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茶园有机肥使用和有机肥替代化肥技术

2018-01-15伊晓云马立锋石元值阮建云

中国茶叶 2018年6期
关键词:春茶开沟基肥

伊晓云,马立锋,石元值,阮建云

中国农业科学院茶叶研究所,310008

施肥是提高茶叶产量和品质的最直接和最有效的途径,有机肥是茶园上使用的主要肥料之一,一般作为基肥于秋冬季施入土壤中。然而,受有机肥养分含量低、肥效慢、湿臭脏、运输不便、施用成本高等因素的影响,有机肥逐渐被化肥所取代。化肥的盲目施用、过量施用造成了土壤板结、土壤酸化、水体污染等问题,由化肥不合理施用而引起的土壤质量退化、环境污染等问题越来越被重视。2015年,我国提出了到2020年化肥使用“零增长”目标。《到2020年化肥使用量零增长行动方案》指出应进一步优化施肥结构、改善施肥方式、提高肥料利用率,以“精”“调”“改”和“替”来实现化肥的零增长,其中的“替”即有机肥替代化肥。

本文就茶园有机肥施用对茶叶产量品质的影响、对茶园土壤的影响,以及有机肥施用技术和使用安全等方面的研究进行了综述,并提出了4种茶园有机肥替代化肥技术模式,以期为实现茶园化肥“零增长”提供理论依据和技术指导。

一、有机肥施用对茶园和茶叶的影响

1.有机肥施用对茶叶产量和品质的影响

日本学者西乡知博等最早于上世纪七八十年代开展有机肥对茶叶品质的影响研究,其结果表明施用菜籽饼的茶叶中水浸出物含量和香气、滋味均较施用硫铵的高。此后,逐渐有学者开展茶园有机肥施用效果研究。

施用有机肥可以提高祁门红茶的品质,与施用化肥相比,常施有机肥的红茶中茶多酚、咖啡碱、氨基酸和水浸出物含量较高,构成红茶香气的主体芳香物质如香叶醇、芳樟醇及其氧化物、芳香物质总量、香气指数等也较高[1]。与施用化肥相比,有机肥的施用改善了乌龙茶品种铁观音和毛蟹的新梢生长性状,提高了两个品种水浸出物和茶多酚含量,且随着有机肥用量的增加而增加[2]。有关夏茶品质改善方面的研究表明,有机肥施用和遮荫均能提高夏茶香气成分含量,芳樟醇、香叶醇等游离香气量增加,β-葡萄糖苷酶的活性增强,且两者叠加处理对夏茶品质的改善更为有利[3]。

此外,研究表明,在茶农习惯施氮量的基础上减氮20%并配施有机肥能够提高茶叶产量和品质,有机、无机肥配施后第二年产量比习惯施肥提高6.8%,茶多酚、氨基酸、水浸出物含量比习惯施肥分别提高14.1%、15.0%、4.7%[4]。印度开展的有机肥长期定位试验结果表明,与施用化肥相比,施用有机肥4年后尽管茶叶产量降低了22%,但茶叶中儿茶素总量、EGCG、ECG均有显著增加[5]。

2.有机肥施用对茶园土壤的影响

有机肥施用显著影响茶园土壤理化性状,浙西地区不同施肥模式下茶园土壤碳氮磷养分库研究结果表明,与纯化肥相比,化肥和有机肥长期配合施用的茶园土壤含有更高的颗粒态有机碳、活性有机碳、微生物量碳和较低的土壤硝铵比[6]。对连续5年施用有机肥的茶园土壤进行了研究,结果表明有机肥施用提高了脲酶活性、磷酸酶活性、过氧化氢酶活性和蔗糖酶活性,同时增强了土壤呼吸[7]。不同有机无机肥配比田间试验结果表明,有机肥施用1年后茶园土壤养分含量、茶树新梢生长特性、茶叶产量和品质等均有所提高,以“70%有机肥+30%化肥”处理最佳[8]。

