CN104086327B

CN104086327B - 改良强酸性茶园土壤的复配改良剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN104086327B
Application number: CN201410239872.3A
Authority: CN
Inventors: 王磊; 汪玉; 王霞; 田伟; 席运官; 张纪兵; 肖兴基
Original assignee: Institute of Soil Science of CAS; Nanjing Institute of Environmental Sciences MEP
Current assignee: Institute of Soil Science of CAS; Nanjing Institute of Environmental Sciences MEP
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: CN104086327A

Abstract

改良强酸性茶园土壤的复配改良剂及其制备方法和应用，所述复配改良剂由调配无机改良剂和饼肥根据最佳比例混配而成，无机改良剂和饼肥其最佳复配质量比为8:5～8:8范围内，所述强酸性茶园土壤的pH为3.8～4.5，复配改良剂的施用量为6459kg/ha～8209kg/ha。本发明所用的无机改良剂与饼肥均取材便捷，而且应用后能够阻控土壤加速复酸，效果持久。按照最佳比例复配后，改良剂不仅可有效降低无机改良剂酸度调控需求量，使调控温和，而且能够抑制饼肥加速复酸的缺点。同时能减少酸度调控导致的负面影响，迅速且显著提高茶叶品质。

Description

改良强酸性茶园土壤的复配改良剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于土壤改良剂技术领域，尤其涉及一种改良强酸性茶园土壤的复配改良剂及其制备方法和应用。

背景技术

茶树喜欢温暖、潮湿、荫蔽的生长环境，需要适当的温度、水分、光照和土壤条件。影响茶树生长的自然环境条件主要是气候和土壤，在选择茶地发展新茶园和日常栽培管理上必须重视。1.茶树生长对气温和热量的基本要求：茶树喜欢温暖的气候条件，对温度和热量有一定的要求。在适当的温度条件下，茶树才能生长良好。气温在10-35度之间时，茶树通常能正常生长，在20-25度时生长最快，气温超过35度时茶树新梢生长缓慢或停止。在春季一般日平均期望稳定在8-14度时，茶树的越冬芽开始萌发。气温降到15度左右时，新梢就停止生长，但根系一般在温度低于8度时才停止活动。因此，在我国大部分地区，茶树在冬季不能正常生长，处于休眠期，在某些地区由于冬季温度过低还会造成冻害。除了对温度要求外，茶树对积温也有一定要求。一般情况下，一年之中大于10度的活动积温越多，茶树的生长时期就越长。茶树每萌发一轮所需的大于10度的活动积温为760-1060度。2.茶树生长对水分条件的基本要求：水分是保证茶树正常生长的基础条件之一，雨量不足，空气湿度太低，对茶树生长不利。降水是茶园水分最主要来源，保证茶树能正常生长的年降水量一般要在800毫米以上。在茶树生长期间，月降水量通常不能少于100毫米。当月降水量少于50毫米时，茶树缺水。空气相对湿度对茶树生长也会产生影响，一般认为，在茶树生长期比较适合的空气相对湿度为80％-90％，低于50％对茶树生长发育不利，而且使茶叶质地粗硬，品质降低。3.茶树生长对土壤的基本要求：茶树是喜酸性土壤的作物，它只能在酸性土壤中才能生长，要求土壤pH值在4-6.5之间，以4.5-5.5最适合茶树生长。茶树不喜欢钙质，土壤中如含有石灰质(活性钙含量超过0.2％)，就影响到茶树生长，甚至逐渐死亡。我国适合种茶的土壤主要有砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤、褐土和紫色土等。强酸性茶园土壤严重降低茶叶品质，传统酸化调控技术虽然能够迅速降低土壤酸度，但极易发生土壤加速复酸，调控效果难以持久且容易造成土壤板结、营养元素单一(Carran,R.A.1991.PlantandSoil,134：107–114.Roth,C.H.&Pavan,M.A.1991.Geoderma,48,351–361.)。另外，采用无机改良剂调控强酸性茶园土壤，容易矫枉过正，造成过量Ca²⁺的吸收，降低茶叶品质特别是茶叶中氨基酸、水溶出物含量，带来调控的负面影响(林智等.1990茶叶科学,10(2):27-32.)。有机改良剂虽然对酸度调控有一定效果，但对于交换性酸含量较高的强酸性茶园土壤，大量研究表明只对pH4.5-5.0区间有一定调控效果，但对于pH<4.5调控效果不显著，难以满足调控需求(WangL.etal.2013.CommunicationinSoilScienceandPlantAnalysis,44(8),1310-1321.WangL.etal.2014.SoilUseandManagement,30(1):119–128.)。

