第一篇:煙草學(xué)院畢業(yè)設(shè)計——不同施氮量對煙葉品質(zhì)的影響
施氮量對不同烤煙品種質(zhì)量品質(zhì)的影響
郭世杰
(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院煙工07-1班)
摘要:本實驗以NC89和NC297為實驗材料,探討了不同施氮量對兩品種煙葉農(nóng)藝性狀、煙葉常規(guī)化學(xué)成分及感官特性的影響。實驗結(jié)果表明:前期的高氮量對煙草的農(nóng)藝性狀改變不大,旺長期和成熟期對高氮量有一定的反應(yīng),施氮量為3.0kg/畝時綜合效果較好,NC89的外觀性狀總體好于NC297;較高的施氮量能提高中部葉還原糖和總糖含量,而對總氮和蛋白質(zhì)含量卻影響較??;NC89總體化學(xué)成分含量優(yōu)于NC297。
關(guān)鍵詞:施氮量;農(nóng)藝性狀;感官特性;常規(guī)化學(xué)成分
The Influence of Different Flue-cured Tobacco Varieties Quality by
Different Nitrogen
Guo Shi-Jie
(Tobacco Institute of Henan Agricultural University)
Abstract: This study, use NC89 and NC297 as experiment materials,investigated the influence of the agronomic traits, tobacco routine chemical composition and sensory characteristics of two varieties of tobacco by different nitrogen application.The results show that: the early high-nitrogen agronomic characters in tobacco changed little;vigrous and mature have a certain influence on the high-nitrogen;when the nitrogen maintained at 3.0 kg/acre,the combined effect is better;overall,the appearance of NC89 is better than NC297;higher nitrogen can improve the middle leaves’content of total sugar and reducing sugar,but have less influence on the content of the total nitrogen and protein;the overall chemical composition of NC89 is better than NC297’s.Keywords: Nitrogen;agronomic traits;sensory characteristics;conventional chemical composition
氮素是所有營養(yǎng)元素中對烤煙煙葉產(chǎn)質(zhì)影響最大,也是最敏感的元素,不適量的氮素供應(yīng)將導(dǎo)致煙葉質(zhì)量惡化[1-3]。眾多研究表明,合理的施氮量有利于提高烤煙產(chǎn)量、效益和品質(zhì),氮肥用量過少,煙株生長不好,煙葉份量輕,煙堿含量低,香氣差,刺激性不夠,勁頭不足,影響產(chǎn)量和質(zhì)量的形成;增施氮肥可以增加產(chǎn)量,提高品質(zhì),但氮肥施用過多又會造成煙葉品質(zhì)下降,尤其烤煙在后期生長中吸收氮過多會導(dǎo)致上部煙葉化學(xué)成分不協(xié)調(diào),品質(zhì)變差,工業(yè)可用性差[4-6]。然而,品種不同其特性也不同,不同的植煙地區(qū),不同的土壤理化性質(zhì),不同的烤煙品種,施用氮肥量不盡相同[7-9]。因此,必需結(jié)合當?shù)氐纳鷳B(tài)條件確定某一烤煙品種氮肥用量,以達到優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)的目的[10]。
NC89是河南目前種植較廣的品種,具有單葉重大、抗性好、上等葉比例高、產(chǎn)量高等優(yōu)點,NC297烤煙品種是1998年由美國金葉種子公司育成的雜交Fl代品種,2000年通過美國北卡州官方品種試驗,官方推薦為2001年試種品種,由云南中煙工業(yè)公司2005年從美國引進試種,并于2006年在昆明、玉溪、大理、紅河等地開始選育試驗,在經(jīng)過2006-2007年兩年時間,選育試驗的各項工作已取得圓滿成功。
施肥水平直接影響到煙株的營養(yǎng)水平,進而對煙株的初生和次生代謝、煙葉的香氣前體物和致香成分含量產(chǎn)生影響,最終影響到煙葉的風格特色。不同品種由于耐肥性和對氮素利用效率的差異,施肥水平與煙葉質(zhì)量特色有一定差異。
本研究擬選擇代表性品種,針對生產(chǎn)上變異性較大的施氮量進行設(shè)計,主要研究不同施氮量對煙葉的長勢等外觀特征及內(nèi)在質(zhì)量的影響,檢測不同處理下煙葉的差異,從而確定出該地區(qū)該品種的最適宜施氮量,為生產(chǎn)實踐提供依據(jù)。
1.實驗材料和方法
1.1 試驗材料
烤煙品種NC297和NC89。
1.2 試驗地點基本情況
試驗于2010年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)和河南中煙合辦的特色優(yōu)質(zhì)煙葉開發(fā)示范基地進行。河南中煙襄城縣基地單元設(shè)在襄城縣汾陳鄉(xiāng),該鄉(xiāng)位于縣城北16公里處,耕地61500畝,下轄30個行政村,62個自然村,總?cè)丝?1960人,基本煙田面積3.2萬畝,常年種煙2.2萬余畝。汾陳鄉(xiāng)地貌屬平原地帶,土壤為潮土,土質(zhì)疏松,通透性強,富含磷鉀,有機質(zhì)和速效氮含量中等。屬溫帶大陸性季風氣候區(qū),四季分明,無霜期長、光照充足、熱量豐富、雨水充沛。年均氣溫14.9℃,年積溫5438℃。無霜期210天,水資源豐富,降雨和溫度的變化規(guī)律與煙葉的生長發(fā)育規(guī)律相吻合,6、7月煙葉旺長期,降雨量充沛,約251mm,能夠滿足或基本滿足煙葉生長需要,氣候特征適宜于優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn),是形成濃香型煙葉特色的重要條件,具備優(yōu)越的煙葉生產(chǎn)條件和社會環(huán)境。
襄城縣基地面積2.5萬畝,集中在1-2個鄉(xiāng)。實行戶籍化管理,地塊分類建檔,規(guī)范種植。實驗地安排在地勢平坦,土壤肥力中等,質(zhì)地疏松,結(jié)構(gòu)好,通透性好,pH值7.0左右的土壤上,要求有水源保證,有投入能力,種煙素質(zhì)好。選擇最適宜地區(qū),發(fā)展以煙為主的輪作制度,實行煙田3年以上輪作制度。
1.3 試驗設(shè)計和方法
供試烤煙品種為NC297和NC89,試驗設(shè)5個施氮水平,以當?shù)赝扑]施肥量為中間水平,五個水平分別為:0、1.5、3.0、4.5、6.0公斤/畝,采用裂區(qū)設(shè)計。各小區(qū)隨機排列,小區(qū)長60m,寬4.8m,行株距為120cm × 55cm。試驗地地勢平坦,土壤為壤土,中等肥力,無前茬。
2010年3月8日播種,采用漂浮育苗方式育苗。5月15日移栽。田間管理按照生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)烤煙管理方式進行。對各品種長相長勢、主要農(nóng)藝性狀、生育期進行調(diào)查。分小區(qū)掛牌,適時采收,分級記產(chǎn),計算各品種產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價及上等煙比例。取各參試品種的調(diào)制后樣品各2公斤,由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)和河南中煙技術(shù)中心專家進行評吸鑒定,評吸結(jié)果采用打分法表示。
1.3.1 烤后煙葉常規(guī)化學(xué)成分分析
用AAⅢ型流動化學(xué)分析儀(德國BRAN& LUEBBE公司生產(chǎn))按《煙草及煙草制品》標準測定煙葉總氮、煙堿、總糖、還原糖、氯和鉀等含量。
1.3.2 烤后煙葉感官特征評價 烤后葉片分部位、分品種,由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)和河南中煙技術(shù)中心專家進行感官鑒定,包括烤后葉片顏色、色度、成熟度、身份、油分、葉片結(jié)構(gòu)六項。
1.4 數(shù)據(jù)處理
本試驗使用Microsoft Office Excel軟件進行分析。
2.結(jié)果與分析
2.1 不同施氮量對濃香型烤煙農(nóng)藝性狀的影響
2.1.1 不同施氮量對濃香型烤煙團棵期農(nóng)藝性狀的影響
由圖1-1到1-5可知,烤煙品種NC297與NC89在團棵期煙株的農(nóng)藝性狀已有明顯差異。NC89在團棵期葉片數(shù)明顯多于NC297,且最大葉長、葉寬值也較兩新品種略大;烤煙新品種NC297在團棵期煙株的最大葉長、葉寬較NC89?。皇┑繉Σ煌緹熎贩N團棵期的農(nóng)藝性狀影響不同,對照NC89在不施肥條件下煙株株高最低,徑圍最小,最大葉葉面積最小、葉片數(shù)最少且隨著施氮量的逐漸增加,煙株的株高、徑圍逐漸增加,最大葉片長、寬差異不明顯,葉片數(shù)在施氮量為6kg/畝時最大; NC297團棵期煙株的葉片數(shù)隨著施氮量的增加逐漸增加。
2520NC89NC29787NC89NC297株高(cm)莖圍(cm)01.534.***01.534.56施氮量(kg/畝)
施氮量(kg/畝)
圖1-1.團棵期不同施氮量對兩品種株高影響
圖1-2.團棵期不同施氮量對兩品種莖圍影響 ***1.534.56最大葉長(cm最大葉寬(cm)NC89NC***001.534.56NC89NC297施氮量(kg/畝)
施氮量(kg/畝)
圖1-3.不同施氮量對兩品種最大葉長影響
圖1-4.不同施氮量對兩品種最大葉寬影響
20***642001.534.56NC89NC297葉片數(shù)(片)施氮量(kg/畝)圖1-5.團棵期不同施氮量對兩品種葉片數(shù)影響
2.1.2 不同施氮量對濃香型烤煙旺長期農(nóng)藝性狀的影響
由表2-1到2-5可知,NC297與NC89在旺長期煙株的農(nóng)藝性狀有明顯差異??緹熜缕贩NNC297在旺長期葉片數(shù)明顯多于NC89,但最大葉長、葉寬值也較兩品種略??;施氮量對不同烤煙品種旺長期的農(nóng)藝性狀影響不同,對照NC89隨著施氮量的逐漸增加,煙株的株高逐漸增加,徑圍、最大葉片長、寬及葉片數(shù)差異不明顯; NC297旺長期煙株在施氮量最低的0與施氮量最高的6kg/畝長勢與其它出來差異較大,不施氮處理煙株明顯較低而施氮量最大的處理煙株株高最大,其它施氮處理各項農(nóng)藝性狀間差異不明顯。
***01.534.56NC89NC2979.49.2NC89NC297莖圍(cm)株高(cm)98.88.68.48.287.801.534.56施氮量(kg/畝)
施氮量(kg/畝)
圖2-1.旺長期不同施氮量對兩品種株高影響
圖2-2.旺長期不同施氮量對兩品種莖圍影響
***85756555401.534.56NC89NC29733最大葉長(cm)最大葉寬(cm)323***.534.56NC89NC297施氮量(kg/畝)
施氮量(kg/畝)
圖2-3.不同施氮量對兩品種最大葉長影響
圖2-4.不同施氮量對兩品種最大葉寬影響
25NC89NC297葉片數(shù)(片)2015105001.534.56施氮量(kg/畝)圖2-5.旺長期不同施氮量對兩品種葉片數(shù)影響
2.1.3 不同施氮量對濃香型烤煙成熟期農(nóng)藝性狀的影響
由圖3-1到3-5可知,NC297與NC89在成熟期煙株的農(nóng)藝性狀有明顯差異。NC297的葉片數(shù)均多于對照NC89。施氮量對不同烤煙品種成熟期的農(nóng)藝性狀影響不同,對照NC89隨著施氮量的逐漸增加,煙株的株高逐漸增加,徑圍、最大葉片長、寬及葉片數(shù)差異不明顯; NC297成熟期煙株隨著施氮量的增加株高逐漸增加,最大葉片長逐漸增加,徑圍及最大葉片寬及有效葉片數(shù)差異不大。
110105NC89NC29711.811.6NC89NC297莖圍(cm)01.534.56株高(cm)11.411.21110.810.601.534.56100959085施氮量(kg/畝)
施氮量(kg/畝)
圖3-1.成熟期不同施氮量對兩品種株高影響
圖3-2.成熟期不同施氮量對兩品種莖圍影響
7068NC89NC2973534最大葉長(cm)***1.534.56最大葉寬(cm)NC89NC***01.534.56施氮量(kg/畝)
施氮量(kg/畝)
圖3-3.不同施氮量對兩品種最大葉長影響
圖3-4.不同施氮量對兩品種最大葉寬影響
3025NC89NC297葉片數(shù)(片)2015105001.534.56施氮量(kg/畝)圖3-5.成熟期不同施氮量對兩品種葉片數(shù)影響
2.2 不同施氮量對濃香型烤煙煙葉化學(xué)成分含量的影響
煙葉化學(xué)成分是決定烤煙煙氣特征和評吸質(zhì)量的內(nèi)在因素,一般認為優(yōu)質(zhì)烤煙化學(xué)成分的適宜質(zhì)量分數(shù)范圍為:煙堿1.5%~3.5%,總糖20~23%,還原糖16%~22%,總氮1.5%~3.5%,鉀離子大于或等于2.0%,氯離子0.3%~0.8%。K/CL的值大于等于4時最適宜,施木克值在2以內(nèi)越高煙草的質(zhì)量越好,糖/煙堿比一般為6-10,接近10的烤煙質(zhì)量最好。品種NC89煙堿含量偏高,NC297的煙堿含量在頂葉中普遍偏高,除此之外,上二棚部位的煙葉中施氮量為4.5kg/畝、6kg/畝的處理煙堿含量較高。兩品種不同處理的總氮含量適中,兩個品種的鉀離子的含量普遍低于最適值。
2.2.1 NC89不同施氮量常規(guī)化學(xué)成分及指標的比較
由圖4-1到4-5可知:NC89品種的還原糖含量和總糖含量在施氮量為3kg/畝、4 kg/畝的時候較高,煙葉有較好的內(nèi)在品質(zhì)。最適K/CL比值也出現(xiàn)在施氮量為3kg/畝、4 kg/畝的處理的煙葉。不同施氮量處理的煙葉總氮含量差異不大,煙堿含量普遍較高,可能與品種有關(guān),該品種的刺激性較大,勁頭較強。優(yōu)質(zhì)煙的蛋白質(zhì),含量應(yīng)小于10%,10%~15%的煙葉品質(zhì)較差,大于15%煙葉品質(zhì)差。施氮量在3 kg/畝的煙葉蛋白質(zhì)含量適宜,1.5kg/畝、4.5kg/畝的煙葉表現(xiàn)較好,而不施氮肥和施肥為6kg/畝的煙葉表現(xiàn)較差。
25蛋白質(zhì)煙堿總糖還原糖K/CL總氮20性狀指標15105001.534.56施氮量(kg/畝)圖4-1.NC89下部葉不同施氮量常規(guī)化學(xué)成分及指標的變化
2520蛋白質(zhì)煙堿總糖還原糖K/CL總氮性狀指標15105001.534.56施氮量(kg/畝)
圖4-2.NC89中部葉不同施氮量常規(guī)化學(xué)成分及指標的變化
2520蛋白質(zhì)煙堿總糖還原糖K/CL總氮性狀指標15105001.534.56施氮量(kg/畝)
圖4-3.NC89上部葉不同施氮量常規(guī)化學(xué)成分及指標的變化
2.2.2 NC297不同施氮量常規(guī)化學(xué)成分及指標的比較
由表5-1到5-5可知,對于煙草品種NC297而言,煙葉蛋白質(zhì)含量在1.5 kg/畝、3 kg/畝、4.5 kg/畝時,煙葉的品質(zhì)較好,且差異不大,而當不施氮肥和施肥為6 kg/畝時煙葉品質(zhì)較差。該品種與NC89相比,煙堿含量較低,NC297的腳葉、上二棚、腰葉的煙堿含量比較適宜,煙葉品質(zhì)較好,而上二棚和頂葉的煙堿含量均較高,存在明顯的部位差異。K/CL的含量普遍較低。25蛋白質(zhì)煙堿總糖還原糖K/CL總氮20性狀指標15105001.534.56施氮量(kg/畝)圖5-1.NC297下部葉不同施氮量常規(guī)化學(xué)成分及指標的變化
30252015105001.534.56蛋白質(zhì)煙堿總糖還原糖K/CL總氮
性狀指標施氮量(kg/畝)
圖5-2.NC297中部葉不同施氮量常規(guī)化學(xué)成分及指標的變化
2520蛋白質(zhì)煙堿總糖還原糖K/CL總氮性狀指標15105001.534.56施氮量(kg/畝)
圖5-3.NC297上部葉不同施氮量常規(guī)化學(xué)成分及指標的變化
2.3 不同施氮量對濃香型烤煙煙葉外觀質(zhì)量的影響
