论文部分内容阅读
摘 要 2011～2012年，开展了人工撒施、机械旋耕和机械犁耕3种施肥方式对茶树养分和鲜叶品种相关成分的影响研究。试验设10个处理，对成熟叶叶绿素、氮、磷、钾以及春茶一芽二叶品质相关成分进行分析。结果表明：机械双侧旋耕2个处理的春茶一芽二叶品质成分含量较其它处理高，人工撒施对新梢品质成分含量较其他处理都低，不施肥的3个处理茶叶酚氨比最高，其中机械中间犁耕处理茶叶酚氨比较低；施肥方式对茶叶成熟叶叶绿素、主要矿质元素含量影响不明显。
关键词 茶园管理 ；施肥方式 ；茶叶品质
分类号 S571.1
Abstract We studied on the artificial fertilization， fertilizer and machinery mechanical rotary tillage plough fertilization in three ways， with 10 different fertilization treatments on tea quality in tea garden during 2011 to 2012. The contents of mature leaf chlorophyll， nitrogen， phosphorus， potassium and spring a bud and two leaves were analyzed quality ingredients. We analyzed the contents of mature leaf chlorophyll， nitrogen， phosphorus， potassium and quality ingredients of a bud and two leaves in spring. The results showed that the amounts of quality ingredients in spring tea shoots from the mechanical bilateral rotary plowing fertilizations were the highest； otherwise， the mount was the lowest in the shoots sampled from the manual fertilization. The ratios of tea polyphenols to ammonia from the samples of three treatments without fertilization were on the top； and the ratios from the mechanical intermediate plowing fertilizations were low relatively. The effect of fertilization methods on the contents of chlorophyll and main mineral element in mature tea leaves were not obvious.
Keywords tea garden management ； fertilization ； tea quality
随着中国经济的不断发展，茶叶生产尤其是名优茶的发展加快，给茶叶生产者带来显著的收益。茶叶生产是一个典型的劳动密集型产业。近几年来，由于农村劳动力不断涌向城市，导致农村劳动力越来越少，茶园管理粗放，严重影响茶产业可持续发展。为解决劳动力短缺问题，茶园机械开始应用。在茶园施肥方面，以往多数侧重于不同施肥量、肥料品种研究[1-4]，很少涉及不同施肥方式比较研究，特别是不同施肥方式对茶树养分和茶鲜叶品质的影响。为缓解农村劳动力的压力，降低生产成本，茶园耕作机械化是今后的发展方向。近年来，茶园中耕机研制取得很大的进展，南京农机所研制出SC-12型和3CG-45型茶园管理机。本研究利用该机械进行施肥试验，以期为茶园肥料合理施用以及解决机械施肥技术提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于2011年9月至2012年6月在浙江省绍兴县御茶村茶业有限公司茶园（纬度29°59.257，经度120°41.667，海拔高度36 m）进行。供试茶园为7年生薮北种，双行条栽，大行距为1.8 m，小行距为50 cm，株距30 cm，长势整齐。试验土壤为红壤，其基本理化性状为：pH 3.67，有机质34.7 g/kg，速效磷229.5 mg/kg，速效钾144.0 mg/kg，全氮1.3 g/kg。试验区属中、北亚热带季风气候过渡地带，季风气候显著，四季分明，雨量充沛，日照丰富，湿润温和。试验中无干旱、无洪涝，2012年上半年下雨较多。
供试机械设备及分析仪器：SC-12型和3CG-45型茶园管理机（南京农机所），ICAP-6000型电热耦合等离子体光谱仪（美国赛默飞世尔公司），vario MAX CN元素分析仪（德国元素分析系统公司），UV-2550紫外可见分光光度计（日本岛津），MINOLTA SPAD-502叶绿素计（柯尼卡美能达控股株式会社）。
