Welcome to visit Anhui Agricultural Science Bulletin!

Effects of different fertilization methods on the quality of Liubao tea and tea garden soil quality

  • LU Yiye 1 ,
  • LI Jinli 2 ,
  • OU Cansong 3 ,
  • WEN Quan 4 ,
  • LIANG Yinyan 5 ,
  • ZHOU Quanneng 6
Expand
  • 1. Wuzhou Soil and Fertilizer Station, Wuzhou 543100, China
  • 2. Guangxi Wuzhou Jinguangfeng Bio-Fertilizer Company, Wuzhou 543100, China
  • 3. Cangwu County Industrial Investment and Development Group Co. , Ltd. , Wuzhou 543113, China
  • 4. Teng County Crop Environmental Protection Station, Wuzhou 543300, China
  • 5. Wuzhou Agricultural Ecology and Cultivated Land Quality Protection Center, Wuzhou 543002, China
  • 6. Guangxi Xida Testing Co. , Ltd. , Nanning 543007, China

Received date: 2024-10-28

  Online published: 2025-07-31

Abstract

To investigate the effects of different fertilization methods on the quality of Liubao tea and the soil quality of tea gardens, taking the soil before fertilization as the control (CK), the tea yield, total nitrogen and other tea accumulation amounts, tea water extract, catechins and other tea quality indicators, soil physical and chemical properties such as pH and organic matter of Liubao tea under three fertilization methods, namely conventional fertilization (T0), artificial burial and formula fertilization (T1), and underground seepage irrigation formula fertilization (T2) were analyzed. The results showed that (1) the tea yield after T1 and T2 treatments was higher than that after T0, with the tea yield of T2 being higher. (2) The total phosphorus content of tea after T2 treatment was relatively high, and the total potassium content of tea after T1 treatment was relatively high. There was no significant difference in the total nitrogen content of tea under different fertilization methods. (3) Compared with T0, both T1 and T2 increased the contents of tea water extract, tea polyphenols, catechins, caffeine and free amino acids to a certain extent. Compared with CK, all three fertilization methods had enhanced the basic soil fertility (pH, total nitrogen, available phosphorus, available potassium, magnesium, zinc, and boron). In conclusion, the application of underground seepage irrigation formula fertilization can increase the yield and quality of Liubao tea leaves and has a certain improvement effect on the soil environment, which is conducive to the sustainable development of the tea industry.

Cite this article

LU Yiye , LI Jinli , OU Cansong , WEN Quan , LIANG Yinyan , ZHOU Quanneng . Effects of different fertilization methods on the quality of Liubao tea and tea garden soil quality[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2025 , 31(14) : 28 -32 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.14.007

六堡茶是传统黑茶之一,其产于广西梧州苍梧县六堡镇,具有一定的降血脂、降血糖等功效,以及抗炎和抗氧化活性[1]。六堡茶的生长环境对其品质有着直接影响。施肥是茶树管理的重要措施之一,不同施肥方式对茶叶的内含物质、感官品质产生不同的影响,盲目施用肥料可能会造成茶园土壤养分失衡、土壤板结及酸化等,易导致茶叶产量、品质下降[2-3]。因此,探索不同施肥方式对茶品质的影响,有利于实现减施增效,对茶叶品质及茶园土壤环境改善具有重要意义[4]
地下渗灌技术是一项区别于常规喷灌和滴灌的灌溉技术,其原理是通过渗灌管将水肥以渗透的方式输送至土壤,借助土壤颗粒对水的吸附作用向四周扩散,从而实现水分及养分的输送[5]。目前,该技术在蔬菜、林木及果树等经济作物栽培生产中广泛应用[6-7]。韦彦等[8]研究表明,渗灌技术有效减少了土壤表面水分蒸发和硝态氮的淋洗,同时提高了水分利用率。李文等[9]研究发现,渗灌技术能有效降低土壤二氧化碳排放量,提高土壤有机质含量。韩琳等[10]研究得出,与其他灌溉模式相比,渗灌模式在增加10~80 cm土层的土壤总有机碳含量上表现较好。从技术优势上看,对于长期偏施化肥的茶园,渗灌技术有助于改善土壤理化性质,但还需通过试验进一步验证。本研究对比了常规施肥、人工埋施配方施肥、地下渗灌施肥3种方式对茶叶产量、品质的影响,并监测了3种施肥方式下土壤质量的变化情况,为探索六堡茶园最佳施肥方式提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2023年9月至2024年4月在广西苍梧县六堡茶产业发展有限公司哈口茶园(23°81′ N,111°38′ E)进行。尿素(N>46.2%),由重庆建峰化工股份有限公司生产;茶叶专用复合肥(N∶P2O5∶K2O为18∶6∶8),由广西远洋绿和农业科技有限公司生产;硫酸镁(含量≥98%),由天津市津南区永兴化工厂生产;硫酸锌(含量≥98%),由上海益田生物科技有限公司生产;硼砂(Na2B4O7·5H2O含量≥99%),由南宁市宜华贸易有限公司生产。

