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        沼液對茶園土壤環(huán)境及茶葉品質(zhì)產(chǎn)量的影響

        2022-05-30 10:48:04翟賽亞
        西北園藝·蔬菜 2022年2期
        關(guān)鍵詞:土壤酶土壤肥力沼液

        摘? ?要? 為促進(jìn)沼液的資源化利用,提高茶葉的品質(zhì)和產(chǎn)量,改善茶園土壤環(huán)境,試驗(yàn)以信陽毛尖作為研究對象,選擇5年生茶園,設(shè)置6個(gè)沼液追施濃度,以常規(guī)水肥管理作為對照,研究了不同沼液追施濃度對茶園土壤環(huán)境及茶葉品質(zhì)、產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明:追施合理濃度的沼液能夠顯著提高茶葉產(chǎn)量、改善品質(zhì),且降低土壤容重,增加土壤孔隙度和毛管持水量,提高土壤肥力和土壤酶活性,并以V沼液 ∶ V水=1︰2的效果最佳。與對照相比,茶葉的產(chǎn)量增加了19.67%,氨基酸、兒茶素、咖啡堿和Vc含量分別增加了8.13%、19.03%、27.03%、31.08%,茶多酚含量和酚氨比降低了17.54%、21.72%;土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀增加了24.86%、51.85%、11.83%、17.01%、9.90%,并顯著提高了土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、過氧化氫酶的活性,降低了土壤容重,改善了土壤物理性質(zhì)。因此,追施沼液不僅能夠提質(zhì)增產(chǎn),而且對土壤具有一定的培肥作用,在茶葉栽培上具有一定的推廣價(jià)值。

        關(guān)鍵詞? ?茶葉;沼液;品質(zhì);產(chǎn)量;土壤肥力;土壤酶

        近年來,隨著我國農(nóng)村沼氣建設(shè)的快速深入發(fā)展,沼液在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的綜合利用效果日益明顯,大量研究表明沼液不僅能夠顯著提高種子的發(fā)芽率,顯著增加作物的產(chǎn)量,改善作物的的品質(zhì),降低硝酸鹽的含量,還可以有效改良土壤環(huán)境,提升土地肥力,提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,最大限度的降低工業(yè)化肥對農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的污染,因而對沼液的研究和利用具有重要意義。沼液在糧食作物和蔬菜中的應(yīng)用較多,但液對茶園土壤環(huán)境影響的研究相對較少,為此,試驗(yàn)以5年生信陽毛尖茶園作為研究對象,研究了不同沼液追施濃度對茶葉品質(zhì)、產(chǎn)量及茶園土壤環(huán)境及肥力的影響,以期為沼液在茶葉生產(chǎn)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

        1? ?試驗(yàn)材料與方法

        1.1? ?試驗(yàn)材料? ?試驗(yàn)在河南省信陽市羅山茶葉主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行,茶園樹齡為5年,土壤類型為黃棕壤,弱酸性,土壤有機(jī)質(zhì)的含量為24.5 g/kg,堿解氮含量為65.4 mg/kg,速效磷含量為73.8 mg/kg,速效鉀含量為182.1 mg/kg。

        沼液來源于當(dāng)?shù)仉u場正常產(chǎn)氣的沼氣池,無明顯糞臭味,過濾后使用?;瘜W(xué)性質(zhì)為:pH7.3,有機(jī)質(zhì)10.55 g/kg,全氮2 371.15 mg/kg,全磷163.73 mg/kg,全鉀1 101.58 mg/kg,速效氮375.42 mg/kg,速效磷103.89 mg/kg,速效鉀271.33? mg/kg。

