顏明娟，林瓊，吳一群，張輝，蔡順香，陳子聰

福建省農(nóng)科院土壤肥料研究所，福建 福州 350013

氮是茶樹(shù)最重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一，對(duì)茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)具有明顯的影響，施氮肥是增加茶葉產(chǎn)量的重要措施，因此許多茶農(nóng)將提高氮肥施用量作為增產(chǎn)的主要手段，頻繁且大量施用氮肥是普遍現(xiàn)象。這種不合理施肥帶來(lái)肥料利用率低下、茶葉品質(zhì)下降、茶樹(shù)抵抗病蟲(chóng)害和不良環(huán)境的能力降低、土壤和地下水污染、土壤酸化加劇等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重影響茶葉可持續(xù)發(fā)展。目前茶樹(shù)的氮素營(yíng)養(yǎng)及茶園土壤環(huán)境已有大量較為深入的研究和報(bào)道(韓文炎等，2007；王新超等，2005；席運(yùn)官等，2010；鄭麗燕等，2009)，但施氮措施對(duì)鐵觀(guān)音茶園土壤環(huán)境影響的鮮有報(bào)道；鐵觀(guān)音是中國(guó)十大名茶之一，為烏龍茶中的佼佼者，以其獨(dú)特的圣妙香、觀(guān)音韻博得眾多海內(nèi)外茶人的厚愛(ài)。由于鐵觀(guān)音茶產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展也帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)及問(wèn)題。盲目地追求種植規(guī)模所帶來(lái)的原生態(tài)環(huán)境的破壞，連年耕作大量化肥的施用直接導(dǎo)致了土壤質(zhì)地的下降，并因此造成了茶青品質(zhì)的間接下降（李忠等，2011）。本文針對(duì)鐵觀(guān)音茶園的不合理施肥現(xiàn)象，在高施氮茶園設(shè)計(jì)了不同的施用氮肥試驗(yàn)，觀(guān)測(cè)土壤環(huán)境質(zhì)量的氮素指標(biāo)變化，分析茶園土壤環(huán)境質(zhì)量下降的原因，探求適合鐵觀(guān)音茶園環(huán)境的施氮模式，以提高氮肥利用率，減少茶園土壤環(huán)境惡化，促進(jìn)鐵觀(guān)音茶葉生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與供試材料

試驗(yàn)于2011年10月—2013年5月在福建安溪縣虎丘鎮(zhèn)茶葉良種繁殖試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行，試驗(yàn)場(chǎng)海拔230 m，屬中亞熱帶氣候，年平均氣溫16~18 ℃，日照時(shí)數(shù)1875 h，降雨量1700~1900 mm，相對(duì)濕度78%~80%；供試茶葉品種為：鐵觀(guān)音，樹(shù)齡7 a；茶園土壤基礎(chǔ)理化性狀：w(全氮)=1.39 g·kg-1，w(堿解氮)=186.1 mg·kg-1，w(全磷)=0.30 g·kg-1、w(速效磷)=10.8 mg·kg-1，w(全鉀)=16.84 g·kg-1，w(速效鉀)=59.2 mg·kg-1，w(有機(jī)質(zhì))=10.49 g·kg-1，pH 值3.91，顆粒組成：w(<0.01 mm)=55.6%、w(<0.001 mm)=29.3%；土壤為紅黃壤類(lèi)粉壤土。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理，每處理60 m2茶園，即為NO(CK，不施氮肥)、N1(茶農(nóng)習(xí)慣氮肥用量)、N2(習(xí)慣施肥減氮20%)、N3(減氮20%有機(jī)肥50%+化肥50%)、N4(減氮20%有機(jī)肥)、N5(習(xí)慣施肥減氮40%)、N6(減氮40%有機(jī)肥50%+化肥50%)；連續(xù)2 a，各處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列；茶農(nóng)習(xí)慣施肥量：按照當(dāng)?shù)夭柁r(nóng)3 a平均施N量為525 kg·hm-2；各處理磷鉀肥用量一致，P2O5、K2O分別為112.5、225 kg·hm-2。按春肥30%、夏肥20%、秋肥20%、基肥30%施入，肥料采用復(fù)合肥（15-15-15），氮肥用尿素，磷肥用過(guò)磷酸鈣，鉀肥用硫酸鉀，有機(jī)肥為餅肥（養(yǎng)分6.26-2.48-1.69）；磷肥拌基肥一次性施入，氮、鉀肥按比例作追肥，施肥時(shí)間為基肥2011年10月27日、春肥2012年2月16日、夏肥4月17日、秋肥6月28日；肥料都采用開(kāi)淺溝覆土施用。