由表1-1可知,施肥量的多少對煙葉的外觀質(zhì)量有著深遠的影響,不施氮肥的煙葉外觀特征總體表現(xiàn)較差,品種NC89下部葉色度弱,油分少,身份薄,NC297下部葉色度弱,葉片結(jié)構(gòu)尚疏松,身份稍薄,油分少,NC297中部葉稍?。皇┑繛?.5kg/畝的煙葉,品種NC89表現(xiàn)為色度弱;施氮量為4.5kg/畝的煙葉,NC89下部葉稍厚,NC297上部葉厚;施氮量達到6kg/畝的煙葉,NC89、NC297均表現(xiàn)為上部葉葉片結(jié)構(gòu)稍密,上部葉身份厚。
表1-1.不同品種不同施氮量感官特征比較
品種 施氮量 0 部位 上部 中部 下部 上部 中部 下部 上部 中部 下部 上部 中部 下部 上部 中部 下部 上部 中部 下部 上部 中部 下部 上部 中部 下部 上部 中部 下部 上部 中部 下部
顏色 橘黃 橘黃 檸檬黃 橘黃 橘黃 橘黃 橘黃 橘黃 橘黃 紅棕 橘黃 橘黃 紅棕 橘黃 橘黃 橘黃 橘黃 檸檬黃 橘黃 橘黃 橘黃 橘黃 橘黃 橘黃 橘黃 橘黃 橘黃 紅棕 橘黃 橘黃
色度 中 中 弱 中 中 弱 中 中 中 中 中 中 強 強 中 中 中 弱 中 中 中 中 中 中 強 中 中 強 中 中
成熟度 葉片結(jié)構(gòu) 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟
尚疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 稍密 稍密 疏松 疏松 尚疏松 尚疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 疏松 稍密 疏松 疏松
身份 稍薄 中等 薄 中等 中等 中等 中等 中等 中等 中等 中等 稍厚 厚 中等 中等 中等 稍薄 稍薄 中等 中等 中等 中等 中等 中等 稍厚 中等 中等 厚 稍厚 中等
油分 稍有 稍有 少 有 有 有 有 有 有 有 多 有 多 有 有 稍有 稍有 少 有 有 有 有 多 有 有 多 有 有 有 有 1.5 NC89 3 4.5 6 0 1.5 NC297 3 4.5 6
3.結(jié)論與討論
(1)同一品種烤煙的不同的生長階段,對不同的施氮量反應(yīng)不同;不同品種的烤煙在相同生長期對施氮量的反應(yīng)也不同??傮w上來看前期的高氮量對煙草的農(nóng)藝性狀改變不大,旺長期和成熟期對高氮量有一定的反應(yīng),施氮量為3.0kg/畝時綜合效果較好,NC89的外觀性狀總體好于NC297。
(2)不同品種、不同部位的煙葉的內(nèi)在化學(xué)成分隨施氮量的不同而變化不一。較高的施氮量能提高中部葉還原糖和總糖含量,而對總氮和蛋白質(zhì)含量卻影響較??;NC89總體化學(xué)成分含量由于NC297。
(3)通過對比不同施氮量處理的煙葉的外觀特征和內(nèi)在化學(xué)成分,綜合各項指標,煙葉的施肥試驗進一步驗證了施氮量為3kg/畝時為最適宜,煙葉的質(zhì)量較好。
致謝
四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號,而于我的人生卻只是一個逗號,我將面對又一次征程的開始。四年的求學(xué)生涯在師長、親友的大力支持下,走得辛苦卻也收獲滿囊,在論文即將付梓之際,思緒萬千,心情久久不能平靜。在此,感謝煙草學(xué)院對我的培養(yǎng)。感謝史宏志老師對我實習的指導(dǎo)與關(guān)心。在論文寫作過程中,感謝邸慧慧師姐和穆文靜師姐對我的幫助。沒有他們的關(guān)心和幫助,恐怕現(xiàn)在我還在愁眉不展。最后感謝所有在畢業(yè)設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué),以及在設(shè)計中被我引用或參考的論著的作者。
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河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
本科生畢業(yè)論文(設(shè)計)
題
目施氮量對不同考煙品種質(zhì)量品質(zhì)的影
響 學(xué)
院
煙草學(xué)院
專業(yè)班級 煙草工程2007級(1)班 學(xué)生姓名
郭世杰
指導(dǎo)教師
史宏志
撰寫日期:
2011 年 5 月 8 日
第二篇:江淮丘陵季節(jié)性干旱區(qū)灌溉與施氮量對土壤肥力和水稻水分利用效率的影響
江淮丘陵季節(jié)性干旱區(qū)灌溉與施氮量對土壤肥力和水稻水分利用效率的影響1
肖新1,儲祥林1,鄧艷萍1,黃璐1,趙言文2,汪建飛1
(1安徽科技學(xué)院城建與環(huán)境學(xué)院,安徽 鳳陽 233100;2南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 江蘇 南京210095)
摘要:采用防雨棚池栽試驗,研究灌溉模式和施氮量對水稻土壤肥力和水分利用效率的影響。結(jié)果表明,灌溉模式與施氮量對土壤化學(xué)特性、土壤微生物學(xué)特性、產(chǎn)量及水分利用效率有著顯著影響。與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉條件土壤有機質(zhì)含量、全氮含量、全鉀含量、速效磷含量、速效鉀含量、細菌數(shù)量、真菌數(shù)量和水分利用效率增加,堿解氮含量和放線菌數(shù)量降低。隨著施氮量增加,土壤有機質(zhì)含量、全氮含量、堿解氮含量、放線菌和真菌數(shù)量增加,而全磷含量、全鉀含量、速效磷和速效鉀含量降低,產(chǎn)量和水分利用效率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。在本研究條件下,以控制灌溉模式,施氮量180 kg·hm-2,產(chǎn)量達到1 1495 kg·hm-2,節(jié)本增效效應(yīng)最佳。
關(guān)鍵詞:水稻;灌溉模式;施氮量;土壤化學(xué)特性;土壤微生物學(xué)特性;水分利用效率
中圖分類號S275
文獻標志碼A
文章編號
Effects of irrigation and nitrogen fertilization on soil fertility and water use efficiency of rice
Xiao Xin1, Chu Xiang-lin1, Deng Yan-ping1, Huang Lu1, Zhao Yan-wen2, Wang Jian-fei1
(Anhui Science and Technology University, Anhui Fengyang 233100, China;2 Nanjing Agricultural University, Jiangsu Nanjing 210095,China)
Abstract: The effects of irrigation and nitrogen(N)fertilization on soil fertility and water use efficiency(WUE)of rice were studied in an experiment of pool culture within rain-proof shelter.Samples were collected from treatments under control and conventional irrigation receiving N application of 90 kg·hm, 180kg·hm, and 270kg·hm.Results showed that irrigation and nitrogen fertilization significantly influenced on soil chemical characteristics and microbiological characteristics,yield and water use efficiency of rice.Compared with conventional irrigation, organic matter、total N、total P、total K、available P、available K、WUE、quantity of bacterium and quantity of fungus increased, and while available N and quantity of actinomycete decreased under control irrigation.With the increment of N application rates, organic matter、total N、available N、quantity of fungus、quantity of actinomycete increased, while total P、total K、available P、available K、quantity of bacterium decreased.However, yield and water use efficiency were highest at 180 kg·hm-2 of N applied.We concluded that control irrigation combined with suitable N application rate(180 kg·hm-2)could benefit for rice production by reducing cost and gaining high yield.Key words: rice;irrigation;nitrogen application;water use efficiency;soil chemical characteristics;soil microbiological characteristics 水分和氮素合理配置是調(diào)控作物生長發(fā)育、提高作物產(chǎn)量、控制農(nóng)業(yè)面源污染的重要措施[1]。在節(jié)水灌溉的條件下,配合適量的養(yǎng)分,能夠有效提高自然降水和灌溉水的利用率[2-5]。安徽省是我國水稻主產(chǎn)省份之一,江淮丘陵地區(qū)單季稻占全省單季稻的一半以上,是重要的水稻集中產(chǎn)區(qū)和商品糧基地。該區(qū)屬亞熱帶向暖溫帶過渡氣候區(qū),適合單季中稻的生長,但南北氣流在此交匯,造成自然降雨時空分布不均,與蒸發(fā)量分布不同步,常年約50%集中在4~6月,易出現(xiàn)水土流失,土壤肥力下降,耕性變差;夏秋之間高溫少雨,7~9月蒸發(fā)量接近全年的一半,常出現(xiàn)季節(jié)性干旱,造成該區(qū)出現(xiàn)嚴重伏、秋干旱災(zāi)害,加之丘陵地形地貌的復(fù)雜,灌區(qū)工程老化及灌溉技術(shù)落后等原因,旱脅迫仍然是制約本地區(qū)水稻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)
1-2-2-2基金項目:安徽省青年科學(xué)基金項目(10040606Q12);農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))專項經(jīng)費項目(201103004)
作者簡介:肖新(1980-)男(漢族),博士,安徽科技學(xué)院城建與環(huán)境學(xué)院副教授,主要從事環(huán)境生態(tài)與區(qū)域規(guī)劃研究。通訊地址:皖鳳陽縣東華路9號安徽科技學(xué)院,郵編:233100,電話:***,E-mail:xiaoxin8088@126.com 的瓶頸[6,7]。與此同時,水稻生產(chǎn)中普遍存在沿襲常規(guī)施氮量和常規(guī)灌溉模式,導(dǎo)致水分利
[7]用效率低和氮肥過量施用的問題,是造成水稻產(chǎn)量和氮肥利用率低的主要原因。一直以來采用合適的土壤管理技術(shù),以提高土壤肥力、增加水稻產(chǎn)量是當前農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的一個重要問題。研究者關(guān)于對江淮丘陵地區(qū)在提高化肥利用效率和針對該區(qū)旱澇災(zāi)害對策等方面作了較多的報道[7-9],在關(guān)于灌溉與施氮量對土壤肥力和水稻水分利用效率的研究較為少見,然而,為改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)性缺水及土壤肥力狀況,提高水資源和氮肥利用效率,減小旱災(zāi)造成的損失,提高稻米品質(zhì)、產(chǎn)量,迫切需要開展稻基農(nóng)田的氮素與水分高效利用研究。為此,本研究通過防雨棚池栽試驗分析了節(jié)水灌溉和氮肥施用對稻田土壤肥力與水分利用效率的影響,旨在為江淮丘陵區(qū)典型季節(jié)性干旱區(qū)稻作持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)和節(jié)約高效利用水資源服務(wù)。材料與方法 1.1 研究區(qū)域概況
試驗于2009年與2010年在安徽省鳳陽縣安徽科技學(xué)院植物科技園進行。該區(qū)位于安徽省東北部,處于淮河中游南岸地區(qū),屬于北亞熱帶亞濕潤季風氣候,年平均氣溫15.2 ℃,日照時數(shù)1 711.0 h,平均無霜期212 d,年降雨量1 236.2 mm,年蒸發(fā)量1 609.7 mm,降水和季節(jié)分布極不均勻,常年約50%集中在4~6月,夏秋之交高溫少雨,7~9月蒸發(fā)量接近全年的一半,一旦春夏雨季結(jié)束,隨之進入伏秋高溫和高蒸發(fā)高峰期,蒸發(fā)量明顯高于降水量,常出現(xiàn)季節(jié)性干旱。供試土壤為黃棕壤,其基本理化性質(zhì)為:pH值6.21,有機質(zhì)含量9.87 g·kg-1,堿解氮含量68.10 mg·kg-1,速效磷含量32.8 mg·kg-1,速效鉀含量64.9 mg·kg。
1.2 試驗設(shè)計
試驗設(shè)置兩種水分條件(C1-控制灌溉:返青期田間保持 10~20 mm的水層,黃熟期自然落干,其他各生育期灌水后均不建立水層,土壤含水率上限為飽和含水率,分蘗前期、分蘗中期、分蘗后期、拔節(jié)孕穗期、抽穗揚花期、灌漿期和乳熟期的土壤含水率下限分別取飽和含水率的70%、65%、60%、80%、80%、80%和70%; C2-常規(guī)灌溉:灌溉制度參照當?shù)剞r(nóng)民的大田灌水,除分蘗末期曬田和黃熟期不建立水層外,各生育階段保持淺水層10-60cm。)和三個氮肥施用水平(N1-90 kg·hm-
2、N2-180 kg·hm-
2、N3-270 kg·hm-2),共6個處理(即C1N1:采用控制灌溉和施氮水平90 kg·hm-2的處理、C1N2:采用控制灌溉和-2-2施氮水平180 kg·hm的處理、C1N3:采用控制灌溉和施氮水平270 kg·hm的處理、C2N1:采用常規(guī)灌溉和施氮水平90 kg·hm-2的處理、C2N2:采用常規(guī)灌溉和施氮水平180 kg·hm-2的處理、C2N3:采用常規(guī)灌溉和施氮水平270 kg·hm的處理),每個處理設(shè)3個重復(fù),共計18個小區(qū),隨機區(qū)組排列,每個小區(qū)面積3.75 m2(3 m×1.25 m),小區(qū)深度1.2 m,各小區(qū)之間用磚砌混凝土隔離,防止小區(qū)的水分交換,小區(qū)上設(shè)有防雨棚。
供試水稻品種為岡優(yōu)527。6月8日移栽,10月8日收獲。分蘗肥和穗肥分別于6月20日和7月16日撒施,氮肥施用量為基肥︰分蘗肥︰穗肥=5︰2︰3,氮、磷、鉀肥料品種分別為尿素(含N46%)、過磷酸鈣(含P2O512%)75 kg·hm-2和氯化鉀(含K2O60%)150 kg·hm-2。病蟲害的防治及除草等栽培管理同當?shù)卮筇锼旧a(chǎn)。1.3 測定項目與方法 1.3.1土壤化學(xué)性狀
每個樣區(qū)采5個土樣(0~20cm土層),采用―S‖形取樣法。土樣采好后,帶回實驗室自然風干,過篩,待測。用重鉻酸鉀容量法—外加熱法測有機質(zhì),用半微量開氏法測全氮,用NaOH熔融—鉬銻抗比色法測全磷,用NaOH熔融—火焰光度法測全鉀;用堿解擴散法測堿解氮,用Olsen法測定速效磷,用NH4OAc浸提—火焰光度法測定速效鉀[10]。
1.3.2 土壤微生物學(xué)特性
-2-1首先將取土工具在采樣點旁土壤中擦拭數(shù)次,然后除去土壤表面的枯葉,鏟除表面1cm左右的表土,以避免地面微生物與土樣混雜,最后每個樣區(qū)用5點取樣法采0~10cm表土,混勻過2mm篩,當日測定,否則在4℃下保存,最遲不超過2天。將新鮮土樣研磨過1 mm篩,一部分土樣測定土壤微生物數(shù)量,采用固體平板法進行分離測定,其中,細菌數(shù)量采用牛肉膏蛋白胨瓊脂平板表面涂布法,真菌數(shù)量采用馬丁氏(Martin)培養(yǎng)基平板表面涂布法,放線菌數(shù)量采用改良高氏一號合成培養(yǎng)基平板表面涂布法1.3.3灌溉水量
灌溉水量采用水表測定。1.3.4 需水量
本研究采用防雨棚池栽方式進行,試驗小區(qū)四周及底部用混凝土澆筑,因此深層滲漏、降雨量、地表排水為0,則需水量僅需根據(jù)灌溉量和計算時段始末的水層或土壤水分含量進行計算。整個生育期內(nèi),每日 8:00 觀測田面水層變化或土壤水分測墑儀(FDR)觀測田間土壤水分變化。需水量計算公式:ETm=I-ΔW,式中,ETm為需水量(mm),I為灌溉量(mm),ΔW為水稻土體貯水量的變化。