1.2 试验设计

试验设3个不同施肥方式,T0(常规施肥):秋冬肥36 kg/667 m2复合肥,春季肥15 kg/667 m2尿素;T1:人工埋施配方施肥,按茶叶专用复合肥方案施肥,硫酸镁2 kg/667 m2,硫酸锌1 kg/667 m2,硼砂1 kg/667 m2;T2:地下渗灌配方施肥,按茶叶专用复合肥方案施肥,硫酸镁2 kg/667 m2,硫酸锌1 kg/667 m2,硼砂1 kg/667 m2。以施肥前土壤为对照(CK)。每个小区30 m2,共135株茶树,采用随机区组排列,重复3次。
秋冬肥于2023年10月底施入,其肥料施用量占全年氮肥总用量的30%~40%,T0施入36 kg/667 m2复合肥,T1、T2施入30 kg/667 m2茶叶专用配方肥氮肥、硫酸镁、硫酸锌、硼砂肥料;春季肥在2024年3月初施入,施用量占全年氮肥用量的40%~50%,T0施入尿素15 kg/667 m2,T1、T2施入40 kg/667 m2茶叶专用复合肥、硫酸镁、硫酸锌、硼砂肥料。肥料结合深耕施入,在茶树滴水线下挖条形沟,沟深20~30 cm,施肥后覆土;地下渗灌施肥按1∶50的肥水比溶解肥料后通过地下渗施系统将肥液输送至茶树根基。

1.3 试验方法

1.3.1 样品采集

分别采集各小区施肥后的茶叶及施肥前后的土样,按照茶叶采收标准在小区内以五点取样法采集,同时采集对应茶树耕作层土壤。用于养分和品质测定的茶叶经微波杀青固定后,75 ℃烘干备用。

1.3.2 茶叶产量

于2024年4月11日在每个小区分别采摘春茶进行测产,鲜茶叶经105 ℃杀青30 min,再经75 ℃烘干后称重,计算干茶叶产量,每个小区单独称重计产。

1.3.3 茶叶养分积累

茶叶全氮、全磷、全钾含量按NY/T 2017—2011《植物中氮、磷、钾的测定》进行测定。

1.3.4 茶叶品质指标

水浸出物、咖啡碱、茶多酚、儿茶素类、游离氨基酸含量分别按照GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》、GB/T 8312—2013《茶 咖啡碱测定》、GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》、GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》进行测定。

