减少化肥配施有机肥对茶叶产量和品质的影响

孔晓君，尚晓阳，李玉胜，时玉娟，孔凡鑫，盛萍萍，王慧，惠海滨，丁德恩

（1.日照市农业农村局，山东 日照 276826；2.山东省农业技术推广中心作物二部，山东 济南 250014）

茶树（Camellia sinensis L.）是我国一种重要的经济作物。在区域农业结构调整、供给侧改革中，茶产业已成为部分地区农业增收、脱贫攻坚、乡村振兴的特色产业和主导产业。2020年我国茶园总面积316.5万公顷，干毛茶产量299万吨，产值已达2 627亿元。

施肥可以满足茶树养分需求，维持正常生理代谢过程，对提高茶叶产量和品质具有积极作用。肥料对茶叶增产的贡献率达41%［1］。片面追求产量、高投入高产出的粗放经营模式，导致茶园化肥过量投入。过量施肥往往造成肥料残留或损失增加、肥料利用率低下，导致土壤酸化、地下水污染（NO-3）、温室气体（NH3、NO2）排放等环境污染问题［2，3］。倪康等［4］研究表明，我国30%的茶园化肥投入过量，80%的茶园化肥NPK比例与茶叶养分需求不协调。化肥用量高、利用率低、损失多等问题严重制约茶叶生产和生态环境的可持续发展。合理施肥是维持茶叶高产优质、提升茶园土壤质量、减少生态环境污染的重要农艺措施。

有机肥替代是减少化肥用量的有效手段。我国有机物料资源丰富，总养分量约7亿吨，是全国化肥用量的1.5倍［5］。有机养分在提高土壤肥力、改善土壤结构、丰富土壤微生物等方面发挥着关键作用［6］。但我国有机养分原料利用率低，实际利用不足40%，部分被随意丢弃或直接露天焚烧，造成严重的资源浪费和环境污染问题。我国茶园有机肥养分所占比例更低，仅有15%［4］。化肥减施有机替代施肥模式较单一化肥相比能显著提升土壤养分供给能力，减少肥料养分流失，提高作物产量和改善作物品质。同时，茶叶生产作为一种劳动密集型产业，面临农村劳动力越来越短缺的困境，优化控释肥施用措施、改变过往分次追肥的施肥模式、降低劳动力成本也显得尤为必要。研究控释肥作用效果和化肥减施有机替代，对推动日照地区化肥减施增效、促进茶叶产业持续发展具有积极作用。本研究以实现减肥增效、提高茶叶产量和品质为目的，开展控释复合肥、减施化肥配施有机肥试验，研究5种不同施肥模式对中茶108产量、经济效益和品质的影响，以期为本地区茶园科学施肥提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019—2020年在山东省日照市五莲县潮河镇魏家村开展。该地（35°37.7′N，119°25.6′E）位于日照市东北，胶东丘陵与鲁中南低山丘陵交接地带，海拔77.8 m，属于暖温带半湿润大陆性季风气候区，四季分明，雨量充沛，季节性降水明显，日照时间长、光照强度大。年平均气温13.1℃，年平均降水765.8 mm，主要集中在6—8月，占全年降水的60%以上，无霜期200 d。茶园土壤为棕壤，0～20 cm耕层土壤基本理化性质：土壤有机质含量10.56 g/kg、全氮1.26 g/kg、碱解氮175.2 mg/kg、有效磷41.4 mg/kg、速效钾79.8 mg/kg，pH值5.11。

1.2 试验材料

供试肥料：尿素（N 46%）、磷酸二铵（N 18%、P2O546%）、硫酸钾（K2O 50%）；控释复合肥包膜材料采用树脂和硫磺，控释时间约3个月，N-P2O5-K2O含量（%）为20-6-14；商品有机肥中有机质含量≥45%。

供试茶树品种为中茶108，中国茶叶研究所选育而成，育芽力强，抗寒性、抗旱性、抗病性好，适合本地茶区种植。

1.3 试验设计与方法

试验设置5种施肥处理，分别为普通化肥处理（CF，尿素671.5 kg/hm2、磷酸二铵228.3 kg/hm2、硫酸钾490 kg/hm2，氮磷钾比例与茶树专用控释肥一致）、减施化肥配施有机肥处理（OCF，尿素335.8 kg/hm2、磷酸二铵114.2 kg/hm2、硫酸钾245 kg/hm2，有机肥2 000 kg/hm2）、控释复合肥处理（CRF，茶树专用控释复合肥1 750 kg/hm2）、减施控释肥配施有机肥处理（OCRF，茶树专用控释复合肥875 kg/hm2、有机肥2 000 kg/hm2），对照（CK，不施肥）。随机区组排列，重复3次。小区面积60 m2。

