，为了节约成本且获得较好的土壤改良效果，最终选用T7 菌种配方及施用方法下获得的腐熟物进行淋浴试验。

2.4 腐熟物淋浴后对不同土层pH 值的影响及整体改良状况

待改良土样初始pH 值为3.75，T7 腐熟物的pH值为8。土样经淋浴后的结果如表3 所示，施用腐熟物后不会使土样酸化。2 次淋浴后，腐熟物残渣及淋出液pH 值均为弱碱性。浅层土的pH 值上升60%，底部土样pH 值提升37%，而中间土样则提升较少，仅有23%，这一结果可能是上部土样最先吸收较多淋出液，而底部土样由于装置原因，被淋出液浸泡较长时间，因此pH 值也略高。

淋浴前后土样内含物含量结果如表4 所示。与淋浴前相比，淋浴后土样各项指标均有提升，pH 值从3.75 提升至4.53，只提升了20.8%，与表3 pH 值变化结果相比很低，整体取样混合后的数值增加较小，可能是因为淋浴时间过短，腐熟物中的成分未完全淋出，且由于淋浴装置的局限性土样未能完全均匀地吸收淋出物。若在自然条件下多次施肥，且有较长吸收时间，改良土样pH 值的效果可能更为显著。淋浴后土样的有机质、全氮、全磷、全钾含量分别增加了8%、20%、14%、8%。水解性氮、有效磷、速效钾增长幅度较大，分别增加了0.6 倍、1.7 倍、7.1 倍，显著提高了土壤肥力。

表3 淋浴土样不同厚度pH 值

表4 淋浴前后土样内含物含量

3 讨论

为了茶园优质高产，茶树修剪是不可或缺的一项举措，由此产生的大量修剪物多数直接还田处理。但茶树修剪物由于其富含木质素、纤维素类，自然降解需要较长时间，对其进行处理后更有利于营养物的溶出。目前已有一些运用微生物处理修剪物的研究，胡雲飞等[8]在盆栽土中用短密木霉菌处理茶树修剪物，加快了其木质素纤维素的降解率且对土壤真菌群落影响较小；胡桂萍等[2]将茶树修剪物与猪粪配比进行了腐熟研究，也获得了较好的结果。

本研究使用混合菌剂对茶树修剪物进行处理，使其在2 个月内就能较好的腐熟，且将腐熟物施用于土样中能极大提高土样中的有机物质含量（水解性氮、有效磷、速效钾分别增加了0.6 倍、1.7 倍、7.1倍），且对土壤pH 值有一定程度的提高（提升了20.8%）。相对于张玥等[9]将茶树修剪物直接还田（提高土壤pH 10.96%，有机氮含量增加43.51%，速效磷增加17.66%），此种方法极大地改善了土壤理化性质。土壤中的微生物是构成茶园生态的重要部分，微生物群落往往也与土壤的理化性质密切相关，处理后的修剪物是否对茶园土中的生物群落产生影响则需要进一步的研究。