“茶树钾镁营养特性与养分管理技术”通过鉴定

2006年12月27日,由中国农业科学院茶叶研究所主持完成的“茶树钾镁营养特性与养分管理技术”通过了浙江省科技厅组织的成果鉴定。该项目从1992年开始,在中国农业科学院茶叶研究所与国际钾肥研究所、加拿大磷钾研究所、硫酸钾信息委员会等开展的国际合作以及浙江省国际合作基金和国家自然科学基金等支持下,经过长达13年的系统研究,在以下几个方面取得了研究结果:     

化肥减施对茶树养分吸收和茶园土壤环境的影响

土壤酸化是当前我国多数茶园的障碍因子,偏施无机肥和重施氮肥等不合理施肥是茶园土壤酸化的主要成因。为探究有机肥部分替代化肥对缓解茶园土壤酸化的效果,本研究在茶园设置不施肥（T0）、常规施肥（T1）、氮肥有机替代30%(T2)、氮肥有机替代30%+增施腐殖质（T3）、氮肥有机替代30%+增钾补镁（T4）和氮肥有机替代30%+增施腐殖质+增钾补镁（T5）等6个施肥处理,观测不同处理的土壤养分、茶叶养分含量及土壤环境的变化,分析茶树养分吸收对茶园土壤环境的影响。结果表明,相较于常规施肥处理,氮肥有机替代处理增加了土壤有机质含量,降低土壤碱解氮含量,但不降低叶片氮含量;与T0和T1处理相比,T3、T4和T5处理提高了土壤pH、阳离子交换量、速效钾含量和交换性镁含量,叶片钾和镁含量增加、铝含量降低。氮肥有机替代配合增施腐殖质和增钾补镁措施可有效提高土壤盐基阳离子含量,并抑制茶树对铝的吸收,缓解土壤酸化进程。因此,茶园推广含腐殖酸有机肥和养分均衡管理的技术措施,可有效改善土壤酸化状况。     

茶树-核桃树间作模式对茶园土壤养分的影响

本研究选取云南省保山市昌宁县境内的核桃树间作年限为6、10、15、30a的茶树-核桃间作茶园土壤为研究对象,取距核桃树主干1、2、3 m处的0～20 cm表土层和20～40 cm土层深度的土壤和相对应的单作茶园土壤为供试样,测定了土壤的pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁的含量。结果表明:随着核桃树种植年限的延长,间作茶园土壤pH呈增加的趋势,核桃树种植年限为30 a的土壤pH接近或大于7.0;核桃树间作年限为30 a的间作茶园土壤有机质、碱解氮和速效磷均显著小于单作茶园中的含量;随着核桃树间作年限的延长,间作茶园土壤中的速效钾、交换性钙、交换性镁的含量都显著高于单作茶园。上述研究结果表明,核桃树对茶树有明显的化感抑制作用,会导致茶树不能较好生长和茶叶品质下降。因此,不宜将二者相间种植或将核桃树作为茶树的遮荫树利用。     

生物质炭施用方式对土壤水分养分及茶树生长的影响

通过对贵州中部山区茶园土壤进行生物质炭施用及覆盖的盆栽试验,探讨不同生物质炭施用方式对植茶土壤水分、养分、微量元素的影响及春茶生长的响应.试验设置对照(未施用炭)、炭全部覆盖、炭全部施用、1/2炭覆盖加1/2炭施用4个处理,测定春梢的着叶数、叶面积,土壤常规理化性质和有效铁、锰、铜、锌,且定期测定土壤体积含水率.结果表明:用生物质炭覆盖表土后,在春季和夏季降雨及干旱时段,植茶土壤含水率均显著增加,土壤保水能力的大小顺序为炭全部覆盖>1/2炭覆盖+1/2炭施用>炭全部施用.施用生物质炭降低土壤酸度和提高土壤有机质含量,同时提高土壤养分含量,生物质炭全部施入土壤后较对照土壤有效氮、磷、钾含量分别平均增加13.61％、172.04％和48.23％.生物质炭覆盖表土增加土壤有效性氮、磷、钾含量.利用生物质炭覆盖表土或把生物质炭施入土壤均能显著地增加茶树春梢的叶面积,利于提高春茶产量.     

