張亞蓮 常碩其 傅海平 劉紅艷 段繼華 李 維 向 芬

（湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所·長(zhǎng)沙·410125）

上世紀(jì)90年代以來(lái)我國(guó)茶葉生產(chǎn)出現(xiàn)一個(gè)新的趨勢(shì)，就是名優(yōu)茶迅速發(fā)展。隨著名優(yōu)茶的大量生產(chǎn)，茶葉生產(chǎn)效益提高，名優(yōu)茶發(fā)展推動(dòng)了整個(gè)茶葉行業(yè)的發(fā)展，這是可喜的一面。同時(shí)也存在令人擔(dān)憂的問(wèn)題，就是茶園投入增加，化肥在茶葉生產(chǎn)中大量應(yīng)用，在提高茶葉單產(chǎn)和單位面積效益的同時(shí)，茶園土壤酸化程度加重，土壤本身的生產(chǎn)力下降，對(duì)化肥的依賴性加強(qiáng)，以致茶園生態(tài)環(huán)境惡化，鮮葉自然品質(zhì)變差。這是一個(gè)已經(jīng)發(fā)生，并且正在加劇的不容忽視的問(wèn)題。因此，生態(tài)栽培、低碳農(nóng)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，呼喚綠肥回歸的呼聲日益高漲。特別是無(wú)公害茶園，有機(jī)茶園需要大力發(fā)展綠肥生產(chǎn)。我所于2006年通過(guò)對(duì)野生豆科植物茳茫決明(cassia sopherd)進(jìn)行單株選育，得到了產(chǎn)青量高，氮含量高的綠肥新品種茶園綠肥1號(hào)（品種登記名：茶肥1號(hào)）。茶肥1號(hào)主要有兩種利用方式，一種是開(kāi)辟綠肥基地，專門種植茶肥1號(hào)，收割茶肥1號(hào)枝葉，作為綠肥對(duì)茶園施行土壤覆蓋或者將綠肥埋入茶樹(shù)行間的土壤中；一種是在幼齡茶園的行間間種茶肥1號(hào)，待茶肥1號(hào)生長(zhǎng)到超過(guò)茶樹(shù)高度后收割枝葉就地覆蓋在茶園行間的土壤上。在茶園土壤覆蓋或施行埋青，對(duì)土壤物理化學(xué)性狀和茶葉產(chǎn)量品質(zhì)都有積極的影響。本文報(bào)告茶肥1號(hào)埋青處理對(duì)茶園土壤的生態(tài)效應(yīng)的研究結(jié)果。

1 試驗(yàn)方法

1.1 綠肥埋青處理

試驗(yàn)地點(diǎn)：湖南省茶葉研究所實(shí)驗(yàn)茶場(chǎng)(湖南省長(zhǎng)沙縣高橋鎮(zhèn))；

試驗(yàn)茶園：10年生茶園，茶樹(shù)品種福鼎大白，試驗(yàn)地為第四紀(jì)紅壤，土壤肥力中等；

處理方法：每個(gè)小區(qū)的茶園面積為21m2，3次重復(fù)，每667m2埋青量3000kg（約相當(dāng)于60kg尿素氮），綠肥埋入茶樹(shù)行間土壤中，埋入深度為30cm。

綠肥每年4月中旬播種，7月中旬收割地上部分作為綠肥使用。

對(duì)照處理：667m2施尿素30kg，每年春茶前施用。

試驗(yàn)2008年開(kāi)始，連續(xù)三年。

1.2 土壤有機(jī)質(zhì)及其營(yíng)養(yǎng)元素測(cè)定

土壤有機(jī)質(zhì)、全N用碳、氮分析儀測(cè)定；

土壤P、K、S采用Mehlich提取劑（簡(jiǎn)稱M3）提取，電子藕合等離子體光譜儀（ICP）測(cè)定。

1.3 地溫與土壤水分測(cè)定

地溫測(cè)定：高溫期間采用地溫計(jì)測(cè)定各處理茶園的土壤5cm、10cm、15cm、20cm、25cm的地溫，每天7:00、11:00、15:00、19:00 測(cè)定 4 次，連續(xù)觀測(cè) 5 天。

水分測(cè)定：采用TDK300土壤水分測(cè)定儀測(cè)定土壤含水量。

1.4 土壤容重測(cè)定

采用環(huán)刀法測(cè)定茶樹(shù)行間0～15cm、15～30cm土層深度的土壤容重。

1.5 土壤微生物測(cè)定

采用10倍遞增系列梯度稀釋分離法，每處理重復(fù)三次，真菌采用馬丁氏孟加拉紅培養(yǎng)基，細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，放線菌采用改良高氏一號(hào)培養(yǎng)基；微生物培養(yǎng)菌落計(jì)數(shù)采用稀釋平板涂抹法。