1.3.5產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成
小區(qū)產(chǎn)量,成熟后考種,實收各小區(qū)計算作物產(chǎn)量。
1.3.6水分利用效率
WUE=DW(Y)/ETm。式中:WUE為水分利用率,DW(Y)為籽粒產(chǎn)量,ETm為需水量。1.4 數(shù)據(jù)分析與處理
采用Excel 2003和DPS 7.05軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。2 結(jié)果與分析
2.1灌溉與施氮量對稻田土壤化學(xué)特性的影響
從表1可以看出,各處理對土壤有機質(zhì)含量影響達到顯著差異,其排列順序依次為C1N3> C1N2 >C2N3> C2N2> C1N1 >C2N1。隨著施氮量的增加,土壤有機質(zhì)含量增加,與C1N1相比,C1N2、C1N3的有機質(zhì)含量分別增加了10.28%、13.16%。與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉條件下土壤的有機質(zhì)含量有增加趨勢,與C2N1、C2N2、C2N3相比,C1N1、C1N2、C1N3的有機質(zhì)含量相應(yīng)提高了15.01%、6.70%、8.05%。
表1 不同處理對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響
Table 1 Effects of irrigation and nitrogen fertilization on soil chemical characteristics
處理Treat-ments C1N1 C1N2 C1N3 C2N1 C2N2 C2N3 below.[11,12]。
有機質(zhì) Organic matter(g·kg-1)8.66b 9.55ab 9.80a 7.53c 8.95b 9.07b
全氮 Total N(g·kg-1)0.65d 0.94b 1.23a 0.52e 0.83c 1.19a
全磷 Total P(g·kg-1)1.07a 1.02a 0.97a 1.04a 1.01a 0.93a
全鉀 Total K(g·kg-1)8.05a 7.46ab 7.37ab 7.07b 6.60c 6.88bc
堿解氮 Available N(mg·kg-1)76.51cd 92.70b 100.79a 81.21c 95.73ab 104.83a
有效磷 Available P(mg·kg-1)31.92a 31.24a 29.64a 30.94a 30.10a 29.62a
有效鉀 Available K(mg·kg-1)65.32a 64.04ab 60.76b 59.71bc 57.62bc 54.73c 注:不同字母表示在0.05水平上差異顯著,以下同此。Note: The different letters are significantly different at P<0.05,and the same 就土壤全N、P、K含量而言,各處理對土壤全氮含量和全鉀含量影響達到顯著差異,而對全磷的影響未達到顯著差異(表1)。隨著施氮量的增加,土壤全氮含量增加且差異顯著,而土壤全鉀有所降低,與C1N1相比,C1N2、C1N3的全氮含量增加了44.62%、89.23%,全鉀含量降低了7.33%、8.45%。與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉下土壤的全氮含量和全鉀增加,如,與C2N1相比,C1N1的全氮含量和全鉀含量分別提高了25.00%、13.86%。
就土壤速效N、P、K含量而言,不同的處理條件下,土壤速效N、P、K含量影響有所不同,其中對堿解氮含量和速效鉀含量的影響達到顯著差異(表1)。而對速效磷的影響未達到顯著差異。隨著施氮量的增加,土壤堿解氮含量顯著增加,與C1N1相比,C1N2、C1N3的土壤堿解氮含量增加了21.16%、31.73%;而土壤速效鉀的含量有所降低,與C1N1相比,C1N2、C1N3的有效鉀含量降低了1.96%、6.98%。與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉下土壤的堿解氮含量呈下降趨勢,而速效鉀有增加趨勢,與C2N1相比,C1N1的堿解氮含量下降了6.14%,速效鉀提高9.40%。
上述分析結(jié)果表明,氮肥施用與水分管理對土壤有機質(zhì)含量、全氮含量、全鉀含量、堿解氮含量、速效鉀含量等化學(xué)特性指標產(chǎn)生了顯著影響,而對全磷與速效磷的影響未達到顯著差異。氮肥的施用顯著提高稻田土壤的有機質(zhì)含量、全氮含量、堿解氮含量,降低了稻田土壤的全鉀和速效鉀含量。與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉條件下,稻田土壤的全氮含量、全鉀含量與速效鉀含量增加,而堿解氮含量降低。
2.2 灌溉與施氮量對稻田土壤的微生物學(xué)特性的影響
從表2中可以看出,不同處理對稻田土壤細菌數(shù)量的影響達到了顯著差異,其排列順序依次為C1N1>C1N2>C2N1>C2N2>C1N3>C2N3。隨著施氮量的增加,土壤細菌數(shù)量降低,與C1N1相比,C1N2、C1N3的細菌數(shù)量降低了5.66%和30.52%。與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉下稻田土壤的細菌數(shù)量增加,與C2N1相比,C1N1的土壤細菌數(shù)量增加了20.98%。
不同處理對稻田土壤真菌數(shù)量的影響達到了顯著差異(表2),其排列順序為C2N3>C2N2>C1N3>C1N2>C2N1>C1N1。稻田土壤的真菌數(shù)量隨著施氮量增加而增加,與C1N1相比,C1N2、C1N3的真菌數(shù)量提高了84.73%和112.98%。與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉下稻田土壤的真菌數(shù)量增加,與C2N1相比,C1N1的土壤真菌數(shù)量提高了46.56%。
從表2中還可以看出,灌溉與施氮量對稻田土壤放線菌數(shù)量也達到顯著差異,隨著施氮量增加,土壤的放線菌的數(shù)量增加,與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉抑制了放線菌的生長,數(shù)量有所降低。如,與C1N1相比,C1N2、C1N3的放線菌數(shù)量提高了28.53%和50.96%。與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉下稻田土壤的放線菌數(shù)量降低,與C2N1相比,C1N1的土壤放線菌數(shù)量降低了14.52%。
就土壤微生物總量而言,當放線菌和真菌數(shù)量很低時,細菌數(shù)量變化成為影響微生物量變化的主要原因。本試驗研究中的土壤中可培養(yǎng)的3大微生物數(shù)量所占比例為:細菌90.51%~96.11%,放線菌3.47%~8.58%,真菌比例最小,占0.35%~1.04%(表3-11)。因土壤微生物總量的變化趨勢與細菌相似,不再贅述。
表2 不同處理土壤微生物數(shù)量
Table 2 Effects of irrigation and nitrogen fertilization on soil microorganism
處理 Treatment C1N1 C1N2 C1N3 C2N1 C2N2 C2N3 細菌
Quantity of Bacterium(×106g-1)8.65a 8.16a 6.01c 7.15b 6.89b 5.55c
真菌 Quantity of Fungus(×104g-1)3.84d 5.65b 6.78a 2.62e 4.84c 5.58b
放線菌
Quantity of Actinomycete
(×105g-1)3.12d 4.01bc 4.71ab 3.65c 4.62b 5.26a
三大菌總數(shù) Total quantity(×106g-1)9.00a 8.62a 6.55c 7.54b 7.40b 6.13c 2.3灌溉與施氮量對水稻產(chǎn)量和水分利用效率影響
從表3可以看出,各處理水稻的產(chǎn)量達到了顯著差異,其排列順序為: C2N2>C1N2>C2N3>C1N3>C1N1>C2N1,其中C2N2處理產(chǎn)量為11 514 kg·hm,但與C1N2處理相比,未達到顯著差異。隨著施氮量增加,水稻產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低趨勢,且差異顯著,而灌溉模式對水稻產(chǎn)量的影響差異不顯著。如,與C1N1處理相比,C1N2、C1N3處理的產(chǎn)量分別提高了58.84%和39.92%。
表3 不同處理對水稻產(chǎn)量構(gòu)成和水分利用效率的影響
Table 3 Effects of irrigation and nitrogen fertilization on rice yield and WUE 處理 Treatment 產(chǎn)量 Yield(kg·hm-2)C1N1 C1N2 C1N3 C2N1 C2N2 C2N3 9237c 11495a 10126bc 8701c 11514a 10275b
需水量 Water consumption
(m3 ·hm-2)4542.7e 5336.0d 5734.4cd 6138.6bc 6806.4ab 7035.5a
水分利用效率
WUE(kg·m-3)2.03ab 2.15a 1.77bc 1.42d 1.69c 1.46d
-2表3結(jié)果表明,各處理的水稻需水量達到顯著差異,隨著施氮量增加,水稻需水量呈現(xiàn)增加趨勢,與C1N1處理相比,C1N2、C1N3處理的需水量增加了17.46%和26.23%;與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉條件下,水稻的需水量顯著降低,與C2N1處理相比,C1N1處理的需水量降低了26%。各處理水稻的水分利用效率達到了顯著差異(表3),其排列順序為: C1N2>C1N1>C1N3>C2N2>C2N3>C2N1。與常規(guī)灌溉模式相比,控制灌溉水分利用效率提高21.2%~43.0%。此外還可以看出,隨著施氮量增加,水稻水分利用效率呈現(xiàn)先增加后降低趨勢,與C1N1處理相比,C1N2處理的水分利用效率提高5.9%,而C1N3處理的水分利用效率降低了17.7%。表明采取節(jié)水灌溉模式和合理施用氮肥,能夠有效提高水稻水分利用效率,節(jié)本增效效應(yīng)顯著。3討論
3.1灌溉與施氮量對稻田土壤化學(xué)特性的影響
本文研究結(jié)果表明,在一定的范圍內(nèi),增施氮肥有助于提升土壤有機質(zhì)含量,這主要是由于增施氮肥可以促進農(nóng)作物根系的迅速生長,從而提高根際有機物質(zhì)的輸入,同時,根系
[13]分泌物是作物向土壤輸入有機 C 的重要途徑,這與Kuzyakov等人研究是一致的。隨著施氮水分增加,土壤全氮含量、堿解氮含量提高,而土壤全磷、全鉀、速效磷和速效鉀含量降低。這說明增施氮肥有助于改善水稻根際的氮素營養(yǎng),促進水稻生長,但通過植株帶走了大量磷素與鉀素[14]。本研究中,與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉有助于提升土壤有機質(zhì)含量、全氮含量、全磷含量、全鉀含量、速效磷與速效鉀含量,這說明采用節(jié)水灌溉技術(shù)有效改善土壤化學(xué)特性,而常規(guī)灌溉由于在長期淹灌條件,土壤的通透性降低,土壤水分滲漏強度增大,土壤養(yǎng)分易流失,致使土壤保肥供肥能力下降。與常規(guī)灌溉相比,控制灌溉下土壤的堿解氮含量有所降低,這可能與水層灌溉下水稻吸收N的速度較快,稻田厭氣固氮菌增多,固氮量增加有關(guān)[15]。
3.2灌溉與施氮量對稻田土壤微生物量的影響
在任何土壤中都以細菌數(shù)量最多,放線菌次之,真菌再次之,藻類、原生動物等依次排列,他們對土壤中有機物的分解、氮和磷等營養(yǎng)元素及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要作用。本文研究表明,隨著施氮量增加,土壤中細菌數(shù)量降低,真菌數(shù)量與放線菌數(shù)量提高,這說明較高含量的N肥在一定程度上強烈抑制了細菌的生長,刺激真菌和放線菌的快速生長[16], 這可能是因為施用化肥促進植物生長,使根系發(fā)達,根系分泌大量低分子量有機物,這些分泌的有機物為根際土壤中微生物提供易于吸收利用的C源,從而促進土壤微生物生長,使土壤微生物活性及數(shù)量增加
[17],而又因為長期施用氮肥,PK肥較少施入,成為限制因子而影
[18]響到土壤中微生物的數(shù)量即抑制了細菌的生長。與常規(guī)灌溉相比,采用控制灌溉模式有效增加了土壤中細菌數(shù)量和真菌數(shù)量,但降低了土壤中的放線菌的數(shù)量。究其原因,可能由于在水稻生育時期采用節(jié)水灌溉技術(shù),實現(xiàn)了土壤水分輕度虧缺,這種輕度水分虧缺不僅可以提供生命所必需的水分,而且可以有效地改善土壤的通氣狀況,為細菌和真菌的生命活動提供了良好環(huán)境;但采取節(jié)水灌溉后,土壤的pH值升高,不利于放線菌生長,致使放線菌數(shù)量下降。
3.3灌溉與施氮量對水稻產(chǎn)量和水分利用效率的影響
本研究結(jié)果表明,在相同的農(nóng)藝技術(shù)和氣象因素條件下,與常規(guī)灌溉模式相比,控制灌溉的需水量降低了18.5%~26.0%,水分利用效率提高了21.2%~43.0%,產(chǎn)量有所降低,但均未達到顯著差異。隨著施氮量增加,產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,施氮量越高,氮素利用越低,增加施氮量對產(chǎn)量的增加無益
[19],因此水稻高效栽培要盡量減少無效生長量,提高氮素利用效率,降低因過量施用氮肥產(chǎn)生農(nóng)業(yè)面源污染風險。已有研究表明,施氮量與灌溉量有顯著地互補效應(yīng),尤其在季節(jié)性干旱地區(qū),提高水分和氮肥的利用效率,實現(xiàn)了 ―以肥補水‖與―水肥耦合‖[20]。在本試驗條件下,以C1N2處理水氮耦合效應(yīng)最佳,產(chǎn)量最高,達11 495 kg·hm-2。4 結(jié)論
4.1 增施氮肥有利于提高土壤中有機質(zhì)、全氮、堿解氮含量,而降低土壤中全鉀、速效鉀含量,對土壤中磷含量差異不顯著;與常規(guī)灌溉相比,除土壤中堿解氮含量,控制灌溉有利于土壤中養(yǎng)分的提高,有助于改善土壤肥力特征。
4.2 土壤中微生物量與施氮量和灌溉密切聯(lián)系,施氮量的增加,可有效地提高土壤中真菌、放線菌數(shù)量,降低土壤中細菌數(shù)量,控制灌溉可形成土壤水分輕度虧缺,有利于保持土壤中旺盛的微生物活動,促進土壤健康狀態(tài)。
4.3在本試驗條件下,以控制灌溉條件下,施氮量180 kg·hm-2,產(chǎn)量達到11 495 kg·hm-2,節(jié)本增效效應(yīng)最佳。參考文獻
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第三篇:不同施肥方法和施肥量對糧食產(chǎn)量的影響
不同施肥方法和施肥量對作物生長的影響
【摘要】本文把施肥方法和施肥量作為變量因子,闡述了指數(shù)施肥、平均施肥等不同施肥方法和施肥量與一些作物產(chǎn)量和生長狀況的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】施肥方法施肥量產(chǎn)量
【正文】
肥料是人們用以調(diào)節(jié)植物營養(yǎng)與培肥改土的一類物質(zhì),有“植物的糧食”之稱。人們通過自己的實踐,不斷地認識到,施肥時增產(chǎn)的重要措施,只有滿足作物對營養(yǎng)的需求才能獲得作物的優(yōu)質(zhì)、豐收。使用肥料可以促進和改善土壤-植物-動物系統(tǒng)中營養(yǎng)元素的平衡、交換和循環(huán);可以提高土壤肥力,即提高單位面積土地的農(nóng)、牧產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量,使土壤這一非再生資源獲得永續(xù)使用,以滿足世界人口不斷增長所需要的各種產(chǎn)品與數(shù)量;是作物生長茂盛,提高地面覆蓋率,減緩或防止土壤侵蝕,維護地表水、水體的潔凈不受污染;改善農(nóng)副產(chǎn)品的品質(zhì),保護人體健康。1828年,德國化學(xué)家維勒首次用人工方法合成了尿素。1838年,英國鄉(xiāng)紳勞斯用硫酸處理磷礦石制成磷肥,成為世界上第一種化學(xué)肥料。由于化學(xué)肥料對農(nóng)作物的增產(chǎn)效果顯著,生產(chǎn)量和使用量開始呈擴大化發(fā)展。中國也是其中的大戶。但近年來,隨著化肥使用量的加大,增產(chǎn)效果逐漸減小。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因除了氣候、土壤狀況、政策等之外,還有農(nóng)戶施肥方法和施肥量的不合理。