1.3.5 土壤理化性状

土壤pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、镁、锌、硼分别按照NY/T 1121.2—2006 《土壤检测 第2部分:土壤pH的测定》、NY/T 1121.6—2006 《土壤检测 第6部分:土壤有机质的测定》、NY/T 1121.24—2012 《土壤检测 第24部分:土壤全氮的测定 自动定氮仪法》、NY/T 1121.7—2014 《土壤检测 第7部分:土壤有效磷的测定》、NY/T 889—2004 《土壤速效钾和缓效钾含量的测定》、NY/T 1121.13—2006 《土壤检测 第13部分:土壤交换性钙和镁的测定》、HJ 804—2016 《土壤 8种有效态元素的测定 二乙烯三胺五乙酸浸提—电感耦合等离子体发射光谱法》、NY/T 1121.8—2006 《土壤检测 第8部分:土壤有效硼的测定》进行测定。

1.4 数据处理

采用Excel、SPSS及GraphPad prism软件对数据进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 对茶叶产量的影响

图1可知,T0、T1、T2 3种施肥模式下的茶叶产量分别为0.83、0.93、0.98 kg/30 m2,与T0相比,T1和T2茶叶产量明显提高了12.05%和18.07%,差异具有统计学意义(P<0.05)。说明T2(地下渗灌配方施肥)对茶叶产量的提升作用明显。
图1 不同施肥方式对茶叶产量的影响

不同小写字母表示差异在0.05水平具有统计学意义。

2.2 对茶叶养分积累的影响

图2可知,3种施肥方式下的茶叶全氮含量差异无统计学意义(P>0.05);与T0相比,T1和T2处理提升了茶叶中的全磷、全钾含量,其中,T2与T0的全磷含量差异具有统计学意义(P<0.05)。说明T1、T2在一定程度上能增加茶叶中的全磷和全钾含量。
图2 不同施肥方式对茶叶养分积累量的影响

2.3 对茶叶品质成分的影响

图3可知,T2处理的茶叶水浸出物和儿茶素类化合物含量最高,分别为48.10%、17.43%,明显高于T0、T1,差异具有统计学意义(P<0.05);3种施肥方式下茶多酚含量基本相同,处理间差异无统计学意义(P>0.05);T2处理的茶叶咖啡碱和氨基酸含量明显高于T0,分别为2.77%和1.83%,T2处理的茶叶氨基酸含量明显高于T1,差异具有统计学意义(P<0.05)。综合来看,T2处理对茶叶品质提升具有一定的促进作用。
图3 不同施肥方式对茶叶品质成分含量的影响

2.4 对土壤理化性质的影响

图4可知,与施肥前土壤(CK)相比,T2处理后的土壤pH提高了0.67个单位,差异具有统计学意义(P<0.05),T0、T1与CK的土壤pH差异无统计学意义(P>0.05);3种施肥方式的土壤有机质含量较CK差异无统计学意义(P>0.05);与CK相比,T0、T1、T2土壤全氮含量分别增加了0.03、0.04、0.04个百分点,有效磷含量分别增加了24.08%、31.67%、30.38%,速效钾含量分别增加了9.45%、45.69%、38.60%,镁元素含量分别增加了28.55%、79.20%、77.91%,锌元素含量分别增加了75.00%、258.38%、291.63%,硼元素含量分别增加了34.78%、108.70%、121.74%。综合来看,T2处理后的土壤全氮、速效钾、锌元素和硼元素增长量较大,说明T2处理对茶园土壤理化性质的改善效果较好。
图4 不同施肥方式对土壤理化性质的影响

