土壤調(diào)理粉劑施用量對貴州茶園土壤養(yǎng)分化學計量特征的影響

柳小蘭　楊瑩　鄧廷飛　王道平　潘衛(wèi)東　王若焱　宋攀　文治瑞

摘 要：以貴州安順蠶種場茶園土壤為研究對象，探討了土壤調(diào)理粉劑不同用量對茶園土壤營養(yǎng)元素、C/N、C/P及N/P化學計量比的影響，以期尋找有機高效栽培手段，為茶產(chǎn)業(yè)裂變式的發(fā)展提供重要的指導意義。結(jié)果表明：（1）4個不同處理的土壤pH值、有機質(zhì)及全氮平均含量均表現(xiàn)為A處理>C處理>B處理>CK;堿解氮平均含量表現(xiàn)為C處理>A處理>B處理>CK;全磷平均含量表現(xiàn)為B處理>A處理>C處理>CK;速效磷平均含量表現(xiàn)為A處理>B處理>C處理>CK。（2）研究區(qū)域的土壤肥力除了CK的速效磷為豐富水平外，其余指標均達到極豐富水平。（3）A、B、C三種處理對改善土壤酸化及增加土壤肥力均有著很大的影響，但隨著調(diào)理粉劑用量的增加，影響較小。（4）土壤C/N表現(xiàn)為CK>A處理>C處理>B處理，土壤C/P表現(xiàn)為C處理>CK>A處理>B處理;土壤N/P表現(xiàn)為C處理>B處理>A處理>CK。綜合4種處理方式對土壤肥力及土壤養(yǎng)分供給能力，貴州安順蠶種場茶園的土壤調(diào)理粉劑用量優(yōu)先考慮A處理，即40 kg/667m2。

關(guān)鍵詞：土壤調(diào)理粉劑;碳氮磷;化學計量特征;貴州

中圖分類號：S156.2? 文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2021）05-0076-06? ? 國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.05.012

Effect of Application Rate of Soil Conditioning Powder on Stoichiometric Characteristics of Siol Nutrients in Tea Garden in Guizhou Province

LIU Xiaolan1，YANG Ying1，DENG Tingfei1，WANG Daoping1*，PAN Weidong1，WANG Ruoyan2，SONG Pan3，WEN Zhirui4

（1.Guizhou Medical University/The Key Laboratory of Chemistry for Natural Products of Guizhou Province and Chinese Academy of Sciences，Guiyang，Guizhou 550014，China;2.Guizhou University of Traditional Chinese Medicine，Guiyang，Guizhou 550025，China;3.Silkworm Seed Farm of Anshun City，Anshun，Guizhou 561009，China;4.Education Department of Guizhou Province，Guiyang，Guizhou 550081，China）

Abstract：Taking the soil of ecological tea garden in Anshun silkworm seed farm of Guizhou province as the research object，the effects of soil conditioning powder at different dosage on nutrient elements and stoichiometric ratios of C/N，C/P and N/P in tea garden soils were explored，so as to find organic and efficient cultivation methods，which should provide important guiding significance for the fission-type development of tea industry.The results showed that：（1） The pH，organic matter and total nitrogen content of soils in the four different treatments were treated as A treatment>C treatment>B treatment>CK;the average content of alkali-hydrolyzed nitrogen showed as C treatment>A treatment>B treatment >CK;the average content of total phosphorus was B treatment>A treatment>C treatment>CK;the average content of available phosphorus showed as A treatment>B treatment>C treatment>CK.（2） The soil fertility in the study area reached the extremely abundant level except for the available phosphorus of CK treatment，which was abundant.（3） The three treatments A，B and C have a great effect on improving soil acidification and increasing soil fertility，but the effect was relatively small with the increase of the amount of conditioning powder，（4） Soil C/N ratio performed CK>A treatment>C treatment>B treatment，while soil C/P ratio was C treatment>CK>A treatment>B treatment;results of soil N / P ration was C treatment>B treatment>A Process>CK.Based on the fertility and nutrient supply capacity of soils at four treatments，the amount of soil conditioning powder used in Guizhou AnShun silkworm seed farm tea garden is prior to A treatment.

