楊 智，趙 能，高林瑞，李科先，康燕山，賈 鰻

（云南大益微生物技術(shù)有限公司/云南省普洱茶發(fā)酵工程研究中心，云南 昆明 650217）

茶樹修剪是茶園管理中一項重要的措施，根據(jù)茶樹的生長特點，定期對其進行合理修剪，是實現(xiàn)茶園優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)不可或缺的一項技術(shù)[1]。據(jù)統(tǒng)計每年中國茶園因臺刈、重修等茶樹修剪所產(chǎn)生的修剪物可達千萬噸[2]，是一項較大的生物資源，加之茶樹修剪物內(nèi)含物與茶葉相似，富含多種有機質(zhì)及特殊的內(nèi)含物，對其加以利用將能帶來巨大附加價值。近年來，茶樹修剪物再利用的方法已有一些報道，包括種植食用菌，制作飼料添加劑，生產(chǎn)茶片、茶末等[3]，但這些措施都還處于探索階段，且工序復(fù)雜，投入與經(jīng)濟產(chǎn)出不匹配，仍需進一步完善。目前大部分的茶樹修剪物處理方法仍然以直接還田為主。但直接還田處理不利于茶園病蟲害的防治，且可能加重土壤的酸化[4-5]，使得土壤肥力降低。此外，茶樹修剪物中大量的木質(zhì)素和纖維素，還會使其直接還田后自然降解效率降低，不利于土壤利用，而通過微生物腐熟處理，可縮短茶樹修剪物木質(zhì)素和纖維素降解過程，將不穩(wěn)定物質(zhì)較為快速地轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定物質(zhì)[6]，便于土壤吸收利用。

木質(zhì)素在木本植物中含量僅次于纖維素，木質(zhì)素會緊密結(jié)合在纖維素外側(cè)妨礙纖維素分解，所以找到分解木質(zhì)素的真菌將可大大加快茶樹修剪物的分解效率。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)白腐菌、青霉菌、木霉菌等都有良好的木質(zhì)纖維素降解能力[7]，本研究擬通過分離茶園土壤中存在的具有木質(zhì)素降解力的真菌作為復(fù)合菌劑中的主要成員，以具有保水作用的茶渣與修剪物混合物作為基底物進行腐熟處理，通過淋浴觀測其對茶園土壤的改良作用為評價標準評估復(fù)合菌劑成效，最終獲得較為高效的腐熟菌方。本研究可為茶樹修剪物的還田及茶園土壤改良提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試菌種：4 株真菌由實驗室分離保藏；茶葉專用菌劑（茶樹土壤改良菌）和堆肥發(fā)酵菌劑（堆肥發(fā)酵劑）購于微元生物科技有限公司。

供試材料：發(fā)酵材料為茶園中獲得的茶樹修剪葉及枯枝落葉；土壤為勐海茶園中的黃壤土，土壤主要指標見表1。

表1 供試土樣基本理化性質(zhì)

1.2 試驗方法

1.2.1 茶園土中可降解木質(zhì)素的真菌分離及降解效果

通過苯胺藍及愈創(chuàng)木酚平板篩選，從茶園土樣中分離出4 株有降解木質(zhì)素能力的真菌，分別編號為YF2、PF5、PF9、PF13。取一定量的樹葉樣品放入105℃的烘箱中烘干至恒重，每個平板中裝入干物3 g，分別加入水，使其含水量達50%，每個樣品進行3 次重復(fù)；所有樣品經(jīng)過121 ℃高壓滅菌后，在無菌條件下分別接入菌種YF2、PF5、PF9、PF13 10 g（濕重）以及濕重質(zhì)量比1 ∶1 ∶1 ∶1 的4 株菌混合菌劑10 g（H）；接種完畢后置于28 ℃培養(yǎng)箱中靜置20 d、40 d，觀察樹葉腐敗情況，并以不接菌為對照，檢測樹葉失重情況，據(jù)失重情況粗略判斷菌株的降解效率。而后將各個樣品放于400 目篩上用無菌水清洗數(shù)次直至去除可見菌絲及培養(yǎng)基為止，之后擠干水分，再于105 ℃的烘箱中烘干至恒重。按下式計算其失重率，失重率高的，其降解效率高：