3 结论与讨论

施肥在茶树栽培中尤为重要,直接关乎茶叶产量和品质。通过对不同茶产区肥料施用量及茶叶产量调查发现,施用化肥有利于提高茶叶产量[11]。采用常规施肥方式对六堡茶进行施肥,易造成土壤板结、酸化和营养不均衡等问题,对产业的可持续发展产生一定影响[12]。本试验对比了3种不同施肥方式对茶叶产量、品质及茶园土壤质量的影响,发现T1、T2均能在一定程度上提高茶叶品质相关成分的含量,同时减少化肥的施用量,达到科学施肥增效的目的。
钾元素参与氨基酸等成分的合成,其含量与茶叶质量呈正相关。本研究结果表明,T0处理后的土壤速效钾含量较低,可能与土壤养分流失有关[13]。刘震等[14]研究表明,渗灌可以提高土壤表层有机质含量、阳离子交换量、土壤pH,本研究结果与此基本一致。水浸出物、儿茶素、咖啡碱、茶多酚和氨基酸是茶叶中重要的品质成分,其含量决定茶叶品质[15]。本研究结果表明,不同施肥方式对土壤理化性质存在较大影响,T0处理后的土壤pH和有机质含量偏低。茶树生长最适pH在5.0~6.0,pH过低会影响茶树根系生长和对养分的吸收利用效果,长期采用常规施肥方式可能会导致土壤酸化,影响茶树生产及品质提升[16]
综上,利用地下渗灌设施结合配方施肥能够提高六堡茶茶叶的产量和品质,并对土壤环境有一定的改良作用,有利于茶产业的可持续发展。六堡茶多生长于丘陵、山地,土壤类型主要是赤红壤、红壤,土壤肥力易流失,因此,应积极推广地下渗灌结合配方施肥的方式,以提高肥料利用率,达到科学施肥增效的目的。
[1]
LIN F J WEI X L LIU H Y,et al. State-of-the-art review of dark tea:from chemistry to health benefits[J]. Trends in food science & technology2021109:126-138.

[2]
DANG M V. Soil-plant nutrient balance of tea crops in the northern mountainous region,Vietnam[J]. Agriculture,ecosystems & environment,2005105(1/2):413-418.

[3]
王秀丽. 优化施肥技术对茶园土壤肥力和茶叶产质量的影响[J].广东蚕业202458(7):13-15.

[4]
倪康,廖万有,伊晓云,等. 我国茶园施肥现状与减施潜力分析[J]. 植物营养与肥料学报201925(3):421-432.

[5]
岳兵. 渗灌技术存在问题与建议[J]. 灌溉排水199716(2):40-44.

[6]
李积铭,李和平,李爱国,等. 膜下滴灌和膜下渗灌对油葵生长发育影响比较[J]. 分子植物育种201816(12):4119-4123.

[7]
韩懂懂,孙兆军,焦炳忠,等. 地下渗灌对枣树生长、产量和水分利用效率的影响[J]. 节水灌溉2019(10):31-34.

[8]
韦彦,孙丽萍,王树忠,等. 灌溉方式对温室黄瓜灌溉水分配及硝态氮运移的影响[J]. 农业工程学报201026(8):67-72.

[9]
李文,叶旭红,韩冰,等. 不同灌溉方式下3种土壤微生物活性测定方法比较[J]. 生态学报201737(12):4084-4090.

[10]
韩琳,张玉龙,金烁,等. 灌溉模式对保护地土壤可溶性有机碳与微生物量碳的影响[J]. 中国农业科学201043(8):1625-1633.

[11]
杨海滨,李中林,徐泽,等. 施肥对富硒茶园茶叶硒含量、养分和品质的影响[J]. 中国农业科技导报201820(5):124-131.

[12]
银霞,周凌云,黄静,等. 施肥对茶园土壤肥力及茶叶品质影响研究进展[J]. 茶叶通讯201744(4):8-12.

[13]
朱旭君,王玉花,张瑜,等. 施肥结构对茶园土壤氮素营养及茶叶产量品质的影响[J]. 茶叶科学201535(3):248-254.

[14]
刘震,闫旭东,黄伟,等. 不同渗灌模式对青贮玉米苗期土壤养分变化的影响[J]. 江苏农业科学202250(8):228-233.

[15]
杨广容,王秀青,谢瑾,等. 云南古茶园和现代茶园土壤养分与茶叶品质成分关系的研究[J]. 茶叶科学201535(6):574-582.

[16]
林智,吴洵,俞永明. 土壤pH值对茶树生长及矿质元素吸收的影响[J]. 茶叶科学199010(2):27-32.

Outlines

/