Keywords：soil conditioning powder;carbon，nitrogen and phosphorus;chemometric characteristics;Guizhou

基金項目：貴州省科技計劃項目（黔科合支撐[2020]1Y121）;貴州省科技計劃項目（黔科合服企[2020]4013）;貴州省科技計劃項目（黔科合支撐[2018]2352）;貴陽市科技項目（筑科合同[2017]8-2）

茶是當今世界上最受歡迎的天然健康飲品之一，近年來，茶葉的銷量在不斷增加，各類茶葉深加工產(chǎn)品也在不斷的涌現(xiàn)[1]。貴州省是國內(nèi)唯一兼具低緯度高海拔寡日照的省份，茶葉品質(zhì)優(yōu)秀為業(yè)界所公認，并多次在茶葉評比中獲得殊榮[2]。土壤是茶樹生長的立地之本，是茶樹優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的最基本條件[3]。茶樹生長發(fā)育所需營養(yǎng)元素多由土壤供給，土壤氮磷鉀對茶葉起著重大作用，不僅能影響茶葉生長狀況，決定其產(chǎn)量，還能影響茶葉中氨基酸、茶多酚和咖啡堿等諸多內(nèi)含物質(zhì)的含量，決定其品質(zhì)，因此，適宜的氮磷鉀含量是茶葉優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的必要前提[4]。由于海拔、氣候等多方面原因，貴州在茶葉生產(chǎn)要素方面有獨特的優(yōu)勢，但配套的茶園管理水平相對落后，茶農(nóng)科學施肥的意識及其技術(shù)不夠，普遍重施基肥，輕施追肥;重施化肥，輕施有機肥;重施氮肥，輕施磷肥、鉀肥。另外，伴隨著我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，耕地復種指數(shù)提高導致土壤板結(jié)、通透性變差、養(yǎng)分失調(diào)、肥力下降，再加上投入大量的農(nóng)藥、化肥及環(huán)境污染等因素，主要農(nóng)作物田地耕作和生態(tài)條件逐步惡化，直接影響作物的產(chǎn)量及品質(zhì)，也降低了農(nóng)民收入[5]。目前，這些問題導致了我國茶園土壤存在土壤酸化及養(yǎng)分含量相對不足等問題，已經(jīng)對茶農(nóng)的經(jīng)濟效益造成了影響，同時也嚴重制約了貴州茶產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[6-7]。研究土壤C、N、P的化學計量學特征，對揭示土壤養(yǎng)分的限制情況以及研究C、N、P循環(huán)和平衡機制具有重要意義。土壤調(diào)理劑具有調(diào)節(jié)水分供應(yīng)、改良土壤酸堿度與質(zhì)地結(jié)構(gòu)、改善養(yǎng)分的供應(yīng)狀況等作用[8-9]，因此，探討不同用量的土壤調(diào)理劑對茶園土壤營養(yǎng)元素及C、N、P化學計量比的影響，并對C、N、P養(yǎng)分限制作用進行判斷，以期改善土壤板結(jié)、酸化以及土壤肥力下降等問題，尋找有機高效栽培手段，實現(xiàn)具有低投入、高產(chǎn)出、高品質(zhì)、高安全性的“一低三高”特征的茶產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，為茶產(chǎn)業(yè)裂變式的發(fā)展提供重要的指導意義。

1 材料與方法

1.1 試驗時間及區(qū)域概況

試驗時間為2016年10月至2017年谷雨茶采收完畢。試驗地點在安順市西秀區(qū)舊州鎮(zhèn)蠶種場。舊州鎮(zhèn)地處東經(jīng)105°14′～106°43′，北緯25°51′～26°42′之間，屬于云貴高原東部的洼地丘陵地帶，地勢西北高東南低，舊州鎮(zhèn)境內(nèi)氣候?qū)俦眮啛釒Ъ撅L性風濕氣候，受東南季風影響，年平均氣溫14.3 ℃，極端氣溫最高34.3 ℃，最低-2 ℃，全年無霜期269.9 d，年均降雨量1360 mm，其鎮(zhèn)域面積11 695 hm2，其中耕地面積2292.9 hm2，是典型的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)。根據(jù)現(xiàn)場情況，地塊選擇中等肥力水平和具有代表性的茶園實施。試驗土壤類型為黃壤。

1.2 試驗材料

土壤調(diào)理粉劑主要來源為谷糠加青蒿中藥復方。經(jīng)貴州省遵義市質(zhì)檢院檢測，有機質(zhì)含量為99%，氮磷鉀總含量7.2%。

1.3 試驗設(shè)計

冬季管理時在施用粒滿豐有機肥400 kg/667m2基礎(chǔ)上分別施用不同水平土壤調(diào)理粉劑。試驗設(shè)4個土壤調(diào)理劑用量處理，分別為0 kg/667m2（CK）、40 kg/667m2（A處理）、50 kg/667m2（B處理）和60 kg/667m2（C處理），每個處理3次重復，測量參試每行茶園行距、蓬寬以確定小區(qū)面積。該試驗區(qū)2016年11月12日在冬管時將基肥與粒滿豐有機肥分別同時施用50%，將剩下的50%作為追肥在次年2月19日施用。

