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生物炭基肥对酸化茶园土壤养分及茶叶产质量的影响

李昌娟 杨文浩 周碧青 张毅 林祎 邢世和

李昌娟, 杨文浩, 周碧青, 张 毅, 林 祎, 邢世和. 生物炭基肥对酸化茶园土壤养分及茶叶产质量的影响[J]. 土壤通报, 2021, 52(2): 387 − 397 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020090301
引用本文: 李昌娟, 杨文浩, 周碧青, 张 毅, 林 祎, 邢世和. 生物炭基肥对酸化茶园土壤养分及茶叶产质量的影响[J]. 土壤通报, 2021, 52(2): 387 − 397 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020090301
LI Chang-juan, YANG Wen-hao, ZHOU Bi-qing, ZHANG Yi, LIN Yi, XING Shi-he. Effects of Biochar Based Fertilizer on Soil Nutrients, Tea Output and Quality in An Acidified Tea Field[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(2): 387 − 397 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020090301
Citation: LI Chang-juan, YANG Wen-hao, ZHOU Bi-qing, ZHANG Yi, LIN Yi, XING Shi-he. Effects of Biochar Based Fertilizer on Soil Nutrients, Tea Output and Quality in An Acidified Tea Field[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(2): 387 − 397 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020090301

生物炭基肥对酸化茶园土壤养分及茶叶产质量的影响

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020090301
基金项目: 福建省科技重大专项(2017NZ0001)和福建农林大学科技创新项目(KFA17397A;KFA18110A)资助
详细信息
    作者简介:

    李昌娟(1996−),女,河南信阳人,硕士研究生,主要从事土壤肥力与持续利用研究。E-mail: 1843086065@qq.com

    通讯作者:

    E-mail: fafuxsh@126.com

  • 中图分类号: S158.3

Effects of Biochar Based Fertilizer on Soil Nutrients, Tea Output and Quality in An Acidified Tea Field

  • 摘要: 针对多年生茶园土壤酸化严重、养分失衡、茶叶产质量下降等问题,以七年生酸化茶园为研究对象,设置不施肥(CK)、常规化肥(F)、生物炭(B)、低量生物炭基肥(BF1)、中量生物炭基肥(BF2)和高量生物炭基肥(BF3)6个处理,通过大田试验探究生物炭基肥对酸化茶园土壤肥力性状、茶树养分吸收以及茶叶产质量的影响,揭示生物炭基肥对茶叶的增产提质机理。结果表明:与CK相比,BF1 ~ BF3处理显著提高酸化茶园土壤pH以及铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量,且随炭基肥施用量的增加而增大,改土效果明显优于B和F处理;BF1 ~ BF3处理的茶叶养分积累量、SPAD值、产质量以及水浸出物、咖啡碱、氨基酸含量均显著高于CK处理,茶叶酚氨比显著低于CK处理,但与B和F处理的差异不显著;灰色关联分析表明茶叶产质量与土壤pH、铵态氮、速效钾、交换性镁和速效磷以及茶叶SPAD值、氮和镁积累量等因子关联密切,是影响茶叶产质量的主要因子。表明施用生物炭基肥可显著减缓酸化茶园土壤酸性,提高土壤养分有效性,促进茶树对氮、钾和镁的吸收,增强茶树光合作用从而显著提高茶叶的产质量,且以施用2590 kg hm−2生物炭基肥处理的效果较优。
  • 图  1  不同处理酸化茶园土壤pH值动态变化

    Figure  1.  Dynamic changes of soil pH value in the acidified tea field under different treatments

    图  2  不同处理酸化茶园土壤速效氮磷钾含量动态变化

    图2a、图2b、图2c和图2d分别代表不同处理酸化茶园土壤硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾含量动态变化。

    Figure  2.  Dynamic changes of soil available nitrogen,phosphorus and potassium contents in the acidified tea field under different treatments

    图  3  不同处理酸化茶园土壤交换性钙镁含量动态变化

    图3a和图3b分别代表不同处理酸化茶园土壤交换性钙和交换性镁含量动态变化。

    Figure  3.  Dynamic changes of soil exchangeable calcium and magnesium contents in the acidified tea field under different treatments

    图  4  不同处理对茶树鲜叶SPAD值的影响

    不同小写字母表示处理间差异显著(P < 0.05),下同。

    Figure  4.  Effects of different treatments on SPAD value of fresh leaves of tea plants.

    表  1  茶叶品质指标权重

    Table  1.   Weights of tea quality index

    茶叶品质指标
    Tea quality index
    权重
    Weight
    氨基酸 0.202
    咖啡碱 0.252
    水浸出物 0.221
    酚氨比 0.216
    茶多酚 0.108
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    表  2  不同处理茶叶中氮、磷、钾、钙和镁累积量的差异分析

    Table  2.   Difference analysis of nitrogen,phosphorus,potassium,calcium and magnesium accumulation in tea under different treatments

