化肥减施下的安吉茶园施肥变化及施肥策略

马立锋, 霍克坤, 申瑞寒,3, 吴松, 薛俊鹏, 杨向德, 岳艳军

(1.中国农业科学院茶叶研究所 农业农村部茶树生物学与资源利用重点实验室,浙江 杭州 310008;
2.江西心连心化学工业有限公司,江西 九江 327112;

3.中国农业科学院研究生院, 北京 100081)

浙江省安吉县是白叶1号茶树品种的发源地,由于其新梢叶色会随着外界环境条件的变化呈现绿色-白色-复绿现象,因此,其兼具观赏、营养、高价值于一体。目前安吉县白茶种植面积已达13 373 hm2,产值超过31亿元,茶农人均增收8 600余元,为当地百姓开辟了致富的道路,在全国的种植面积也越来越大,目前全国种植面积约为27万hm2,成为各地助力脱贫致富的一个重要途径。

白叶1号茶树品种研究最多的集中于它的叶色白化机制,已经明确其为温度敏感型品种[1-5],但茶园管理技术研究非常少,尤其是施肥技术,由于茶农对白叶1号的施肥状况了解较少,在施肥上产生了很大的误区,较少施氮肥、偏施磷钾肥现象比比皆是,导致茶树生长过弱,开花结果多,茶叶产量不高,品质下降。白叶1号茶叶归属于绿茶类,但它的施肥与正常绿茶品种有相同之处,也有所差异,2016年启动茶园化肥减施增效技术模式集成与示范项目,为此本研究分别调查了安吉茶场(茶农)2015年和2020年施肥情况,调查结果对了解茶园化肥减施增效技术模式实施前后茶农施肥观念转变、示范带动效果具有积极意义,为改进提出安吉茶园施肥技术及推广模式提供科学依据。

1.1 调查范围

以安吉县溪龙乡、梅溪镇、递铺镇、天子湖镇、三官乡的茶场(茶农)作为调查对象。

1.2 调查方法

1.2.1 施肥调查方法

调查采取入户调查,样本选择具有一定规模的茶场(或茶农)。调查内容包括采摘茶园面积、施肥情况(包括施肥时间、施肥方式、肥料性质、肥料用量等)。

1.2.2 土壤取样方法

规则茶园采用棋盘式采样,不规则茶园采用“S”型采样,采样前除去表面枯枝落叶,每个样3~5个点混合为一个样,样品分成2份,其中1份于-20 ℃冰箱中存放,用于分析无机氮,另外一份于室内风干,粉碎后用于分析有效态磷、钾、镁含量。

1.3 分析方法

1.3.1 土壤pH测定方法

水∶土为 2∶1(水为煮沸后冷却的蒸馏水),剧烈搅动1 min,放置0.5 h后,以复合电极测定上清液。

1.3.2 土壤有机质测定方法

土壤样品过100目筛后,采用土壤养分状况系统研究法(ASI)分析测定[6]。

1.3.3 土壤有效态含量测定方法

土壤样品过40目筛后,采用ASI法测定[7]。

1.4 指标评判方法

土壤速效养分分级评判方法参照文献[8]进行,具体评判指标见表1。

表1 土壤养分评判指标

2.1 茶园肥料用量情况

2.1.1 氮肥用量

2020年氮肥用量(按N计)平均为227.2 kg·hm-2,属于弱变异,其中有机氮占总氮肥用量的43.0%(表2)。与2015年相比,平均氮肥用量基本持平(表3),可见安吉茶园氮肥总体用量不高,且个体差异较小,但有机肥比例较高。

表2 安吉茶园肥料养分投入情况(2020年)

表3 安吉茶园肥料养分投入情况(2015年)

从氮肥用量的分布来看(表4),2020年氮肥用量低于200 kg·hm-2的茶园占调查样本的42.5%,介于200~300 kg·hm-2的茶园占调查样本的45.0%,高于300 kg·hm-2的占12.5%。与2015年相比,介于200~300 kg·hm-2的茶园比例增加了6.5百分点,高于300 kg·hm-2的比例下降了10.6百分点,说明茶农对氮肥使用更为合理。

表4 氮肥用量分布情况

2020年有机氮占总氮肥用量的比例低于20%的茶园占调查样本的12.5%,介于20%~40%的茶园为30.0%,占比高于40%的茶园为57.5%。与2015年相比,有机氮占比小于20%的茶园在下降,介于20%~40%的茶园明显增加(30%),占比大于40%的茶园明显下降(表5),可见茶农对有机肥的使用更为理性。