失重率（%）=（接種前樹葉恒重-接種后樹葉恒重）/接種前樹葉恒重×100。

1.2.2 菌劑制備

將實驗室分離得到的真菌以及購買菌劑按照一定配比制成菌劑（表2），配制完成后待后續(xù)腐熟修剪物試驗備用。

表2 菌劑配制及施用方法

1.2.3 菌劑腐熟茶樹修剪葉試驗

從茶園收集的修剪葉保水性能較差，幾乎不能吸收水分，接種菌劑后不易生長。為了增加修剪物的保水效果，在此將茶樹修剪物與有良好保水性的茶渣（茶葉深加工過程中產(chǎn)生的另一種茶葉廢棄物）混勻，更易于腐熟進行。具體方法是將茶樹修剪物與茶渣按質(zhì)量比1 ∶1 充分混勻，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劑，于小桶中發(fā)酵，每隔10 d 測量1 次pH 值，并觀察腐化情況，發(fā)酵50 d 結(jié)束后，收集腐熟物。最終根據(jù)結(jié)果選用一個腐熟物進行淋浴試驗。

1.2.4 淋浴試驗驗證腐熟產(chǎn)物對土樣的改良效果

制作高15 cm，內(nèi)徑4 cm 的柱體裝置，底端開有細口，放置于液體收集裝置上收集淋出液。柱體內(nèi)均勻填充供試茶園土至10 cm 處，在頂層鋪入厚3 cm腐熟物。填充完成后，第1 次用清水400 mL 淋浴，保證整個裝置濕潤，后每隔3 d 用清水200 mL 淋浴1次，12 d 后干燥土樣，測定不同土層及淋浴物和底部浸出濾液的pH 值，重復(fù)2 次，并混合不同土層的土樣測定相應(yīng)有機質(zhì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同真菌對茶樹修剪物的腐化影響

如圖1 所示，20 d、40 d 時，與對照相比，施用不同真菌后的修剪物都出現(xiàn)了不同程度的黑化和腐敗，相同培養(yǎng)時間的腐化程度差別不明顯。培養(yǎng)40 d 的黑化比20 d 的明顯，在清洗時也更軟，易碎，僅葉脈還較為硬。

圖1 施用不同真菌20 d、40 d 修剪物腐化程度

2.2 不同真菌對修剪物失重率的影響

由圖2 可以看出，與空白對照（CK）相比，施用真菌后修剪物的失重率有顯著的差異（P＜0.05），各菌株對樹葉均有降解作用。菌株P(guān)F9 在20 d 與40 d 失重率分別為24.33%、25.67%，PF13 在20 d、40 d 失重率分別為24.33%、27.00%，差距較小，但這2 株菌20 d的失重率均高于剩余2 株菌的，說明PF9 與PF13 在20 d 內(nèi)失重率較快，降解木質(zhì)素能力在20 d 內(nèi)較強，20 d 后相較其他2 株菌降解效率減緩。菌株YF2、PF5 從20 d 到40 d 失重率都明顯上升，分別從21.33%上升到30.00%、23.00%上升到28.00%，這2株菌40 d 的降解效率都遠高于PF9 與PF13，說明YF2、PF5 降解作用持續(xù)時間長，須在長時間內(nèi)才能達到較大的失重率?；旌暇辏℉）與其它單株菌株相比，降解效率并沒有顯著增大，但混合菌株降解效率相對更平穩(wěn)。

圖2 不同真菌對修剪葉失重率的影響

2.3 不同菌劑對修剪物腐熟后pH 值及表觀影響

由圖3 可見，50 d 后各處理修剪物都呈弱堿性，pH 值在7.5～8，除T7、T8、T9 外，其余菌方處理后修剪物pH 值都是隨著時間的增長而增加，T7、T8、T9 處理10 d 時pH 值就達到了6 以上，而其它菌劑處理后20 d 時pH 值才達到6 以上。T10（CK）較其他處理來看其初始pH 值較高，其后一直平穩(wěn)增長。從試驗結(jié)果看，無論是單獨使用實驗室分離菌株還是與市場購買的菌劑混合處理修剪物，最終修剪物腐熟后pH 值差異不大，皆呈弱堿性，不易造成土壤酸化。

圖3 不同的菌劑腐熟修剪葉pH 值變化

從圖4 可以看出，修剪物體積與顏色有顯著變化。T1、T2、T3 處理30 d 還有較多綠色樹葉，腐熟50 d 樹葉葉片還較為完整，說明只使用購買的菌劑很難達到腐化修剪物的目的。T4、T5、T6 處理10 d 時都有肉眼可見的菌絲，20 d 時大部分的樹葉都已黑化，50 d 時大部分樹葉體積明顯減小，但還有大片樹葉存在，且不易弄碎。T7、T8、T9 處理20 d 時，樹葉均黑化，體積明顯減小，處理40 d 時樹葉易爛且有濃重的腐臭味，50 d 時只有少量的樹干未腐化，其體積減小到原來的1/3 左右，有少量的白色菌出現(xiàn)，說明腐化效果較好。不論是添加購買的茶樹土壤改良菌還是堆肥發(fā)酵劑或是加入兩者的復(fù)配劑，差別均不明顯。對照樣腐化程度與T4、T5、T6 處理后結(jié)果相似。