    处理
    Treatment
    茶叶养分累积量
    Nutrient accumulation in tea
    (g kg−1

    Nitrogen

    Phosphorus

    Potassium

    Calcium

    Magnesium
    CK 40.28 ± 0.30 c 5.96 ± 0.05 c 11.39 ± 0.04 d 0.26 ± 0.01 d 0.24 ± 0.01 b
    B 42.44 ± 0.43 b 6.40 ± 0.25 b 11.55 ± 0.03 d 0.28 ± 0.01 c 0.25 ± 0.01 ab
    F 43.56 ± 0.54 ab 6.48 ± 0.08 b 11.73 ± 0.14 cd 0.27 ± 0.01 c 0.26 ± 0.03 ab
    BF1 43.24 ± 0.30 b 6.95 ± 0.08 a 12.05 ± 0.08 bc 0.30 ± 0.01 b 0.27 ± 0.02 ab
    BF2 43.60 ± 0.59 ab 7.13 ± 0.17 a 12.60 ± 0.20 a 0.32 ± 0.01 a 0.29 ± 0.01 a
    BF3 45.34 ± 0.94 a 6.93 ± 0.11 a 12.40 ± 0.21 ab 0.31 ± 0.01 ab 0.30 ± 0.01 a
      注:同列不同小写字母表示处理间差异显著(P < 0.05),下同。
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    表  3  不同处理茶树的百芽重、芽头密度和茶青产量

    Table  3.   The weight of hundred buds,bud head density and yield of tea under different treatments

    处理
    Treatment
    百芽重
    Weight of hundred buds
    (g)
    芽头密度
    Bud head density
    (m2
    茶青产量
    Tea yield
    (kg hm−2
    CK 57.67 ± 1.55 c 443.95 ± 6.60 b 2558.27 ± 33.48 d
    B 62.96 ± 2.40 bc 450.84 ± 7.00 b 2835.05 ± 66.79 c
    F 65.42 ± 2.09 b 454.24 ± 4.45 b 2970.03 ± 74.66 c
    BF1 73.11 ± 2.12 a 488.66 ± 9.66 a 3569.38 ± 63.16 b
    BF2 78.64 ± 1.41 a 507.48 ± 4.94 a 3990.10 ± 67.18 a
    BF3 75.16 ± 2.00 a 491.45 ± 6.23 a 3691.52 ± 58.35 b
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    表  4  茶叶产量与可能影响因子的灰色关联分析

    Table  4.   Grey correlation analysis between tea yield and potential impact factors

    排序
    Order
    可能影响因子
    Potential impact factor
    灰色关联系数
    Grey correlation coefficient
    排序
    Order
    可能影响因子
    Potential impact factor
    灰色关联系数
    Grey correlation coefficient
    1 pH   0.851 8 交换性镁 0.615
    2 铵态氮  0.715 9 速效磷  0.607
    3 SPAD  0.676 10 磷积累量 0.584
    4 氮积累量 0.670 11 钙积累量 0.570
    5 钾积累量 0.654 12 硝态氮  0.552
    6 镁积累量 0.630 13 交换性钙 0.540
    7 速效钾  0.618
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    表  5  不同处理茶叶品质的差异分析

    Table  5.   Difference analysis of tea quality under different treatments

    处理
    Treatment
    水浸出物
    Aqueous extract
    (%)
    咖啡碱
    Caffeine
    (%)
    茶多酚
    Tea polyphenol
    (%)
    氨基酸
    Free amino acid
    (%)
    酚氨比
    Phenol/amino
    品质综合指数
    Comprehensive quality index
    CK 40.42 ± 0.37 c 1.90 ± 0.05 c 13.50 ± 0.30 a 2.55 ± 0.06 c 5.29 ± 0.08 a 13.57 ± 0.01 c
    B 42.85 ± 2.16 bc 2.62 ± 0.16 b 14.37 ± 0.60 a 2.70 ± 0.04 c 5.33 ± 0.16 a 14.53 ± 0.56 bc
    F 43.54 ± 2.14 bc 2.74 ± 0.10 ab 14.43 ± 0.58 a 3.05 ± 0.04 b 4.74 ± 0.13 ab 14.73 ± 0.49 bc
    BF1 48.31 ± 1.82 ab 2.58 ± 0.05 b 14.37 ± 0.21 a 2.98 ± 0.02 b 4.83 ± 0.09 ab 15.73 ± 0.45 ab
    BF2 49.06 ± 2.87 ab 2.79 ± 0.12 ab 14.58 ± 0.71 a 3.27 ± 0.04 a 4.46 ± 0.23 b 16.01 ± 0.71 ab
    BF3 50.82 ± 0.79 a 2.99 ± 0.12 a 14.19 ± 0.38 a 3.07 ± 0.13 ab 4.64 ± 0.29 b 16.35 ± 0.25 a
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    表  6  茶叶品质与可能影响因子的灰色关联分析

    Table  6.   Grey correlation analysis between tea quality and potential impact factors

    排序
    Order
    可能影响因子
    Potential impact factor
    灰色关联系数
    Grey correlation coefficient
    排序
    Order
    可能影响因子
    Potential impact factor
    灰色关联系数
    Grey correlation coefficient
    1 铵态氮  0.889 8 磷积累量 0.652
    2 氮积累量 0.804 9 交换性镁 0.636
    3 速效磷  0.763 10 钾积累量 0.598
    4 镁积累量 0.743 11 交换性钙 0.537
    5 速效钾  0.739 12 钙积累量 0.512
    6 SPAD  0.717 13 硝态氮  0.509
    7 pH   0.672 14
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-03
  • 修回日期:  2020-12-07
  • 刊出日期:  2021-04-08

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