表5 有机氮占比情况

综上所述,虽然氮肥用量上无明显改变,但在合理范围内的用量比例在明显增加,特别是高氮用量的比例明显下降,对氮肥持偏见的传统观念有明显改变。

2.1.2 磷肥用量

2020年磷肥用量(按P2O5计)平均为144.5 kg·hm-2,属于弱变异(表1)。与2015年相比,磷肥用量虽有所下降,但仍较高(表3)。

从磷肥用量分布来看(表6),2020年磷肥用量低于60 kg·hm-2的茶园占调查样本的5.0%,介于60~120 kg·hm-2的比例为32.5%,高于120 kg·hm-2的比例为62.5%。与2015年相比,磷肥用量低于60 kg·hm-2的茶园下降了2.7百分点,介于60~120 kg·hm-2的茶园增加了9.5百分点,高于120 kg·hm-2的茶园下降了6.8百分点,说明茶农已经意识到磷肥使用的不合理性。

表6 磷肥用量分布情况

2.1.3 钾肥用量

2020年钾肥用量(按K2O计)平均为155.3 kg·hm-2,属于弱变异(表2)。与2015年相比,钾肥用量有所增加,属于偏多状态(表3)。

从钾肥用量分布来看(表7),2020年钾肥用量低于60 kg·hm-2的茶园占调查样品的2.5%,介于60~150 kg·hm-2的为52.5%,高于150 kg·hm-2的为45.0%。与2015年相比,钾肥用量低于60 kg·hm-2的茶园下降了5.2百分点,介于60~150 kg·hm-2的茶园则增加了6.4百分点,高于150 kg·hm-2的茶园下降了1.2百分点,说明茶农更加注重合理施用钾肥。

表7 钾肥用量分布情况

2.1.4 氮、磷、钾投入比例

2020年茶园投入N∶P2O5∶K2O比例为1∶0.63∶0.68,2015年为1∶0.67∶0.60,可见,磷的比例在下降,钾的比例在增加,N、P2O5、K2O养分比例有所改善。

2.2 茶园施肥次数、时期、施肥方式情况

2.2.1 施肥次数

2020年茶农全年施肥只施一次的比例占调查样本的30.0%,施2次的比例为55.0%,施3次的为15.0%(表8)。与2015年相比,茶农每年只施一次的比例下降了16.2百分点,每年施2次的比例上升了8.8百分点,每年施3次的上升了7.4百分点(表8),说明茶农接受了少量多次的施肥方式。

表8 茶园施肥时期、次数

2.2.2 施肥时期

从表8可知,2020年茶农施基肥的时期主要集中在9月中旬—10月中旬,相比2015年的8月—10月,更为合理。

2020年施春茶追肥的比例显著增加,而2015年很少有茶农施春茶追肥,主要害怕此时施肥引起新梢叶绿素含量增加而使叶色变绿,施肥观念明显转变。

2.2.3 施肥方式

2020年茶农施基肥能做到开沟施肥,开沟深度在5~20 cm,施追肥时在相对平坦的茶园主要借助机械进行施肥。与2015年主要以撒施的方式相比,施肥方式有了很大的改变。

2.3 茶园土壤养分情况

2.3.1 土壤pH

土壤平均pH为4.65,属于弱变异,其中低限比例为22.22%,处于4.0~6.0的比例为62.22%(表9),说明茶园土壤pH总体良好,局部有酸化趋势。

表9 区域叶色白化茶园土壤肥力情况(2020年)

2.3.2 有机质含量

土壤有机质平均含量为1.73%,属于中弱变异,其中低限比例为24.44%,高限比例为42.22%(表9),说明茶园土壤有机质相对丰富,部分茶园含量低。

2.3.3 无机氮含量

土壤无机氮平均含量为92.79 mg·kg-1,属于中等强度变异,其中低限比例为4.44%,高限比例为60.00%(表9),说明茶园土壤中无机氮丰富。

2.3.4 有效磷含量

土壤有效磷平均含量为138.98 mg·kg-1,属于强变异,其中低限比例为2.20%,高限比例为66.67%(表9),说明茶园土壤有效磷富集。

2.3.5 有效钾含量

土壤有效钾平均含量为153.25 mg·kg-1,属于弱变异,其中低限比例为8.89%,高限比例为88.89%(表9),说明茶园土壤有效钾丰富。

2.3.6 有效镁含量

茶园土壤有效镁平均含量为101.09 mg·kg-1,属于强变异,其中低限比例为71.11%,高限比例为6.67%(表9),说明茶园有效镁缺乏。

2.4 茶园施肥策略

2.4.1 增氮、减磷、保钾、补镁

根据调查区域茶园施肥现状,结合土壤养分状况,提出适当增加氮肥用量,减少磷肥用量,保证钾,补充镁肥用量的施肥策略。全年氮肥用量(纯N计)200~250 kg·hm-2,磷肥用量(P2O5计)40~50 kg·hm-2,钾肥用量(K2O计)80~100 kg·hm-2,镁肥用量(MgO计)20~25 kg·hm-2,其中有机肥养分计入总养分中,比例占总养分(总N计)的20%~40%。

2.4.2 重施基肥,基肥与追肥相结合

根据调查区域茶叶只采春茶的采摘模式,全年采用1基2追的施肥方式进行,有机肥和茶树专用肥在基肥一次性施入,尿素氮作为追肥。氮肥的40%~60%用于基肥,剩余的用于追肥。