3.有机肥施用对茶叶质量安全的影响

有机肥的施用改善了土壤特性和茶叶产量品质,然而有机肥的复杂来源和组成是否会影响茶叶质量安全,就此问题目前国内外已开展了部分研究。印度Karak团队对城市生活垃圾生产的堆肥在茶园中的施用效果,以及由此可能引起的镍污染风险进行了研究,结果表明尽管城市生活垃圾堆肥施用增加了茶树对镍的累积,但镍大部分累积在根系中,镍在茶树体内较低的转运效率降低了城市生活垃圾引起的茶叶镍风险[9]。该团队同时开展了城市生活垃圾应用于茶园后茶树铝富集特性的研究,结果表明茶树能较好适应该肥料,茶叶中铝含量未出现明显的增加,但长期施用是否存在铝累积风险尚需进一步研究[10]。邵一峰等对“猪-沼-茶”生产模式下沼液对土壤和茶叶中重金属含量的影响进行了研究,结果表明沼液中重金属含量较低,达到农业灌溉标准,沼液是一种安全优质的有机肥料,可以施入茶园[11]。

二、茶园有机肥种类和使用方法

据国家茶叶产业技术体系调查,茶园用有机肥有菜饼肥、豆饼肥、桐子油枯、蚕沙等植物源有机肥,猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪等动物源有机肥以及近几年开发的茶树专用有机肥和生物有机肥等,使用较多的为菜饼肥、豆粕肥、牛粪有机肥和羊粪有机肥等。

茶园有机肥的施用应早施、施足、深施、配施。茶园有机肥施用推荐在秋冬季进行,施用时开沟深施,一次性施足。有机肥与化肥配合施用较单施有机肥或化肥在提高茶叶产量和品质上效果更佳[8,12]。

茶园有机肥用量应依据茶园土壤养分状况、茶叶养分需求量和有机肥养分含量进行。通过分析茶园土壤养分状况和茶叶养分需求特性,确定茶园总施肥量,有机肥用量一般为总施肥量的20%~30%。茶园有机肥具体施用量应根据施用的有机肥养分含量进行计算。研究表明,等氮量的猪粪沼液、鸡粪堆肥和海产品残渣有机肥在提高茶叶产量和品质上的效果一致[13]。

茶园有机肥选择上除关注有机肥的养分含量外,应特别关注选用有机肥的重金属含量以及抗生素含量是否符合国家标准,应选用符合国家标准且由正规厂家生产的有机肥进行施用。茶园有机肥在使用之前应充分腐熟,就近使用以提高肥料利用率,降低肥料成本。施用有机肥配合接种蚯蚓可进一步提高土壤肥力和生物活性,进而促进茶叶产量和品质[14]。

三、茶园有机肥替代化肥技术模式

1.“有机肥+配方肥”模式

(1)只采春茶绿茶茶园

①基肥。10月份,每公顷施用1 500~2 250 kg菜籽饼或2 250~3 000 kg畜禽粪有机肥、38%(18∶8∶12或相近配方)茶树专用肥450 kg,有机肥和专用肥拌匀后开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②追肥。春茶开采前50 d,每公顷施用尿素120~150 kg。春茶结束重修剪前或6月下旬,每公顷施用尿素120~150 kg,均开浅沟5~10 cm施用。

(2)大宗绿茶、黑茶茶园

①基肥。10月份,每公顷施用3 000~4 500 kg畜禽粪有机肥、38%(18∶8∶12或相近配方)茶树专用肥450~750 kg,有机肥和专用肥拌匀后开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②追肥。春茶开采前30~40 d,每公顷施用尿素120~150 kg;春茶结束后,每公顷施用尿素120~150 kg;夏茶结束后,每公顷施用尿素120~150 kg,均开浅沟5~10 cm施用。

(3)乌龙茶茶园

①基肥。10月中下旬,每公顷施用1 500~3 000 kg菜籽饼或2 250~4 500 kg畜禽粪有机肥、38%(18∶8∶12或相近配方)茶树专用肥450 kg,有机肥和专用肥拌匀后开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②追肥。春茶开采前20~30 d,每公顷施用尿素120~150 kg;春茶结束后,每公顷施用尿素120~150 kg;夏茶结束后,每公顷施用尿素120~150 kg,均开浅沟5~10 cm施用。

(4)红茶茶园

①基肥。10月中下旬,每公顷施用1 500~2 250 kg菜籽饼或2 250~3 000 kg畜禽粪有机肥、38%(18∶8∶12或相近配方)茶树专用肥450 kg,有机肥和专用肥拌匀后开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②追肥。春茶开采前30~40 d,每公顷施用尿素90~120 kg;春茶结束后,每公顷施用尿素90~120 kg;夏茶结束后,每公顷施用尿素90~120 kg,均开浅沟5~10 cm施用。