施肥對作物產(chǎn)量與土壤肥力具有極為重要的影響[1]。增加肥料投入是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要途徑之一。但是, 化肥施入土壤后, 由于施肥、灌溉方式不當而被作物吸收利用的只占其施入量的30%~35%[2]。過多施用化肥還會造成倒伏、后期貪青、加重病蟲害發(fā)生和稻米品質(zhì)變劣等危險[ 3~6]。這樣一來,怎樣才能科學(xué)合理地施用化肥成為當前持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個不可忽略的限制因素。綜合國內(nèi)外各主流施肥方法,主要有日本的“V”字型施肥法、深層施肥法、片倉施肥法、橋川潮施肥法、側(cè)深施肥法、前輕-中重-后補、前穩(wěn)-攻中法、前促-中控-后補法、前穩(wěn)-中保-后養(yǎng)平穩(wěn)促進的施肥方法,國內(nèi)外最新的施肥方法有水稻一次性施肥,實地、實時施肥管理模式和測土配方施肥等[7]。朱存福[8]等以臺灣相思苗木為實驗材料,研究了不同施肥方法對臺灣相思苗木生長的影響。實驗設(shè)置
了常規(guī)澆水和水分脅迫兩種不同的生長環(huán)境,對相思苗木分別以平均施肥、指數(shù)施肥、直線施肥和不施肥處理,實驗表明,在不同施肥條件下,常規(guī)澆水比水分脅迫更有利于苗木生長,其中平均施肥對苗高、地徑生長最有利,而指數(shù)施肥更有利于苗木生物量的積累;常規(guī)澆水條件下,指數(shù)施肥苗木生物量積累最多,而在水分脅迫條件下則是平均施肥效果最好。可以看出在同等條件下,不同施肥方法對于植物的生長積累方向的積極作用不一樣,但究其本質(zhì),都是促進植物的生長。王冉[9]等研究了不同施肥方法對馬來沉香和土沉香苗期根系生長的影響,從實驗結(jié)果看,指數(shù)施肥和平均施肥兩種施肥方式對于這兩種苗木的生長促進作用呈現(xiàn)顯著水平,且在實驗過程中,指數(shù)施肥的生長促進作用較平均施肥有一定的滯后作用,但到了后期,指數(shù)施肥對其的根系表面積、根系體積和根長等各形態(tài)指標的生長促進作用均比平均施肥顯著。這可能與植物的需肥量隨著生長旺盛期的到來而逐漸增加有關(guān)系,也體現(xiàn)了施肥的時期性。對于以莖、根、花、葉、種子等不同收獲方向的植物來說具有很強的指導(dǎo)意義。大量研究結(jié)果表明,指數(shù)施肥方法可以滿足植物不同生長時期所需要的養(yǎng)分,提高養(yǎng)分利用效率,增強生存競爭力,節(jié)省肥料,同時也避免了多余的肥料對土壤造成污染[10~16]。除此之外,施用相同的肥料,基追施結(jié)合比一次性基施增產(chǎn)效果顯著,原因在于中后期追施有助于增加水稻穗長、穗粒數(shù)和千粒重所致[17]。在施肥過程中也要注意各種肥料的按比例混合施用和施用次數(shù)的控制,不同的肥料施肥方法也不盡相同[18]。盡管施肥可以使作物顯著增產(chǎn),但是在能不能提高作物的質(zhì)量這一問題還有待進一步考究[20]。趙世偉[21]等以春麥為研究材料,探索了施肥方法對改善肥料氮素運移及肥效的影響,實驗結(jié)果表明,施肥方法是影響作物氮素吸收利用的一個重要因素,無論是對土壤氮素的吸收,還是對肥料氮素的吸收,不同施肥方法間存在明顯的差異?,F(xiàn)行施肥方式基肥和12/ 基肥+ 1/2表追吸收的肥料氮和土壤氮均為最低,肥料利用只有22.32 %和26.42 %。通過對改進后的施肥方法與現(xiàn)行的基肥和1/2基追+1/2表追兩種施肥方法的對比試驗研究,結(jié)果表明,減少基肥量可以降低土壤肥料氮素的固定和殘留,改表追為深追可以使NH3揮發(fā)損失控制在一個較低水平,將土體追肥改為土體追肥與葉面追肥相結(jié)合,可以顯著地提高利用率,從而減少不明途徑損失,使農(nóng)田春麥系統(tǒng)“三高一低”,肥料氮素運移特征得到改善,同時,充分發(fā)揮了氮肥的增產(chǎn)效益。其中以1/4基肥+ 1/2深追+ 1/
4葉噴施肥方法效果最為明顯,這種施肥方法不僅滿足春麥不同時期氮素的需求,較現(xiàn)行施肥方法增產(chǎn)18.8%~ 39.0%,而且使春麥氮肥利用率提高到59.59 %,土壤殘留率降低到9.3%,揮發(fā)損失減少到5.7%,將不明途徑損失下降到25.41 %為最低,明顯地改善了農(nóng)田春麥系統(tǒng)肥料氮素的運移特征。充分發(fā)揮了肥效。為了使肥料發(fā)揮其最好的效果,還應(yīng)該在實踐中不斷進行探索和研究。
由于化肥價格、農(nóng)業(yè)勞動力文化程度和土壤質(zhì)量、糧食作物種植目的等各主客觀因素,在施肥量方面很多地區(qū)開始出現(xiàn)化肥施用過量的傾向[22]。氮肥、磷肥、鉀肥是農(nóng)業(yè)日常生產(chǎn)中最常用到的三類肥料。楊紹聰[23]等以不同施氮量為變量,測定了菜豌豆的根瘤干重、豌豆產(chǎn)量等指標,實驗發(fā)現(xiàn),菜豌豆根瘤干重隨著施N量的增加而降低,種肥不施用N肥時單株根瘤干重最大,但隨著種肥施磷比例的增加而提高,全部磷肥作種肥施用時單株根瘤干重最大。N 素不同用量對菜豌豆產(chǎn)量有明顯影響,種肥以不施用N 素肥料而施用50%~100% 磷肥的產(chǎn)量最高。氮肥作種肥施用導(dǎo)致菜豌豆減產(chǎn)主要是產(chǎn)生了肥害,因此,氮肥不宜作菜豌豆的種肥施用,而磷肥可作種肥施用。蔬菜有機基質(zhì)栽培是指采用有機物如農(nóng)作物秸稈、菇渣、畜禽糞便等經(jīng)發(fā)酵或高溫處理,使有機廢棄物成為較好的有機栽培基質(zhì),形成一個穩(wěn)定并具有緩沖作用的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),具有一般無土栽培的特點。李建勇[24]等研究了在有機基質(zhì)栽培條件下,不同化肥施用量對番茄養(yǎng)分吸收利用的影響,實驗主要研究的是其對大量元素氮、磷、鉀吸收利用規(guī)律的影響。結(jié)果表明,適量地施用化肥,可以提高番茄的產(chǎn)量,促進對氮磷鉀的吸收,且其吸收量與施肥量呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性,但施用了化學(xué)肥料以后,有機基質(zhì)中的氮鉀利用率隨施肥量的增加而降低,而磷的利用率則隨施用量的增加而增加,適量施用化肥還可以明顯促進基質(zhì)遲效養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為速效養(yǎng)分。但施用量過多則很可能會抑制有機基質(zhì)中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化,不利于植物吸收利用。
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第四篇:不同肥料處理對茶樹生長和茶葉品質(zhì)的影響
不同肥料處理對茶樹生長和茶葉品質(zhì)的影響
茶樹是喜酸性植物,最適宜 pH 值在 4.0-6.5 之間,而山東土壤 pH 值偏高,且由于 pH 值偏高導(dǎo)致部分元素有效性含量降低,使茶樹營養(yǎng)不良。因此,如何改善山東茶園茶樹營養(yǎng)條件,使北方茶樹健康茁壯成長,已成為迫切需要解決的問題。
通過施肥給茶樹補給營養(yǎng)是一種行之有效的途徑,即為茶樹的生長發(fā)育提供了充足的營養(yǎng)物質(zhì),又在一定程度上改良了土壤,從根本上解決了北方茶園營養(yǎng)問題。
本實驗通過對北方新建茶園進行施肥處理及各項指標測定研究了不同肥料處理對茶樹增產(chǎn)、增質(zhì)的效應(yīng):
1.對北方新建茶園施用生物有機肥、微生物肥料、有機無機混施肥、礦質(zhì)營養(yǎng)肥料、控釋肥、葉面肥。
2.測定各處理茶樹生長指標,結(jié)果表明:試驗中各肥料處理均能促進茶樹的生長和產(chǎn)量的提高,其中對茶樹百芽重、芽頭密度和產(chǎn)量肥效較明顯,各處理以生物有機肥和葉面肥同時施用肥效最為顯著,各肥料單獨處理中以生物有機肥最明顯。
3.測定各處理茶樹光合指標,結(jié)果各處理可顯著提高茶樹的光合速率,部分處理同時可降低細胞間隙二氧化碳濃度,而對氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率影響不明顯。4.測定各處理茶樹生化成分含量。各處理對茶樹茶多酚和氨基酸含量影響較大,以生物有機肥和葉面肥同時施用肥效最為顯著,各肥料單獨處理中以生物有機肥最明顯,均能顯著降低茶葉中茶多酚含量,提高茶葉中氨基酸含量,而對茶葉中咖啡堿和水浸出物含量的影響不顯著。引言
1.1 研究目的與意義
隨著中國茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,山東省種茶的面積也不斷擴大,特別是近幾年種茶面積迅速擴大。山東省氣候晝夜溫差大,日照時間長,所產(chǎn)茶葉具有香高、味濃、耐沖泡的特點,品質(zhì)較高;且因為山東茶區(qū)病蟲害較少,危害較輕,因此一般茶園不使用農(nóng)藥,所產(chǎn)茶葉安全性高。但因為山東茶區(qū)是茶樹次適宜生長區(qū),茶園土壤存在 pH 值偏高,部分微量元素含量偏低或偏高的現(xiàn)象,嚴重影響了茶樹的生長發(fā)育和茶葉的品質(zhì)。如何解決北方茶園土壤存在的不利因素,使茶樹健康茁壯生長,提高整個山東茶區(qū)茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì),已成為目前迫切需要解決的問題。通過合理的施肥平衡土壤元素含量,調(diào)節(jié)土壤 pH 值是最直有效的解決問題的方法。目前北方茶區(qū)所施的復(fù)合肥以硫酸鉀為主,追肥以尿素為主。硫酸鉀復(fù)合肥是生理酸性肥料,長期施用可酸化土壤,降低土壤 pH 值,適合在北方茶區(qū)施用,但酸化效果較慢,不能滿足新發(fā)展茶園的需求;尿素作為追肥,見效快,在采摘期施用效果明顯,但長期施用會出現(xiàn)芽頭質(zhì)量下降,土壤結(jié)構(gòu)遭破壞,環(huán)境污染等問題。因此,我們要根據(jù)北方地區(qū)的土壤條件和茶樹的生長環(huán)境找出既能提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì),又能改善土壤結(jié)構(gòu),改善周邊環(huán)境的一套施肥技術(shù),為北方茶園的發(fā)展提供有效的理論依據(jù)。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
茶樹是多年生木本植物,在其正個生命周期的各個生育階段,總是有規(guī)律的從土壤中吸收礦質(zhì)營養(yǎng)元素,以保持其正常生長發(fā)育。并且茶樹栽培的主要經(jīng)濟目的是通過采摘茶樹新梢幼嫩芽、葉,加工制成各類商品茶而實現(xiàn)的,采摘就必須不斷地帶走一定數(shù)量的營養(yǎng)元素。茶園土壤中各種營養(yǎng)元素的含量有限,且彼此間的比例也不平衡,不能源源不斷地提供。因此,為滿足茶樹生育所需,促進茶樹新梢的正常生長,在茶樹栽培過程中,人們根據(jù)茶樹營養(yǎng)特點和需肥規(guī)律、土壤供肥性能與肥料效應(yīng),運用科學(xué)施肥技術(shù)進行茶園施肥。通過合理施肥以最大限度的發(fā)揮施肥效應(yīng),滿足茶樹生育需要,提高鮮葉的有效成分含量,改良土壤,提高土壤肥力。綜觀近幾十年來,世界各產(chǎn)茶國在取得茶葉高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的綜合性農(nóng)業(yè)技術(shù)措施中,以增施肥料的效應(yīng)尤為顯著。為此,各產(chǎn)茶國都十分重視茶園施肥
1.2.1 茶園中常施用的肥料
1.2.1.1 生物有機肥
茶園追肥經(jīng)歷了由有機肥到化肥、化肥的用量由少到多這樣一個過程。特別是八十年代以后茶園的追肥幾乎由化肥替代。由于長期大量使用化肥,致使茶園土壤結(jié)構(gòu)變壞,肥力下降,肥料利用率降低,環(huán)境污染,茶樹生存條件變差,抗逆性減弱,病蟲害猖厥,致農(nóng)藥使用量增加,又危及到人類的生存與健康。無公害茶園、生態(tài)茶園、有機茶園的建立,使得肥料問題倍受人們關(guān)注。在減少茶園化肥用量,提高土壤肥力時,人們根據(jù)一些有益微生物如根瘤菌、固氮菌、解磷菌、解鉀菌及放線菌等的特定功能,將其制成生物肥料施于茶園,達到增產(chǎn)提質(zhì)。生物有機肥是一種來源于天然有機物,并加入了生物活性物質(zhì),既含有大量的營養(yǎng)元素,又能促使有機質(zhì)迅速分解[2],有的還兼有一定防治病蟲害功效的肥料,能夠滿足茶樹新梢生育期對養(yǎng)分的集中需求[3]。生物有機肥使用既不會對環(huán)境造成污染,也不會對土壤造成不良影響,甚至對土壤的耕性和肥力有良好的促進作用。美國、西歐日本等發(fā)達國家,八十年代初已開展生物有機肥的研究和試用,現(xiàn)已在果、蔬等作物上廣泛使用。國際茶葉組織相繼制定了有關(guān)法令法規(guī),嚴格限制化學(xué)產(chǎn)品在茶業(yè)生產(chǎn)上的使用和用量,并極力提倡發(fā)展“有機茶”。目前,西歐、美國和日本等國家和地區(qū),有機食品銷售量占食品銷售總量的5%-10%,而茶葉還不足 1%。這些國家基本上都不生產(chǎn)茶,卻又是茶葉的主要消費國??梢?,生產(chǎn)有機茶有著非常大的國際市場,這是我國茶葉提高出口數(shù)量和經(jīng)濟效 益的可行途徑。
茶樹專用生物活性有機肥富含茶樹生長所需要的氮、磷、鉀、鎂、硫等多種營養(yǎng)元素,能滿足茶樹生長的需要,從而提高了茶葉質(zhì)量和產(chǎn)量,并能提高春茶開采期。同時又能克服長期以來片面施用化肥造成茶園地力下降,土壤理化性質(zhì)低劣的不良結(jié)果。近年來隨著人們對食品質(zhì)量安全的認識的提高,生物有機肥的應(yīng)用也逐漸普遍。
1998 年英德市茶樹良種場在茶園施用“超大”微生物有機肥,使茶樹萌發(fā)提早,芽葉數(shù)量和百芽重芽葉增加,且具有一芽二葉長度的優(yōu)勢。莫小燕等[6]對主要成分為放線菌制成的“保得”牌微生物葉面增效劑進行田間試驗,結(jié)果顯示,可促進茶樹芽梢生長發(fā)育,提高茶葉產(chǎn)量,并且增加氨基酸含量,降低苦澀味。湖南省農(nóng)科院植保所研制的“風行”光合細菌葉面肥,促進茶樹新梢早發(fā)、快發(fā)、多發(fā),葉片濃綠,根系發(fā)達,提高茶葉產(chǎn)量 20%以上,同時明顯增強茶樹的抗病性、免疫力和抗逆性(抗寒、抗旱)。
蘇洪生等研究了生物活性有機肥對茶樹生長發(fā)育的影響,結(jié)果表明,生物活性有機肥有利于茶樹的生長,茶葉產(chǎn)量和質(zhì)量都得到相應(yīng)的提高。雖然施用活性肥的大于化肥的投入,但從成品茶的效益來看,兩者相差不大。從社會效益和生態(tài)效益來看,施化肥是無法比較的。陸雄偉等通過在茶園施用生物菌種漚肥、長得快微生物有機肥和保得生物有機肥三種有機肥料對比試驗,得出生物菌種漚肥對春茶營養(yǎng)物候期提高效果比較顯著,較其他肥料提早 2-3 天;從對萌芽密度的影響分析,生物菌種漚肥極顯著的高于長得快微生物有機肥;從茶青產(chǎn)量比較來看,生物菌種漚肥茶葉產(chǎn)量比其他肥料處理高 11.9%-13.4%,并綜合使用成本和各項指標得出,生物菌種漚肥適合茶樹大田栽培生產(chǎn)。杭州華通綠色農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的葉面肥碧作液就屬于天然有機肥。商建農(nóng)等用不同濃度的天然有機肥碧作液噴施茶樹,發(fā)現(xiàn)該葉面肥對茶樹具有提高發(fā)芽密度,增加百芽重 和茶葉產(chǎn)量的作用,并能提高茶葉中茶多酚、氨基酸和水浸出物的含量。俞美英的試驗在春季用“邦農(nóng)”500 倍稀釋液噴濕茶樹樹冠葉層正反兩面,觀察茶樹生長發(fā)育。處理區(qū)春茶采摘期提前 4-7 天,噴后 10-17 天內(nèi)新稍生長速度增長 20%左右;但對春梢生長總量的影響不明顯。因此,推廣使用生物有機肥作追肥,不僅可以提早春茶上市,增加早春茶的產(chǎn)量,更是無公害茶園和有機茶園新的肥培管理方式[10]。汪勇在早春對茶樹追施“綠之源”生物有機肥,觀測其與對照之間的感官審評和內(nèi)含物的差異。
