張小琴，劉冠群，姜艷艷，席亞楠，曾廷廷，呂 軍，王家倫，2

（1.貴州省茶葉研究所，貴陽(yáng) 550006；2.國(guó)家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系遵義綜合試驗(yàn)站，貴陽(yáng) 550006）

水溶性肥料(Water soluble fertilizers，WSF)，是一種可完全、迅速溶于水的單質(zhì)化學(xué)肥料、多元復(fù)合肥料或功能型有機(jī)水溶性固體或液體肥料，具有易被作物吸收特點(diǎn)，可用于灌溉施肥、葉面施肥、無(wú)土栽培、浸種蘸根等，按農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可分為大量元素水溶肥料、中量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料、氨基酸水溶肥料、腐植酸水溶肥料、有機(jī)水溶性肥料等[1]。農(nóng)業(yè)部先后印發(fā)的《推進(jìn)水肥一體化實(shí)施方案（2016-2020年）》《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》和《全國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃（2015-2030年）》為水溶性肥料的快速發(fā)展提供了政策保障。隨著水肥一體化技術(shù)的逐步成熟，水溶性肥料先后在小麥[2]、玉米[3]、水稻[4]等糧食作物，番茄、辣椒、黃瓜等蔬菜作物[5]，蘋果[6]、葡萄[7]等果樹(shù)作物上得到廣泛應(yīng)用。

茶樹(shù)是我國(guó)重要經(jīng)濟(jì)作物之一，以葉片為收獲對(duì)象，新梢氮、磷、鉀含量分別達(dá)到4%～7%、0.3%～1%、2%～3%，養(yǎng)分的需求較大[8]。茶樹(shù)同時(shí)是以收獲幼嫩芽葉為目的的耐陰性作物，具有喜濕怕澇的習(xí)性，生長(zhǎng)期嫩葉、綠色莖、吸收根含水量分別達(dá)75%、75%、56%，各器官含水量較大，對(duì)水分盈虧要求高[8]。根據(jù)《第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報(bào)》統(tǒng)計(jì)，全國(guó)茶園面積達(dá)168.47 萬(wàn)hm2，東起東經(jīng)122°的臺(tái)灣省東部海岸，西至東經(jīng)95°的西藏自治區(qū)易貢，南自北緯18°的海南島榆林，北到北緯37°的山東省榮成市，東西跨經(jīng)度27°，南北跨緯度19°[8]。區(qū)域降水差別大、年降水不均、季節(jié)降水不均，易旱茶區(qū)工程性缺水和季節(jié)性缺水現(xiàn)象嚴(yán)重，冬季基肥和春季追肥存在施肥困難、肥料利用率低的現(xiàn)象。

隨著農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的普及，以滴灌和微噴灌為主的微灌節(jié)水系統(tǒng)逐步應(yīng)用到茶園[9-11]，但茶園水肥一體化集成技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用還不夠成熟，符合茶樹(shù)營(yíng)養(yǎng)需求的專用水溶性肥料匱乏，配套的隨水施肥策略缺乏。為此，本文就茶樹(shù)水溶性肥料產(chǎn)品現(xiàn)狀、專利申請(qǐng)現(xiàn)狀和應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，為研制適宜茶園葉面施用和微灌施用的水溶性肥料提供參考，對(duì)指導(dǎo)茶園篩選水溶性肥料具有借鑒作用。