1.4 土樣采集與制備

于2017年3月28日，用GPS定位，采用S形取樣法對茶樹根系土壤樣品進行采集，每個樣品均以5點法取0～20 cm的土壤混合而成，充分混合后用四分法反復取舍，最后保留1 kg。共采集土壤樣品12個，每個處理3個。將土壤樣品運回實驗室，倒入干凈的塑料膜上，并剔除石礫、殘根等雜物，均勻鋪開，置于陰涼通風處自然晾干。晾干后充分混勻，按對角線四分取土法分取一半樣品保存?zhèn)溆?，另一半樣品研磨后先過2 mm尼龍網(wǎng)篩，然后用四分法取20 g左右經(jīng)瑪瑙研缽研細過0.25 mm尼龍網(wǎng)篩，充分混合均勻待用。

1.5 測定項目及方法

土壤pH值采用電極電位法（土水比1∶2.5）測定;有機質(zhì)含量采用高溫外加熱重鉻酸鉀氧化—容量法測定;土壤全氮含量采用半微量凱氏法測定;土壤堿解氮含量采用半微量凱氏法測定;土壤磷含量采用鉬銻抗比色法測定[10]。

1.6 統(tǒng)計分析

采用Excel 2007對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，使用DPS（v7.05）進行差異性及相關(guān)性分析。

1.7 土壤養(yǎng)分分級評價標準

根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法[11]與中國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準[12]（表1）所設(shè)定臨界指標，對不同土壤調(diào)理粉劑處理下安順蠶種場茶葉種植區(qū)的土壤肥力狀況進行診斷評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理下土壤碳、氮、磷含量特征

據(jù)表2可知，不同處理下土壤碳、氮、磷含量各異。CK的土壤呈強酸性，其余三種處理均呈中性。4個不同處理的土壤pH值、有機質(zhì)及全氮平均含量均呈現(xiàn)出A處理>C處理>B處理>CK的趨勢，其中A處理與C處理的土壤pH和土壤有機質(zhì)間無差異顯著，其余處理間均存在顯著差異（P<0.05）;全氮的四個處理間均有顯著差異（P<0.05）。堿解氮平均含量呈現(xiàn)出C處理>A處理>B處理>CK的趨勢，B處理與C處理間差異不顯著，其余處理間均有顯著差異（P<0.05）。全磷平均含量呈現(xiàn)出B處理>A處理>C處理>CK的趨勢，A處理與B處理間差異不顯著，其余處理間均有顯著差異（P<0.05）。速效磷平均含量呈現(xiàn)出A處理>B處理>C處理>CK趨勢，4種處理間均有顯著差異（P<0.05）。整體而言，研究區(qū)域的土壤肥力除了CK的速效磷為豐富水平外，其余指標均達到極豐富水平;施用調(diào)理粉劑的A、B、C三種處理與CK相比，不論是對改善土壤酸化，還是增加土壤肥力均有著很大的影響，但隨著調(diào)理粉劑用量的增加，對土壤酸堿性以及土壤肥力狀況沒有較大的改變。

2.2 不同處理方式下貴州茶園種植土壤碳氮磷比值特征? 對不同土壤調(diào)理粉劑處理下貴州安順蠶種場茶園土壤C/N、C/P及N/P化學計量比進行統(tǒng)計（圖1）可知，各個處理下的化學計量比差異各異。其中，A、B、C處理下的土壤C/N值較為接近，CK的土壤C/N值分別是A、B、C三種處理的1.4倍、1.3倍和1.3倍，其中除了B和C處理間差異不顯著，其他處理間均存在顯著性差異（P<0.05）。

對C/P值而言，C處理下的土壤C/P值最大，分別是CK、A、B處理的1.2倍、1.5倍、1.6倍，其中四種處理間差異均顯著（P<0.05）。

四種處理下的土壤N/P值表現(xiàn)為C處理>B處理>A處理>CK處理。C處理下的N/P值分別是CK、A、B處理的1.4倍、1.2倍、1.1倍，其中除了CK與B處理間無顯著差異，其他處理間均存在顯著差異（P<0.05）。

2.3 土壤化學計量比與影響因子的相關(guān)性

由表3可以看出，CK的C/N與土壤pH、堿解氮呈顯著負相關(guān)，與全磷、速效磷呈顯著正相關(guān);C/P與全氮呈極顯著正相關(guān);N/P與全磷、速效磷呈顯著負相關(guān)。A處理下，C/N與土壤pH呈極顯著負相關(guān)，而與有機質(zhì)、全氮呈顯著負相關(guān)，C/P與有機質(zhì)、全磷呈顯著負相關(guān)，N/P與全磷呈顯著負相關(guān);B處理下，C/N與pH呈極顯著負相關(guān)，與堿解氮呈極顯著正相關(guān)，與全磷呈顯著負相關(guān);C處理下，C/N與pH呈極顯著正相關(guān)，與其他影響因子無相關(guān)性。這表明不同的處理方式會影響土壤元素與土壤化學計量比之間的相關(guān)性。