浅谈茶树营养特征与施肥调控技术

本文针对我省部分茶场的茶园耕管中，普遍施氮肥，不施有机肥或施肥方法不当，造成土壤酸化板结，茶园低产老化状况，着重阐述茶树对氮、磷、钾以及微量元素养分需求，生理作用和土壤供肥特点；提出茶园施肥要因土、因树、因肥施用和掌握施肥最佳时期，正确方法等农艺调控措施，以达到改良土壤，茶叶生产优质的目的。     

田间条件下不同园龄茶树氮、磷、钾养分需求规律的研究

本文通过分析大田条件下1、2、3、5和10龄龙井43茶园头年秋天整株茶树、第二年采摘新稍、修剪物和落叶的生物量以及氮、磷、钾养分量,研究不同园龄茶树氮、磷、钾养分需求规律。1龄茶园到5龄茶园,茶树地上部生物量、氮、磷、钾养分量分别增加约32倍、21倍、25倍、29倍,到10龄茶园,与5龄茶园相比,仅分别增加约71%、17%、13%、14%。从1龄到2龄茶园,茶树氮、磷、钾的年养分需求量分别为90.01、5.71、31.11kg/hm2,从2龄到3龄茶园,茶树氮、磷、钾的年养分需求量分别为122.74、9.63、45.14kg/hm2,从3龄到4龄茶园,茶树氮、磷、钾的年养分需求量分别为144.03、10.33、47.99kg/hm2。幼龄茶树经过定型修剪后,吸收的养分有一部分通过修剪物和落叶回归土壤,因茶树生长(不包括修剪物和落叶等)并留存在茶树上的养分量占总量的43.9%、48.7%、61.3%左右。进入青年期,如5龄茶园,茶树氮、磷、钾的年养分需求量分别约为164.4、12.68、71.29kg/hm2。进入采摘后,茶树所需的养分主要用于新稍生长,一部分分配到修剪物和落叶之中,因茶树生长(不包括修剪物和落叶等)并留存在茶树上的氮、磷、钾养分量比较稳定且只占较少份额(氮、磷、钾养分量分别仅约为7.54、0.53、5.44kg/hm2)。本试验对田间条件下不同生育期的茶树氮、磷、钾养分需求量的研究建立了试验分析方法,为进一步研究茶树养分需求规律提供了一条新的思路。     

宜昌市茶园土壤养分状况调查与评价

通过对宜昌市茶叶主产区域213个土壤样品进行分析测定,结果表明:宜昌市茶园土壤潜在酸化严重,酸碱度最适宜茶树生长的茶园仅为9.9%;土壤有机质含量较为丰富,全氮供应较为良好,但不同茶园含量差异非常大;土壤有效磷供应总体偏低,且不同茶园含量差异非常大;速效钾供应最为缺乏,73.71%的茶园土壤速效钾含量低于临界值;土壤中微量元素有效镁、有效硫、有效钙、有效硼、有效铁、有效锰、有效锌、有效铜的含量均较为丰富。     

香蕉园化肥施用现状、面源污染风险及其养分综合管理措施

肥料在农业生产中具有重要作用,但过量施用化肥不仅影响作物产量,而且会造成一定环境污染。本文分析世界主要生产国香蕉生产、施肥现状和存在问题,对香蕉园过量施肥带来的面源污染进行总结,并提出减少环境风险的蕉园养分综合管理技术,包括施肥原则、酸性土壤改良、测土配方平衡施肥、新型肥料与灌溉施肥技术,为我国香蕉园科学施肥和面源污染防控提供参考。     

茶树CsLHTs亚家族基因的克隆与表达分析

氨基酸是茶叶的重要品质成分和氮素贮存形式,因此开展茶树体内氨基酸转运蛋白的研究尤为重要。本研究从茶树转录组中筛选得到5条茶树LHTs(Lysine histidine transporters,赖氨酸/组氨酸转运蛋白)家族基因序列,并从龙井43中成功克隆获得4个茶树LHTs基因,分别命名为CsLHT1、CsLHT6、CsLHT8.1和CsLHT8.2。对该亚家族编码的氨基酸序列的理化性质和功能结构进行预测,结果显示CsLHTs亚家族含有9~11个跨膜区;且含有与氨基酸转运相关的结构域。为了明确在不同茶树品种和氮素水平间CsLHTs基因的表达差异,本研究选用3个茶树品种的扦插苗为试验材料,水培条件下氮饥饿两周后,分别用0.2、2、10mmol·L^-1的NH4NO3进行处理。利用qRT-PCR分析了CsLHTs在不同组织间的表达情况,结果表明4个基因在茶树营养组织中均有表达。经氮素处理后,CsLHTs基因在3个氮素水平和3个品种中呈现出不同的变化规律。CsLHT1、CsLHT6和CsLHT8.2在品种间的表达差异程度高于不同氮素水平间的基因表达差异。CsLHT8.1对氮素处理有明显的响应,尤其经0.2mmol·L^-1和10mmol·L^-1的NH4NO3处理72h后,在氮高效品种中茶302根中呈上调表达,表明CsLHT8.1可能参与氨基酸由根部向地上部的转运过程。     