1.3 測(cè)定方法：

土樣采集方法：試驗(yàn)地茶壟滴水線(xiàn)（施肥點(diǎn)）外10 cm處，除去表面枯枝落葉層，取0~30 cm土層。試驗(yàn)前和茶葉采摘后采集土壤樣品風(fēng)干后混合磨碎過(guò)篩測(cè)定土壤中的有機(jī)質(zhì)(重鉻酸鉀容量法)、全氮（開(kāi)氏法）、堿解氮(堿解擴(kuò)散法)、pH (玻璃電極法)等項(xiàng)目。第一次施肥后每個(gè)季度采集土壤樣品測(cè)定銨態(tài)氮（靛酚藍(lán)比色法）、硝態(tài)氮（紫外分光光度法）（魯如坤，1999）。

茶葉各品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定：茶多酚、氨基酸、咖啡堿、水浸提物的測(cè)定，將待測(cè)茶樣用沸水浸提后，分別用福林酚顯色比色法、茚三酮比色法、醋酸鉛沉淀比色法、重量法測(cè)定（陸松候，師兆鵬，2001）。

1.4 數(shù)據(jù)處理：

數(shù)據(jù)處理使用Excel和SPSS13統(tǒng)計(jì)分析軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)茶葉產(chǎn)量的影響

按照一芽三葉采摘標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)小區(qū)2年3季的茶葉采摘，鮮葉產(chǎn)量結(jié)果如表1。從表可看施氮有利于茶葉產(chǎn)量的提高，在一定施氮量水平下，單施無(wú)機(jī)肥處理茶葉產(chǎn)量隨著施氮量的增加而增大；等氮量情況下第一季春茶有機(jī)肥處理茶葉產(chǎn)量低于無(wú)機(jī)肥處理，可能是由于有機(jī)肥料當(dāng)季施入未完全分解，養(yǎng)分供應(yīng)較差造成的，說(shuō)明施用無(wú)機(jī)肥可以快速供給茶樹(shù)養(yǎng)分吸收；單施無(wú)機(jī)肥處理的產(chǎn)量為 N2＞N1＞N5，因此施氮量過(guò)多反而不利于經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的增加；從第二年春茶產(chǎn)量看以N3處理（即減20%氮配施有機(jī)肥）產(chǎn)量最高，等氮量處理的茶葉產(chǎn)量為N3＞N2＞N4，說(shuō)明有機(jī)無(wú)機(jī)肥料結(jié)合增產(chǎn)效果明顯，但是相對(duì)于等氮量處理單獨(dú)施用有機(jī)肥增產(chǎn)效果沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)，這與黃濤等（2009）的報(bào)道一致；春茶的產(chǎn)量單施有機(jī)肥處理比上一年增產(chǎn)12.65%，有機(jī)無(wú)機(jī)配施比上一年平均增產(chǎn)13.30%，比同季單施無(wú)機(jī)肥處理產(chǎn)量提高6.8%，而單施無(wú)機(jī)肥與上一年相比基本沒(méi)有增產(chǎn)，說(shuō)明有機(jī)肥的緩釋效應(yīng)在下個(gè)生長(zhǎng)季顯現(xiàn)出來(lái)。由此可見(jiàn)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的習(xí)慣施肥是不科學(xué)的，在減氮 20%的基礎(chǔ)上進(jìn)行有機(jī)無(wú)機(jī)配施可明顯提高茶葉產(chǎn)量。

表1 不同施肥處理對(duì)茶葉產(chǎn)量的影響Table 1 Effects of different fertilizer treatments in tea yields