基肥的施用时期为9月底到10上中旬,开沟15~20 cm深施,施肥后覆盖,或结合机械深施;
春茶追肥施用时期为1月底2月初,开沟5~10 cm浅施,施肥后覆盖,或结合机械翻耕;
夏茶追肥施用时期为5月上中旬,开沟5~10 cm浅施,施肥后覆盖,或结合机械翻耕。

2.4.3 施肥技术模式

基肥(9月底—10月上中旬),每667 m2施菜籽饼100~150 kg(或畜禽粪有机肥150~200 kg)+20~30 kg茶树专用肥(N-P2O5-K2O为18-8-12或相近配方),开沟15~20 cm深施,施肥后覆盖,或结合机械深施,茶树休眠后,无冻害地区在11月上中旬进行轻修剪(剪去树冠顶部3~5 cm)。

催芽肥(春茶前40~50 d),每667 m2施尿素5~6 kg,开沟5~10 cm浅施,施肥后覆盖,或结合机械翻耕。

春茶结束(5月上中旬),每667 m2施尿素5~6 kg,开沟5~10 cm浅施,施肥后覆盖,或结合机械翻耕,春茶结束(5月上中旬)进行重修剪(离地40~50 cm处修剪)。

如果茶园土壤缺镁,基肥时每667 m2增施镁肥(MgO)1.0~1.5 kg。如果茶园土壤pH<4.0,在施基肥时每667 m2施土壤酸化改良剂50~10 kg,直到土壤pH 4.5以上,停止施用。如果茶园杂草多,可以每667 m2播种鼠茅草籽1~2 kg,详见参考文献[9]。

施肥对茶叶产量、品质有明显的促进作用,但由于区域茶园茶树品种是白叶1号,春季芽叶颜色具有从绿到白、再复绿的过程。低温的早春,白叶1号从萌动开始到1芽1叶初展,芽头呈绿色,初展叶呈浅绿色,之后随着气温的升高,叶子逐渐由浅绿色变为乳白色,继续变为全白,但主脉仍呈浅绿色。暮春气温继续上升,叶片逐渐以叶脉为中心从全白开始转绿,最后变为全绿。进入夏季后,全年不再观察到白化现象。相关研究表明,白叶1号新梢叶色白化主要受温度调控,春季白叶1号白化启动一般在17~19 ℃,超过23 ℃开始转绿。如果白叶1号茶树直接处于25 ℃环境中,新生长的叶片不会白化,而是一直呈现绿色[4]。但茶农由于缺少相关知识,害怕春茶新梢叶色变绿而失去原有的白色,从而不敢施氮肥,偏施磷钾肥,这可从施肥调查结果可知。随着茶园化肥减施增效技术模式的实施,安吉茶农的施肥观念产生了很大的改变,NPK合理用量区间内的比例明显增加,高施肥区的比例明显下降。同时,施肥方式、施肥次数等也得到了认同,项目实施效果明显。

从土壤无机氮含量的分析结果来看,土壤无机氮含量缺乏的比例非常低(低于20.0 mg·kg-1的比例只有3.75%),而丰富的比例较高(高于50.0 mg·kg-1的比例为56.25%),虽然氮肥用量不多,但土壤有效氮依然丰富,这主要与区域白化茶的生产方式有关,春季茶叶采摘结束后,通常采用重修剪的方式让茶树重新复壮,达到增产提质的目的,如果平均按5 t·hm-2的修剪物(干重)计算,将有100 kg·hm-2纯氮回归茶园,而且释放缓慢,由于采摘带走的新梢N也就30 kg·hm-2,导致氮肥投入不多,土壤有效氮依然丰富的局面。

施氮会造成土壤Al3+释放、硝酸根和陪伴盐基离子淋洗,这是导致茶园土壤酸化的主要机制[10],同时由于修剪物的还园,大量的Al3+重新被释放到土壤中,加速了土壤的酸化,但2020年调查结果表明,安吉茶园土壤酸化率并不高,而与之对应的汤丹等[11]的结果,安吉茶园土壤pH<4.0的比例达到了54.89%,可见那时安吉茶园土壤酸化已经相当严重,而我们2015年调查结果氮肥用量也并不高(平均为225.7 kg·hm-2),因此,造成目前区域茶园土壤酸化不严重的主要原因是与土壤调理剂的使用有关,由于茶园化肥减施增效技术模式的实施,通过田间示范、培训等向茶农传授相关知识,茶农对土壤改良非常重视,土壤酸化改良剂的使用,使得土壤pH保持在较高水平。大量研究表明,茶园土壤调理剂的使用在提高土壤pH的同时,对茶叶增产提质有明显的促进作用[12],如生物炭的使用,可提高表层土壤pH 0.19~1.72个单位[13],白云石粉的使用可以提高0.94个单位[14]。

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