施肥方法：CF和OCF处理将化肥按照40%、25%、23%和12%的比例分别于3月中下旬、6月中旬、7月中旬和8月中下旬施入。CRF和OCRF处理将控释复合肥、有机肥均作为基肥，于每年的10月底至11月上旬一次性开沟条施，深度15～20 cm。灌溉、除草、病虫害防治等田间管理统一进行。

中茶108于2014年5月定植，为双行条栽，行距1.8 m，株距0.4 m。

1.4 样品采集及分析

打顶采摘法取样，采集一芽二叶新梢，每次采摘记录采摘量，计算茶叶产量。选取春茶、夏茶、秋茶样品进行蒸青、风干、磨碎后，密封保存备用，以分析茶叶品质生化成分指标。水溶性浸出物测定采用称量法［7］，茶多酚测定采用酒石酸铁比色法，游离氨基酸总量测定采用茚三酮比色法［8］。

1.5 数据处理

试验数据采用Microsoft Excel 2003软件进行处理；采用SAS 8.0软件进行统计分析，最小显著性差异法进行差异性分析（P＜0.05）；用SigmPlot 10.0软件制图。

2 结果与分析

2.1 减少化肥配施有机肥对茶叶品质的影响

茶多酚、游离氨基酸、水浸出物作为茶叶3个主要滋味物质和功能性成分，常常用来评价茶叶品质。茶叶水浸出物主要由多酚类物质、糖类、水溶蛋白、维生素等可溶性物质组成，含量高低与茶叶营养丰富度密切相关，是评价茶叶质量优劣的综合性指标。通常春茶水浸出物含量显著高于秋茶和夏茶。

由图1a看出，施肥可显著提高茶叶水浸出物含量。CK春茶、夏茶和秋茶水浸出物含量仅为406、381 mg/g和386 mg/g；除CF处理夏茶外，其它处理春茶、夏茶和秋茶水浸出物含量较对照均显著提高，增幅2.93%～9.55%。控释复合肥处理的茶叶水浸出物较普通化肥处理有一定程度的增加，但差异未达显著水平。无论是普通化肥还是控释复合肥减施50%配施有机肥后，茶叶水浸出物含量显著提高。OCF处理较CF处理，春茶、夏茶和秋茶水浸出物含量分别提高4.66%、3.26%和4.91%；OCRF处理较CRF处理，春茶、夏茶和秋茶水浸出物含量分别提高5.28%、3.99%和5.37%。

游离氨基酸是茶叶香气、滋味重要的主体物质之一，是茶汤口感的主要影响因子。由图1b看出，春茶游离氨基酸含量平均为30.7 mg/g，明显高于秋茶（24.3 mg/g）和夏茶（20.5 mg/g）。施肥显著提高茶叶游离氨基酸含量，CK春茶、夏茶和秋茶游离氨基酸含量仅为24.1、17.8 mg/g和20.8 mg/g，各施肥处理较对照增幅达6.18%～49.80%。与CF相比，CRF春茶、秋茶和夏茶游离氨基酸含量分别提高11.1%、3.91%和2.65%。配施有机肥处理显著提高茶叶游离氨基酸含量。OCF处理较CF处理，春茶、夏茶和秋茶游离氨基酸含量分别提高24.1%、16.9%和12.2%；OCRF处理较CRF处理，春茶、夏茶和秋茶游离氨基酸含量分别提高16.8%、24.2%和17.6%。

茶多酚是存在于茶叶的多元酚物质，与茶汤色泽和滋味密切相关。由图1c看出，春茶茶多酚含量平均为237 mg/g，明显低于夏茶（259 mg/g）和秋茶（249 mg/g）；施肥降低了春茶、夏茶、秋茶的茶多酚含量。CK春茶、夏茶和秋茶茶多酚含量分别为245、268 mg/g和259 mg/g，化肥处理（CF和CRF）则明显降低，降幅分别为2.69%、4.84%、4.17%和3.54%、0.97%、3.05%，但CF和CRF处理间差异未达显著水平。OCF较CF处理，春茶、夏茶和秋茶茶多酚含量分别降低3.06%、0.98%和1.73%；OCRF较CRF处理，春茶、夏茶和秋茶茶多酚含量分别降低2.70%、5.42%和3.47%。

酚氨比为茶多酚与游离氨基酸的比值，是茶汤滋味中苦涩与鲜爽的比例特征，一般用以评价茶叶适制性。绿茶酚氨比越小则品质越高，茶汤味醇、鲜爽。由图1d看出，春茶的酚氨比最低，平均为7.91，明显低于夏茶（12.8）和秋茶（10.4）。CK春茶、夏茶和秋茶酚氨比分别为10.2、15.1和12.4，各施肥处理酚氨比较CK均显著降低，降幅达10.8%～37.3%。与CF相比，CRF春茶、秋茶和夏茶酚氨比有一定程度降低，但差异未达显著水平。有机肥处理（OCF和OCRF）则显著降低酚氨比，OCF较CF处理，春茶、夏茶和秋茶酚氨比分别降低21.9%、15.3%和12.4%；OCRF较CRF处理，春茶、夏茶和秋茶酚氨比分别降低16.7%、23.9%和17.9%。