1 茶樹(shù)水溶性肥料產(chǎn)品現(xiàn)狀

截止2020年，農(nóng)業(yè)部登記在冊(cè)的水溶性肥料14 913 個(gè)，其中茶樹(shù)適用水溶肥119 個(gè)，占登記總數(shù)的0.80%，茶樹(shù)專用水溶肥11 個(gè)，僅占0.074%；大量元素水溶性肥料3 567 個(gè)，其中茶樹(shù)適用水溶肥4 個(gè)，占0.11%，茶樹(shù)專用水溶肥0 個(gè)；中量元素水溶性肥料1 615 個(gè)，其中茶樹(shù)適用水溶肥5 個(gè)，占0.31%，茶樹(shù)專用水溶肥1 個(gè)，僅占0.062%；微量元素水溶性肥料2 621 個(gè)，其中茶樹(shù)適用水溶肥15 個(gè)，占0.57%，茶樹(shù)專用水溶肥0 個(gè)；氨基酸水溶性肥料3 201 個(gè)，其中茶樹(shù)適用水溶肥48 個(gè)，占1.50%，茶樹(shù)專用水溶肥6 個(gè)，僅占0.187%；腐殖酸水溶性肥料3 429 個(gè)，其中茶樹(shù)適用水溶肥28 個(gè)，占0.82%，茶樹(shù)專用水溶肥3 個(gè)，僅占0.087%；有機(jī)水溶性肥料480 個(gè)，其中茶樹(shù)適用水溶肥19 個(gè)，占3.96%，茶樹(shù)專用水溶肥1個(gè)，僅占0.208%。

在我國(guó)登記備案的水溶性肥料中，產(chǎn)品種類比重由大到小排序?yàn)榇罅吭厮芊剩?3.92%）、腐殖酸水溶肥（22.99%）、氨基酸水溶肥（21.46%）、微量元素水溶肥（17.58%）、 中量元素水溶肥（10.83%）、 有機(jī)水溶肥（3.22%）。茶樹(shù)適用的各類水溶肥比重由大到小排序?yàn)榘被崴芊剩?0.34%）、腐殖酸水溶肥（23.53%）、有機(jī)水溶肥（15.97%）、微量元素水溶肥（12.61%）、中量元素水溶肥（4.20%）、大量元素水溶肥（3.36%），茶樹(shù)專用的各類水溶肥比重由大到小排序?yàn)榘被崴芊剩?4.55%）、腐殖酸水溶肥（27.27%）、有機(jī)水溶肥（9.09%）、中量元素水溶肥（9.09%）、微量元素水溶肥（0%）、大量元素水溶肥（0%）（見(jiàn)表1）。

表1 茶樹(shù)水溶性肥料登記情況（截止2020年）Tab.1 Registration of water-soluble fertilizers in tea(up to 2020)

近幾年，我國(guó)水溶性肥料行業(yè)迅速發(fā)展，登記備案數(shù)從2010年的3 318個(gè)[12]激增至2020年的14 913個(gè)，然而適應(yīng)范圍包含茶樹(shù)的水溶肥僅占0.80%，適應(yīng)范圍只有茶樹(shù)的僅占0.074%。茶樹(shù)專用水溶性配方肥以氨基酸水溶肥（54.55%）、腐殖酸水溶肥（27.27%）兩大功能性水溶肥為主，以水劑（81.82%）和粉劑（18.18%）形態(tài)存在，主要生產(chǎn)于山東（63.64%）和湖北（18.18%），其中葉面施用的水溶肥占90.91%，根部施用的水溶肥僅占9.09%（見(jiàn)圖1）。

圖1 茶樹(shù)水溶性肥料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)Fig.1 Product structure of water-soluble fertilizer for tea

由此可見(jiàn)，市場(chǎng)上適用于茶樹(shù)的水溶性肥料主要以葉面噴施的功能性水溶肥為主，針對(duì)茶樹(shù)養(yǎng)分需求差異配置的配方水溶性肥料不足，適用于水肥一體化系統(tǒng)的茶樹(shù)水溶性肥料不足，而茶樹(shù)專用水溶肥的研制目前尚處于起步階段。