        參試品種為豫南信陽毛尖。

        1.2? ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法? ?試驗(yàn)根據(jù)沼液不同追施濃度設(shè)置6個(gè)處理,即純沼液(T1)、V沼液 ∶? ?V水=2 ∶ 1(T2)、V沼液 ∶ V水=1 ∶ 1(T3)、V沼液 ∶? ?V水=1 ∶ 2(T4)、V沼液 ∶ V水=1 ∶ 3(T5)、V沼液 ∶? ? V水=1 ∶ 4(T6)。以常規(guī)水肥管理作為對照(CK),試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì),共7個(gè)處理,每個(gè)處理選擇長勢基本同的80 m2(5 m×16 m),重復(fù)3次。

        試驗(yàn)于2018年9月開始至2019年9月結(jié)束,各處理于2018年10月10日采用開溝基施30%的氮肥、100%的磷肥、100%的鉀肥,溝深20 cm。對照處理按照茶樹生長需肥關(guān)鍵期分3次追施,于3月10日追施30%的氮肥,5月10日追施20%的氮肥,7月10日追施20%的氮肥;沼液處理自3月10日起至8月10日結(jié)束,每隔30天追施不同濃度沼液1次,共追施6次;其他田間管理方式相同。為保證土壤灌水和追肥的準(zhǔn)確性,各處理均采用滴灌設(shè)施進(jìn)行灌水和追肥。

        1.3? ?測定項(xiàng)目與方法

        1)產(chǎn)量和品質(zhì)測定。根據(jù)當(dāng)?shù)?芽2葉的采摘要求,每次采摘保留約10 g的茶葉進(jìn)行105 ℃殺青,然后75 ℃烘干至恒重,放入自封袋中留作備用。待采摘季節(jié)過后,將每次烘干的茶葉混勻、粉碎、過篩,用于茶葉品質(zhì)指標(biāo)的測定。采用實(shí)收測產(chǎn);采用酒石酸鐵比色法測定茶多酚含量;采用酸性茚三酮比色法測定氨基酸總量;采用香莢蘭比色法測定兒茶素含量;采用紫外分光光度法測定咖啡堿的含量;采用熒光法測定Vc含量。

        2)土壤理化性質(zhì)測定。采用5點(diǎn)采樣法,于2019年9月10日采集深度為0~25 cm的土壤,每個(gè)處理取土壤約2 kg,去除雜質(zhì)和根系,烘干過篩后用于土壤理化性質(zhì)和土壤酶活性的測定。用環(huán)刀法測定土壤的物理性質(zhì)(容重、毛管持水量、孔隙度);采用重絡(luò)酸鉀法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量;采用凱氏定氮法測定土壤全氮含量;采用堿解擴(kuò)散法測定土壤堿解氮含量;采用鉬銻抗比色法測定土壤速效磷含量;采用火焰光度計(jì)法測定土壤速效鉀含量;采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定蔗糖酶活性;采用苯酚鈉次氯酸鈉比色法測定脲酶活性;采用磷酸苯二鈉比色法測定酸性磷酸酶活性;采用KMnO4滴定法測定過氧化氫酶活性。

        1.4? ?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析? ?采用 Microsoft Excel2010和SPSS19.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析,采用Turkey 法(P<0.05)進(jìn)行單因素方差分析。

        2? ?結(jié)果與分析

        2.1? ?沼液對綠茶產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的影響? ?見表1。

        由表1可知,追施沼液能夠顯著降低茶葉中茶多酚的含量和酚氨比,增加氨基酸、兒茶素、咖啡堿和Vc的含量。茶多酚和酚氨比隨著沼液濃度的降低先降低后增加,其中以T4處理的茶多酚含量和酚氨比最低,分別比對照降低了17.54%、21.72%,差異顯著;T5處理次之,與T4處理相比差異不顯著,但比對照降低了12.66%、20.07%。氨基酸、兒茶素、咖啡堿和Vc含量隨著沼液濃度的降低先增加后降低,并以T4處理的含量最高,分別比對照增加了8.13%、19.03%、27.03%、31.08%,差異顯著;T1處理含量最低,與對照相比差異不顯著。