茶树铁中毒症状及其对养分吸收的影响

采用盆栽试验研究了茶树（品种为UPASI-9）铁中毒症状，及其对茶树养分吸收和茶园土壤的影响。试验共分7个处理，用硫酸亚铁将土壤含铁（Fe）量分别调节为0、50、500、750、1000、3000、5000mg／kg，试验持续90天。结果表明，土壤含铁量为5000mg／kg的处理第9天时便出现中毒症状，表现为叶片间断性黄化和红变；铁含量低的土壤铁中毒症状出现相应推迟；土壤中加入过量的铁并不影响磷的迁移，但对锰的运输有显著影响，并抑制对钾的吸收；铁和锌之间表现出显著的负相关；加铁增加了土壤中镁的含量，但根和茎中的镁含量降低；茶树铁中毒也不影响钙的积累与迁移。     

马铃薯施肥肥效及养分利用率的研究

对6年14项次的马铃薯氮磷钾肥肥效试验,研究了施用氮磷钾化肥对马铃薯的增产效果、肥料利用率和施肥对淀粉含量的影响。结果表明,增施氮肥(N)平均增产21.3%,每千克N增产马铃薯37.9kg;增施磷肥(P2O5)增产18.4%,每千克P2O5增产马铃薯51.8kg;增施钾肥(K2O)平均增产15.3%,每千克K2O增产马铃薯35.9kg。总的增产效果:氮肥>磷肥>钾肥。14项次试验中增施氮肥的肥料利用率(N)为24.3%～45.2%,平均32.9%;增施磷肥的肥料利用率(P2O5)为7.5%～20.9%,平均14.8%。增施钾肥的肥料利用率(K2O)为38.3%～92.6%,平均49.8%。平均生产1t马铃薯吸收N为6.15kg,吸收P2O5为1.36kg,吸收K2O为6.17kg。马铃薯淀粉含量旱地明显大于水浇地。减N处理马铃薯淀粉含量最高,其次是NPK配合处理。     

生态肥与化肥配施对水稻产量和氮肥利用效率的影响

通过田间试验研究了“绿营高TM”生态肥与化肥不同比例配施对水稻产量和氮肥利用效率的影响。配施绿营高生态肥各处理分蘖增长平缓,成穗率高,而对照（单施化肥）分蘖前期分蘖发生快,无效分蘖多。生态肥与化肥配施各处理灌浆期叶面积指数和干物质积累量明显高于对照,使汕优63增产6.40%～953%,秀水63增产6.70%～952%,差异均达5%显著水平,不同配施处理间产量差异不显著。汕优63和秀水63生态肥配施各处理的氮肥农学效率和氮肥回收效率均显著高于对照,表明合理配施生态肥可以促进水稻健壮生长,中后期可提供较多的养分,增加灌浆期绿叶面积,促进光合产物向籽粒转运,增加干物质产量和稻谷产量,而且还可以减少氮肥施用量,提高氮肥利用效率。     

氮肥水平与栽植密度对植稻土壤养分含量变化与氮肥利用效率的影响

【目的】为解决水稻土壤保肥能力较弱，水稻产量较低，氮肥利用效率不高等问题，【方法】于山东省济宁市任城区水稻田设置氮肥水平与栽植密度双因素大田试验，设4个施氮量水平，即无氮(N1，0 kg/hm2)、低氮(N2，216 kg/hm2)、中氮(N3，288 kg/hm2)和高氮(N4，360 kg/hm2)；栽植密度设3个梯度，即低密度(24万穴/hm2)、中密度(27万穴/hm2)和高密度(30万穴/hm2)。以探究不同氮肥水平和栽植密度下水稻成熟期土壤养分含量及氮肥利用效率的变化。【结果】随着土层加深，氮、磷、钾、有机质含量均明显下降。其中D3N4处理碱解氮含量下降了60.8%，D3N3处理速效磷含量降低了72.7%。随着施氮量增加，土壤pH值和有机质含量有所下降，速效钾含量升高，肥料偏生产力和氮肥农学利用效率降低，产量先升高后降低；随着栽植密度增加，土壤pH值与速效磷含量有所下降，表层土壤碱解氮含量略有升高，有机质含量与产量及肥料偏生产力均先升高后降低，氮肥农学利用效率降低。【结论】当栽植密度为27万穴/hm2时，氮肥用量288 kg/hm2，水稻产量最高，为14 615.3 kg/hm2；相同密度下氮肥按照216 kg/hm2施用，水稻产量、氮肥农学效率和肥料偏生产力均较高。研究结果可在实际生产中参考应用。     