2 茶樹(shù)水溶性肥料專利現(xiàn)狀

在國(guó)家專利網(wǎng)通過(guò)“水溶肥”和“茶”兩個(gè)檢索詞檢索發(fā)明專利發(fā)現(xiàn)，截止2020年涉及茶樹(shù)水溶性肥料的公開(kāi)發(fā)明專利15 件，其中專用于茶樹(shù)的水溶肥專利數(shù)12 件，占80%，適用于茶樹(shù)的水溶肥專利數(shù)3 件，占20.00%，授權(quán)專利0 件；通過(guò)“葉面肥”和“茶”兩個(gè)檢索詞檢索發(fā)明專利發(fā)現(xiàn)，截止2020年涉及茶樹(shù)葉面肥的公開(kāi)發(fā)明專利42 件，其中專用于茶樹(shù)的葉面肥專利數(shù)42 件，占100.00%，適用于茶樹(shù)的葉面肥專利數(shù)0件，占0%，授權(quán)專利4件，占9.52%。通過(guò)專利分析發(fā)現(xiàn)，茶樹(shù)水溶性肥料專利仍然以葉面肥為主，用于灌溉施肥、無(wú)土栽培等的水溶肥較少（見(jiàn)表2）。

表2 茶樹(shù)水溶性肥料國(guó)家發(fā)明專利檢索情況（截止2020年）Tab.2 Retrieval of national invention patents for water-soluble fertilizers of tea(up to 2020)

3 茶樹(shù)水溶性肥料研究進(jìn)展

3.1 大量元素水溶肥

廣義上大量元素水溶肥是指完全、迅速溶于水的大量元素單質(zhì)水溶性肥料（如尿素、氯化鉀等）、大量元素水溶性復(fù)合肥料（如磷酸一銨、磷酸二銨等）和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY1007 規(guī)定的大量元素水溶肥[1]。狹義上大量元素水溶肥是指以大量元素氮、磷、鉀為主要成分且滿足NY1007 技術(shù)要求的液體或固體水溶性肥料，固體產(chǎn)品大量元素含量≥50.00%，液體產(chǎn)品大量元素≥400 g/L。適宜比例的茶樹(shù)大量元素水溶肥能有效減少傳統(tǒng)施肥化肥用量，增加養(yǎng)分利用率、茶葉產(chǎn)量，提高茶葉生化成分含量。馬立鋒等提出的“有機(jī)肥+水肥一體化”高效滴灌施肥技術(shù)模式在化肥減量47%的情況下，增產(chǎn)19.5%，新梢養(yǎng)分利用率增加11.1%[13]。楊清霖等在化肥減施25%的情況下滴灌施入幼齡茶園大量元素水溶肥，亦可顯著增加茶樹(shù)樹(shù)高、主干直徑、樹(shù)幅、修剪枝生物量、養(yǎng)分吸收量和養(yǎng)分利用率[14]。與單施尿素相比，幼齡茶園微噴灌施入茶樹(shù)專用水溶肥追肥能緩解土壤有機(jī)質(zhì)的分解消耗，提高土壤脲酶活性、茶葉茶多酚和氨基酸含量[15]。不同氮、鉀水平的滴灌施肥試驗(yàn)表明，75 kg/hm2N 和81 kg/hm2K2O 處理下秋茶鮮葉產(chǎn)量最高，105 kg/hm2N處理下氨基酸、咖啡堿最高而酚氨比最小，54 kg/hm2K2O 處理下氨基酸、茶多酚、兒茶素、水浸出物含量最高[16]?？讜跃热藚s研究表明，噴施0.5 kg/L和1.0 kg/L濃度的大量元素水溶性肥增加水浸出物和氨基酸含量，降低茶多酚和咖啡堿含量[17]。

文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，目前用于茶園的大量元素水溶肥主要有尿素、硝酸鉀、磷酸一銨、磷酸二氫鉀等一般水溶性肥料，以及通用型大量元素水溶性肥料（20-20-20），少見(jiàn)滿足茶樹(shù)生育養(yǎng)分需求的專用大量元素多元復(fù)合水溶肥報(bào)道。茶樹(shù)大量元素水溶肥施用方式主要以根部滴灌施肥、微噴灌施肥為主，部分采用葉面噴施。用于微灌系統(tǒng)的水溶性肥料要求雜質(zhì)少，水不溶物含量不大于0.5%或5 g/L[1]。在生產(chǎn)實(shí)際中需要根據(jù)配套的微灌設(shè)備、噴霧系統(tǒng)和水質(zhì)要求來(lái)選擇水溶性肥料種類。