1.2 方法
1.2.1 试验设计
设10个处理，其中3个对照，7个施肥处理：T1，人工在茶行中间表面撒施；T2，人工在茶行中间开沟施肥，深10 cm ；T3，机械在茶行中间旋耕施肥，深10 cm；T4，机械在茶行中间犁耕施肥，深10 cm；T5，机械在茶行中间犁耕施肥，深20 cm；T6，机械在茶行中间双侧旋耕施肥，深10 cm；T7，机械在茶行中间双侧旋耕施肥，深20 cm；T8，旋耕，深10 cm，不施肥；T9，中间犁耕，深10 cm，不施肥；T10，双侧旋耕，深10 cm，不施肥。每3行为1个处理，中间的1行为取样区，两边为保护行。小区每行长60 m，行宽1.8 m，总面积为3 348 m2，采用随机区组排列，重复4次。供试肥料为硫酸钾型复合肥（芬兰凯拉米尼国际化肥集团有限公司），N、P2O5、K2O含量都为15%，施用量为600 kg/hm2。肥料于2011年9月26日施入，2012年6月试验结束。试验期间不另外施肥和翻耕。 1.2.2 样品采集
取样时间：成熟茶叶取样分别于2011年10月17日、2011年12月22日和2012年3月13日，茶叶新梢取样在2012年4月19日。新梢样取一芽二叶，微波杀青、干燥，磨成茶叶粉末，分析品质成分，即氨基酸、茶多酚和咖啡碱。成熟叶片测定叶绿素（SPAD-520），然后直接用微波干燥，磨成茶叶粉末后分析全N、P、K含量。
1.2.3 分析测定
全P和K：称取0.200 0g茶叶粉末，在高温炉中灼烧成灰后，用1 mL 6 mol/L的盐酸溶解，定容到25 mL，用ICAP-6000型电热耦合等离子体光谱仪分析。成熟叶全N：称0.020 0g茶叶粉末，用vario MAX CN元素分析仪测定。成熟叶叶绿素SPAD值用MINOLTA SPAD-502测定[7]。新梢中茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱含量按GB 8313-2012、GB 8314-2012、GB 8312-2012方法测定。
1.2.4 数据分析
数据处理用（平均值±标准偏差）表示。方差分析用数理统计软件SPSS16.0，处理间平均数比较采用最小显著差数法（LSD）。
2 结果与分析
2.1 不同施肥方式对茶叶成熟叶养分含量的影响
对不同取样时间茶叶成熟叶主要矿质元素含量测定结果（表1）表明：不同处理对2011年冬季茶树成熟叶N、P、K元素含量影响不显著；施肥各处理对2012年春季成熟叶中N、K元素含量有一定影响，而对P元素含量依然没有多大影响；2012年春季成熟叶N含量T7（机械双侧旋耕施肥深20 cm）最高，T5（机械中间犁耕深20 cm）、3个不施肥（T8、T9、T10）处理次之，T1（撒施）、T2（沟施）、T3（机械旋耕）、T4（机械中间犁耕深10 cm）、T6（机械双侧旋耕施肥深10 cm）最低。其中T7（机械双侧旋耕施肥深20 cm）与T1（撒施）、T2（沟施）、T3（机械旋耕）、T4（机械中间犁耕深10 cm）、T6（机械双侧旋耕施肥深10 cm）处理间差异达显著水平。成熟叶K含量T4（机械中间犁耕深10 cm）、T6（机械双侧旋耕施肥深10 cm）处理显著高于T1（撒施）处理。
SPAD值是通过叶片对2种波长光吸收之间的差异来确定叶绿素的含量，其测定结果是一个反映植物叶片中叶绿素含量的相对值[8]。表1分析表明，2011年冬季茶叶成熟叶SPAD值T1（撒施）处理最高，与T3（机械旋耕施肥）、T7（机械双侧旋耕施肥深20 cm）、3个不施肥处理（T8、T9、T10）间差异达显著水平；各处理对2012年春季茶叶成熟叶SPAD值影响不大。可能与春季叶绿素含量在成熟叶与嫩叶之间转移相关。
2.2 不同施肥方式对春茶鲜叶品质相关成分的影响
由图1可知，机械双侧旋耕处理（T6、T7）和3个不施肥处理（T8、T9、T10）的茶树新梢茶多酚、咖啡碱含量较高，且显著高于其它处理；氨基酸含量以T6处理（机械双侧旋耕施肥深10 cm）、T7处理（机械双侧旋耕施肥深20 cm）较高；T1处理（人工撒施）对茶叶化学成分含量的提高较其它处理都低；从酚氨比来看，各处理间酚氨比差并不显著。机械双侧旋耕处理下茶树鲜叶主要化学成分含量较高，且酚氨比也较适中，说明该处理有利于茶鲜叶品质相关成分形成。
3 讨论与结论
本研究结果表明，不同施肥处理下冬季成熟叶N、K养分含量无显著差异，春季含量表现出一定的累积趋势，可能原因有：（1）冬季的气温较低，刚经过雨水较多的秋季，不同施肥方式并没有优势；（2）试验地底肥较足或施肥时间不久，环境对茶树影响较大。
成熟叶中P含量在冬季和春季都没有明显差异。本试验中施肥方式对茶叶成熟叶磷素的吸收和积累影响不大，可能原因是取样小区磷素较足（速效磷229.5 mg/kg），原有肥力能够充分满足茶树叶片生长发育对P的需求，在P素相对饱和情况下，不同施肥方式影响不大，同时施肥是一个长期的过程，需后续进一步研究。
