有机肥施用对茶园土壤改良及茶叶品质提升的效果分析

李 均

（重庆市永川区经济作物技术推广站，重庆永川 402160）

重庆市永川区是全国茶叶优势产区和早市名优绿茶百强县之一。全区茶树种植主要分布在境内的云雾（花果）山、箕（东）山、阴（西）山和巴岳山等4条低—中山脉海拔500 m 以上区域，茶园种植总面积6 670 hm2，其中投产面积6 000 多hm2,年茶叶总产量8 500 余t，年总产值10 亿余元，是山区群众增收致富的第一产业和永川区最具特色优势的效益产业，辐射带动茶叶全产业链就业5 万余人，增加值达30 亿元。重庆市永川区于2017年初首批竞争入选全国茶叶有机肥替代部分化肥施用示范项目试点县之一[1]。为做大做强中国“西部茶都”，唱响做亮“永川秀芽”品牌，全区以实施茶园有机肥替代部分化肥施用示范项目为抓手，推动茶产业绿色生态、优质健康和高质高效发展。通过强化施肥机制体制创新，狠抓有机肥替代部分化肥施用等关键技术落实与技术服务指导，切实促进茶园产地环境改善、茶叶产量与品质提升，项目示范区取得茶叶单位面积平均增产10%以上，茶叶品质提升1 个质量等级，经济效益提高20%以上的显著成效，促进了茶园绿色可持续发展。

1 材料与方法

1.1 项目实施时间、地点

2017 年7 月至2020 年6 月，连续3 年开展茶园有机肥替代部分化肥施用示范项目。项目实施坚持规模种植、集中连片示范的原则，对“交通运输条件好、种植加工有基础、经济实力有保障、有机肥施用意愿强”的茶园业主，采取自愿申报与区级评审相结合的方式，遴选确定了重庆市永川区永荣茶厂、重庆云岭茶叶科技有限责任公司、重庆市玉琳茶业有限责任公司、重庆茗萌茶业有限公司、重庆茗羽茶业有限公司、重庆市石笋山生态农业有限公司、重庆五峰茗茶叶种植股份合作社、重庆市永川区博文茶树种植农民专业合作社、重庆市永川区天阳坪茶叶专业合作社等部、市农业（茶叶）产业化龙头企业与示范合作社承担示范项目实施，项目开展有机肥替代部分化肥示范总面积达1 931.47 hm2，其中2017—2018年度590.21 hm2，2018—2019年度664.21 hm2，2019—2020年度677.05 hm2。

1.2 有机肥施用方案设计

在有机肥替代部分化肥施用示范前，对示范区各茶园业主往年的习惯施肥情况开展调查，通过采集各示范茶园在项目实施前的基础土样进行检测分析，按照农业部种植业管理司、全国农业技术推广服务中心《果菜茶有机肥替代化肥技术方案》[2]要求，经认真研讨和配方优化，设计确定各示范茶园的有机肥施用量：首年（2017.07—2018.06）施用干畜粪肥7 500 kg·hm-2+菜籽枯4 500 kg·hm-2，次年（2018.07—2019.06）施用干畜粪肥6 750 kg·hm-2+菜籽枯4 125 kg·hm-2，第三年（2019.07—2020.06）施用干畜粪肥6 000 kg·hm-2+菜籽枯3 750 kg·hm-2，连续实施3 年，每年度干畜粪肥施用量递减750 kg·hm-2、菜籽枯递减375 kg·hm-2。同时，在有机肥选用上，严禁使用鸡粪、鸭粪等重金属元素含量较高的有机肥种类，以避免茶园土壤和茶叶产品受到重金属污染。

1.3 有机肥施用模式

在有机肥施用前，将干畜粪和菜籽枯等有机肥充分拌混均匀，适量补充水分使有机肥堆含水率至25%～30%，堆高1.5～2 m，并在有机肥堆面上覆盖薄膜进行高温发酵杀菌，每间隔7～10 d翻堆1次，保持有机肥堆温不高于85 ℃，以杀死病原和有毒有害杂菌，保护有益菌群。有机肥经充分发酵腐熟后，于当年10—11月茶园基肥施用时期，采取“机械开沟（深20～25 cm、宽30 cm）+有机肥深施+回土覆盖”技术模式[3]进行茶园有机肥施用。

1.4 土样检测

1.4.1 土样采集

根据《重庆市农业委员会重庆市财政局关于印发2017 年有机肥替代化肥与耕地质量提升和化肥减量增效示范试点》[4]（渝农发〔2017〕183 号），以及“每6.67 hm2且每个实施主体都要取土化验”的规定，按照农业部《测土配方施肥技术规程》（NY/T 2911—2016）[5]，在项目实施（有机肥施用）前、后每年度均采集茶园土样100 个以上，送重庆市农业技术推广总站进行土样分析化验。