結(jié)果表明,噴施生物有機肥的茶樹茶葉的各項因子與對照相比都有明顯提高,特別是茶葉的色澤、鮮爽度和湯色提高明顯。內(nèi)含物質(zhì)噴施生物有機肥的茶樹氨基酸和水浸出物含量下降,茶多酚含量提高,這與上述各種品質(zhì)因子的變化相呼應(yīng)[11]。韋靜峰等利用“滿園春”發(fā)酵劑對雞糞、花生麩進行腐熟處理。采用每公頃分別施用等價、等養(yǎng)分的生物有機肥,不同施肥方法的 5 種處理,探索有機物料的無害化處理辦法,微生物肥料的利用效果,商品生物有機肥的肥效作用,達到高效節(jié)本栽培。結(jié)果 “滿園春”商品生物有機肥與微生物堆漚肥能有效提高茶鮮葉產(chǎn)量和改善品質(zhì),獲得較高的經(jīng)濟效益。每公頃茶園施用微生物堆漚肥 25800kg 加微生物肥料90kg 與等價“滿園春”商品生物有機肥 7500kg 比較,春茶增產(chǎn) 15%,年增加產(chǎn)量、產(chǎn)值分別為 4%、8055.75 元。每公頃“滿園春”商品生物有機肥 7500kg 與同養(yǎng)分的腐熟肥 10500kg 相比,春茶增產(chǎn) 56.09%,年增加產(chǎn)量、產(chǎn)值分別為 17.4%、17068.50 元。得出最佳的施肥方法和施肥量為每公頃茶園施用腐熟肥 25800kg 加復(fù)合微生物肥料 90kg,商品生物有機肥7500kg,以施基肥加兩次追肥的增產(chǎn)提質(zhì)、經(jīng)濟效益高。戚國榮用“農(nóng)凱”生物制劑(含生物活性物質(zhì)植保康,并添加氨基酸、微量元素等)施于茶園觀察肥效和總結(jié)施用方法。結(jié)果得出農(nóng)凱生物制劑的施用方法。茶園作基肥:對于土壤有機質(zhì)含量較高的茶園,畝用量 600克~900 克;一般豐產(chǎn)茶園,可將它和菜餅或其它有機肥配合使用,畝用量 300 克。使用方法:條栽茶園在茶行間開淺溝,施后復(fù)土;密植茶園在茶行內(nèi)茶蓬下均勻撒施;春茶前作催芽肥:春茶發(fā)芽初期(魚葉期),畝用該制劑 100 克加水 35-50 公斤,在茶園蓬面均勻噴細霧,隔 7~10 天再噴一次;夏秋茶作追肥:可在采茶前 10~20 天在茶行間開淺溝施,畝用量300~600 克。也可在采茶前 10 天左右作葉面肥噴施,每次畝用量 100 克加水 50 公斤噴施。注意在早上及傍晚噴施效果較好(避開中午),雨天不噴。茶園中用以上方法施用農(nóng)凱生物制劑可顯著提高茶園茶樹的產(chǎn)量和品質(zhì)。玉香甩在茶園中施用邦圖有機肥表明邦圖有機肥可促進茶樹生長,提高茶樹發(fā)芽密、百芽重與整齊度,增強持嫩性,茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟效益均有提高。有利于擴大茶葉銷量,促進整體效益的提高,同時在一定程度上增強了茶樹抗病蟲的能力[14]。徐福樂研究了生物有機肥與茶樹專用肥等不同肥料對春茶產(chǎn)量、品質(zhì)的效應(yīng)。結(jié)果表明:施用茶樹專用肥及生物有機肥能有效促進茶芽的萌發(fā)數(shù)、新梢著葉數(shù)、茶葉百芽重的增加,提高茶葉產(chǎn)量。與施用 45%無機復(fù)合肥、腐熟雞糞處理相比較,茶樹專用肥處理分別增產(chǎn) 8.4%、20.3%,生物有機肥處理分別增加 1.7%、12.8%。同時茶樹專用肥、生物有機肥處理的鮮葉內(nèi)含物與成茶綜合品質(zhì)均高于無機復(fù)合肥處理[15]。胡紹德研究了生物有機肥和餅肥對茶葉生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。發(fā)現(xiàn)結(jié)果表明茶樹施用生物有機肥、餅肥都能促進茶芽的萌發(fā),芽頭密度、百芽重、小區(qū)產(chǎn)量都有所增加,尤其是施用生物有機肥產(chǎn)量增加明,施用生物有機肥芽頭密度增長 8.2%,芽長增加 12.3%,百芽重增加11.3%,小區(qū)產(chǎn)量增長率為 20.7%。表明茶樹施用生物有機肥茶芽伸長速度加快,茶樹生長勢好,產(chǎn)量增長最為顯著[16]。任紅樓采用微生物好氧發(fā)酵技術(shù),分別以雞糞、玉米秸稈和牛糞、玉米秸稈為主要原料,堆制優(yōu)質(zhì)生物有機肥料 A 和 B。以不施肥為對照,研究施用 2 250 kg/hm2 生物有機肥 A 和 B 及施用 450 kg/hm2 無機復(fù)合肥和有機肥等 4 個不同施肥處理(分別為 T1,T2,T3 和 T4)對春茶產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟效益的影響。施肥能顯著提高春茶產(chǎn)量,與不施肥處理相比,T1,T2,T3,T4 處理分別增產(chǎn)23.5%,21.8%,15.0%和 9.9%;4 種施肥處理的茶鮮葉內(nèi)含物含量均大于不施肥處理;T1,T2,T3,T4 和不施肥處理的酚氨比依次為 6.65,6.20,7.06,5.72和 5.77;與 T3 處理相比,T1,T2 和 T4 處理分別增收 15.54%,11.49%和 0.86%。堆制的生物有機肥安全、高效,能促進茶樹生長,改善茶葉品質(zhì),提高茶園經(jīng)濟效益,具有廣泛的推廣價值[17]。1.2.1.2 微生物肥料
微生物肥料由一種或數(shù)種有益微生物活細胞制備而成的肥料。主要有根瘤菌劑、固氮菌劑、磷細菌劑、抗生菌劑、復(fù)合菌劑等。以微生物的生命活動導(dǎo)致作物得到特定肥料效應(yīng)的一種制品,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用肥料的一種。微生物肥料是活體肥料,它的作用主要靠它含有的大量有益微生物的生命活動來完成。只有當這些有益微生物的生命活動來完成。只有當這些有益微生物處于旺盛的繁殖和新陳代謝的情況下,物質(zhì)轉(zhuǎn)化和有益代謝產(chǎn)物才能不斷形成。因此,微生物肥料中有益微生物的種類、生命活動是否旺盛是其有效性的基礎(chǔ)。微生物肥料可以提高化肥的利用率,保護環(huán)境。
微生物肥料中有益微生物能產(chǎn)生糖類物質(zhì),占土壤有機質(zhì)的 0.1%,與植物粘液,礦物胚體和有機膠體結(jié)合在一起,可以改善土壤團粒結(jié)構(gòu),增強土壤的物理性能和減少土壤顆粒的損失,因此它又具有改良土壤的作用。微生物在農(nóng)業(yè)上的作用已逐漸被人們所認識。現(xiàn)國際上已有 70 多個國家生產(chǎn)、應(yīng)用和推廣微生物肥料,中國目前也有 250 家企業(yè)年產(chǎn)約數(shù)十萬噸微生物肥料應(yīng)用于生產(chǎn)。這雖與同期化肥產(chǎn)量和用量不能相比,但確已開始在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用,取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效應(yīng),已初步形成正規(guī)工業(yè)化生產(chǎn)階段。隨著研究的深入和應(yīng)用的需要不斷擴大新品種的開發(fā),微生物肥料現(xiàn)已形成(1)由豆科作物接種劑向非豆科作物肥料轉(zhuǎn)化;(2)由單一接種劑向復(fù)合生物肥轉(zhuǎn)化;(3)由單一菌種向復(fù)合菌種轉(zhuǎn)化;(4)由單一功能向多功能轉(zhuǎn)化;(5)由用無芽胞菌種生產(chǎn)向用有芽胞菌種生產(chǎn)轉(zhuǎn)化等趨勢。不僅如此,近20 年來,許多國家更認識到微生物肥料作為活的微生物制劑,其有益微生物的數(shù)量和生命活動旺盛與否是質(zhì)量的關(guān)鍵,是應(yīng)用效果好壞的關(guān)鍵之一。為此,現(xiàn)已有許多國家建立了行業(yè)或國家標準及相應(yīng)機構(gòu)以檢查產(chǎn)品質(zhì)量。中國也制定了農(nóng)業(yè)部標準和成立微生物質(zhì)量檢測中心,并已于 1996 年正式對微生物肥料制品進行產(chǎn)品登記、檢測及發(fā)放生產(chǎn)許可證等工作。
目前茶園中葉已經(jīng)開始了微生物肥料的應(yīng)用。日本研制的 EM 有機肥,是一種以光合細菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌為主的具有的 5 個科10 個屬 80 余種微生物復(fù)合培養(yǎng)而成的微生物制劑[18]。EM 有機肥有許多優(yōu)點,如,增進土壤肥力。生物肥施入土壤,其中有效菌物的活動具有解磷、解鉀、固氮,挖掘土壤潛在肥力,豐富土壤養(yǎng)分和平衡土壤養(yǎng)分的效果。在此條件下,可提高施入其它肥料品種的利用率;制造和協(xié)助農(nóng)作物吸收營養(yǎng)問題有效菌物在發(fā)酵活動中所產(chǎn)生的多種生理活性物質(zhì),如氨基酸、糖類、有機酸、維生素、激素等,這些可溶性有機質(zhì),能被植物迅速吸收,促進植物的生長發(fā)育[19];增強植物抗病和抗旱能力一是其中的革蘭氏陽性放線菌在活動過程中分泌產(chǎn)生抗菌素對殺滅或抑制多種病菌的作用;二是施用生物肥增強了植物的生理活躍性和對多種病菌的抗性;生物肥施入土壤后,其基質(zhì)中殘留的各種肥分同時歸入土壤為作物所吸收。特別是基質(zhì)肥分組成中加有螯合型液體復(fù)合肥,含有 20 多種大量、微量元素,其中的微量元素有助于解決豫南地區(qū)土壤微量元素缺乏問題;改善土壤微生態(tài)環(huán)境。隨菌肥施入的有效菌物具有改善土壤生態(tài)環(huán)境,改良土壤,變惡性土為良性土,變死土為活土,從而提高土壤生產(chǎn)力效果。李巨通過多點選擇不同類型的茶園施用 EM 有機肥進行對比試驗。結(jié)果表明:茶樹施用生物肥,20 d 左右即可見效,可促進茶樹芽頭早發(fā),新茶早上市,價位高;可提高茶葉產(chǎn)量,春茶第四道測產(chǎn),增產(chǎn) 8.99%,秋茶第一、二道測產(chǎn),增產(chǎn) 43.6% ~44.9%。可改善茶葉品質(zhì),茶樹芽頭持嫩期長,毛峰大,干茶條形好,容重增加,品嘗口感好,澀味、苦味減退,并可多沏一兩道;可增強茶樹的耐濕性、耐寒性和對病、蟲害的抗性。其有效應(yīng)用條件為:在土壤水分充足、富含有機質(zhì)和多年偏施氮肥、土壤養(yǎng)分失調(diào)及瘠薄的土壤條件下,施用效果較好[20]。陳仲斌在茶園施用九隆升生物菌劑,觀察茶樹的長勢和品質(zhì)。結(jié)果茶樹施用九隆升微生物菌劑調(diào)節(jié)茶樹根際土壤微生態(tài)環(huán)境,促進土壤和肥料養(yǎng)分被植物吸收利用,從而達到生長旺盛、抗逆性增強,茶葉產(chǎn)量和質(zhì)量提高,實現(xiàn)增產(chǎn)增收的效果;茶樹施肥,不論是化肥還是有機肥,配施九隆升微生物菌劑均可獲得顯著的增產(chǎn)效果,尤其以有機肥配施菌劑的增產(chǎn)效果為最佳;茶樹施用九隆升微生物菌劑,方法簡便,投入產(chǎn)出比明顯,可作為我市發(fā)展有機茶葉生產(chǎn)的一種新型肥料,建議予以進一步示范、推廣[21]。許允文在茶園中施用多效有機菌肥,觀察測定茶樹的長勢和品質(zhì)。結(jié)果表明,多效有機菌肥可明顯的提高茶樹的生長、產(chǎn)量和品質(zhì)。其中全年新梢長度比施化肥與菜籽餅肥分別增加 59.3%和 32.7%,葉面積分別增加 13.2%和 10.5%,生物產(chǎn)量分別增加 44.1%和 32.8%;多效有機菌肥產(chǎn)量比施尿素的春、夏、秋茶分別增產(chǎn) 7.7%、15.6%和 11.7%,比施菜籽餅肥的分別增產(chǎn) 3.7%、9.4%和 11.1%;施用多效有機菌肥的春茶氨基酸含量比施尿素的增加 10.4%,比施菜籽餅肥的增加 6.6%,夏茶氨基酸含量均增加 5.6%,秋茶增加幅度較大,分別為 20.5%和 15.2%[22]。1.2.1.3 有機無機混施肥
有機無機復(fù)混肥料是指含有機物質(zhì)和無機營養(yǎng)的復(fù)混肥料。有機物質(zhì)大都采用加工過的有機肥料(如畜禽糞便、城市垃圾、污泥、秸稈、木屑、食品加工廢料等),及含有機質(zhì)的物質(zhì)(草炭、褐煤、風化煤、腐植酸等)還有的加入微生物菌劑和刺激生長的物質(zhì)。稱其為有機活性肥料或生物緩效肥。無機營養(yǎng)部分主要是化學(xué)肥料。嚴格意義上有機無機復(fù)混肥不屬于有機肥,它是介于有機肥和無機肥之間的一種新型肥料,具備有機肥和無機肥的雙重特點。有機無機復(fù)混肥是一種期望能夠被農(nóng)民接受的,有發(fā)展前景的肥料。
有機無機復(fù)混肥的優(yōu)點首先,提高肥料無機養(yǎng)分利用率,改良土壤。有機無機復(fù)混肥與無機復(fù)混肥的根本區(qū)別在于前者有一定量的有機成分。有機無機的合理比例對肥效有重要的影響,這種影響主要表現(xiàn)在養(yǎng)分的供應(yīng)強度和持久性上。適當?shù)谋壤?,可使有機無機復(fù)混肥具有適宜的供肥強度,又能維持較長時間,能克服無機供肥大起大落和農(nóng)家肥供肥強度不足、肥效慢的特點。通過調(diào)節(jié)有機無機比例,使供肥過程與作物生長的各階段的需要相適應(yīng)。此外,有機無機復(fù)混肥中的有機組分具有活化作用、生理調(diào)節(jié)作用和改土培肥作用。這里的有機組分包括氨基酸、生長激素、卵磷脂、核酸以及酶類。有機無機復(fù)混肥在茶園中也已開始施用。王文建研究了高鉀有機復(fù)合肥對茶樹生長和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明,茶樹噴施高鉀有機復(fù)合肥,有利于促進茶芽生長,增加百芽重及芽頭密度,提高新梢生長的整齊度,促進光合作用,提高茶葉產(chǎn)量。其施用濃度經(jīng)初步試驗,用 400 倍~500 倍液效果較佳[23]。程鳴珂研究了茶樹益肥配加 Zn、K 元素對茶新梢生長效應(yīng)的研究。結(jié)果表明,益肥加鋅和加鉀處理比益肥但用更能促進茶樹的生長。加鋅和加鉀處理比單用一芽一葉和一芽二葉數(shù)量分別增加 14.9%和 6.5%;芽頭密度增加 53.1%和 51.4%[24]。尹一萌通過田間試驗研究茶葉施用有機無機復(fù)混專用肥的效應(yīng)。結(jié)果表明,試驗篩選出的兩種磷鉀均衡型有機無機復(fù)混專用肥,茶葉產(chǎn)量提高 9.11%和 12.6%,增值 8.1%和 10.5 %,明顯改善茶葉品質(zhì),水浸出物、茶多酚、咖啡堿等有效物質(zhì)含量明顯提高[25]。汪根法研究了茶園噴施螯合態(tài)多元微肥和鋅肥效應(yīng)。結(jié)果表明,扁石黃紅土茶園葉面噴施螯合態(tài)多元微肥康培號、螯合態(tài)鋅肥瑞恩鋅、綠色鋅肥,可以促進茶芽生長,增加發(fā)芽數(shù),提高百芽重和正常芽葉比例,增強持嫩性,進而提高茶葉產(chǎn)量和經(jīng)濟效益;其春茶名優(yōu)茶每 667m2 鮮葉產(chǎn)量分別比清水對照增加33.3%-42.7%、35.8%-38.2%和30.3%-32.4%;春、夏茶大宗茶依次分別比對照增產(chǎn) 11.5%-13.8%、12.7%-22.2%和 14.4%-26.3%;春茶施肥效益每 667m2 依次分別比對照增加 258.13 元、364.10 元和 265.06 元[26]。夏會龍研究了茶渣復(fù)混肥對茶園土壤的生態(tài)效應(yīng)。結(jié)果表明,施用茶渣有機-無機復(fù)混肥 6 個月后,茶園土壤 15-30cm 土層的 pH 較菜餅有機肥及尿素處理的茶園穩(wěn)定。施用茶渣有機-無機復(fù)混肥后,杭州茶園 0-15cm 和 15-30cm 土層的有機質(zhì)含量比施用尿素分別增加 80.7%和 51.6%;新昌茶園 0-15cm 和 15-30cm 土層的有機質(zhì)含量分別比施用菜餅的增加 30.2%和 29.6%。施用茶渣肥的土壤,尿酶活性比未施肥的土壤下降 19.4%-24.7%。施用茶渣肥后 0-15cm 和15-30cm 土層中的細菌、放線菌和真菌總數(shù)均高于市售茶園有機肥、菜餅肥和尿素處理[27]。韋錦堅龍珠牌生物型有機-無機茶葉專用肥對茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,施生物型有機—無機肥茶葉專用肥,茶葉的產(chǎn)量、加工品質(zhì)、百芽重、芽頭密度、氨基酸、咖啡堿均比施同等 N、P、K 總量的復(fù)合肥分別高 3.6%、0.7%、6.1%、2.4%、11.1%、1.1%,其中產(chǎn)量、氨基酸差異達顯著水平,而茶葉的茶多酚、水浸出物比對照分別低 0.9%、0.2% [28]。1.2.1.4 礦質(zhì)營養(yǎng)肥
礦物質(zhì)肥施入土壤后,因其化合物或物理狀態(tài)的不同,要經(jīng)過短時間的轉(zhuǎn)化才能被土壤溶液溶解。它可以持久地給予植物生長所必需的營養(yǎng)元素,它兼有化肥“速效”、農(nóng)家肥平和持久的特點,并能減少淋浴損失,一般比化肥利用率高 30%至 70%。對于緩釋肥和控釋肥的理解,國內(nèi)外許多專家都認為兩者是一致的。如美國作物營養(yǎng)協(xié)會將緩釋肥定義為:所含養(yǎng)分比速效肥具有更長肥效的肥料。