叶绿素含量以T1（人工撒施）最高，不施肥处理最低。施氮能提高叶绿素含量，但影响叶绿素含量的因素有很多，如修剪、温度、光照、营养等。因此，不同施肥方式叶绿素含量变化的影响因素有待进一步研究。
茶多酚、氨基酸和咖啡碱等生化成分的高低是衡量茶鲜叶品质的物质基础，酚氨比是衡量茶鲜叶品质的重要指标[9]。茶叶中氨基酸、咖啡碱、茶多酚含量较高且组成比例适中，茶鲜叶质量较好。本研究结果表明，机械双侧旋耕处理的茶叶化学成分含量较高，且酚氨比适中，有利于茶鲜叶品质相关成分的形成。肥料通过机械旋耕施入后，土壤被打碎，可以增强土壤对养分中化学离子的吸附作用，特别是对铵离子的吸附，减少硝化作用和反硝化作用造成氮素损失，还可减少肥料与空气的接触面，降低氨挥发，使肥效缓、稳、长。机械双侧旋耕施肥通过改善土壤硝态氮、铵态氮、以及总无机氮含量，促进根系生长，改善茶树生理机能，从而促进了茶鲜叶品质相关成分形成。机械中间犁耕施肥方式茶叶化学成份较低，酚氨比低，不施肥处理茶多酚含量过高，酚氨比高，不利于茶鲜叶品质相关成分形成[10]。
参考文献
[1] 林新坚，黄东风，李卫华，等. 施肥模式对茶叶产量、营养累积及土壤肥力的影响[J]. 中国生态农业学报，2012，20（2）：151-157.
[2] 何孝延，陈泉宾. 优质高效的茶叶施肥原理与应用[J]. 茶叶科学技术，2005（2）：1-3.
[3] 宇万太，姜子绍，马 强，等. 不同施肥制度对作物产量及土壤磷素肥力的影响[J]. 中国生态农业学报，2009，17（5）：885-889.
[4] 吴 洵. 有机茶生产必须十分重视茶园绿肥[J]. 中国茶叶，2010，32（5）：31.
[5] 阮建云，吴 洵，石元值，等. 中国典型茶区养分投入与施肥效应[J]. 土壤肥料，2001（5）：9-13.
[6] Chapman P J， Williams B L， Hawkins A. Influence of temperature and vegetation cover on soluble inorganic and organic nitrogen in a spodosol[J]. Soil Biology Biochemistry， 2001， 33（7-8）： 1 113-1 121.
[7] 李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京：高等教育出版社，2000.
关键词 茶园管理 ；施肥方式 ；茶叶品质
分类号 S571.1
Abstract We studied on the artificial fertilization， fertilizer and machinery mechanical rotary tillage plough fertilization in three ways， with 10 different fertilization treatments on tea quality in tea garden during 2011 to 2012. The contents of mature leaf chlorophyll， nitrogen， phosphorus， potassium and spring a bud and two leaves were analyzed quality ingredients. We analyzed the contents of mature leaf chlorophyll， nitrogen， phosphorus， potassium and quality ingredients of a bud and two leaves in spring. The results showed that the amounts of quality ingredients in spring tea shoots from the mechanical bilateral rotary plowing fertilizations were the highest； otherwise， the mount was the lowest in the shoots sampled from the manual fertilization. The ratios of tea polyphenols to ammonia from the samples of three treatments without fertilization were on the top； and the ratios from the mechanical intermediate plowing fertilizations were low relatively. The effect of fertilization methods on the contents of chlorophyll and main mineral element in mature tea leaves were not obvious.