1.6 茶樹(shù)根系活力測(cè)定

取離茶樹(shù)根頸部 25～45cm，深 0～15cm、15～30cm,寬50cm計(jì)算吸收根數(shù)量。

根系活力測(cè)定采用TTC改良法測(cè)定[1]。

2 結(jié)果與分析

2.1 埋青處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)及C/N值的影響

對(duì)埋青處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量、全N、C含量以C/N值的測(cè)定結(jié)果（如表1）。

表1 茶肥1號(hào)埋青處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)及C/N值的變化

由表1可以看出：一是埋青處理與對(duì)照比較，土壤有機(jī)質(zhì)和N、C的含量均有所增加；二是C/N值降低。其中0～20cm有機(jī)質(zhì)提高26.2%，全N含量提高33%，有機(jī)質(zhì)碳增加26%，C/N值降低0.7。20～40cm土層的變化趨勢(shì)和0～20cm土層是基本相同的。埋青處理毫無(wú)疑問(wèn)能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)和C的含量，而埋入茶肥1號(hào)還能顯著提高茶園土壤N含量，我們分析主要有兩點(diǎn)原因：一是綠肥1號(hào)本身N含量較高，埋入茶園土壤后直接增加了土壤N含量；二是茶園埋青具有減少地面水的徑流和土壤水分蒸發(fā)，保持土壤濕潤(rùn)的作用，這兩種作用可以防止茶園土壤N的流失和揮發(fā)。有機(jī)質(zhì)和N、C的含量增加對(duì)茶園土壤培肥是有益的，特別是在提高土壤有機(jī)質(zhì)、增加C含量的同時(shí)，土壤C/N值降低，是茶園土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)改善，肥力增強(qiáng)的良好傾向。

傳統(tǒng)的耕作方法如燃燒殘?jiān)?、翻耕土壤等活?dòng)可以引起土壤向大氣釋放二氧化碳，使大氣二氧化碳濃度發(fā)生變化。據(jù)lal(1999)測(cè)算，土壤碳度的1Pg變化相當(dāng)于大氣CO20.47PPMV的濃度變化[2]。覆蓋、免耕、種植豆科植物有利于土壤有機(jī)碳的固持，對(duì)大氣碳平衡有著積極的作用。本試驗(yàn)也證明茶園埋入茶肥1號(hào)綠肥可以增加茶園土壤N的固持量，而且可以將茶園土壤的C/N值調(diào)整到一個(gè)更加趨于合理的狀態(tài)，這對(duì)改善茶園土壤微域生態(tài)，增強(qiáng)茶園土壤肥力，減少茶園對(duì)大氣的C釋放等是非常有利的。

2.2 埋青對(duì)土壤速效養(yǎng)分及微量元素的影響

除N以外，P、K、S也是茶樹(shù)生長(zhǎng)必須的大量營(yíng)養(yǎng)元素，而土壤Mg、Zn的含量是制約茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因子。埋青在很大程度上改善了茶園土壤的物理性質(zhì)，有助于土壤難溶性礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的釋放，使能夠被茶樹(shù)吸收利用的有效態(tài)養(yǎng)分增加。埋青后茶園土壤速效 P、K、S、Mg、Zn 元素的測(cè)定結(jié)果（如表2）。埋青處理和對(duì)照比較0～20cm和20～40cm土層的各種養(yǎng)分均有不同程度的提高，其中大量元素P與K增加最多，其次是S含量也有較大程度的增加。P、K、S的含量埋青處理0～20cm土層分別較對(duì)照增加50%、41%和11%；20～40cm土層分別較對(duì)照增加27%、27%和9%；埋青后的Mg、Zn含量增加量也較多。0～20cm土層Mg含量較對(duì)照增加37%，Zn含量較對(duì)照增加24.9%，20～40cm土層的增加量表現(xiàn)同樣的趨勢(shì)。