2.2 不同施肥處理對(duì)茶葉品質(zhì)的影響

通過(guò)對(duì)不同試驗(yàn)處理兩季茶葉干樣品質(zhì)的分析，結(jié)果如表 2，從表中可見(jiàn)，春季茶葉的水浸出物和氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于秋季；N3處理相對(duì)與其他處理茶葉中茶多酚、氨基酸、咖啡堿和水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)都較高。茶葉中的茶多酚N3處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，兩季平均比不施氮N0高16.1%，比N1高14.1%；無(wú)機(jī)氮N1、N2、N6處理隨著氮肥用量的增加茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降極明顯，但總的來(lái)說(shuō)施用氮肥比不施氮肥茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加極顯著；對(duì)茶葉中的咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)說(shuō)，施用氮肥比不施氮肥質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加極顯著，但是隨著氮肥用量的增加其質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化不顯著；氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)則是N3處理比不施氮N0高50.2%，比N1高15.0%，施氮量較低時(shí)氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)也會(huì)相應(yīng)下降，茶樹(shù)碳氮代謝的次生產(chǎn)物常常存在相互消長(zhǎng)的關(guān)系，可能是在施氮量較低時(shí)促進(jìn)了茶葉生長(zhǎng)或在茶樹(shù)內(nèi)先合成了其他物質(zhì)，而導(dǎo)致氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的下降。水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)則以N4處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，N3處理比不施氮N0高7.5%，比N1高4.7%。有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是獲得高品質(zhì)茶葉的必需調(diào)劑[8]；試驗(yàn)結(jié)果表明，施用有機(jī)肥可明顯提高茶葉品質(zhì)。日本的施肥試驗(yàn)表明，增施有機(jī)肥料能改善茶葉的湯色香氣、滋潤(rùn)和增加水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，國(guó)內(nèi)的研究（鞏雪峰等，2008）也證實(shí)了使用有機(jī)肥能夠明顯提高茶鮮葉內(nèi)含物，改善茶葉品質(zhì)。

表2 不同施肥處理對(duì)茶葉品質(zhì)的影響Table 2 Effects in different fertilizer treatments of tea quality %

表3 不同施肥處理對(duì)茶園土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的影響Table 3 Effects in different fertilizer treatments of -N and in tea soils mg·kg-1

表3 不同施肥處理對(duì)茶園土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的影響Table 3 Effects in different fertilizer treatments of -N and in tea soils mg·kg-1

表內(nèi)同一列中字母相同表示處理間無(wú)顯著差異，字母不同表示有顯著性差異（p＜0.05）

處理 12月 3月 6月 9月w(NH4+-N) w(NO3--N) w(NH4+-N) w(NO3--N) w(NH4+-N) w(NO3--N) w(NH4+-N) w(NO3--N)N0 76.8±3.4a 6.7±0.9a 67.9±4.1a 7.5±1.0a 48.8±5.7a 10.7±0.8a 56.7±2.7a 12.1±0.6a N1 159.4±17.2g 21.0±1.2g 146.1±10.3g 23.6±1.7g 125.7±11.6g 33. 3±0.7g 111.0±7.3g 36.3±0.9g N2 137.5±12.3f 17.4±1.6f 126.7±11.2e 21.9±1.4f 109.8±11.7e 26.7±1.3f 79.6±5.1f 33.6±1.4e N3 115.9±12.1e 16.5±2.1e 132.9±10.5f 17.8±1.1e 114.2±9.5f 21.2±1.0d 81.3±6.1d 24.4±1.1f N4 87.6±9.7b 8.2±0.9b 91.5±8.3b 9.0±1.3b 76.3±6.3b 13.4±0.9b 71.1±4.9b 14.3±2.1b N5 103.8±9.1d 14.6±1.3d 106.3±6.7d 15.4±0.9d 91.4±4.1d 22.4±1.2e 76.4±6.5e 26.3±1.7d N6 94.2±8.6c 13.2±1.1c 97.1±7.1c 12.8±1.4c 85.0±3.7c 17.5±1.1c 73.3±5.8c 19.9±2.0c

2.3 不同施肥處理對(duì)茶園土壤氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

在試驗(yàn)期間通過(guò)每季度對(duì)茶園土壤取樣檢測(cè)無(wú)機(jī)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表3，從表可見(jiàn)單施無(wú)機(jī)肥處理茶園土壤量分?jǐn)?shù)隨著施肥量的增加而增加，從而導(dǎo)致的淋溶損失的幾率增加。在同樣的施氮量的情況下，每季茶園土壤質(zhì)量分?jǐn)?shù)為有機(jī)肥﹤有機(jī)無(wú)機(jī)配施﹤無(wú)機(jī)肥，說(shuō)明有機(jī)肥的養(yǎng)分是緩釋的。土壤硝化作用的強(qiáng)弱主要取決于氣溫（楊金玲等，2003），從表3可見(jiàn)，不同施肥處理隨著春天氣溫的回升，硝化作用顯著增強(qiáng)，土壤濃度處于較高的水平，而茶樹(shù)是喜 NH4-N厭作物，當(dāng)土壤中同時(shí)存在時(shí)，總是優(yōu)先吸收+同時(shí)春夏雨水較多，因此茶園-的淋溶損失是不可忽視的。付偉章（2005）、楊麗霞（2007）等研究表明氮素流失以為主，施肥易使土壤氮素流失量增加的，從表3可見(jiàn)不同施肥處理茶園土壤處理最高，同樣施肥量 N4處理茶園土壤質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均僅為 N2的 45.23%。因此鐵觀(guān)音茶園應(yīng)增施有機(jī)肥，適當(dāng)控制速效氮肥的施用量可減少茶園氮素流失而提高利用率，也相應(yīng)的減少了環(huán)境的污染。