发明内容

解决的技术问题：为解决无机改良剂在实际调控过程中，容易局部过量施用造成矫枉过正，以及改良剂调控过程中Ca²⁺过量吸收而降低茶叶中氨基酸、水溶出物等品质成分含量的问题；另一方面也为解决有机改良剂对于强酸性土壤调控能力不足，无法满足调控需求的缺陷；本发明提供一种改良强酸性茶园土壤的复配改良剂及其制备方法和应用，采用无机改良剂与饼肥最佳配比，调控强酸性茶园土壤至茶树最适宜酸度区间，同时避免茶树对Ca²⁺的过度吸收，迅速显著提高茶叶多项功能指标品质。

技术方案：改良强酸性茶园土壤的复配改良剂，所述复配改良剂由无机改良剂和饼肥混配而成，无机改良剂和饼肥复配质量比为8:5～8:8范围内，所述强酸性茶园土壤的pH为3.8～4.5，复配改良剂的施用量为6459kg/ha～8209kg/ha。

所述无机改良剂中CaO含量不低于240g/kg，MgO含量不低于50g/kg，K₂O含量不低于0.03g/kg，P₂O₅不低于0.59g/kg，SO₄ ^2-含量不低于120g/kg，Zn不低于40mg/kg，Se不低于5.2mg/kg，Mo不低于0.15mg/kg，Co不低于2.7mg/kg。

所述饼肥的有机碳含量不低于40wt.％，总磷含量不低于0.5wt.％。

所述改良强酸性茶园土壤的复配改良剂的制备方法，制备步骤为：向工业副产品碱渣50～70份中加入钼酸铵5～15份、硼砂10～15份、硫酸锌4～15份，在80℃下烘干至水分不高于15％，混匀过10～20目得无机改良剂；将无机改良剂和饼肥复配质量比为8:5～8:8范围内混合均匀。

所述复配改良剂在改良强酸性茶园土壤中的应用。

秋季施用基肥时施用，施用3175kg/ha的饼肥与4234kg/ha无机改良剂，施用的土壤酸度范围为红壤地区pH介于3.8～4.5强酸性茶园土壤，深翻入土，施肥深度为15～25cm，之后覆土。

有益效果：1)本发明所用的无机改良剂与饼肥均取材便捷，而且应用后能够阻控土壤加速复酸，效果持久。2)复配改良剂施用后能够减少因酸度改良而导致的Ca²⁺过量吸附问题，减少酸度调控导致的负面影响，提高茶叶品质。单纯的施用饼肥，虽然会短暂的提高土壤酸度，但会迅速复酸。长期施用会进一步加剧土壤酸化；而单独施用无机改良剂，其剂量要求比复配改良剂的要高，带来的问题一是实际生产中容易矫枉过正，超过茶树生长酸度范围pH6.0；二是Ca²⁺会被茶树吸收过多，降低茶叶品质，特别是氨基酸的含量。而按照比例复配后，改良剂可有效降低无机改良剂用量，抑制饼肥加速复酸的缺点。

具体实施方式

下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

复配改良剂的制备：按质量份，将碱渣70份、钼酸铵5份、硼砂12份、硫酸锌5份，在80℃下烘干至含水率15wt.％，混匀过10目筛，制得无机改良剂，然后将无机改良剂(CaO含量242.46g/kg，MgO含量59.34g/kg，K₂O含量0.03g/kg，P₂O₅0.59g/kg，SO₄ ^2-含量121.49g/kg，Zn40.71mg/kg，Se5.23mg/kg，Mo0.16mg/kg，Co2.72mg/kg。)与饼肥(有机碳含量40.84wt.％，总P含量0.51wt.％，总N含量5.38wt.％)按照8:6的质量比例掺合均匀得到复配改良剂。

复配改良剂的施用方法：秋季施用基肥时施用，与施用3175kg/ha(211kg/亩)的饼肥与4234kg/ha(282kg/亩)无机改良剂复配，深翻入土，施肥深度为15～25cm，之后覆土。

复配改良剂的施用对象：红壤地区pH＝4.4强酸性茶园土壤，茶叶品种龙井43。

复配改良剂施用效果：与未添加任何改良剂(CK)、施用饼肥(3175kg/ha，饼肥处理1)、1.5倍剂量饼肥(4762kg/ha，饼肥处理2)、低剂量碱渣(4234kg/ha，碱渣处理1)、常规碱渣处理即2倍碱渣处理(8468kg/ha，碱渣处理2)相比，复配改良剂可以显著提高茶叶品质。改良后茶叶品质比较如表1所示：