表2 綠肥埋青對(duì)土壤速效養(yǎng)分的影響 （mg/kg）

茶肥1號(hào)埋青對(duì)茶園土壤Zn、Mg含量的增加為茶樹(shù)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充了一種重要的肥源。據(jù)我們對(duì)9個(gè)縣48個(gè)樣點(diǎn)茶園土樣的含Zn水平分析，認(rèn)為茶園土壤比較普遍的存在有效Zn貧乏的問(wèn)題。茶園土壤Zn含量以〈1.5mg/kg作為缺Zn的指標(biāo)，48個(gè)樣點(diǎn)茶園土壤0～15cm土層Zn含量〈1.5mg/kg的占79%，15～30cm 和 30～45cm 土層 Zn含量〈1.5mg/kg的占73%和75%，茶園土壤Mg含量也是如此。因此茶園施用茶肥1號(hào)對(duì)土壤中微量元素的補(bǔ)充有著重要的作用。

2.3 埋青處理對(duì)土壤溫度與水分的影響

在夏季炎熱的氣候條件下，如果能夠降低茶園土壤的地溫，就可以為茶樹(shù)創(chuàng)造更加適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。2011年8月份在連續(xù)10天未下雨，日氣溫達(dá)到29℃～40℃的情況下，測(cè)定了茶園土壤的溫度，結(jié)果（表3）：埋青處理比對(duì)照的日平均地溫5cm土層降低2.4℃，10cm土層降低1.1℃，15cm土層降低0.7℃，20～25cm土層溫度變化不明顯。一天之間的各個(gè)時(shí)段，5cm土層早晨7：00時(shí)埋青處理比對(duì)照的地溫低1℃，11：00 時(shí)低 3℃，15：00 時(shí)低 2℃，19：00 時(shí)低1℃。10cm土層的溫度也有同樣的趨勢(shì)，15～25cm土層的地溫變化不大?？偟谋憩F(xiàn)是埋青處理與對(duì)照在早晨和傍晚地溫差別較小，白天高溫時(shí)段地溫差別較大，這對(duì)保護(hù)茶樹(shù)根系生理活動(dòng)應(yīng)當(dāng)具有重要的作用。

表3 茶肥1號(hào)埋青地溫的變化 (℃)

同時(shí)測(cè)定茶樹(shù)行間的土壤含水量，埋青處理的也較對(duì)照高2.71（%），另外從變化范圍也可以看出，埋青處理的最低含水量和最高含水量分別比對(duì)照高5.8（%）和8（%），茶樹(shù)行間埋青提高了土壤中的含水量，有利于茶樹(shù)根系的正常生長(zhǎng)。

表4 茶肥1號(hào)埋青對(duì)土壤含水量的影響 (%)

2.4 埋青處理對(duì)土壤容重影響

土壤容重是反應(yīng)土壤物理性狀的重要指標(biāo)，土壤容重較小，表示土壤疏松，通透性能較好，還可提示土壤結(jié)構(gòu)和肥力狀況較好。測(cè)定結(jié)果如表5，可以看出0～15cm土層土壤容重埋青處理為1.01g/cm3,對(duì)照為1.38g/cm3，差異很明顯。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析差異達(dá)1%的顯著水平。15～30cm土壤容重埋青處理的稍低于對(duì)照，可能隨著時(shí)間的延長(zhǎng)作用會(huì)更加明顯。

表5 埋青處理的土壤容重比較 （g/cm3）

2.5 埋青處理對(duì)土壤微生物的影響

微生物是土壤中一大類重要的生物，從生態(tài)學(xué)角度分析有了土壤微生物土壤才是活體，把土壤微生物看作土壤的構(gòu)成部分，則土壤就是一個(gè)生命有機(jī)體。土壤微生物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，對(duì)土壤——植物間的營(yíng)養(yǎng)循環(huán)，對(duì)土壤生物系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換和移動(dòng)都起著重要的作用。測(cè)定結(jié)果如表6，茶肥1號(hào)埋青處理對(duì)茶園土壤微生物有一定的影響，主要表現(xiàn)為埋青處理比對(duì)照細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量有所增加。

表6 茶肥1號(hào)埋青對(duì)茶樹(shù)土壤微生物的影響 （cfu·g-1）

2.6 埋青處理對(duì)茶樹(shù)根系活力的影響

根系對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力取決于兩個(gè)因子，一是具有吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能力的根系數(shù)量的多少，在試驗(yàn)中一般用吸收根的重量表示；二是根系活力，所謂根系活力在試驗(yàn)中指根系中脫氫酶的活性，這類酶的活性越強(qiáng)，植物根系的生命活動(dòng)越旺盛，同時(shí)其對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和水分的吸收能力也會(huì)越強(qiáng)。茶樹(shù)吸收根數(shù)量可以從量的角度說(shuō)明茶樹(shù)根系活動(dòng)能力的強(qiáng)弱，而根系活力測(cè)定值可以近似地認(rèn)為從質(zhì)的角度表明根系活動(dòng)能力的強(qiáng)弱。測(cè)定結(jié)果如表7。