3 結(jié)論與討論

3.1 不同處理方式對土壤C、N、P含量的影響用，其組織內(nèi)含量的高低及成分組合狀況，都會受到土壤養(yǎng)分元素含量的影響，其中C是植物生長中的結(jié)構(gòu)性元素，而N、P是植物生長中的限制性元素。土壤有機質(zhì)是土壤固相部分的重要組成成分，土壤有機質(zhì)中含有C、N、P等植物生長所需的元素，是植物生長所需營養(yǎng)的主要來源，不僅能促進植物的生長發(fā)育，改善土壤的物理性質(zhì)，還能促進微生物和土壤生物的活動，促進土壤中營養(yǎng)元素的分解，提高土壤的保肥性和緩沖性的作用[13]，對土壤質(zhì)量的維持起著關(guān)鍵的作用[14]。土壤養(yǎng)分全量是土壤肥力評價的指標，土壤養(yǎng)分全量主要與植物體內(nèi)養(yǎng)分循環(huán)、成土母巖類型（主要是磷和鉀）及施肥措施的影響有關(guān)[15]。土壤養(yǎng)分的速效態(tài)是植物能夠直接吸收利用的形態(tài)，其含量的高低代表土壤養(yǎng)分供給能力的高低。本研究中4種處理方式下的土壤肥力狀況，除了CK的速效磷為豐富水平外，其余指標均達到極豐富水平。土壤pH和土壤有機質(zhì)的A理與C處理間無差異顯著，堿解氮B處理與C處理間差異不顯著，全磷A處理與B處理間差異也不顯著，其他均存在顯著性差異。施用土壤調(diào)理粉劑的A、B、C三種處理與CK相比，在改善土壤酸化以及提升土壤肥力方面起著很大的作用，但隨著調(diào)理粉劑用量的增加，對土壤酸堿性以及土壤肥力方面沒有較大的改變。因此，為縮減成本，A處理方式為土壤調(diào)理粉劑最佳用量。

3.2 不同處理方式對土壤化學計量特征的影響

BatjesS[16]研究發(fā)現(xiàn)，土壤C分解速率與土壤C/N化學計量比呈顯著負相關(guān)，這是因為土壤微生物的生命活動，既需要碳素做能量，也需要氮素來構(gòu)成自己的身體，通過土壤C/N化學計量比能夠判斷土壤中有機質(zhì)的分解速率，進而把土壤C/N化學計量比作為土壤質(zhì)量的診斷指標[17]。本研究的C/N比值范圍為10.26～16.08，平均值為12.14，處于全國的平均水平（10～12）和全球平均水平（14.3）之間[18]，所以研究區(qū)域的有機質(zhì)分解速率及礦化作用水平適中，不易造成土壤中可利用的營養(yǎng)元素不足。

N和P是植物生長的必需礦質(zhì)營養(yǎng)元素和生態(tài)系統(tǒng)常見的限制性元素，N/P比是相對穩(wěn)定的，可預測N和P等養(yǎng)分供應(yīng)的狀況，當N/P比小于14.5時是受N素限制，N/P比大于14.5時是受P素限制[19]。本研究的N/P比值范圍為1.30～2.47，平均值為1.86，低于全國的平均水平（3.9）和全球平均水平（5.9），表明研究區(qū)域茶葉的生長主要受到N限值。

土壤C/P比值是衡量微生物礦化土壤有機物質(zhì)釋放P或從環(huán)境中吸收固持P潛力的一種指標，是土壤P礦化能力的標志[20]。土壤C/P與土壤磷有效性高低呈負相關(guān)，土壤C/P比值小，說明微生物在礦化土壤有機質(zhì)中釋放磷的潛力較大，促進土壤中有效P含量的增加，其有效性高;而C/P比值高則表明土壤微生物對土壤有效磷具有同化趨勢，容易出現(xiàn)微生物與作物競爭性吸收土壤有效磷的現(xiàn)象，具有較強的固磷潛力，從而不利于植物的生長[21]，本研究中土壤的C/P比值范圍為14.43～27.43，遠低于我國平均值（136）和全球平均值（186）[22]，表明研究區(qū)域土壤微生物在土壤有機質(zhì)中釋放磷的潛力較大，對土壤的P表現(xiàn)為凈礦化，土壤P有效性較高，這與陳印平等[23]的研究結(jié)果一致。CK、A、B、C四個處理下，C/P比值分別為23.30、20.61、18.45、24.87，隨著土壤調(diào)理粉劑用量的增加呈現(xiàn)出先降低后增加的趨勢，表明B處理效果最佳，但與A處理效果相差較小，為節(jié)約成本，同土壤養(yǎng)分含量一致，A處理為土壤調(diào)理粉劑最佳用量。

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通訊作者：王道平（1971—），男，本科，副研究員，主要從事中藥質(zhì)量控制研究，E-mail：84531970@qq.com.