歐昌梅研究了新型礦物肥、增效劑和菌肥對茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),礦物肥料+增效劑比對照平均增產(chǎn) 11.72%,礦物肥料比對照平均增產(chǎn) 8.59%,光和菌肥比對照平均增產(chǎn) 7.03%,增效劑比對照平均增產(chǎn)3.91%。各試驗用肥對提高茶葉品質(zhì)有較好的作用。提質(zhì)效果為光和菌肥>礦物肥料+增效劑>礦物肥料>增效劑。礦物肥料+增效劑、礦物肥料、光和菌肥、增效劑對增加茶葉產(chǎn)量、提高綠茶品質(zhì)有較好的效果[29]。耿建梅研究了礦質(zhì)營養(yǎng)肥對茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。發(fā)現(xiàn):施用 N、P、K、NP、NK、PK、NPK 肥對茶園土壤的速效氮、磷、鉀含量影響不大,而施用含硫肥料能明顯提高土壤的速效硫含量,比未施含硫肥料的 CK(對照)和 N 處理分別增加 31.73%,31.88%;在施肥和不施肥條件下,茶葉中的礦質(zhì)養(yǎng)分含量基本相似,均是 N>K>P>S;大多數(shù)施肥處理對茶葉產(chǎn)量的影響不大,但氮肥與磷、鉀肥配合施用能提高茶葉產(chǎn)量和產(chǎn)值,并能改善品質(zhì)[30]。陳福林研究了茶園施用鉀肥對春茶產(chǎn)量的影響。發(fā)現(xiàn)茶園增施鉀肥,能顯著提高春季名茶和整個春茶的產(chǎn)量,施用硫酸鉀比施用氯化鉀的增產(chǎn) 效果更加明顯。對于成齡茶園可使用部分氯化鉀,但幼齡茶樹因?qū)β确浅C舾幸笫┯昧蛩徕洸灰褂寐然?。試驗中鉀肥施用量的多少對茶葉增產(chǎn)效果影響不顯著,在生產(chǎn)中具體的鉀肥合理用量應(yīng)根據(jù)當?shù)夭鑸@土壤條件和產(chǎn)量水平等因素來確定。在茶園鉀肥施用中應(yīng)適當集中施和深施,一般可作為基肥施用,但對于砂質(zhì)土壤,為減少鉀的淋溶損失,不宜一次施用過多,應(yīng)分次使用。鉀肥的施用最好與有機肥、氮、磷肥等配合,開展平衡施肥[31]。李靜研究了外源硒肥對茶葉硒含量及化學(xué)品質(zhì)的影響。
研究發(fā)現(xiàn),葉面噴施和土施 Na2SeO3 兩種施用方式對茶葉硒含量的提高及品質(zhì)的改善都非常有利。葉面噴施濃度為 120μg Se/ml 時,噴施后第 12 天,春茶的硒含量最高為 0.374μg/g;葉面噴施濃度為 180μg Se/ml 時,噴施后第 18 天,夏茶和秋茶的硒含量最高,分別為 0.380μg/g 和 0.368μg/g。采用土施硒肥的方法制富硒茶時,土壤施硒量應(yīng)不少于 8 mg Se/盆。葉面噴施濃度為 180μg Se/ml 時,夏茶化學(xué)品質(zhì)提高最為明顯,其中酚氨比下降為對照的 65.73%,可溶性糖含量增加到對照的 116.30%。與葉面噴施有降低兒茶素含量的作用相比,土施硒肥對整個采摘期內(nèi)茶葉兒茶素的含量無明顯影響,因此對改善茶葉品質(zhì)特別是春茶品質(zhì)的作用后者優(yōu)于前者楊林云通過盆栽試驗研究鋁肥的兩種施用方法(土壤施用和葉面噴施)及其不同施用量,研究了鋁肥對茶葉品質(zhì)的影響。發(fā)現(xiàn),施用鋁肥對茶葉品質(zhì)具有顯著影響,土壤施鋁可使氨基酸、茶多酚、咖啡堿和可溶性糖含量分別同比對照提高 12.81%、11.34%、14.48%和 28.41%,葉面施鋁則可使氨基酸、茶多酚和咖啡堿含量同比對照分別提高 23.61%、15.44%、和15.57%;試驗中以土壤施用鋁肥 0.67 g/kg 或葉面噴施鋁肥 2 500 mg/L 時,茶葉中氨基酸、咖啡堿、茶多酚和可溶性糖平均含量較高且組成比例合適,茶葉品質(zhì)相對最好[33]。1.2.1.5 控釋肥
茶樹是典型的喜氮作物,施氮能明顯提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。為此,茶園中常常施入大量的氮肥,據(jù)不完全統(tǒng)計,我國典型茶區(qū)純 N 使用量在0~2600kg hm-2 之間,平均 553kg hm-2[34]。大量使用氮肥不僅造成氮肥利用率明顯降低,而且導(dǎo)致嚴重的環(huán)境污染。據(jù)報道,茶園氮素的利用率一般在 30%左右[35]。未被茶樹利用的氮素,除小部分仍保留在土壤中外,大部分通過硝化和反硝化作用,以 NO3-和 N2O 形式排放到環(huán)境中。如施氮量 900kg hm-2 的茶園,當年通過 NO3-淋溶的 N 素高達 457kg·hm-2[36];通過 N2O 損失更為驚人,據(jù)日本環(huán)境部的報道表明,農(nóng)用土壤施入化肥 N轉(zhuǎn)化成 N2O-N 的排放系數(shù),茶園高達 2.9%,而水稻和其它作物分別為0.31%和 0.62%[37],導(dǎo)致日本在占總面積 1%的茶園土壤上釋放的 N2O 量占全部農(nóng)業(yè)土壤釋放總量的 21%。研制和使用控釋氮肥被認為是提高氮素利用率,降低環(huán)境污染,提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要途徑之一。由于控釋氮肥的種類及應(yīng)用作物不同,應(yīng)用效果也有明顯差異。目前,控釋肥在水 稻、玉米、小麥等大田作物上的應(yīng)用效果有較多的研究報導(dǎo)[38-43],但茶樹上的應(yīng)用效果報導(dǎo)不多。
韓文炎采用盆栽和大田試驗,研究了控釋氮肥對茶樹生長發(fā)育、茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,控釋氮肥能明顯促進茶樹的生長發(fā)育,茶樹新梢數(shù)、百芽重、成熟葉片數(shù)量及葉綠素含量、樹高和主桿直徑等均有明顯提高,從而使盆栽茶樹根、莖和葉各部位的生物產(chǎn)量比施普通尿素分別提高了 58.3%、36.9%和 17.2%。10 個大田試驗的茶葉產(chǎn)量增加了4.2%~24.1%,平均 9.6%。茶葉品質(zhì)成分氨基酸、咖啡堿和水浸出物含量有不同程度提高,其中氨基酸增幅明顯,但對茶多酚含量的影響不大,茶葉酚氨比明顯降低??梢姡蒯尩示哂忻黠@的增產(chǎn)提質(zhì)效果[44]。付乃峰采用大田試驗,研究不同控釋肥與尿素配施處理對茶園土壤堿解氮含量和茶葉品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,控釋肥與尿素配施能顯著增加 0~20 cm 和 20~40cm 土層土壤堿解氮的含量,能有效提供茶樹生長所需的大量堿解氮;在肥料施入后的 6 個階段內(nèi),不同土層土壤堿解氮含量隨時間變化均呈下降趨勢,且出現(xiàn)迅速下降與緩慢降低兩個階段,84 天后,土壤中堿解氮含量降至最低值??蒯尫逝c尿素配施顯著增加茶葉中氨基酸含量和咖啡堿含量,降低茶多酚含量和酚氨比,能有效提高綠茶品質(zhì),3 種不同施肥處理中,以 30%控釋肥與 70%尿素處理的效果最好[45]。陳易飛利用脲醛控釋復(fù)合肥,在蘇州碧螺春茶原產(chǎn)地進行了肥料試驗,就其應(yīng)用效果進行了系統(tǒng)分析。
結(jié)果表明,脲醛控釋復(fù)合肥能有效地增加茶樹葉片中葉綠素含量,降低葉綠素 a/b 值。葉綠素含量與茶樹生物產(chǎn)量、茶芽的產(chǎn)量和質(zhì)量以及茶芽萌發(fā)早晚呈正相關(guān)。與常規(guī)復(fù)合肥相比,其中施用 2 號脲醛復(fù)合肥,茶樹葉片中葉綠素平均含量增加 45.3%,茶葉增產(chǎn) 17.9%,凈增收20.78%[46]。1.2.1.7 葉面肥
葉面肥已成為近年來我國迅速發(fā)展的新型肥料之一,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。葉面肥即指把肥料配成營養(yǎng)液噴灑在葉片上,通過表皮細胞滲透 吸收的施肥方法。茶樹葉片除了正常的光合作用和氣體交換外,還能吸收附在葉表面的礦質(zhì)營養(yǎng)。營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞后與根系吸收的物質(zhì)一樣成為茶樹體的組成成分。但由于葉片正面的角質(zhì)層較背面后,且背面氣孔多,吸收能力比正面強,嫩葉的吸收能力又比老葉強,因此葉面噴肥一定要多噴葉背面,且在茶樹一芽一葉初展時噴施效果最好。葉面肥改變了傳統(tǒng)的根部施肥,采用葉面噴施,使作物所需養(yǎng)分得以補充和完善;能與氮、磷、鉀肥等基礎(chǔ)肥料配合使用,達到用地養(yǎng)地、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的[47]。與土壤施肥相比較,葉面噴施有作物吸收快、成本低、見效快等特點。據(jù)文獻報道,它能提高作物產(chǎn)量 5~10%,還具有改善作物品質(zhì),增強抗逆性的作用[48]。目前市場上葉面肥的種類很多,但大多數(shù)不具有刺激作物的生物活性,加速有機質(zhì)的分解,調(diào)節(jié)土壤的酸堿度,消除板結(jié)等功能。從目前國內(nèi)外肥料的發(fā)展趨勢來看,肥料的研究主要傾向于生態(tài)協(xié)調(diào)肥料,即有利于高效增產(chǎn),又有利于環(huán)境保護和土壤的改良。葉面肥在茶葉上應(yīng)用廣泛,技術(shù)也比較成熟,在此不再一一敖述。
1.2.2 茶樹的營養(yǎng)特性
明確茶樹的營養(yǎng)特點是茶樹施肥的理論基礎(chǔ)和依據(jù)。茶樹的營養(yǎng)吸收主要有以下特性:
1.2.2.1 營養(yǎng)的連續(xù)性
茶樹對所需營養(yǎng)物質(zhì)要求表現(xiàn)出不間斷的特點。茶樹在整個發(fā)育過程中,除種子萌發(fā)初期由子葉供給所需的營養(yǎng)外,主要是地下部通過根系吸收土壤中的水分和無機鹽類,地上部通過葉片光合作用制造碳水化合物。隨著樹齡的增長樹體的擴大,所需的營養(yǎng)物質(zhì)也迅速增加。茶樹幼齡時期的可塑性最大,根據(jù)生長發(fā)育的這一特點,為幼齡茶樹提供良好的營養(yǎng)條件,對新茶園的提早成園和成齡以后達到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和延長經(jīng)濟年限等都能起到積極作用。在茶樹的年發(fā)育周期中,雖然地上部和地下部存在交替生長而造成某些器官在一定時期內(nèi)的生長處于相對休止狀態(tài),但所需要的營養(yǎng)物質(zhì)仍不能間斷。營養(yǎng)條件的好壞,不但影響到下輪茶稍的數(shù)量和品質(zhì),同時上一年的營養(yǎng)條件也影響到下一年的產(chǎn)量。1.2.2.2 營養(yǎng)的階段性
茶樹對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收有階段性。在個體發(fā)育不同階段,茶樹對各種營養(yǎng)元素的吸收是有所側(cè)重的。茶樹幼年期生機旺盛,生長迅速,以營養(yǎng)生長占主導(dǎo)地位,對養(yǎng)分的吸收能力強,并把吸收的養(yǎng)分主要消耗在根、莖和葉等部分的生長上。此時適當增施磷、鉀肥,可促進根系、莖桿生長。青壯年期的茶樹,前期吸收能力強,需肥多,生殖器官的生長發(fā)育尚未達到勝期,綠色面積增大,應(yīng)適當增施氮肥以加強營養(yǎng)生長,促進樹冠不斷擴大并抑制花芽形成,這對高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)至關(guān)重要。到中、后期時,營養(yǎng)和生殖器官生長發(fā)育都達盛期,所吸收的養(yǎng)分主要消耗在茶葉產(chǎn)量,以及留在茶樹的葉子、樹干、根系和花果生長上。為保持樹勢,就需提高氮素營養(yǎng)的供給水平。到了衰老期,茶樹生機逐漸減退,吸收能力也漸減弱,需要量隨之減少,花果增多,故應(yīng)結(jié)合樹體改造,及時補充營養(yǎng),從而使茶樹恢復(fù)生機,強健樹體,進入新的生育循環(huán)。
茶樹在總發(fā)育周期和年發(fā)育周期中,對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收都具有階段性,各地對一年中各種主要營養(yǎng)物質(zhì)吸收動態(tài)的研究結(jié)果雖未盡一致,因為這與地區(qū)氣候條件的差異和茶樹品種特性不同等有密切關(guān)系。由于自然條件和種性不同,會造成茶樹對某種營養(yǎng)物質(zhì)在吸收時期上出現(xiàn)差異,但總的趨勢是大體相同的。根據(jù)茶樹吸收營養(yǎng)的階段性這一特點來考慮施肥種類、施肥時期和施肥方法等,可以充分發(fā)揮施肥的效果。1.2.2.3 營養(yǎng)的集中性
茶樹具有在某一生長時期需要大量營養(yǎng)物質(zhì)的現(xiàn)象。在茶樹年生育周期中,由于季節(jié)的變化和本身的生理活動而形成生長旺盛期和生長相對休止期;茶樹的地上部芽葉和地下部根系生長都表現(xiàn)出明顯的節(jié)奏性和交替生長的特點。成齡茶園因采摘關(guān)系使芽稍的生長形成較明顯的輪次性,對養(yǎng)分的吸收和消耗也表現(xiàn)出同樣的消長規(guī)律。因此,為了適應(yīng)茶樹正常需要和補充因采摘而帶走的損失,必須采取各種追肥措施,集中提供較大量的營養(yǎng)物質(zhì)。
1.2.3 茶園施肥原則和技術(shù)
茶園施肥的最終目的是通過施肥創(chuàng)造營養(yǎng)物質(zhì)合理循環(huán)和平衡,以保證茶樹良好的生長發(fā)育,達到不斷提高茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)和效益的目的。因此,必須遵循經(jīng)濟、合理、科學(xué)的施肥原則,因時、因地、因茶樹的不同品種和生育期,采用適當?shù)氖┓史椒?,適時、適量的施用,才能使茶園施肥發(fā)揮更大的效應(yīng)。1.2.3.1 重施有機肥,有機肥與無機肥相結(jié)合
茶樹主要生長在水熱條件較好的亞熱帶和濕潤熱帶區(qū)域的酸性土壤中,有機質(zhì)積累雖較快,但分解也非常迅速,故一般有機質(zhì)含量較低,理化性質(zhì)差,保水保肥能力低,而山東茶區(qū)土壤屬棕壤,土壤有機質(zhì)含量低,pH 值含量高。因此,在茶樹栽培過程中,就需加以不斷改良,不斷地增施有機肥。有機肥是土壤中有機質(zhì)的重要來源,它具有取材容易、積制簡便、營養(yǎng)全面、有機質(zhì)豐富、肥效緩慢而持久等特點,有機肥施入后,經(jīng)過土壤微生物的分解,逐步轉(zhuǎn)化成土壤腐殖質(zhì),促進土壤結(jié)構(gòu)的改良,提高土壤膠體結(jié)構(gòu)的吸附能力,有利于提高土壤的保水、保肥性能。同時,有機肥在分解過程中可產(chǎn)生許多有機膠體,可防止水溶性磷與茶園大量存在的活性鐵接觸;有機肥分解能釋放出大量二氧化碳和形成各種有機酸。土壤表面二氧化碳含量提高,能加強光合作用的進行。有機酸能使土壤中原來難容性的無機礦物鹽類加速轉(zhuǎn)化,變?yōu)椴铇湟子谖盏酿B(yǎng)分。有機肥含有茶樹生長發(fā)育所需的各種營養(yǎng)元素,故施用有機肥還可解決某些元素的拮抗作用和微量元素缺少的問題。由于有機肥料中所含的營養(yǎng)物質(zhì)較全面,茶園施用有機肥對提高茶葉品質(zhì)具有良好的作用。但是全部施用有機肥,而不施無機化肥也不行,因有機肥料中營養(yǎng)元素的百分含量較無機元素低,且供肥速度大多比較緩慢,不能滿足茶樹生長發(fā)育過程中需肥量大、吸收快的要求。此外,有機肥的積制、施用等都不及無機肥方便。因此,只有在重施有機肥的基礎(chǔ)上,配合施用速效性的無機肥料,才能達到既滿足茶樹生長過程中的需肥要求,又能達到不斷改良土壤的目的。
1.2.3.2 氮肥為主,氮肥與磷、鉀肥和其他元素肥料相結(jié)合
茶樹栽培以采葉偉主要經(jīng)濟目的,故對氮素的要求更為迫切,需要量極大,氮肥對茶葉增產(chǎn)效果亦最好,施用氮肥的經(jīng)濟效益往往也十分顯著。因此,投產(chǎn)茶園都要以施用氮肥為主,但長期大量施用氮肥后,容易使土壤理化性質(zhì)變壞,土壤中各種營養(yǎng)元素之間的平衡將會失調(diào),氮對其他元素的拮抗作用將會明顯表現(xiàn)出來,結(jié)果有礙茶樹對其他營養(yǎng)元素的吸收利用,并降低了氮肥的增產(chǎn)效果,甚至出現(xiàn)不同的缺素癥,而使茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)受到影響。因此,茶園施肥,在氮肥為主的基礎(chǔ)上,配合適量的磷、鉀肥和其他營養(yǎng)元素的肥料,以滿足茶樹對氮等各種營養(yǎng)元素的需要,又有利于保持土壤中各種營養(yǎng)元素的平衡關(guān)系。投產(chǎn)茶園配合施用各種肥料時,磷、鉀肥及其他營養(yǎng)元素只有在施氮肥的基礎(chǔ)上才能發(fā)揮更好的增產(chǎn)效果,若施磷、鉀肥的量太多,則可能導(dǎo)致茶樹生殖生長旺盛而影響茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。
1.2.3.3 重施基肥,基肥與追肥相結(jié)合
因茶樹是多年生作物,在年生長周期中總是不停的吸收所需的養(yǎng)分,據(jù)同位素示蹤顯示,即使在低溫越冬期間,地上部進入休眠狀態(tài)時,地下部分仍有吸收能力,并把所吸收的營養(yǎng)物質(zhì)貯存于根系等器官中,以供翌年,尤其是春茶萌發(fā)生長之需。實際上,基肥不僅對春茶有影響,而且對茶樹全年的生長發(fā)育都有影響。因此,無論是幼齡茶園、成齡茶園或衰老茶園,都應(yīng)重視基肥施用。而且由于茶樹在年生育過程中,其生長和吸肥、需肥都具有明顯的階段性,只施基肥而不進行追肥就難以滿足茶樹生育對養(yǎng)分的需要。所以,必須針對茶樹生長的不同時期對養(yǎng)分需要的實際情況,在施足基肥的基礎(chǔ)上,及時地進行分期追肥。1.2.3.4 掌握肥料性質(zhì)、做到合理用肥