根據(jù)不同季節(jié)土壤堿解氮的測(cè)定，從圖1可見(jiàn)，各施肥處理土壤堿解氮變化趨勢(shì)基本一致，土壤中的堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體呈緩慢的上升態(tài)勢(shì)，施用無(wú)機(jī)肥處理開(kāi)始?jí)A解氮都有較快的提升，6月份土壤在春茶采摘后施肥前取的，土壤養(yǎng)分被茶葉帶出尚未補(bǔ)充，所以土壤堿解氮都有所下降，但試驗(yàn)茶園土壤基礎(chǔ)堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，各施肥處理對(duì)堿解氮?jiǎng)討B(tài)變化的影響并不大。

圖1 不同處理茶園土壤堿解氮變化Fig.1 Dynamics of alkali-hydrolyzable N in different fertilizer treatments in tea soil

在不施用任何肥料情況下，土壤中氮素循環(huán)主要分為作物吸收、礦化作用和揮發(fā)，其中作物吸收起主要作用（李菊梅等，2003）。試驗(yàn)前各處理土壤全氮與一年后土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化見(jiàn)圖 2，從圖中可見(jiàn)，不施肥處理由于茶葉采摘帶出土壤全氮降低9.6%，單施無(wú)機(jī)肥的處理土壤全氮略有下降，而施用有機(jī)肥處理土壤全氮都稍有提升，這與有機(jī)肥施用帶入的有機(jī)氮有關(guān)，各施肥處理對(duì)茶園土壤全氮變化影響不明顯。

圖2 不同施肥處理茶園土壤全氮變化Fig.2 Dynamics of total N in different fertilizer treatments in tea soil

2.4 不同施肥處理對(duì)茶園土壤有機(jī)質(zhì)及酸堿度的影響

施肥后一年四季對(duì)茶園土壤酸堿度的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4，從表可見(jiàn)，同一處理土壤出現(xiàn)季節(jié)性的變化，夏秋季土壤pH會(huì)有所降低，各處理表現(xiàn)相類(lèi)似的趨勢(shì)，這可能與茶樹(shù)這個(gè)季節(jié)大量吸收NH4+-N有關(guān)，當(dāng)茶樹(shù)吸收陽(yáng)離子超過(guò)陰離子時(shí)，為維持體內(nèi)電荷平衡，根系向外分泌質(zhì)子(H+)，吸氮后H+殘留于土壤造成土壤酸化（Ruan等，2000）。從表中可見(jiàn)各處理中單施無(wú)機(jī)肥處理的土壤pH隨著施氮量的增加，土壤pH顯著下降，這與前人研究結(jié)果一致，氮肥的使用顯著降低土壤的pH值起著明顯酸化茶園土壤的作用（姜軍等，2007；阮建云等，2003）。有機(jī)無(wú)機(jī)配施處理減少了土壤酸化程度，單施有機(jī)肥處理一年后土壤pH增加0.13。由此可見(jiàn)，有機(jī)肥有很好的抑制土壤酸化的能力，而無(wú)機(jī)肥的施用則加劇土壤酸化。

圖3為試驗(yàn)前后各處理土壤有機(jī)質(zhì)的變化，茶園施肥前后土壤有機(jī)質(zhì)變化與土壤全氮變化趨勢(shì)相似，一年后施用有機(jī)肥處理的茶園土壤有機(jī)質(zhì)增加6.9%，有機(jī)無(wú)機(jī)配施處理有機(jī)質(zhì)略有增加，而單施無(wú)機(jī)氮處理的土壤有機(jī)質(zhì)都有明顯下降。

圖3 不同處理茶園土壤有機(jī)質(zhì)的變化Fig.3 Dynamics of organic matter in different fertilizer treatments in tea soil

3 結(jié)論

施用有機(jī)肥可明顯提高茶葉品質(zhì)，對(duì)比茶農(nóng)習(xí)慣施肥(N1)與減氮20%有機(jī)無(wú)機(jī)配施處理(N3)，茶農(nóng)習(xí)慣施肥生產(chǎn)成本高，土壤質(zhì)量下降，而且茶葉品質(zhì)不高。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)在目前農(nóng)戶(hù)平時(shí)施肥量的基礎(chǔ)上至少減少20%氮較為合理。

