林民堯 劉少群 林曉強(qiáng) 肖熙 鄭鵬
(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué),廣東廣州,510642 2.廣東千庭茶業(yè)投資有限公司,廣東潮州,521000)
茶樹為多年生植物,一年種植可多次采收,是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物。施肥是茶樹栽培管理的重要環(huán)節(jié),采用科學(xué)合理的施肥方式能維持、促進(jìn)茶葉的生長態(tài)勢,起到增產(chǎn)、提質(zhì)的作用,同時對土壤肥力也有一定的恢復(fù)和提高。因此,掌握不同施肥種類與茶樹生長及土壤環(huán)境狀況之間的關(guān)系是很有必要的。
肥料根據(jù)成分可分為有機(jī)肥、沼液、化肥和生物肥料等。施肥方式包括耕施、噴施、撒施等。根據(jù)施肥時間和作用可分為基肥和追肥。有機(jī)肥一般采用耕施作為基肥,沼液采用噴施作為葉面肥,化肥采用人工撒施作為常規(guī)肥,生物肥料則可作為追肥。
化肥
化肥常分為氮肥、磷肥、鉀肥、微肥以及復(fù)合肥料,通過物理或化學(xué)的方法制作而成。氮肥、磷肥、鉀肥所含的氮、磷、鉀為植物生長所必需的常量元素;微肥含植物需要的微量元素;復(fù)合肥料含氮、磷、鉀三種元素中的兩種或以上。茶園的氮、磷、鉀化肥適宜施用量為347kg·hm-2、105kg·hm-2、116kg·hm-2[1]。采用人工施肥需消耗7000元左右的成本,而采用機(jī)械施肥可減少約85%的人工成本[2]。
有機(jī)肥
有機(jī)肥包括人畜糞便、秸稈、動物殘體、屠宰場廢棄物等,包含蛋白質(zhì)、脂肪類、有機(jī)酸、纖維素、無機(jī)鹽等富含大量元素氮、磷、鉀以及微量元素鋅、鐵、硼物質(zhì)。具有肥效長,易獲取等特點(diǎn),經(jīng)微生物作用,可釋放多種營養(yǎng)元素,不斷向作物供給養(yǎng)分,還能有效改善土壤結(jié)構(gòu),提高土地生產(chǎn)力和土壤肥力。根據(jù)茶青產(chǎn)量的分析,有機(jī)肥的平均施用量宜為3750kg·hm-2[1]。一方面,與一般的無機(jī)化肥相比,有機(jī)肥需經(jīng)翻堆、干燥、調(diào)節(jié)水分和養(yǎng)分含量、粉碎、包裝等工序,因此投入大量人工,導(dǎo)致其生產(chǎn)成本較高;另一方面,在茶園中施用有機(jī)肥的過程中需要深耕覆蓋,增加了勞動時間和勞動力,這也導(dǎo)致茶園管理成本上升。
沼液
沼液為各種家畜糞便混合發(fā)酵而成,極易被植物吸收,且具有驅(qū)蟲、殺蟲的效果,幼蟲和蟲卵的致死率可達(dá)90%以上,是一種環(huán)境友好型殺蟲劑。沼液含各類氨基酸、維生素、蛋白質(zhì)、赤霉素、生長素、糖類、核酸以及抗生素等富含氮、磷、鉀、鈉、鈣營養(yǎng)元素的物質(zhì)。沼液由于發(fā)酵原料的不同,營養(yǎng)成分差異較大,在茶葉上的施用量不盡相同。沼液的施用量為:噴施每畝20~50kg;撒施、澆施每畝1000~4000kg;作為底肥每畝施用3000kg左右[3]。葉面噴施需肥量小、利用效率更高,土壤肥力中等的茶園平均每畝可以減少200元的肥料價格,加之增產(chǎn)的茶葉收益可達(dá)600元[4],可見沼液為一優(yōu)良肥料。
生物肥料
生物肥料又稱微生物肥料,是經(jīng)大量人工培養(yǎng),將單種或幾種有益微生物,混合生物活性物質(zhì)以及其他營養(yǎng)元素,采用生物技術(shù)生產(chǎn)或具有生物特性的活體肥料。與傳統(tǒng)肥料相比,生物肥料具有安全環(huán)保、無毒無污染、改良土壤的特點(diǎn);另外,由于其對某些病原微生物能夠產(chǎn)生拮抗作用,所以還具有抵抗病蟲害的功能[5]。以生物肥料對小麥的田間施肥效果為例,其用量宜為150~225 kg·hm-2[6],人工成本每畝500元左右[7]。我國生物肥料的年產(chǎn)量從300萬噸(2009年數(shù)據(jù))到現(xiàn)在的千萬噸級別[5,8],可見生物肥料在農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用潛力與開發(fā)前景。
與不施用化肥相比,施用化肥可使茶樹發(fā)芽密度增加24.9%,百芽重增加8.5%,產(chǎn)量增加67.2%;施用有機(jī)肥可使發(fā)芽密度增加37.5%,百芽重增加10.3%,產(chǎn)量增加68.6%;噴施沼液可使發(fā)芽密度增加32.4%,百芽重增加13.9%,產(chǎn)量增加57.6%;施用生物肥料可使發(fā)芽密度增加18.18%,百芽重增加13.08%,產(chǎn)量增加42.74%[7,9-10]。由此可見,施肥是茶樹種植的一個重要環(huán)節(jié),能夠供給足量茶樹生長所需的養(yǎng)分,直接影響著茶樹的芽葉生長情況,從而對茶葉產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益造成影響。