Keywords tea garden management ； fertilization ； tea quality
随着中国经济的不断发展，茶叶生产尤其是名优茶的发展加快，给茶叶生产者带来显著的收益。茶叶生产是一个典型的劳动密集型产业。近几年来，由于农村劳动力不断涌向城市，导致农村劳动力越来越少，茶园管理粗放，严重影响茶产业可持续发展。为解决劳动力短缺问题，茶园机械开始应用。在茶园施肥方面，以往多数侧重于不同施肥量、肥料品种研究[1-4]，很少涉及不同施肥方式比较研究，特别是不同施肥方式对茶树养分和茶鲜叶品质的影响。为缓解农村劳动力的压力，降低生产成本，茶园耕作机械化是今后的发展方向。近年来，茶园中耕机研制取得很大的进展，南京农机所研制出SC-12型和3CG-45型茶园管理机。本研究利用该机械进行施肥试验，以期为茶园肥料合理施用以及解决机械施肥技术提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于2011年9月至2012年6月在浙江省绍兴县御茶村茶业有限公司茶园（纬度29°59.257，经度120°41.667，海拔高度36 m）进行。供试茶园为7年生薮北种，双行条栽，大行距为1.8 m，小行距为50 cm，株距30 cm，长势整齐。试验土壤为红壤，其基本理化性状为：pH 3.67，有机质34.7 g/kg，速效磷229.5 mg/kg，速效钾144.0 mg/kg，全氮1.3 g/kg。试验区属中、北亚热带季风气候过渡地带，季风气候显著，四季分明，雨量充沛，日照丰富，湿润温和。试验中无干旱、无洪涝，2012年上半年下雨较多。
供试机械设备及分析仪器：SC-12型和3CG-45型茶园管理机（南京农机所），ICAP-6000型电热耦合等离子体光谱仪（美国赛默飞世尔公司），vario MAX CN元素分析仪（德国元素分析系统公司），UV-2550紫外可见分光光度计（日本岛津），MINOLTA SPAD-502叶绿素计（柯尼卡美能达控股株式会社）。
1.2 方法
1.2.1 试验设计
设10个处理，其中3个对照，7个施肥处理：T1，人工在茶行中间表面撒施；T2，人工在茶行中间开沟施肥，深10 cm ；T3，机械在茶行中间旋耕施肥，深10 cm；T4，机械在茶行中间犁耕施肥，深10 cm；T5，机械在茶行中间犁耕施肥，深20 cm；T6，机械在茶行中间双侧旋耕施肥，深10 cm；T7，机械在茶行中间双侧旋耕施肥，深20 cm；T8，旋耕，深10 cm，不施肥；T9，中间犁耕，深10 cm，不施肥；T10，双侧旋耕，深10 cm，不施肥。每3行为1个处理，中间的1行为取样区，两边为保护行。小区每行长60 m，行宽1.8 m，总面积为3 348 m2，采用随机区组排列，重复4次。供试肥料为硫酸钾型复合肥（芬兰凯拉米尼国际化肥集团有限公司），N、P2O5、K2O含量都为15%，施用量为600 kg/hm2。肥料于2011年9月26日施入，2012年6月试验结束。试验期间不另外施肥和翻耕。 1.2.2 样品采集
取样时间：成熟茶叶取样分别于2011年10月17日、2011年12月22日和2012年3月13日，茶叶新梢取样在2012年4月19日。新梢样取一芽二叶，微波杀青、干燥，磨成茶叶粉末，分析品质成分，即氨基酸、茶多酚和咖啡碱。成熟叶片测定叶绿素（SPAD-520），然后直接用微波干燥，磨成茶叶粉末后分析全N、P、K含量。
1.2.3 分析测定
全P和K：称取0.200 0g茶叶粉末，在高温炉中灼烧成灰后，用1 mL 6 mol/L的盐酸溶解，定容到25 mL，用ICAP-6000型电热耦合等离子体光谱仪分析。成熟叶全N：称0.020 0g茶叶粉末，用vario MAX CN元素分析仪测定。成熟叶叶绿素SPAD值用MINOLTA SPAD-502测定[7]。新梢中茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱含量按GB 8313-2012、GB 8314-2012、GB 8312-2012方法测定。
1.2.4 数据分析
数据处理用（平均值±标准偏差）表示。方差分析用数理统计软件SPSS16.0，处理间平均数比较采用最小显著差数法（LSD）。
2 结果与分析
2.1 不同施肥方式对茶叶成熟叶养分含量的影响