圖4 不同菌劑腐熟情況

結(jié)合pH 值及修剪物腐化情況來看，先添加實驗室分離的真菌復(fù)合菌劑20 d 后，再添加購買菌劑能達到較好的腐熟結(jié)果。前20 d 內(nèi)，真菌生長較好，可以最大程度分解葉片中的木質(zhì)素，使其快速軟化降解，這一階段若加入購買的發(fā)酵菌劑（多數(shù)由細菌組成）反而會影響真菌的生長，影響腐化效率。20 d 后真菌生長較差，修剪物大部分已軟化，加入購買的菌劑可以使其更好的腐化。考慮到未來可能大規(guī)模應(yīng)用于土壤，為了節(jié)約成本且獲得較好的土壤改良效果，最終選用T7 菌種配方及施用方法下獲得的腐熟物進行淋浴試驗。

2.4 腐熟物淋浴后對不同土層pH 值的影響及整體改良狀況

待改良土樣初始pH 值為3.75，T7 腐熟物的pH值為8。土樣經(jīng)淋浴后的結(jié)果如表3 所示，施用腐熟物后不會使土樣酸化。2 次淋浴后，腐熟物殘渣及淋出液pH 值均為弱堿性。淺層土的pH 值上升60%，底部土樣pH 值提升37%，而中間土樣則提升較少，僅有23%，這一結(jié)果可能是上部土樣最先吸收較多淋出液，而底部土樣由于裝置原因，被淋出液浸泡較長時間，因此pH 值也略高。

淋浴前后土樣內(nèi)含物含量結(jié)果如表4 所示。與淋浴前相比，淋浴后土樣各項指標均有提升，pH 值從3.75 提升至4.53，只提升了20.8%，與表3 pH 值變化結(jié)果相比很低，整體取樣混合后的數(shù)值增加較小，可能是因為淋浴時間過短，腐熟物中的成分未完全淋出，且由于淋浴裝置的局限性土樣未能完全均勻地吸收淋出物。若在自然條件下多次施肥，且有較長吸收時間，改良土樣pH 值的效果可能更為顯著。淋浴后土樣的有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量分別增加了8%、20%、14%、8%。水解性氮、有效磷、速效鉀增長幅度較大，分別增加了0.6 倍、1.7 倍、7.1 倍，顯著提高了土壤肥力。

表3 淋浴土樣不同厚度pH 值

表4 淋浴前后土樣內(nèi)含物含量

3 討論

為了茶園優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，茶樹修剪是不可或缺的一項舉措，由此產(chǎn)生的大量修剪物多數(shù)直接還田處理。但茶樹修剪物由于其富含木質(zhì)素、纖維素類，自然降解需要較長時間，對其進行處理后更有利于營養(yǎng)物的溶出。目前已有一些運用微生物處理修剪物的研究，胡雲(yún)飛等[8]在盆栽土中用短密木霉菌處理茶樹修剪物，加快了其木質(zhì)素纖維素的降解率且對土壤真菌群落影響較?。缓鹌嫉萚2]將茶樹修剪物與豬糞配比進行了腐熟研究，也獲得了較好的結(jié)果。

本研究使用混合菌劑對茶樹修剪物進行處理，使其在2 個月內(nèi)就能較好的腐熟，且將腐熟物施用于土樣中能極大提高土樣中的有機物質(zhì)含量（水解性氮、有效磷、速效鉀分別增加了0.6 倍、1.7 倍、7.1倍），且對土壤pH 值有一定程度的提高（提升了20.8%）。相對于張玥等[9]將茶樹修剪物直接還田（提高土壤pH 10.96%，有機氮含量增加43.51%，速效磷增加17.66%），此種方法極大地改善了土壤理化性質(zhì)。土壤中的微生物是構(gòu)成茶園生態(tài)的重要部分，微生物群落往往也與土壤的理化性質(zhì)密切相關(guān)，處理后的修剪物是否對茶園土中的生物群落產(chǎn)生影響則需要進一步的研究。