施用化肥可明顯增加茶葉主要內(nèi)質(zhì)成分含量[11-16],如表1所示,兒茶素和氨基酸的增加均以施用沼液最為明顯,分別為40.02%、30.18%;咖啡堿含量增加最多的為施用有機(jī)肥。不同施肥方式對茶葉營養(yǎng)元素吸收的影響存在較大差異,無機(jī)肥對茶葉N、P吸收的促進(jìn)作用最大。特別地,生物肥料對咖啡堿具有抑制作用,有機(jī)肥還抑制P元素的吸收。茶樹生長離不開氮、磷、鉀三大元素,傳統(tǒng)無機(jī)化肥能夠為茶樹提供足夠的三大營養(yǎng)元素,使得茶樹生長和內(nèi)質(zhì)成分的合成得到了保證;田間試驗證實[17-18],施用沼液和有機(jī)肥能提高葉綠素含量、水浸出物和游離氨基酸含量,降低咖啡堿、茶多酚和酚氨比,從而提高茶葉品質(zhì);生物肥料通過有效微生物旺盛的生命活動完成物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,進(jìn)而形成對茶樹有益的代謝產(chǎn)物,促進(jìn)茶葉內(nèi)質(zhì)成分的增長[5]。
表1 .肥料對茶葉內(nèi)質(zhì)成分變化的影響[11-16]
化肥對土壤成分影響較大,有機(jī)肥能夠?qū)ν寥烙泻艽蟮母纳?。相比而言,無機(jī)肥對土壤pH產(chǎn)生較大影響,沼液也對土壤有一定的改善作用。如表2所示,有機(jī)肥對土壤中氮、磷的含量影響最大,可使全磷、速效磷分別增加562.42%、4153.73%,使全氮、速效氮分別增加361.01%、175.22%,還能使有機(jī)質(zhì)增加兩倍以上。適宜條件下茶樹適合生長在偏酸性土壤中,土壤中各營養(yǎng)元素的含量也直接影響著茶樹吸收的速率與多少,因此掌握施加不同肥料對土壤成分變化的影響有利于選擇適合茶樹生長的土壤環(huán)境。
表2 .肥料對土壤成分變化的影響[15,19-20]
采用不同施肥處理并觀察土壤中可培養(yǎng)細(xì)菌、放線菌和真菌的數(shù)量,發(fā)現(xiàn)施用化肥和不施肥處理的可培養(yǎng)微生物數(shù)量無顯著差異,而施用有機(jī)肥提高了286.0%,施用沼液則提高了42.48%,施用生物肥料提高了92.64%。與不施肥相比, 使用無機(jī)肥處理的土壤脲酶、蔗糖酶活性分別提高6.47%、56.03%,過氧化氫酶活性降低了2.2%;使用有機(jī)肥處理的土壤脲酶、蔗糖酶活性分別提高7.70%、45.34%,過氧化氫酶活性無顯著差異;使用沼液處理的土壤脲酶、蔗糖酶活性分別提高43.48%、13.51%,過氧化氫酶活性無顯著差異;使用生物肥料處理的土壤脲酶、酸性磷酸酶、堿性磷酸酶活性分別提高了46.9%、19.9%、43.0%[21-25]。
部分肥料的效果并不總是立竿見影的,如有機(jī)肥施入茶園后會長期存留于土壤并對其物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生影響。但是由于有機(jī)肥在土壤中反應(yīng)進(jìn)程較慢,因此其對茶園的長期影響通常需要幾年甚至更長的時間。而在傳統(tǒng)的茶樹種植模式中,為了追求茶葉產(chǎn)量而重施無機(jī)肥輕施有機(jī)肥、沼液等優(yōu)良肥料,導(dǎo)致茶園土壤板結(jié)、重污染,酸化過度、有機(jī)質(zhì)含量低、大量元素與微量元素比例失衡等問題,茶園的生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重影響,從而造成茶葉品質(zhì)與產(chǎn)量下降。因此需要采用長遠(yuǎn)的眼光看待肥料,保證茶園產(chǎn)生可持續(xù)增長的效益。
此外還存在著其他問題,如肥料種類不宜單一,以有機(jī)肥為例,長期施用單一有機(jī)肥的茶園比常規(guī)施用化肥的茶園減產(chǎn)10%~40%,而將其與化肥配施會更有利于茶葉品質(zhì)和產(chǎn)量的提高[26];而生物肥料還存在著速效性不足、商品化不足、施用方式不夠簡便、易失效難保存、單一施用效果不佳等問題[5];不同的肥料配合特定技術(shù)施用能節(jié)省成本,方便施肥、提高效率,如沼液配合滴灌技術(shù)可以達(dá)到節(jié)水、提高肥效的作用[27-28]。通過研究不同肥料對茶樹生長及茶園土壤的影響,可以幫助找到茶園合理的施肥方案,從而實現(xiàn)茶葉品質(zhì)、產(chǎn)量、茶園生態(tài)環(huán)境的提升。