2.“茶-沼-畜”模式

(1)只采春茶绿茶茶园

①基肥。10月份,每公顷施用1 500~2 250 kg菜籽饼或2 250~3 000 kg畜禽粪有机肥或沼渣30~45m3,开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②追肥。共施4次,每次每公顷施用沼液6 000~7 500 kg(按沼水比1∶1稀释)、掺入尿素每公顷60~75 kg,浇入茶树根部,时间分别为春茶采前30~40 d、开采前、春茶结束、6月底或7月初。

(2)大宗绿茶、黑茶茶园

①基肥。10月份,每公顷施用3 000~4 500 kg畜禽粪有机肥、38%(18∶8∶12或相近配方)茶树专用肥300~450 kg,拌匀后开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②追肥。共施6次,每次每公顷施用沼液6 000~7 500 kg(按沼水比1∶1稀释)、掺入尿素每公顷60~75 kg,浇入茶树根部,时间分别为春茶采前30 d、开采前、春茶结束、6月初、7月初和8月初。

(3)乌龙茶茶园

①基肥。10月中下旬,每公顷施用1 500~3 000 kg菜籽饼或2 250~4 500 kg畜禽粪有机肥,开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②追肥。共施6次,每次每公顷施用沼液6 000~7 500 kg(按沼水比1∶1稀释)、掺入尿素每公顷60~75 kg,浇入茶树根部,时间分别为春茶采前30 d、开采前、春茶结束、7月初、8月初和9月初。

(4)红茶茶园

①基肥。10月中下旬,每公顷施用1 500~2 250 kg菜籽饼或2 250~3 000 kg畜禽粪有机肥,开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②沼液追肥。共施6次,每次每公顷施用沼液6 000~7 500 kg(按沼∶水比1∶1稀释)、掺入尿素每公顷45~60 kg,浇入茶树根部,时间分别为春茶采前30 d、开采前、春茶结束、7月初、8月初和9月初。

3.“有机肥+水肥一体化”模式

(1)只采春茶绿茶茶园

①基肥。10月份,每公顷施用1 500~2 250 kg菜籽饼或2 250~3 000 kg畜禽粪有机肥,开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②追肥。分5~6次,每次每公顷水溶性肥料按纯氮(N)、纯磷(P2O5)、纯钾(K2O)用量22.5、4.5、6.0 kg,时间分别为春茶采前30~40 d、开采前、春茶结束、6月初、7月初和8月初施用。

(2)大宗绿茶、黑茶茶园

①基肥。10月份,每公顷施用3 000~4 500 kg畜禽粪有机肥,开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②追肥。分5~6次,每次每公顷水溶性肥料按纯氮(N)、纯磷(P2O5)、纯钾(K2O)用量34.5、7.5、10.5 kg,时间分别为春茶采前1个月、开采前、春茶结束、7月初、8月初和9月初。

(3)乌龙茶茶园

①基肥。10月中下旬,每公顷施用1 500~3 000 kg菜籽饼或2 250~4 500 kg畜禽粪有机肥,开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②追肥。分5~6次,每次每公顷水溶性肥料按纯氮(N)、纯磷(P2O5)、纯钾(K2O)用量30.0、4.5、6.0 kg,时间分别为春茶采前30 d、开采前、春茶结束、7月初、8月初和9月初。

(4)红茶茶园

①基肥。10月中下旬,每公顷施用1 500~2 250 kg菜籽饼或2 250~3 000 kg畜禽粪有机肥,开沟15~20 cm或结合深耕施用。

②追肥。分5~6次,每次每公顷水溶性肥料按纯氮(N)、纯磷(P2O5)、纯钾(K2O)用量22.5、4.5、6.0 kg,时间分别为春茶采前1个月、开采前、春茶结束、7月初、8月初和9月初。

4.“有机肥+机械深施”模式

按“有机肥+配方肥”模式的肥料种类、用量和施用时间施肥。基肥采用机械深施(15~20 cm),追肥采用机械开沟(5~8 cm)条施覆土或表面撒施+施后浅旋耕(5~8 cm)混匀。

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