氮肥水平与栽植密度对植稻土壤养分含量变化与氮肥利用效率的影响

【目的】为解决水稻土壤保肥能力较弱,水稻产量较低,氮肥利用效率不高等问题,【方法】于山东省济宁市任城区水稻田设置氮肥水平与栽植密度双因素大田试验,设4个施氮量水平,即无氮(N₁,0 kg/hm²)、低氮(N₂,216 kg/hm²)、中氮(N₃,288 kg/hm²)和高氮(N₄,360 kg/hm²);栽植密度设3个梯度,即低密度(24万穴/hm²)、中密度(27万穴/hm²)和高密度(30万穴/hm²)。以探究不同氮肥水平和栽植密度下水稻成熟期土壤养分含量及氮肥利用效率的变化。【结果】随着土层加深,氮、磷、钾、有机质含量均明显下降。其中D₃N₄处理碱解氮含量下降了60.8%,D₃N₃处理速效磷含量降低了72.7%。随着施氮量增加,土壤pH值和有机质含量有所下降,速效钾含量升高,肥料偏生产力和氮肥农学利用效率降低,产量先升高后降低;随着栽植密度增加,土壤pH值与速效磷含量有所下降,表层土壤碱解氮含量略有升高,有机质含量与产量及肥料偏生产力均先升高后降低,氮肥农学利用效率降低。【结论】当栽植密度为27万穴/hm²时,氮肥用量288 kg/hm²,水稻产量最高,为14 615.3 kg/hm²;相同密度下氮肥按照216 kg/hm²施用,水稻产量、氮肥农学效率和肥料偏生产力均较高。研究结果可在实际生产中参考应用。     

化肥减施对乌龙茶产量、品质和肥料利用率及经济效益的影响

通过田间试验,研究了不同化肥减施模式对茶叶产量、品质、养分吸收、肥料利用率的影响,分析了不同施肥模式下的经济效益情况,设置了5个处理：不施肥（CK）,当地常规施肥（CF）,有机替代（OF,化肥减量50.7%）、新型缓释肥（SRF,化肥减量34.4%）和茶树专用生物炭基肥（BF,化肥减量30.3%）。结果表明,与不施肥（CK）模式相比,各施肥模式下茶叶产量两年平均增幅为14.24%~29.56%;与常规施肥处理（CF）相比,有机替代处理茶叶产量有所降低,新型缓释肥（SRF）和茶树专用生物炭基肥处理（BF）两年平均产量增加3.83%和9.66%,其中BF处理显著高于CF处理（P<0.05）。与CF处理相比,各化肥减施模式对茶叶品质成分不会产生明显的影响,BF处理能降低茶叶酚氨比,尤其是秋茶。与CF处理相比,SRF和BF处理能提高茶树新梢氮、磷、钾、钙和镁的吸收量,提高茶树新梢肥料利用率,其中SRF处理新梢肥料贡献率、农学效率、偏生产力和养分回收率两年平均分别增加了3.25%、0.96 kg·kg^-1、4.01 kg·kg^-1和7.51%,BF处理新梢肥料贡献率、农学效率、偏生产力和养分回收率两年平均分别增加7.63%、1.41 kg·kg^-1、3.95 kg·kg^-1和13.71%,BF处理效果优于SRF处理。与CF处理相比,新型缓释肥每年每公顷增加纯收入630元,BF处理增加纯收入6 995元。茶树专用生物炭基肥模式在闽北乌龙茶区具有良好的应用前景。     