        從產(chǎn)量來看,茶葉的產(chǎn)量隨著沼液濃度的降低呈先增加后降低趨勢,以T4處理產(chǎn)量最高,達(dá)到238.56 kg/畝,比對照顯著增產(chǎn)19.67%;T3處理次之,與T4處理相比差異不顯著,但比對照顯著增產(chǎn)16.66%;以T1處理最低,產(chǎn)量為201.86 kg/畝,與對照相比增產(chǎn)不顯著。

        由此可見,追施沼液能夠改善茶葉的品質(zhì),提升產(chǎn)量,并以T4處理效果最佳。

        2.2? ?沼液對茶園土壤物理性質(zhì)的影響? ?見? ?表2。

        由表2可知,沼液對茶園土壤的理化性質(zhì)具有一定的改善作用。沼液顯著降低土壤容重,并隨著沼液濃度的降低先降低后增加,除T1處理與對照相比差異不顯著外,其余處理的土壤容重顯著降低,以T4處理的土壤容重最低,比對照降低了22.45%。毛管持水量和孔隙度均隨著沼液濃度的降低呈先增加后降低趨勢。土壤毛管持水量以T4處理最高,比對照增加了40.85%,差異顯著;T1處理含量最低,比對照增加了5.55%,但差異不顯著。

        從土壤孔隙度來看,土壤的毛管孔隙度、非毛管孔隙度和總孔隙度均隨著沼液濃度的降低先增加后降低,并T2、T3和T4處理最高,且三者的差異不顯著。以T3處理的總孔隙度最高,比對照增加了18.04%;T4的非毛管孔隙最高,比對照增加了59.29%;T2處理的毛管孔隙度最高,比對照增加了10.23%;且均達(dá)到顯著水平。

        由此可見,沼液能夠降低土壤的容重,提高毛管持水量和土壤孔隙度(總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度),并以T4處理效果最佳。

        2.3? ?沼液對茶園土壤肥力的影響? ?見表3。

        由表3可知,追施沼液能夠顯著提升土壤肥力,并隨著沼液濃度的的降低呈先降低后增加趨勢。土壤有機(jī)質(zhì)含量以T4處理最高,比對照增加了24.86%,差異顯著;以T6處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量最低,比對照有所降低,但差異不顯著。全氮含量以T1處理最高,T4處理次之,分別比對照增加了66.67%、51.85%,差異顯著。堿解氮含量以T4處理最高,T5處理次之,分別比對照增加了11.83%、11.12%,差異顯著;其余追施沼液的處理與對照相比,差異不顯著。速效磷含量以T4處理最高,比對照增加了17.01%,差異顯著;其余處理與對照相比,差異不顯著。速效鉀含量以T4處理最高,比對照增加了9.90%,差異顯著,以T6處理的速效鉀含量最低,與對照相比差異不顯著。

        從土壤pH值來看,追施沼液有助于增加土壤pH值,并隨著著沼液濃度的降低先降低后增加。以T1處理的pH值最高,比對照增加了19.85%,差異顯著;以T4處理的pH值最低,比對照降低了5.29%,差異顯著。

        由此可見,追施合理濃度的沼液能夠顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量,增加土壤全氮和速效氮、磷、鉀的含量,且能夠調(diào)節(jié)土壤pH值,并以T4處理效果最佳,T5處理次之。

        2.4? ?沼液對茶園土壤酶活性的影響? ?見表4。

        由表4可知,追施沼液能夠改善土壤酶活性,并隨著沼液濃度先增加后降低。

        追施沼液的土壤脲酶均顯著高于對照,并以T4處理活性最高,比對照增加了20.89%。土壤磷酸酶活性以T4處理最高,T3和T2處理次之,均顯著高于對照,而T1、T5和T6處理與對照相比,差異不顯著。土壤蔗糖酶活性以T4處理最高,T3和T5處理次之,均顯著高于對照對照;T1和T6處理最低,與對照相比差異不顯著。追施沼液能夠顯著增加土壤過氧化氫酶的活性,以T5處理最高,T4和T3處理次之,分別比對照增加了23.53%、22.61%、21.88%;T1、T2和T6處理與對照相比,過氧化氫酶活性增加達(dá)到顯著水平。