有機(jī)無(wú)機(jī)肥料( N3 )配合施用，對(duì)于土壤質(zhì)量有明顯的改善，雖然有機(jī)肥料的緩釋效應(yīng)，在相同施氮量的情況下，茶葉產(chǎn)量當(dāng)年無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)，但是可以預(yù)見(jiàn)，在堅(jiān)持有機(jī)無(wú)機(jī)配合施用兩三年后應(yīng)該能夠取得較好的經(jīng)濟(jì)效益及生態(tài)效益。

單施無(wú)機(jī)氮肥引起土壤質(zhì)量下降，加劇土壤酸化，有機(jī)質(zhì)明顯下降，施用量越大，土壤酸化越嚴(yán)重；從反映土壤質(zhì)量等指標(biāo)來(lái)看，單施有機(jī)肥對(duì)于改善土壤質(zhì)量環(huán)境卻是非常明顯的，但對(duì)茶樹(shù)養(yǎng)分供應(yīng)不及時(shí)，造成產(chǎn)量較低；減氮的同時(shí)配合有機(jī)肥的施用，可改善茶葉品質(zhì)，提高產(chǎn)量，同時(shí)對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量改善有明顯效果。

表4 不同施肥處理對(duì)茶園土壤pH的影響Table 4 Effects of different fertilizer treatments in tea soil pH

Ruan J, Zhang F, Wong M H. Efect of nitrogen form and phosphorus source on growth nutrient up take and rhizosphere property of Camellia sinensis L[J]. Plant Soil, 2000, 223: 65-73.

付偉章, 史衍璽. 施用不同氮肥對(duì)坡耕地徑流中N輸出的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2005. 25(12): 1676-1681.

鞏雪峰, 余有本, 肖斌, 等. 不同栽培模式對(duì)茶園生態(tài)環(huán)境及茶葉品質(zhì)的影響[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2008, 28(12): 2485-2491.

韓文炎, 馬立鋒, 石元值, 等. 茶樹(shù)控釋氮肥的施用效果與合理施用技術(shù)研究[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2007, 13(6): 1148-1155.

黃濤, 榮湘民, 劉強(qiáng). 有機(jī)肥對(duì)土壤培肥和作物生長(zhǎng)影響的研究進(jìn)展[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009 (3): 43-46.

姜軍, 徐仁扣, 李九玉. 兩種植物物料改良酸化茶園土壤的初步研究[J].土壤, 2007, 39(2): 322-324.

李菊梅, 王朝輝, 李生秀. 有機(jī)質(zhì)、全氮和可礦化氮在反映土壤供氮能力方面的意義[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2003, 40(2): 232-238.

李忠, 陳軍, 林登貴, 等. 淺析影響鐵觀(guān)音品質(zhì)的幾個(gè)因素[J]. 茶葉科學(xué)技術(shù), 2011(3): 28-31.

魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社, 1999.

陸松候, 師兆鵬. 茶葉審評(píng)與檢驗(yàn)(第三版) [M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2001.

阮建云,馬立鋒,石元值. 茶樹(shù)根際土壤性質(zhì)及氮肥的影響[J]. 茶葉科學(xué),2003, 23(2): 167-170.

王新超, 楊亞軍, 陳亮, 等. 不同品種茶樹(shù)氮素效率差異研究[J]. 茶葉科學(xué), 2004, 24(2): 93-98.

王新超, 楊亞軍, 陳亮, 等. 茶樹(shù)氮素利用效率相關(guān)生理生化指標(biāo)初探[J]. 作物學(xué)報(bào), 2005, 3l(7): 926-931.

席運(yùn)官, 陳瑞冰, 李國(guó)平, 等. 太湖流域坡地茶園徑流流失規(guī)律[J]. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào), 2010, 26(4): 381-385.

楊金玲, 張甘霖, 張華, 等. 丘陵地區(qū)流域土地利用對(duì)氮素徑流輸出的影響[J]. 環(huán)境科學(xué), 2003, 24(1): 16-23.

楊麗霞, 楊桂山, 苑韶峰, 等. 影響土壤氮素徑流流失的因素探析[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2007, 15(6): 190-194.

鄭麗燕, 侯玲利, 陳炎輝, 等. 福建鐵觀(guān)音茶園土壤氮素狀況研究[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2009, 17(2): 225-229.