对不同取样时间茶叶成熟叶主要矿质元素含量测定结果（表1）表明：不同处理对2011年冬季茶树成熟叶N、P、K元素含量影响不显著；施肥各处理对2012年春季成熟叶中N、K元素含量有一定影响，而对P元素含量依然没有多大影响；2012年春季成熟叶N含量T7（机械双侧旋耕施肥深20 cm）最高，T5（机械中间犁耕深20 cm）、3个不施肥（T8、T9、T10）处理次之，T1（撒施）、T2（沟施）、T3（机械旋耕）、T4（机械中间犁耕深10 cm）、T6（机械双侧旋耕施肥深10 cm）最低。其中T7（机械双侧旋耕施肥深20 cm）与T1（撒施）、T2（沟施）、T3（机械旋耕）、T4（机械中间犁耕深10 cm）、T6（机械双侧旋耕施肥深10 cm）处理间差异达显著水平。成熟叶K含量T4（机械中间犁耕深10 cm）、T6（机械双侧旋耕施肥深10 cm）处理显著高于T1（撒施）处理。
SPAD值是通过叶片对2种波长光吸收之间的差异来确定叶绿素的含量，其测定结果是一个反映植物叶片中叶绿素含量的相对值[8]。表1分析表明，2011年冬季茶叶成熟叶SPAD值T1（撒施）处理最高，与T3（机械旋耕施肥）、T7（机械双侧旋耕施肥深20 cm）、3个不施肥处理（T8、T9、T10）间差异达显著水平；各处理对2012年春季茶叶成熟叶SPAD值影响不大。可能与春季叶绿素含量在成熟叶与嫩叶之间转移相关。
2.2 不同施肥方式对春茶鲜叶品质相关成分的影响
由图1可知，机械双侧旋耕处理（T6、T7）和3个不施肥处理（T8、T9、T10）的茶树新梢茶多酚、咖啡碱含量较高，且显著高于其它处理；氨基酸含量以T6处理（机械双侧旋耕施肥深10 cm）、T7处理（机械双侧旋耕施肥深20 cm）较高；T1处理（人工撒施）对茶叶化学成分含量的提高较其它处理都低；从酚氨比来看，各处理间酚氨比差并不显著。机械双侧旋耕处理下茶树鲜叶主要化学成分含量较高，且酚氨比也较适中，说明该处理有利于茶鲜叶品质相关成分形成。
3 讨论与结论
本研究结果表明，不同施肥处理下冬季成熟叶N、K养分含量无显著差异，春季含量表现出一定的累积趋势，可能原因有：（1）冬季的气温较低，刚经过雨水较多的秋季，不同施肥方式并没有优势；（2）试验地底肥较足或施肥时间不久，环境对茶树影响较大。
成熟叶中P含量在冬季和春季都没有明显差异。本试验中施肥方式对茶叶成熟叶磷素的吸收和积累影响不大，可能原因是取样小区磷素较足（速效磷229.5 mg/kg），原有肥力能够充分满足茶树叶片生长发育对P的需求，在P素相对饱和情况下，不同施肥方式影响不大，同时施肥是一个长期的过程，需后续进一步研究。
叶绿素含量以T1（人工撒施）最高，不施肥处理最低。施氮能提高叶绿素含量，但影响叶绿素含量的因素有很多，如修剪、温度、光照、营养等。因此，不同施肥方式叶绿素含量变化的影响因素有待进一步研究。
茶多酚、氨基酸和咖啡碱等生化成分的高低是衡量茶鲜叶品质的物质基础，酚氨比是衡量茶鲜叶品质的重要指标[9]。茶叶中氨基酸、咖啡碱、茶多酚含量较高且组成比例适中，茶鲜叶质量较好。本研究结果表明，机械双侧旋耕处理的茶叶化学成分含量较高，且酚氨比适中，有利于茶鲜叶品质相关成分的形成。肥料通过机械旋耕施入后，土壤被打碎，可以增强土壤对养分中化学离子的吸附作用，特别是对铵离子的吸附，减少硝化作用和反硝化作用造成氮素损失，还可减少肥料与空气的接触面，降低氨挥发，使肥效缓、稳、长。机械双侧旋耕施肥通过改善土壤硝态氮、铵态氮、以及总无机氮含量，促进根系生长，改善茶树生理机能，从而促进了茶鲜叶品质相关成分形成。机械中间犁耕施肥方式茶叶化学成份较低，酚氨比低，不施肥处理茶多酚含量过高，酚氨比高，不利于茶鲜叶品质相关成分形成[10]。
参考文献
[1] 林新坚，黄东风，李卫华，等. 施肥模式对茶叶产量、营养累积及土壤肥力的影响[J]. 中国生态农业学报，2012，20（2）：151-157.
[2] 何孝延，陈泉宾. 优质高效的茶叶施肥原理与应用[J]. 茶叶科学技术，2005（2）：1-3.
[3] 宇万太，姜子绍，马 强，等. 不同施肥制度对作物产量及土壤磷素肥力的影响[J]. 中国生态农业学报，2009，17（5）：885-889.
[4] 吴 洵. 有机茶生产必须十分重视茶园绿肥[J]. 中国茶叶，2010，32（5）：31.
[5] 阮建云，吴 洵，石元值，等. 中国典型茶区养分投入与施肥效应[J]. 土壤肥料，2001（5）：9-13.
[6] Chapman P J， Williams B L， Hawkins A. Influence of temperature and vegetation cover on soluble inorganic and organic nitrogen in a spodosol[J]. Soil Biology Biochemistry， 2001， 33（7-8）： 1 113-1 121.
[7] 李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京：高等教育出版社，2000.