        由此可見,追施合理濃度的沼液有助于提高土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶的活性,并以T4處理效果最佳,T3處理次之。

        2.5? ?土壤肥力與土壤酶活性的相關(guān)性

        由表5可知,土壤酶與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性顯著,其中脲酶與全氮、堿解氮的相關(guān)性極顯著,與速效鉀的相關(guān)性顯著;磷酸酶與有機(jī)質(zhì)、速效磷的相關(guān)性極顯著,與速效鉀的含量顯著;蔗糖酶與有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀的相關(guān)性極顯著,與堿解氮的相關(guān)性顯著;過氧化氫酶僅與速效磷的相關(guān)性顯著。

        土壤酶、土壤養(yǎng)分之間也存在一定的相關(guān)性。蔗糖酶與脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶的相關(guān)性極顯著,過氧化氫酶與脲酶的相關(guān)性極顯著。有機(jī)質(zhì)與堿解氮的相關(guān)性顯著,與速效磷、速效鉀的相關(guān)性極顯著;速效磷與堿解氮、速效鉀的相關(guān)性極顯著,堿解氮與速效鉀的相關(guān)性顯著。

        由此可見,土壤養(yǎng)分的多個(gè)因子均影響相關(guān)酶活性,而土壤酶活性反作用與土壤養(yǎng)分,提高作物對養(yǎng)分吸收利用。

        3? ? 結(jié)論與討論

        沼液其中含有豐富的營養(yǎng)元素、水解酶類、有機(jī)酸類、維生素、植物激素類和抗生素類物質(zhì),能夠增加農(nóng)作物產(chǎn)量,改善作物品質(zhì),可以達(dá)到增產(chǎn)增收的作用。鄭健等研究表明純沼液不適合番茄的提質(zhì)增產(chǎn),而采用1 ∶ 6和? 1 ∶ 4沼液能夠顯著提高番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)。這與本研究結(jié)果相同,合理沼液濃度能夠顯著改善茶葉的品質(zhì),提升產(chǎn)量,并隨著追施沼液濃度的的降低先增加后降低,試驗(yàn)條件下最佳適宜濃度為V沼液 ∶ V水=1 ∶ 2。

        沼液中含有大量的有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì),長期使用能夠有效提升土地肥力和有機(jī)質(zhì)含量,且沼液代替化肥優(yōu)化了土壤結(jié)構(gòu),緩解了土壤板結(jié)等問題,對土壤酶活性具有一定的提升作用。鄭健等系統(tǒng)地研究了沼液對土壤的pH值、容重、總孔隙度的影響,發(fā)現(xiàn)沼液可以降低土壤容重,提高土壤孔隙度,增加土壤中過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶的活性。柴彥君等研究發(fā)現(xiàn)化肥與沼液配施能顯著提高土壤蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶的活性,且沼液替代化肥能夠提升土壤肥力水平。李文濤等利用沼液進(jìn)行暗灌施肥,發(fā)現(xiàn)沼液可有效提高土壤肥力。馮丹妮等研究發(fā)現(xiàn)長期施用沼液有利于土壤微生物生長和酶活性提高,但對土壤微生態(tài)平衡及土壤質(zhì)量存在潛在威脅。

        本研究表明,合理濃度的沼液能夠改善茶園土壤環(huán)境、培肥地力,提高農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)。但茶樹生長需要弱酸性土壤環(huán)境,而沼液呈堿性,長期使用對土壤微生物群落及土壤酸堿度的影響尚不明確,有待進(jìn)一步研究。

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        翟賽亞,河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院食品與化工系,郵編 467000(平頂山)。

        收稿日期:2022-01-04

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