3.2 微量元素水溶肥

微量元素水溶肥是指滿足NY1428 技術(shù)要求的液體或固體水溶肥料，固體產(chǎn)品銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬等微量元素含量和≥10.0%，液體產(chǎn)品銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬等微量元素含量和≥100 g/L。微量元素是一些在茶樹(shù)體內(nèi)含量?jī)H百分之幾到十萬(wàn)分之幾的一些元素，量微作用大，長(zhǎng)期采收造成這些元素不足，影響茶樹(shù)生育[18]。微量元素水溶肥通常在茶樹(shù)營(yíng)養(yǎng)元素缺乏時(shí)作為葉面肥施用，以含有機(jī)質(zhì)成分的微量元素水溶肥效果最佳，能促進(jìn)茶樹(shù)新梢生長(zhǎng)，提高茶葉產(chǎn)量，改善品質(zhì)。與單噴尿素相比，“中茶早”微量元素水溶肥可在減少化肥施用量的同時(shí)增加茶葉產(chǎn)量，新梢發(fā)芽密度分別增加18.84%，百芽重增加2.92%，一芽一葉長(zhǎng)度增加6.06%，產(chǎn)量增加9.08%[19]。而有機(jī)微量元素水溶肥較不含有機(jī)成分的微量元素水溶肥增產(chǎn)4.89%和32.03%[20]；葉面聯(lián)合噴施鋅肥和有機(jī)活性物質(zhì)甘氨酸甜菜堿在保持白化茶樹(shù)葉片的白化特性、提高幼葉鋅和茶氨基酸含量方面較單施鋅肥或甘氨酸甜菜堿更佳[21]。

3.3 功能型水溶肥

功能性水溶肥是指同時(shí)含有兩種或兩種以上無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素與生物活性物質(zhì)等有益物質(zhì)的水溶性肥料，主要包含氨基酸水溶性肥、腐殖酸水溶肥和海藻酸水溶肥等。功能型水溶性肥料因含有功能性活性物質(zhì)，對(duì)茶樹(shù)的生長(zhǎng)有良好的調(diào)節(jié)作用，能促進(jìn)根系發(fā)育，優(yōu)化根系結(jié)構(gòu)；提高作物抗鹽、抗旱、抗寒等抗逆性；改善品質(zhì)，提高產(chǎn)量[1]。

與常規(guī)施肥對(duì)比，氨基酸水溶肥能提高秋茶產(chǎn)量品質(zhì)及效益，氨基酸、茶多酚、水浸出物、咖啡堿分別提高1.02%、1.23%、2.21%、0.52%，增產(chǎn)19.9%，酚氨比降低1.64[22]。葉面噴施腐殖酸可溶性有機(jī)肥能顯著提升茶葉中游離氨基酸的含量，下調(diào)酚氨比[23]。谷氨酸鈉、CaCl2和VB6三種葉面肥能促進(jìn)茶葉中GABA的富集，在濃度分別為5、5、0.3 g/L時(shí)，茶鮮葉GABA 含量最高[24]。機(jī)采茶園在春茶后采取葉面追肥，新梢密度提高44.3%～76.4%，芽葉機(jī)械組成更利于機(jī)采操作，機(jī)采產(chǎn)量提高75.7%～54.0%，高氮有機(jī)水溶肥增產(chǎn)效果最好，高鉀有機(jī)水溶肥提質(zhì)效果最好[25]。氨基酸水溶肥能有效促進(jìn)受凍茶樹(shù)的恢復(fù)生長(zhǎng)[26]，在冬季休眠期葉面噴施能在降低土壤施肥水平的情況下提高春茶品質(zhì)和產(chǎn)量[27]。葉面噴施多粘類芽孢桿菌生物肥能降低N2O通量，減少茶園N2O的排放[28]。