不同肥料種類其性質(zhì)和肥效均有不同;有的肥效有快慢區(qū)別,有的較易揮發(fā),有的易引起肥害,有的不能混合施用等。在茶園施肥時,應(yīng)掌握各種肥料的性質(zhì),對施用肥料的數(shù)量、方法、時間等均有不同要求,以提高施肥效果。1.2.3.5 根部施肥為主,根部施肥和葉面施肥相結(jié)合
茶樹具有龐大根系,因而對養(yǎng)分吸收能力較強,茶樹施肥應(yīng)以根部施肥為主。茶樹的葉片也具有吸收養(yǎng)分的能力,并且茶樹葉面肥可促進和加強根系的吸收能力。在茶園施肥中除了進行根部施肥外,還可以進行葉面施肥。尤其是出現(xiàn)土壤干旱、濕害和根病等情況下,葉面施肥更顯必要。另外還有些微量元素須在根部是施肥的基礎(chǔ)上配合葉面施用才可獲得良好效果。但由于茶樹葉片的主要生理作用是進行光合和呼吸作用,對養(yǎng)分的吸收能力和數(shù)量都遠不及根系。因此,葉面施肥不能代替根部施肥,要以根部施肥為主,適時鋪以葉面施肥,相互配合以發(fā)揮各自的效應(yīng)。
1.2.3.6 因地制宜,靈活掌握
茶園施肥,還要根據(jù)茶樹品種特點、生長情況、茶園類型、生態(tài)條件以及所采用的其他農(nóng)藝措施(灌溉、耕作和采摘等)的實際情況區(qū)別對待。幼齡茶園應(yīng)適當提高磷、鉀肥用量比例,以促進茶樹的根莖生長,培養(yǎng)龐大的根系和粗壯的骨干枝。生產(chǎn)綠茶的茶園,可適當提高氮肥的比例,而生產(chǎn)紅茶的茶園則應(yīng)提高磷肥的比例。茶園深耕配合深施有機肥才能發(fā)揮耕作的作用,灌溉與施肥相結(jié)合普遍可提高肥效??傊?,茶園施肥并非一項孤立的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,他受到各種因子的影響。所以,施肥必須遵循因地制宜、靈活掌握的原則。
1.3 本項目研究內(nèi)容
本研究主要針對北方茶園土壤特點和茶樹的生長發(fā)育特點,選用復(fù)合肥、控釋肥、葉面肥和微量元素肥料等不同的肥料施入茶園,通過觀察測定茶樹的枝梢長勢、百芽重、芽頭密度、葉面積、產(chǎn)量等指標和茶葉品質(zhì)生化成分,明確各種肥料和使用方法對茶樹生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,篩選出經(jīng)濟、適用、見效快的施肥方法和肥料類型,為北方茶園肥料的施用提供有效的理論依據(jù)。材料與方法
2.1 茶園施肥
試驗于 2008 年 3 月上旬在泰安小津口鄉(xiāng)新發(fā)展茶園進行,茶樹為三年生黃山群體種,茶園土壤 pH 值 6.5 棕色沙性土壤。試 驗 選 用 市 售 生 物 有 機 肥(施 用 量 2.5kg/40m2、3.5kg/40m2、4.5kg/40m2)昆明邦圖科貿(mào)有限公司生產(chǎn)(主要成分:廄肥+有益生物群體);微生物肥料(微生物菌劑(北京九龍微生物資源開發(fā)有限公司生產(chǎn))+高效有機肥(廈門市天農(nóng)興多元素肥料有限公司生產(chǎn))),菌劑和高效有機肥施用量為(0.025kg/40m2+1.5kg/40m2,0.05kg/40m2+2.5kg/40m2,0.1kg/40m2+2.5kg/40m2);有機無機茶葉專用肥(施用量 5.0kg/40m2,7.5kg/40m2,10kg/40m2)廣 西 桂 林 綠 豐 復(fù) 合 化 肥 廠 生 產(chǎn) ; 控 施 肥(2.5kg/40m2,5.0kg/40m2,7.5kg/40m2)金正大生態(tài)工程股份有限公司生產(chǎn);礦質(zhì)元素肥料(處理 1 為 T1 尿素 5kg/40m2,處理 2 為 T2 硫酸鉀5kg/40m2,處理 3 為 T3 硫酸鋁 1kg/40m2);葉面肥為天達-2116(600 倍液)天達生物制藥股份有限公司生產(chǎn),本實驗中設(shè)葉面肥處理為 T。以上肥料均是有報道在南方茶園應(yīng)用效果較好的肥料。每種肥料設(shè)三個濃度處理,每個處理三個重復(fù),每個重復(fù)小區(qū)面積為 40m2,設(shè)空白對照(葉面肥對照為清水),小區(qū)隨機區(qū)組排列。沿茶行滴水線開深 15-20cm溝將各小區(qū)對應(yīng)肥料全部施入。葉面肥在茶葉開采前 15d 噴施,用噴霧器將茶樹上下部的葉正被面全部噴濕,除單獨噴施葉面肥的處理外,上述各土壤施肥處理中,全部集中噴施 20m2 葉面肥。待新梢長到一芽二、三葉時,采摘茶樹一芽二葉測定百芽重,對各小區(qū)各批次采摘的芽頭產(chǎn)量作記錄,采回的芽頭放入恒溫干燥箱中 120℃加熱 10 分鐘固樣,測定生化成分。
2.2 生長指標測定
2.2.1 新梢長度
新梢基部至頂梢基部的長度。每個處理選取三株茶樹,每棵茶樹選取20 個新梢,系上已編好的紙牌,要求枝條之間的相對一致,每隔三到五天觀察一次,并分別記錄。
2.2.2 芽頭數(shù)
即當年每株茶樹在一段時間內(nèi)萌發(fā)新梢的個數(shù)。每個處理隨機選取20 株茶樹,觀察并記錄它們在一段時間內(nèi)的新梢的個數(shù),最后取平均值。
2.2.3 葉面積
分別選取 30 個一芽三葉新梢,以新梢基部上第二個真葉為測定對象,分別測量其長幅度,用系數(shù)法求其平均葉面積。通常采用 0.7 系數(shù)法計算葉面積,即葉面積=葉長×葉寬×0.7。
2.2.4 百芽重
各處理區(qū)內(nèi)隨機取樣 100 個相同展葉數(shù)的新梢或采下的混合新梢,稱重,三次以上的平均值,即為該新梢的百芽重。
2.2.5 產(chǎn)量
各小區(qū)每次采摘后單獨稱量芽頭重量,最后各批次重量相加即為各小區(qū)的總產(chǎn)量。
2.3 光合指標和葉綠素含量測定
2.4 茶葉品質(zhì)成分測定
茶多酚總量測定:參照 GB8313-87 酒石酸鐵比色法 咖啡堿含量測定:高效液相色譜法
水浸出物總量測定:參照 GB8305-87 測定方法 游離氨基酸總量測定:參照 GB8314-87 茚三酮比色法 測定數(shù)據(jù)用 DPS 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進行差異顯著性分析 結(jié)果與分析
3.1 不同肥料處理對茶樹生長和產(chǎn)量的影響
3.1.1 生物有機肥
由表 1 可以看出,茶樹施用生物有機肥后,各生長指標和產(chǎn)量和對照相比均有顯著增加。百芽重是反映芽頭質(zhì)量質(zhì)量的重要指標,百芽重高,說明芽頭質(zhì)量好,內(nèi)含物豐富,做出的茶品質(zhì)好。表 1 中隨著生物有機肥施用量的增加,茶樹百芽重顯著增加,而生物有機肥和葉面肥的組合處理百芽重又顯著高于單獨生物有機肥處理,單獨噴施葉面肥效果也較明顯,但不如單獨施用生物有機肥和有機肥與葉面肥組合的處理;芽頭密度和產(chǎn)量也有和百芽重相同的變化趨勢,說明施用生物有機肥能顯著增加茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì),而生物有機肥和葉面肥結(jié)合施用可進一步促進茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。從表 1 還可以看出,各處理均能顯著增加茶樹葉面積和新梢、頂梢及側(cè)梢長度,說明各處理均有利于茶樹的生長,但生物有機肥和葉面肥組合處理比單獨施用生物有機肥對茶樹的生長指標影響更加明顯,是因為施用葉面肥后,茶樹葉片快速吸收營養(yǎng),促進了茶樹葉片和枝條的發(fā)育。
表 1 生物有機肥處理茶樹生長指標測定
3.1.2 微生物肥料
從表 2 可以看出,單獨施用微生物肥料和葉面肥處理,茶樹百芽重,芽頭密度和產(chǎn)量增加并不顯著,而微生物肥料和葉面肥同時施用處理百芽重顯著增加??赡苁俏⑸锓柿细纳仆寥赖男Ч容^慢,短時間內(nèi)起到的作用較小,而噴施葉面肥后,茶樹葉片能快速吸收葉面肥中的營養(yǎng),同時促進了茶樹的根系發(fā)育,從而增加了茶樹對微生物肥料的利用,因而微生物肥料和葉面肥在一定程度上具有協(xié)同作用,共同促進茶樹的生長發(fā)育,提高了茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。表 2 中各處理對茶樹葉面積的影響具有上述相同的規(guī)律。施用微生物肥后,茶樹新梢長度顯著增加,頂稍增加不明顯,0.025kg 微生物制劑+1.5kg 高效有機肥處理對茶樹側(cè)梢生長影響不顯著,而 0.05kg 微生物制劑+2.5kg 高效有機肥處理和 0.1kg 微生物制劑+2.5kg高效有機肥處理的茶樹側(cè)梢顯著增加。從表 2 中還可以看出,0.05kg 微生物制劑+2.5kg 高效有機肥處理和 0.1kg 微生物制劑+2.5kg 高效有機肥處理的茶樹百芽重、芽頭密度、產(chǎn)量、葉面積和側(cè)梢各指標并無顯著差別,可能是 0.05kg 微生物制劑已經(jīng)可以基本將 2.5kg 高效有機肥活化,再增加微 生物制劑的劑量效果并不明顯。單獨施用葉面肥雖然對茶樹百芽重、芽頭密度、產(chǎn)量和葉面積影響并不顯著,但可顯著增加茶樹的新梢、頂梢和側(cè)梢長度。
表 2 微生物肥料處理茶樹生長指標測定
3.1.3 有機無機混施肥
從表 3 可以看出,試驗中各處理茶樹的百芽重、芽頭密度、產(chǎn)量、新梢長度、頂梢長度、側(cè)梢長度都顯著增加,而各處理對茶葉面積的影響不顯著。單獨施用有機無機混施肥、葉面肥、有機無機混施肥+葉面肥三個處理對茶樹各指標的影響程度為有機無機混施肥+葉面肥>有機無機混施肥>葉面肥,有機無機混施肥既有有機成分能改善土壤結(jié)構(gòu),促進根系發(fā)育,又有無機成分,可快速滿足茶樹生長發(fā)育,因此對茶樹產(chǎn)量、品質(zhì)和生長的影響較明顯,而且隨著施肥濃度的增加各指標增加顯著。而單獨的葉面肥處理雖然效果較快,但是營養(yǎng)含量有限,不能長期不間斷的供應(yīng),因此葉面肥在噴施時要根據(jù)采摘的需要多次噴施,以達到快速不間斷為茶樹供應(yīng)營養(yǎng)的目的。而有機無機混施肥+葉面肥則即快速有長久的為茶樹提供茶樹生長發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質(zhì),是一種較好的肥料搭配。
表 3 有機無機混施肥處理茶樹生長指標測定
3.1.4 礦質(zhì)營養(yǎng)肥
山東屬于茶樹次適宜生長區(qū),土壤 pH 值偏高,土壤中鈣元素含量偏高,而可利用錳、銅、鋅等元素的含量偏低,導(dǎo)致茶樹營養(yǎng)不良。因此,北方茶園在施肥時既要補充土壤所缺失的元素,滿足茶樹正常生長發(fā)育的需要,又要通過施肥酸化改善土壤,從根本上解決土壤營養(yǎng)問題。
本試驗中硫酸鉀和硫酸鋁皆是生理酸性肥料,長期施用可酸化土壤,降低土壤 pH 值,從而降低土壤鈣元素含量,增加可利用錳、銅、鋅含量。從表 4 可以看出,各處理茶樹百芽重、芽頭密度、產(chǎn)量與對照相比均顯著增加,而葉面積處理 T1 和 T3 增加顯著,T2 與對照差別不顯著。T1、T2、T3 單獨處理的茶樹除 T1 處理的茶樹側(cè)稍長與對照無顯著差別外,其他處理茶樹新梢長、頂梢長和側(cè)梢長與對照相比均顯著增加;處理 T1+T、T2+T和 T3+T 各指標均顯著高于單獨噴施葉面肥處理,也高于 T1、T2、T3 單獨處理,T1、T2、T3 單獨處理茶樹各指標又高于單獨噴施葉面肥處理。即肥效大小為 T1+T> T1>T;T2+T> T2> T;T3+T> T3> T 綜合考慮茶樹的產(chǎn)量、品質(zhì)和生長各指標,T1、T2、T3 處理的肥效大小為 T3> T1> T2,即硫酸鋁>尿素>硫酸鉀。出現(xiàn)上述現(xiàn)象主要是因為硫酸鋁酸化土壤效果較明顯,速度較快,并且鋁離子是茶樹生長生長發(fā)育過程中的有益元素,可促進茶樹的生長,而硫酸鉀的酸化效果較慢。
表 4 礦質(zhì)營養(yǎng)肥處理茶樹生長指標測定
3.1.5 控釋肥 從表 5 可看出,控釋肥各濃度處理中除 2.5kg/40m2,其他處理百芽重皆明顯增加,各濃度處理芽頭密度均顯著高于對照,2.5kg/40m2 和5.0kg/40m2 單獨處理茶樹產(chǎn)量增加并不明顯,其他處理產(chǎn)量均顯著增加。2.5kg/40m2 和 5.0kg/40m2 單獨處理茶樹葉面積與對照無顯著變化,其他處理葉面積顯著增大。枝條各指標除 2.5kg/40m2 新梢長度和側(cè)梢長度無明顯差別,5.0kg/40m2 處理新梢長度無顯著差別外,其他各處理茶樹枝條各指標與對照相比均顯著增加。
表 5 控釋肥處理茶樹生長指標測定
3.2 不同施肥處理茶樹光合生理變化
3.2.1 生物有機肥
凈光合速率反映茶樹的光合能力,光合能力強,單位時間內(nèi)茶樹制造的干物質(zhì)就越多,相反光合能力越弱,單位時間內(nèi)茶樹制造的干物質(zhì)就越少,施肥后若能增加茶樹的光合能力,便從理論上增加了茶樹的產(chǎn)量和茶樹芽頭中內(nèi)含物的含量。而細胞間隙二氧化碳濃度反映茶樹的呼吸作用,呼吸作用越強,茶樹消耗的儲存于體內(nèi)的有機物質(zhì)越多,茶樹體內(nèi)剩余的有機物質(zhì)就越少,相反就越多。因此,通過施肥增加茶樹光合作用的同時降低茶樹的呼吸作用側(cè)增加了茶樹干物質(zhì)的儲存量,為提高茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
從表 6 中可以看出,單獨施用生物有機肥后,茶樹凈光合速率變化規(guī)律性不大,其中 2.5kg/40m2 和 4.5kg/40m2 處理茶樹凈光合速率顯著增加,而 3.5kg/40m2 處理茶樹凈光合速率與對照無明顯差別;單獨噴施葉面肥茶樹凈光合速率顯著高于對照,說明葉面肥對茶樹葉片的生長發(fā)育有較好的肥效;生物有機肥+葉面肥各處理茶樹凈光合速率均顯著高于對照,且隨著生物有機肥施用濃度的增加而增加,說明生物肥料+葉面肥處理顯著加強了茶樹葉片的光合作用,使茶樹制造更多的有機物質(zhì),為提高茶樹葉的產(chǎn)量和品質(zhì)打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。細胞間二氧化碳濃度各處理隨濃度的增加并無明顯的變化規(guī)律,其中 2.5kg/40m2 處理,T 處理,3.5 kg/40m2+T 處理細胞間二氧化碳濃度與對照處于同一水平;4.5kg/40m2 處理與對照無顯著差別;3.5kg/40m2,2.5 kg/40m2+T,4.5 kg/40m2+T 各處理細胞間二氧化碳濃度顯著低于對照,說明生物肥料+葉面肥處理可顯著降低茶樹葉片的呼吸作用,減少了茶樹因呼吸作用而消耗光合作用制造的有機物質(zhì),加大了干物質(zhì)的儲存量,從而提高了茶樹芽頭的重量和內(nèi)涵物質(zhì)含量,提高了茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。各處理間氣孔導(dǎo)度也無明顯變化規(guī)律,其中 T 處理和3.5 kg/40m2+T 處理茶樹氣孔導(dǎo)度與對照處于同一水平;4.5 kg/40m2 和 2.5kg/40m2+T 兩處理茶樹氣孔導(dǎo)度與對照無顯著差別;2.5 kg/40m2+T,3.5kg/40m2,4.5 kg/40m2+T 處理茶樹氣孔導(dǎo)度顯著高于對照。各處理茶樹除 3.5 kg/40m2+T 和 4.5 kg/40m2+T 處理蒸騰速率顯著高于對照外,其他各 處理茶樹蒸騰速率與對照處于同一水平。
表 6 施用生物有機肥茶樹光合指標測定
3.2.2 微生物肥料
從表 7 可以看出,0.025 kg/40m2+1.5 kg/40m2,0.05 kg/40m2+2.5kg/40m2,0.025 kg/40m2+1.5 kg/40m2+T 各處理茶樹凈光合速率與對照處于同一水平;0.1 kg/40m2+2.5 kg/40m2,0.05 kg/40m2+2.5 kg/40m2+T,0.1kg/40m2+2.5 kg/40m2+T 各處理茶樹光合速率顯著高于對照,其中 0.1kg/40m2+2.5 kg/40m2+T 處理茶樹的光合速率顯著低于 0.05 kg/40m2+2.5kg/40m2+T 處理,即在噴施葉面肥條件下 2.5kg 高效有機肥中加入 0.1kg微生物菌劑茶樹的光合速率反而顯著低于加入 0.05kg 微生物菌劑的處理,但不噴施葉面肥的條件下,前者顯著高于后者,可能是葉面肥和微生物菌劑有某種協(xié)同作用,有待于進一步研究。各處理中,0.1 kg/40m2+2.5kg/40m2 處理細胞間隙二氧化碳濃度與對照無顯著差別;0.05 kg/40m2+2.5kg/40m2 處理茶樹細胞間隙二氧化碳濃度顯著高于對照;處理 0.025kg/40m2+1.5 kg/40m2,T,0.025 kg/40m2+1.5 kg/40m2+T,0.05 kg/40m2+2.5kg/40m2+T,0.1 kg/40m2+2.5 kg/40m2+T 茶樹細胞間隙二氧化碳濃度顯著低于對照;處理 T,0.025 kg/40m2+1.5 kg/40m2+T,0.05 kg/40m2+2.5kg/40m2+T 茶樹氣孔導(dǎo)度與對照處于同一水平;處理 0.05 kg/40m2+2.5kg/40m2 茶 樹 氣 孔 導(dǎo) 度 與 對 照 無 顯 著 差 別 ; 處 理 0.025 kg/40m2+1.5kg/40m2,0.1 kg/40m2+2.5 kg/40m2,0.1 kg/40m2+2.5 kg/40m2+T 茶樹氣孔導(dǎo)度顯著高于對照。處理 0.025 kg/40m2+1.5 kg/40m2 茶樹蒸騰速率與對照處于同一水平;處理 0.05 kg/40m2+2.5 kg/40m2,0.1 kg/40m2+2.5 kg/40m2,T 茶樹蒸騰速率略高于對照;處理 0.025 kg/40m2+1.5 kg/40m2+T,0.05kg/40m2+2.5 kg/40m2+T,0.1 kg/40m2+2.5 kg/40m2+T 茶樹蒸騰速率顯著高 于對照。