表7 茶肥1號(hào)埋青對(duì)茶樹(shù)根系生長(zhǎng)的影響

從表7可以看出，0～15cm埋青處理的茶樹(shù)吸收根重量為對(duì)照的2倍，15～30cm為3.7倍，根系活力埋青處理為對(duì)照的1.4倍。這說(shuō)明埋青處理增加了土壤中的有機(jī)質(zhì)，同時(shí)通過(guò)微生物的分解作用，提高了土壤中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，增加了吸收根系的數(shù)量和根系活力。

3 總結(jié)與討論

茶肥1號(hào)是一種生長(zhǎng)量大，養(yǎng)分含量很高的綠肥，施入茶園以后對(duì)茶園土壤理化性質(zhì)的改良具有明顯的作用，本項(xiàng)研究的結(jié)果表明茶肥1號(hào)施入茶園具有很好的土壤生態(tài)效應(yīng)。

茶肥1號(hào)埋青后在增加茶園土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、鉀、鎂、鋅含量的同時(shí)，明顯地增加茶園土壤C的固持量，并且將茶園土壤C/N值調(diào)整到一個(gè)更加趨于合理的狀態(tài)，這對(duì)改善茶園土壤微域生態(tài)，增強(qiáng)茶園土壤肥力，減少茶園對(duì)大氣的C釋放等是非常有利的。

茶肥1號(hào)埋青處理在夏秋高溫季節(jié)白天的高溫時(shí)段明顯地降低茶園土壤溫度，增加土壤含水量，這對(duì)保護(hù)茶樹(shù)根系的活力將產(chǎn)生積極的作用。施入茶肥1號(hào)的茶園土壤變得更加疏松，容重與對(duì)照比較明顯降低，改善了茶園土壤的物理性狀。

茶肥1號(hào)埋青處理增加了根際微生物數(shù)量，改善了茶園土壤的微生物環(huán)境，這對(duì)茶園土壤本身的物質(zhì)代謝和養(yǎng)分供給能力將產(chǎn)生重要的影響。

由于施入茶肥1號(hào)改良了茶園土壤的理化性質(zhì)，改善了土壤生態(tài)環(huán)境，對(duì)茶樹(shù)根系產(chǎn)生明顯的促進(jìn)作用，埋青處理的茶樹(shù)吸收根數(shù)量和根系活力比對(duì)照明顯增加。

茶肥1號(hào)生長(zhǎng)量大，4月播種，10月底成熟，年生長(zhǎng)期長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月，在6個(gè)月中可以收割2～3次肥青，最為經(jīng)濟(jì)的收割次數(shù)、收割時(shí)間需要進(jìn)行更加深入的研究。茶樹(shù)需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是多元的，有機(jī)肥最能夠滿足茶樹(shù)對(duì)養(yǎng)分的多元要求，但從茶樹(shù)營(yíng)養(yǎng)供給的緊缺程度考慮，N、P、K三個(gè)茶樹(shù)所需的大量營(yíng)養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)比較，我們認(rèn)為茶園更需要補(bǔ)充大量營(yíng)養(yǎng)元素。這是因?yàn)椴鑸@土壤有機(jī)質(zhì)含量在同一土壤類型和比較一致的茶樹(shù)樹(shù)齡條件下是相對(duì)穩(wěn)定的，這說(shuō)明影響茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量的因素，有土壤本身的原因、氣候條件的原因、立地條件的原因、茶樹(shù)種植年限以及前作物的原因，而并非決定于茶園施用有機(jī)肥的多少，換言之，施用有機(jī)肥的數(shù)量不能換算為茶園土壤有機(jī)質(zhì)的增加量。反過(guò)來(lái)，茶園土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素與施肥有著比較密切的關(guān)系，施肥量的多少大體上可以決定土壤中營(yíng)養(yǎng)成分的含量和茶樹(shù)吸收的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量。因此，我們認(rèn)為要以單位面積茶肥1號(hào)全年收獲的總N量多少作為收割時(shí)間和次數(shù)的考量指標(biāo)，而不要以綠肥的總產(chǎn)青量作為衡量指標(biāo)，這樣將會(huì)更好地發(fā)揮茶肥1號(hào)的作用。

1 白寶璋，金錦子等.玉米根系活力TTC測(cè)定法的改良[J].玉米科學(xué)，1994.

2 Chuck lngels pros and cons of cover crops PART This is the fires of three articlesabont cover croppinging in orchards[J].Good fruit grower,2004,55(8):13.