1.4.2 主要检测指标

检测茶园土壤pH 值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量等主要指标。

1.5 茶叶产量测定

分别在重庆市永川区永荣茶厂、重庆云岭茶叶科技有限责任公司、重庆市玉琳茶业有限责任公司、重庆市石笋山生态农业有限公司、重庆五峰茗茶叶种植股份合作社设置5 个定位监测点开展对比试验，监测茶园有机肥替代部分化肥示范与业主习惯施肥的春季茶叶产量（鲜重）。

1.6 茶叶品质检测

在重庆市永川区永荣茶厂、重庆云岭茶叶科技有限责任公司、重庆市玉琳茶业有限责任公司、重庆市石笋山生态农业有限公司、重庆五峰茗茶叶种植股份合作社设置5 个定位监测点开展对比试验，分别抽取茶园有机肥替代部分化肥示范与业主习惯施肥的茶叶产品（干基）每支250 g，送重庆市农业科学院茶叶研究所检测分析其水浸出物、茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱、可溶性糖、儿茶素等内在品质指标；同时，对各支送检茶叶产品的外形（占比25%）、叶底色（占比10%）、汤色（占比10%）、香气（占比25%）和滋味（占比30%）等5 项外观主要品质进行综合评判并加权打分。

2 结果与分析

2.1 茶园土壤改良效果分析

将项目示范区茶园土壤pH 值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量等主要理化性状指标测定结果平均值列于表1。

表1 永川区有机肥替代化肥示范茶园土壤主要理化性状检测结果

2.1.1 pH值

由表1可知，未施用有机肥前（2017年），茶园基础土样的pH 值平均为4.45；施用有机肥后，土壤pH值逐年提高，连续施用有机肥3 年后土壤pH 值达到4.97，提高了0.52 个单位，较有机肥施用前提高11.69%。首年土壤pH 值（2017—2018）提高0.11 个单位，增幅2.47%；次年（2018—2019）提高0.21 个单位，增幅4.61%；第三年（2019—2020）提高0.20个单位，增幅4.19%。

2.1.2 有机质和碱解氮

由表1可知，未施用有机肥前（2017年），茶园基础土样的有机质含量平均值为22.58 g·kg-1；施用有机肥后，土壤有机质含量呈先升后降趋势，连续施用有机肥3 年后土壤有机质含量达到27.11 g·kg-1，增加了4.53 g·kg-1，较有机肥施用前提高20.06%。首年（2017—2018）土壤有机质含量增加3.09 g·kg-1，增幅13.68%；次年（2018—2019）增加1.69 g·kg-1，增幅6.58%；第三年（2019—2020）下降0.25 g·kg-1，降幅0.91%。

在未施用有机肥前（2017 年），茶园基础土样的碱解氮含量平均值为79.13 mg·kg-1；施用有机肥后，土壤碱解氮含量呈先快速上升后骤降的态势，连续施用有机肥3 年后土壤碱解氮含量为115.25 mg·kg-1，提高了36.12 mg·kg-1，较有机肥施用前提高45.65%。首年（2017—2018）土壤碱解氮含量提高26.59 mg·kg-1，增幅33.60%；次年（2018—2019）提高50.06 mg·kg-1，增幅47.35%；第三年（2019—2020）下降40.53 mg·kg-1，降幅26.02%。

2.1.3 有效磷

由表1可知，未施用有机肥前（2017年），茶园基础土样的有效磷含量平均值为25.96 mg·kg-1；施用有机肥后，土壤有效磷含量呈逐年快速增加态势，连续施用有机肥3年后土壤有效磷含量达到54.71 mg·kg-1，提高了28.75 mg·kg-1，较有机肥施用前提高110.75%。首年（2017—2018）土壤有效磷含量提高8.15 mg·kg-1，增幅31.39%；次年（2018—2019）提高6.42 mg·kg-1，增幅18.82%；第三年（2019—2020）提高14.18 mg·kg-1，增幅34.98%。

2.1.4 速效钾

由表1可知，在未施用有机肥前（2017年），茶园基础土样的速效钾含量平均值为75.46 mg·kg-1；施用有机肥后，土壤速效钾含量呈先快速增加后缓速增加态势，连续施用有机肥3 年后土壤速效钾含量达到217.38 mg·kg-1，提高了141.92 mg·kg-1，较有机肥施用前提高188.07%。首年（2017—2018）土壤速效钾含量提高104.29 mg·kg-1，增幅138.21%；次年（2018—2019）提高2.06 mg·kg-1，增幅1.15%；第三年（2019—2020）提高35.57 mg·kg-1，增幅19.56%，表明有机肥（主要是菜籽枯）中钾元素含量十分丰富。