表 7 施用微生物肥茶樹光合指標測定
3.2.3 有機無機混施肥
從表 8 可以看出,處理 5.0kg/40m2,7.5 kg/40m2 茶樹的凈光合速率與對照處于同一水平;處理 5.0kg/40m2+T 茶樹凈光合速率略高于對照;處理 10.0 kg/40m2,T,7.5 kg/40m2+T,10.0 kg/40m2+T 茶樹凈光合速率顯著高于對照。說明在單獨施用有機無機混施肥時,低施用量對茶樹光合的影響并不明顯,必須加大肥量的施用量才能起到提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的目的,而有機物質(zhì)混施肥與葉面肥同時施用,茶樹光合速率增加顯著,效果較好。處理 5.0kg/40m2 茶樹細胞間隙二氧化碳濃度與對照處于同一水平;其他處理均顯著低于對照。從以上可以看出,處理 10.0 kg/40m2,T,7.5kg/40m2+T,10.0 kg/40m2+T 在顯著提高茶樹凈光合速率的同時顯著降低茶樹的細胞間隙二氧化碳濃度,是提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)較好的施肥處理。處理 5.0kg/40m2,7.5 kg/40m2,T,7.5 kg/40m2+T,10.0 kg/40m2+T 茶樹氣孔導(dǎo)度與對照處于同一水平;處理 10.0 kg/40m2 茶樹氣孔導(dǎo)度略高于對照;處理 5.0kg/40m2+T 茶樹氣孔導(dǎo)度顯著低于對照。處理 5.0kg/40m2,10.0 kg/40m2,T,5.0kg/40m2+T 茶樹蒸騰速率與對照處于同一水平;處理7.5 kg/40m2,7.5 kg/40m2+T,10.0 kg/40m2+T 茶樹蒸騰速率顯著高于對照。
表 8 施用有機無機混施肥茶樹光合指標測定
3.2.4 礦質(zhì)元素肥料
從表 9 可以看出,處理 T1 茶樹凈光合速率與對照處于同一水平,其他各處理茶樹凈光合速率都顯著高于對照,T1+T 處理茶樹凈光合速率顯著高于 T1 單獨處理,而 T2+T,T3+T 處理茶樹凈光合速率分別與 T2,T3處于同一水平,說明 T2+T,T3+T 處理中噴施葉面肥效果并不明顯。處理T2 茶樹細胞間隙二氧化碳濃度與對照處于同一水平;處理 T3 茶樹細胞間隙二氧化碳濃度比對照略高;其他處理茶樹細胞間隙二氧化碳濃度均顯著低于對照。茶樹凈光合速率顯著高于對照,同時細胞間隙二氧化碳濃度顯著低于對照的處理為 T1,T,T1+T,T2+T,T3+T,以上處理為提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的理想處理。處理 T2,T,T2+T,T3+T 茶樹氣孔導(dǎo)度與對照處于同一水平;處理 T1 茶樹氣孔導(dǎo)度顯著高于對照;處理 T3,T1+T 茶樹氣孔導(dǎo)度顯著低于對照。處理 T1,T2+T 茶樹蒸騰速率與對照處于同一水平;處理 T 茶樹蒸騰速率明顯高于對照;其他處理茶樹蒸騰速率顯著高于對照。
表 9 施用礦質(zhì)元素肥料光合指標測定
3.2.5 控釋肥
從表 10 可以看出,處理 2.5kg/40m2 茶樹凈光合速率與對照處于同一水平;其他處理茶樹凈光合速率顯著高于對照。單獨施用控釋肥處理,隨著控釋肥施用量的增加,茶樹凈光合速率顯著增加;單獨噴施葉面肥處理和三種組合處理 2.5 kg/40m2+T,5.0 kg/40m2+T,7.5 kg/40m2+T 茶樹凈光合速率處于同一水平,且都顯著低于處理 7.5 kg/40m2,具體原因有待于進一步研究。處理 2.5 kg/40m2,5.0 kg/40m2 茶樹凈光合速率與對照處于同一水平;其他處理顯著低于對照。處理 2.5 kg/40m2,5.0 kg/40m2,7.5kg/40m2,T,7.5 kg/40m2+T 茶樹氣孔導(dǎo)度與對照處于同一水平;處理 2.5kg/40m2+T,5.0 kg/40m2+T 茶樹氣孔導(dǎo)度顯著低于對照。處理 2.5 kg/40m2茶樹蒸騰速率與對照處于同一水平;其他處理茶樹均顯著高于對照。
表 10 施用控釋肥茶樹光合指標測定
3.3 不同施肥處理茶葉品質(zhì)生化成分含量比較
3.3.1 生物有機肥
山東茶區(qū)主要以生產(chǎn)綠茶為主,茶樹芽頭中低茶多酚和高氨基酸有利于綠茶品質(zhì)的形成。因此,通過施肥提高茶樹芽頭中氨基酸含量或降低芽頭多酚含量,將有利于提高山東茶葉品質(zhì)的提高。
從表 11 中可以看出,處理 2.5kg/40m2,3.5 kg/40m2 茶樹茶多酚含量與對照處于同一水平;處理 2.5kg/40m2+T 茶樹茶多酚含量明顯低于對照;其他各處理茶樹多酚含量均顯著低于對照。生物有機肥+ T 處理比單獨生物有機肥處理降低茶葉中的多酚含量效果更加明顯。各處理中咖啡堿含量與對照相比均處于同一水平,可見生物有機肥對茶樹葉片中咖啡堿的影響并不大。處理 2.5kg/40m2,T,2.5kg/40m2+T 茶樹芽頭中氨基酸含量與對照處于同一水平;處理 3.5 kg/40m2 茶樹芽頭中氨基酸含量明顯高于對照;處理 3.5 kg/40m2+T,4.5 kg/40m2+T 茶樹芽頭中氨基酸含量顯著高于對照。通過以上分析可以看出,處理 3.5 kg/40m2+T,4.5 kg/40m2+T 茶樹葉片茶多酚含量顯著低于對照,同時氨基酸含量顯著高于對照,對于提高茶葉品質(zhì)是較理想的施肥措施。處理 3.5 kg/40m2+T 茶葉水浸出物含量與對照處于同一水平;處理 2.5kg/40m2+T 茶葉水浸出物顯著低于對照;其他處理茶葉水浸出物含量顯著高于對照。
表 11 施用生物有機肥茶樹品質(zhì)生化成分測定
3.3.2 微生物肥料
從表 12 可以看出,處理 0.05 kg/40m2+2.5 kg/40m2+T 茶葉中茶多酚含量與對照處于同一水平。其他各處理茶葉中茶多酚含量顯著低于對照,微生物菌劑和高效有機肥處理茶樹隨施肥量的增加并無顯著變化,各處理茶葉中茶多酚含量處于同一水平。微生物菌劑+高效有機肥+T 各處理之間茶葉多酚含量存在顯著差異,沒有一定的規(guī)律性,具體原因有待于進一步研究。處理0.05 kg/40m +2.5kg/40m2+T 茶 葉 中 咖 啡 堿 含 量 與 對 照 處 于 同 一 水平; 處 理 0.025kg/40m2+1.5 kg/40m2,0.05 kg/40m2+2.5 kg/40m2 茶葉中咖啡堿含量明顯高于對照,其他各處理茶葉中咖啡堿含量顯著高于對照。處理 T,0.025kg/40m2+1.5 kg/40m2+T,0.1 kg/40m2+2.5 kg/40m2+T 茶葉中氨基酸含量與對照處于同一水平;處理 0.025 kg/40m2+1.5 kg/40m2 茶葉中氨基酸含量明顯高于對照;其他處理茶葉中氨基酸的含量顯著高于對照。以上分析可以看出處理 0.05 kg/40m2+2.5 kg/40m2,0.1 kg/40m2+2.5 kg/40m2 兩處理茶葉茶多酚含量顯著低于對照,同時氨基酸含量顯著低于對照,對提高綠茶品質(zhì)肥效明顯。處理 0.025 kg/40m2+1.5 kg/40m2,0.1 kg/40m2+2.5 kg/40m2,T,0.1 kg/40m2+2.5 kg/40m2+T 茶葉中水浸出物含量與對照處于同一水平;處理 0.025 kg/40m2+1.5 kg/40m2+T 茶葉中水浸出物含量顯著高于對照;處理 0.05 kg/40m2+2.5 kg/40m2,0.05 kg/40m2+2.5 kg/40m2+T 茶葉中水浸出物含量顯著低于對照。
表 12 施用微生物肥茶樹品質(zhì)生化成分測定
3.3.3 有機無機混施肥
從表 13 可以看出,處理 5.0kg/40m2,7.5 kg/40m2 茶葉中茶多酚含量與對照處于同一水平;處理 5.0kg/40m2+T 茶葉中茶多酚含量明顯低于對照;其他各處理茶葉中茶多酚含量顯著低于對照。以上分析說明,在單獨施用有機無機混施肥時,較低濃度對降低茶葉中茶多酚含量交過不明顯,需要加大施用量。處理 5.0kg/40m2+T 茶葉中茶多酚含量顯著高于對照;處理 10.0 kg/40m2 茶葉中茶多酚含量明顯高于對照;其他各處理與對照處于同一水平。處理 7.5 kg/40m2+T,10.0 kg/40m2+T 茶葉中氨基酸含量顯著高于對照;處理 5.0kg/40m2 茶葉中氨基酸含量明顯高于對照;其他處理與對照處于同一水平。各處理中,只有 7.5 kg/40m2+T,10.0 kg/40m2+T 處理茶樹中茶葉多酚含量顯著低于對照,同時氨基酸含量顯著高于對照,肥效最為明顯。各處理茶樹茶葉水浸出物含量均與對照處于同一水平。說明施用有機無機混施肥對茶葉中水浸出物含量的影響較小。
表 13 施用有機無機混施肥茶樹品質(zhì)生化成分測定
3.3.4 礦質(zhì)元素肥料
從表 14 可以看出,各處理茶葉中茶多酚含量均顯著低于對照,各處理之間茶多酚含量處于同一水平;處理 T1+T,T2+T 茶葉咖啡堿含量顯著高于對照;處理 T1,T2,T3,T3+T 咖啡堿含量明顯高于對照;處理 T 茶葉咖啡堿含量與對照處于同一水平。各處理茶樹茶葉氨基酸含量均顯著高于對照,T1,T2處理茶葉氨基酸含量處于同一水平,T3 處理茶葉氨基酸含量顯著高于 T1,T2 處理。各處理與對照均處于同一水平。本實驗各處理茶葉茶多酚含量均顯著高于對照,同時氨基酸含量均顯著低于對照,說明各處理在提高茶葉品質(zhì)方面均有較顯著的優(yōu)勢。
表 14 施用礦質(zhì)元素肥料茶樹品質(zhì)生化成分測定
3.3.5 控釋肥
從表 15 可以看出,各處理茶葉茶多酚含量均顯著低于對照,控釋肥+T
處理降低茶葉中茶多酚含量效果高于單獨控釋肥處理和 T 處理效果。處理 7.5 kg/40m2,T,5.0 kg/40m2+T,7.5 kg/40m2+T 茶葉咖啡堿含量與對照處于同一水平;處理 2.5 kg/40m2+T 茶葉咖啡堿含量比對照偏高;處理2.5 kg/40m2,5.0 kg/40m2 茶葉咖啡堿含量顯著高于對照。處理 2.5kg/40m2+T 茶葉咖啡堿含量明顯高于對照;其他處理茶葉中咖啡堿含量與對照處于同一水平。處理 2.5 kg/40m2+T,5.0 kg/40m2+T 茶葉中氨基酸含量顯著高于對照;其他各處理茶葉中氨基酸喊來那個比對照偏高。處理2.5 kg/40m2+T,5.0 kg/40m2+T 茶葉中茶多酚含量顯著低于對照的同時,氨基酸含量顯著高于對照,這兩個處理對提高茶葉品質(zhì)效果較好。處理5.0kg/40m2,7.5kg/40m2,T,5.0 kg/40m2+T 茶葉中水浸出物含量與對照處于同一水平;處理 2.5kg/40m2 茶葉中水浸出物含量偏低于對照;處理2.5 kg/40m2+T,7.5kg/40m2+T 茶葉中水浸出物含量顯著低于對照。
表 15 施用控釋肥茶樹品質(zhì)生化成分測定 討論
4.1 不同肥料肥效比較
本實驗中各處理與對照相比都有一定的增加茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的效果,但增加幅度大不相同。其中生物有機肥+葉面肥處理對茶葉的生長、產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的提升效應(yīng)最明顯。微生物肥料也有較好的肥效,但不如生物有機肥,并且本實驗發(fā)現(xiàn),在微生物肥料處理中處理0.05kg/40m2+2.5kg/40m2 和處理
0.1kg/40m2+2.5 kg/40m2 效果差別并不明顯,說明在 2.5kg/40m2 高效有機肥下,添加 0.05kg 微生物菌劑已足夠,微生物菌劑分解有機物需要一個過程,所以建議此種施肥方法用于基肥施用可能效果更好。有機無機混施肥效果也很明顯,僅次于生物有機肥,主要是他既含有機質(zhì)又含礦物質(zhì),營養(yǎng)較全面,可以滿足茶樹各方面需要,也可以根據(jù)當?shù)夭鑸@情況和成本考慮選擇使用有機無機混施肥。礦質(zhì)元素肥料效果較明顯主要是因為他含有茶樹大量迫切需要的營養(yǎng)元素,在短時間內(nèi)可起到明顯的效果,特別是硫酸鋁施用后肥效快,效果明顯,主要是因為硫酸鋁施入土壤后可以水解產(chǎn)生硫酸,使土壤 pH 降低,同時硫酸鋁能提供茶樹生長所需要的活性鋁離子,滿足茶樹快速生長對鋁離子的要求。鋁元素能促進茶樹根系生長,使枝葉繁茂,且當鋁、磷的比例為 4:1時,茶樹根系生長最好,鋁元素還能提高葉片的光合能力,促進碳水化合物的轉(zhuǎn)化,尤其是鋁元素能促使茶氨酸轉(zhuǎn)化成兒茶素的代謝,同時鋁還能促進茶樹對磷的吸收。控釋肥在本試驗中也有一定的肥效,但由于控釋肥的釋放速度較慢,所以不可能短時間內(nèi)大幅度提高茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì),但能長期供應(yīng)茶樹所需營養(yǎng),因此建議茶園在施用控釋肥時同時定期施用葉面肥,特別是在采茶季節(jié),營養(yǎng)消耗大,配合施用葉面肥將達到更好的增產(chǎn)效果。
4.2 北方茶園施肥技術(shù)措施
茶園施肥應(yīng)根據(jù)土壤營養(yǎng)元素的含量狀況和茶樹對養(yǎng)分的需求特性,有目的地對茶樹進行各種必需營養(yǎng)元素合理供應(yīng)與調(diào)解。具體實施前應(yīng)采用土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法,摸清土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分的豐缺狀況和施入養(yǎng)分在土壤中的吸附、固定、淋失特性,準確診斷影響茶樹生長的土壤養(yǎng)分主要限制因子,再根據(jù)茶樹營養(yǎng)特點,綜合考慮各種必需的微量元素的平衡,確定實施方案。平衡施肥既能提高土壤肥力水平,有效提高茶葉產(chǎn)量與品質(zhì),又能防止因某些營養(yǎng)元素過剩而造成的浪費與土壤污染。另外根據(jù)茶樹生長具有連續(xù)性、階段性、集中性,并具有吸收一貯存和再利用的特性,在其生長過程中我們可以設(shè)置“一基三追多噴”的施肥方案?;试?10月中下旬施;追肥第一次追施于春茶前施,第二次追施于春茶結(jié)束前,第三次追施于下夏茶結(jié)束后;多次噴肥,一般春茶 3 次,夏茶 5 次,秋茶 4次。茶園施肥的基本原則是:以有機肥為主,基肥與追肥相配合;以春肥為主,春、夏、秋追肥相結(jié)合;以氮肥為主,氮、磷、鉀及其他大量、微量元素相結(jié)合;以根部施肥為主,根部施肥與葉面施肥相配合。其目的為:改良土壤理化性質(zhì),提高土壤肥力,增加茶葉產(chǎn)量,優(yōu)化茶葉品質(zhì),提高茶葉生產(chǎn)效益。北方茶園施肥應(yīng)結(jié)合北方茶園土壤 pH 偏高的特點,施用生理酸性肥料和錳、銅、鋅肥,以滿足茶樹生長的需要提高茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。由于北方茶樹需肥障礙主要是土壤條件,而在本試驗中對土壤有較好的改良作用的生物有機肥對茶樹生長、產(chǎn)量和品質(zhì)都有較好的肥效。因此,建議在北方土壤條件較差的茶園多使用生物有機肥,同時產(chǎn)茶季節(jié)配合噴施葉面肥,便能解決茶樹營養(yǎng)不良的根本問題,從而大幅度的提高茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。結(jié)論
(1)對茶樹生長、增產(chǎn)和提高品質(zhì)最明顯的施肥方法是施用 4.5kg/m2生物有機肥,同時配合施用葉面肥。生物有機肥在采茶前 1-2 各月施用,葉面肥在采茶前半個月施用。在此施肥方法下,茶樹的生長量,產(chǎn)量和品質(zhì)均顯著高于其他肥料的肥效。
(2)從茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)保方面生物有機肥也是值得推廣的肥料。生物有機肥不僅可以促進茶樹生長,提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì),他還能改善土壤結(jié)構(gòu),從根本上解決北方茶園土壤問題。隨著人們生活水平的提高,人們對茶葉質(zhì)量的要求也逐步提升,生物有機肥料是可以在有機茶園中施用的肥料,完全符合優(yōu)質(zhì)高檔茶葉生產(chǎn)的要求,又不污染環(huán)境,從環(huán)保角度也是很好的選擇。但是在施用時也要根據(jù)當?shù)厍闆r進行選擇,如考慮到當?shù)氐奶囟ㄍ寥篮蜌夂驐l件,施用肥料的成本等,綜合考慮進行選擇。