文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，已報(bào)道的功能型水溶性肥料主要用于葉面肥，未見(jiàn)用于根部灌溉施肥的功能型水溶性肥料報(bào)道。氨基酸、腐殖酸等功能性活性物質(zhì)可以和中微量元素復(fù)合，用于葉面肥，也可以和大量元素復(fù)合，用于根部灌溉施肥。而用于茶樹(shù)葉面肥的有益物質(zhì)研究逐漸豐富，已有芽孢桿菌、VB6、甘氨酸甜菜堿等有益物質(zhì)的報(bào)告。

4 研究展望與建議

4.1 茶樹(shù)水溶性肥料的研發(fā)方向

通過(guò)綜合分析茶樹(shù)水溶性肥料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和專利申請(qǐng)授權(quán)情況發(fā)現(xiàn)，國(guó)家授權(quán)的專利和茶樹(shù)適用的水溶肥產(chǎn)品均主要以葉面噴施的功能性水溶肥為主，針對(duì)茶樹(shù)養(yǎng)分需求差異配置的配方水溶性肥料不足，水肥一體化節(jié)水灌溉設(shè)施專用的水溶性肥料不足。因此，在茶樹(shù)水溶性肥料的研發(fā)上提出水溶肥應(yīng)針對(duì)葉面噴施、根部滴灌和微噴灌等施肥方式的不同和不同部位不同營(yíng)養(yǎng)元素的吸收代謝特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的研發(fā)。針對(duì)葉面噴施類茶樹(shù)水溶性肥料，應(yīng)充分考慮氨基酸等功能性物質(zhì)、糖醇等生物活性物質(zhì)、殼寡糖等免疫誘抗劑與中微量元素的復(fù)合作用；針對(duì)根部灌溉施用類茶樹(shù)水溶性肥料，可以充分考慮氨基酸等功能性物質(zhì)、土壤調(diào)節(jié)劑等有效助劑與大量元素的復(fù)合作用。

4.2 茶樹(shù)水溶性肥料的應(yīng)用研究趨勢(shì)

茶樹(shù)水溶性肥料的應(yīng)用研究應(yīng)考慮以產(chǎn)量和品質(zhì)為綜合目標(biāo)的水肥耦合機(jī)制和節(jié)水節(jié)肥效應(yīng)。針對(duì)葉面噴施類茶樹(shù)水溶性肥料，營(yíng)養(yǎng)元素葉面吸收協(xié)同效應(yīng)、增香提質(zhì)效果、是否適用于農(nóng)用飛機(jī)噴施、抗非生物脅迫效果、抗主要病蟲(chóng)害效果將是其應(yīng)用研究的重點(diǎn)；對(duì)于根部灌溉施用類茶樹(shù)水溶性肥料，水肥耦合特性、增香提質(zhì)效果、抗逆效果將是其應(yīng)用研究的重點(diǎn)。

4.3 茶樹(shù)水溶性肥料的篩選

在茶園實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)施肥方式選擇水溶性肥料產(chǎn)品，對(duì)于采用滴灌、微噴灌等微灌施肥的茶園，選擇營(yíng)養(yǎng)型大量元素水溶肥、單質(zhì)水溶肥等完全水溶性肥料產(chǎn)品，宜采用高氮型大量元素水溶肥，不宜采用均衡型（或通用型）大量元素水溶肥，以茶樹(shù)微灌專用水溶肥最佳。對(duì)于采用葉面噴施的茶園，宜選擇腐殖酸、氨基酸等功能性營(yíng)養(yǎng)型水溶性肥料產(chǎn)品，不宜選擇激素等調(diào)節(jié)型水溶性肥料產(chǎn)品，以茶樹(shù)專用葉面肥最佳。