2.2 春茶叶产量分析

由表2 可知，对各定位监测点的春季茶叶产量（鲜重）测产结果，发现绝大多数点位有机肥替代部分化肥示范（处理）较业主习惯施肥的（化学肥料）均增产11%以上。2019年花果山玉琳茶业监测点位的春季茶叶增产最少，增产321.0 kg·hm-2，增幅8.48%；2019 年云雾山石笋山生态农业有限公司监测点位的春季茶叶增产最高，增产463.5 kg·hm-2，增幅13.56%。2018—2020年5个定位监测点对比试验中有机肥替代部分化肥示范的春季茶叶产量平均增产435.04 kg·hm-2，增幅12.10%；其中萌芽茶（鲜重）增产最低的是14.25 kg·hm-2（2018 年花果山玉琳茶业监测点），增幅14.57%，增产最高的是30.6 kg·hm-2（2019 年阴山五峰茗股份合作社监测点），增幅31.68%，平均增产29.48 kg·hm-2（5个定位监测点），增幅18.80%。

表2 永川区2017—2020年茶园有机肥替代化肥示范各监测点茶叶产量统计 单位：kg·hm-2

2.3 茶叶品质分析

由表3 可知，各定位监测点对比试验的春茶产品（干基），采用有机肥替代部分化肥示范（处理）的水浸出物含量较业主习惯施肥方法（化学肥料）的增加2.88～3.35 个百分点，平均增加3.12 个百分点；茶多酚含量增加1.35～1.91 个百分点，平均增加1.63 个百分点；游离氨基酸含量增加0.12～0.38 个百分点，平均增加0.24 个百分点；咖啡碱增加0.24～0.53 个百分点，平均增加0.35 个百分点；可溶性糖含量增加0.46～1.44 个百分点，平均增加0.91 个百分点；儿茶素含量增加2.55～5.98 个百分点，平均增加4.12 个百分点；外观品质综合评判得分增加3.07～3.46 分，平均增加3.25分。

表3 永川区2018—2020年茶园有机肥替代化肥示范各监测点茶品质检测结果统计

3 小结

3.1 显著改善土壤理化性状

通过有机肥替代部分化肥施用项目示范实施，大量增加有机质和有机态养分投入，茶园土壤pH 值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量等明显提高，尤其是pH 值提高到茶树生长适宜土壤pH 值（4.5～6.5）范围内[6]，有效克服茶园土壤过度酸化障碍，提高土壤缓冲性能，显著改善土壤质量，增强茶园土壤抗逆能力。

3.2 增加茶园生物多样性

茶园施用有机肥后，土壤有机质含量明显增加，颜色变黑，且疏松透气富有弹性，保水保肥能力增强，促进茶树长势旺盛，叶色嫩绿，叶片肥厚，茶芽多而饱满，增强了茶园的可持续生产能力。同时，茶园土壤环境中如蚯蚓、食螨蛛、腐生菌类等生物多样性增加，减少化学农药使用量，推进茶叶绿色生态生产。由图1 可以看出，茶园施用有机肥后，在行间滋生了大量腐生菌类。

图1 茶园施用有机肥后生物多样性增加

3.3 提升茶叶产量和品质

对比试验结果表明，施用有机肥后春茶鲜叶平均增产435.04 kg·hm-2，增幅12.10%（8.48%～13.56%），其中优质高档“萌芽茶”产量显著增加，增产量29.48 kg·hm-2，平均增幅18.80%（14.57%～31.68%）。茶叶产品经专业机构检测分析，其外观品质综合评判得分平均提高3.25 分，内在品质的水浸出物、茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱、可溶性糖、儿茶素等指标分别增加3.12、1.63、0.24、0.35、0.91、4.12 个百分点，茶产品档次提高1 个质量等级，且茶芽粗壮，汤色清靓，香气浓郁，口感醇正厚重，其内在品质明显提升，可促进茶产业增值增效20%以上。

3.4 提高废弃物资源化利用率

通过茶园施用有机肥替代部分化肥施用示范，经调查测算，项目区茶园化肥施用量（实物）减少了366 kg·hm-2，促进化肥减量34.5%，实现化肥减量增效目标。同时，提高县域内畜牧粪肥和农业副产物（油菜籽枯）的资源化利用，推动农牧融合、种养结合，构建生物质良性循环发展，减少农业面源污染，有利于推进农业生态文明建设。