图1 减少化肥配施有机肥对茶叶品质的影响

2.2 不同施肥处理对茶叶产量和经济效益的影响

由表1看出，施肥显著提高鲜茶叶产量。各施肥处理茶叶较CK增产达68.4%～96.5%，净收益提高58.2%～89.4%。与CF相比，CRF增产较少，仅为2.92%，差异不显著。减施化肥50%配施有机肥处理，茶叶产量显著提高，OCF较CF处理增产12.9%；OCRF较CRF处理增产13.4%。

表1 不同施肥处理对茶叶产量和经济效益的影响

减少化肥配施有机肥处理（OCF和OCRF）的总收入较高，化肥处理（CF和CRF）次之，CK最低。肥料投入成本CRF最高，OCRF次之，CF和OCF较低。采茶成本依次为OCRF＞OCF＞CRF＞CF＞CK。与化肥处理相比，配施有机肥处理茶园经济效益显著提高，OCF较CF处理增效13.8%；OCRF处理较CRF处理增效17.9%。

3 讨论与结论

马立峰等［9］研究发现，在广西桂林黄壤土茶树上施用控释肥（高分子有机物包膜氮肥），与普通化肥（尿素）处理相比，“大白茶”产量差异未达显著水平，但每公顷降低劳动力成本0.48万元，增加纯收益0.92万元。刘腾飞［10］研究表明，在青岛棕壤土上施用茶树专用控释肥（N∶P2O5∶K2O比例25∶4∶11）后，与施用尿素、硫酸钾复合肥、碳酸氢铵处理相比，显著提高茶叶产量，增幅达3.1%～56.9%。作为生产劳动密集型产业，控释肥替代传统、常规化肥产品，可缓解茶园劳动力短缺问题，减少生态环境污染，降低劳动力成本投入，也是实现化肥零增长、减量增效的有效途径［11］。

本研究表明，在日照地区棕壤土茶园施肥具有显著的增产、增效、提质效应，与不施肥（对照）相比，施肥处理茶叶增产68.4%～96.5，净收益提高58.2%～89.4%，茶叶水浸出物含量提高2.93%～9.55%，游离氨基酸含量提高6.18%～49.80%，茶多酚含量平均降低3.36%～4.49%，酚氨比降低10.8%～37.3%。与普通化肥相比，一次性施用控释复合肥也能实现普通肥料分多次施的效果，满足茶叶的养分需求，茶叶产量提高2.91%，净收益提高1.52%，差异虽不显著，却显著降低了劳动强度和肥料施用劳动力成本。

王子腾等［7］研究表明，与100%化肥处理（尿素、过磷酸钙、氯化钾等）相比，减少化肥20%～50%配施有机肥后，茶园土壤有机质含量提高，土壤保水保肥能力增加，而且绿茶品质明显提高，茶叶中水浸物、氨基酸含量提高，酚氨比降低。同时有效磷、铵态氮、速效钾等速效养分提高，径流氮、磷显著降低。笔者之前研究结果表明，中茶108单独施用有机肥茶叶存在减产现象，但有机肥与普通化肥配施产量增加12.9%，经济效益提高26.5%，茶叶水浸出物、游离氨基酸含量提高，茶多酚、酚氨比降低［12］。王建华等［13］的研究结果表明，与单施化肥相比，猪粪有机肥替代部分化肥后，“迎霜”茶树鲜叶产量增加44.0%～62.1%，叶绿素含量增加8.4%～10.7%，水浸出物含量增加0.5%～4.5%、游离氨基酸总量增加5.8%～35.0%。

本研究表明，化肥减施50%配施有机肥后，茶叶产量和经济效益显著提高，茶叶品质显著改善。与CF相比，OCF茶叶产量提高12.9%，经济效益提高13.8%，春茶、夏茶和秋茶水浸出物含量分别提高4.66%、3.26%和4.91%，游离氨基酸含量提高24.1%、16.9%和12.2%，茶多酚含量降低3.06%、0.98%和1.73%，酚氨比降低21.9%、15.3%和12.4%。与CRF相比，OCRF茶叶产量提高13.4%，经济效益提高17.9%，春茶、夏茶和秋茶水浸出物含量分别提高5.28%、3.99%和5.37%，游离氨基酸含量分别提高16.8%、24.2%和17.6%，茶多酚含量分别降低2.70%、5.42%和3.47%，茶酚氨比分别降低16.7%、23.9%和17.9%。