不同氮素形态、pH对茶树元素吸收及有机酸含量影响

以茶树龙井43为材料,利用营养液水培试验研究了不同氮素形态、pH对茶树体内阴阳离子和有机酸的影响,初步明确茶树养分吸收与氮素形态及pH的关系。结果表明,与NO_3^--N处理相比,NH_4^+-N处理提高-的含量以及根中N、SO_4^2-含量,但是NH_4^+-N处理降低了茶树对Ca、Mg、B、Mn、Zn的吸收,也减少了成熟叶中SO_4^2-、根中H_2PO_4^-的累积量。与其他处理相比,NO_3^--N处理提高了成熟叶中苹果酸、草酸、柠檬酸浓度。茶树对养分的吸收、积累也与介质pH有关,尤其是pH与氮素互作时。在NO_3^--N处理下,pH 6.0显著提高了茶树对B、Mn、Zn的吸收和根中K、Ca、Mg浓度。茶树中有机酸含量受pH影响较大,与pH 4.0和pH 5.0相比,pH 6.0提高了茶树成熟叶中苹果酸、柠檬酸、草酸浓度以及根中草酸浓度。茶树对养分的吸收、积累与自身体内有机酸浓度有较好的相关性,茶树中全氮含量与柠檬酸、草酸浓度具有显著负相关性,而阳离子Zn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺含量与柠檬酸、草酸浓度具有显著正相关性。     

不同化肥减施技术下茶叶产量、品质、养分利用率及经济效益

为给茶园化肥减施增效提供依据和技术支撑,本研究以黔东北1个9龄无性系‘福鼎大白茶’茶园为研究对象,设置5个处理,CK：对照,不施肥;CF：习惯施肥;T1：化肥减施量32.1%;T2：化肥减施量33.8%;T3：化肥减施量46.0%,比较分析不同处理对茶叶产量、品质、养分利用率和经济效益的影响。结果表明T1、T2、T3的全年干茶叶产量分别为3524.1、3644.4、3835.7 kg/hm²,显著高于CF（3127.3 kg/hm²）,T1、T2、T3、CF的这一指标显著高于CK （2172.6 kg/hm²）;各季度T1的酚氨比最低,秋季CF、T1、T2之间的酚氨比无显著差异,春、夏季CF、T2、T3之间的酚氨比无显著差异;总体上,T1、T2、T3新梢年氮、磷、钾素的吸收量和利用率高于CF,T3效果最好;各施肥处理的年纯收入显著高于CK（3.69万元/hm²）;相较于CF,T1、T2、T3每年分别节本增效1.48、1.39、1.52万元/hm²。茶园肥料沟施效果好于撒施,T1、T3化肥减施增效较好,T3更好。建议调整茶树专用肥氮、磷、钾元素配比,增加茶树专用肥的有机肥及其有机质含量;T3增加有机肥替代比例。     

控释氮肥对茶叶产量、品质和氮素利用效率及经济效益的影响

通过田间试验,研究了控释氮肥对茶园土壤无机氮含量、茶叶产量、品质成分、氮素利用效率和茶叶中氮磷等主要矿质元素吸收的影响,比较了不同施肥方式对经济效益的影响。结果表明,不同氮肥处理间土壤无机氮含量无显著差异,但控释肥处理土壤中无机氮变化幅度较小,而且比较稳定。与普通氮肥相比,控释氮肥单施或与普通氮肥配施,茶叶产量分别提高7.5%和15.2%。施控释氮肥对茶叶游离氨基酸总量、茶多酚含量、酚氨比值不会产生明显的影响。控释氮肥能促进茶树对氮、磷等主要矿质元素的吸收,提高茶树新梢氮素利用率,其中新梢氮素利用效率（NUE）,控释氮肥和普通氮肥配施比普通氮肥高5.38个百分点,比单施控释氮肥高2.39个百分点,新梢氮素偏生产率（PNE）,控释氮肥和普通氮肥配施比普通氮肥处理高1.16βkg·kg^-1,比单施控释氮肥高0.57βkg·kg^-1。与普通氮肥相比,单施控释氮肥每年每公顷增加纯收入0.93万元,控释氮肥和普通氮肥配施增加纯收入2.01万元。本研究结果表明,控释氮肥与普通氮肥配施增产、增效明显。     

水分管理方式对水稻产量和氮肥利用率的影响

 以杂交籼稻汕优63和丰优香占及粳稻武育粳3号和9516为材料,研究了中期搁田、结实期干湿交替灌溉以及旱作对水稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明,与水层灌溉相比,搁田处理显著提高了水稻产量。结实期干湿交替灌溉对水稻产量的影响因施氮量不同而有所差异。在常规施氮量（240 kg/hm2）下,干湿交替灌溉对水稻产量无显著影响,而在高氮（300 kg/hm2）条件下,干湿交替灌溉显著提高了水稻产量。水稻旱作与常规水作产量无明显差异。除武育粳3号外,中期搁田处理显著提高了汕优63和丰优香占的氮肥利用率;结实期干湿交替灌溉提高了高施氮量处理氮肥的农学利用率和生理利用率;水稻旱作有利于提高氮肥吸收利用率。