表1不同改良剂处理茶叶品质差异

主要指标

CK

饼肥处理1

饼肥处理2

碱渣处理1

碱渣处理2

复配改良剂

咖啡因(mg/g)

0.48a

0.55b

0.5b

0.45c

0.44c

0.54b

氨基酸(mg/g)

36.5a

44.6b

45.6b

34.8c

37.0a

47.8d

水溶出物

31.6a

35.0b

33.2c

35.2b

33.6c

35.8b

茶多酚

0.244a

0.238b

0.240b

0.246a

0.242a

0.250c

儿茶素

8.1a

8.2a

7.9a

8.9b

8.7b

*注：表中数据后字母表示LSD差异性统计，不同字母表示差异性显著，相同字母表示差异性不显著，P<0.05。

经过最佳配比改良剂(无机改良剂+饼肥)处理后，与空白处理相比所有指标均显著性提高(P<0.05)，与单独只施用不同剂量碱渣相比，氨基酸、水溶出物均显著性提高(P<0.05)，与单独施用不同剂量的饼肥相比(饼肥处理1、饼肥处理2)，茶多酚、儿茶素含量显著性提高(P<0.05)。按照上述比例复配的改良剂可以有效克服无机或有机改良剂的缺点，显著提高茶叶品质。

实施例2

复配改良剂的制备：同实施例1所述。

复配改良剂的施用方法：同实施例1所述。

施用对象：pH＝3.8的极强酸性黄棕壤茶园土壤(区别于实施例1)，茶叶品种龙井43。

复配改良剂施用效果：与未添加任何改良剂(CK)、施用饼肥(3175kg/ha，饼肥处理1)、1.5倍剂量饼肥(4762kg/ha，饼肥处理2)、低剂量碱渣(4234kg/ha，碱渣处理1)、常规碱渣处理即2倍碱渣处理(8468kg/ha，碱渣处理2)相比，复配改良剂不仅可以显著提高茶叶品质，而且可以显著增加茶叶产量。改良后茶叶产量与品质比较如表2所示：

表2不同改良剂处理茶叶产量与品质差异

主要指标

CK

饼肥处理1

饼肥处理2

碱渣处理1

碱渣处理2

复配改良剂

产量(kg/ha)

1920a

2250b

2360b

2600c

2640c

3010d

咖啡因(mg/g)

0.44a

0.50b

0.52b

0.54c

0.55c

0.54c

氨基酸(mg/g)

32.3a

40.5b

44.2b

33.6a

34.0a

48.3c

水溶出物

28.4a

32.4b

30.7c

31.8b

31.6b

31.8b

茶多酚

0.21a

0.20b

0.202b

0.214a

0.216a

0.238c

儿茶素

7.6a

8.0a

7.9a

8.6b

8.5b

经过最佳配比改良剂(无机改良剂+饼肥)处理后，产量可增加18％～108％；与空白处理相比所有指标均显著性提高(P<0.05)，与单独施用不同剂量的饼肥相比(饼肥处理1、饼肥处理2)，氨基酸含量、水溶出物没有显著性变化，但茶多酚、咖啡因、儿茶素含量显著性提高(P<0.05)。与单独只施用碱渣相比氨基酸、水溶出物均显著性提高(P<0.05)。按照上述比例复配的改良剂可以有效克服无机或有机改良剂的缺点，综合品质最优。

实施例3

复配改良剂的制备：同实施例1所述。

复配改良剂的施用方法：同实施例1所述。

施用对象：pH＝4.2的强酸性红壤茶园土壤，茶叶品种龙井43。

试验处理(区别于实施例2)：未添加任何改良剂(CK)、本专利要求复配改良剂比例(无机改良剂4234kg/ha，饼肥3175kg/ha，80％:60％wt)、复配2处理(碱渣6351kg/ha，饼肥3175kg/ha，120％:60％wt)、复配3处理(碱渣处理2822kg/ha，60％:60％wt)相比。

复配改良剂施用效果：不同复配改良剂改良后茶叶品质比较如表3所示：

表3不同改良剂处理茶叶品质差异

主要指标	CK	复配处理1	复配处理2	复配改良剂
					咖啡因(mg/g)	0.46a	0.58b	0.48c	0.56b
氨基酸(mg/g)	34.6a	44.6b	40.8c	45.2c
					水溶出物	31.2a	36.4b	40.8c	41.9c
茶多酚	0.23a	0.245b	0.222a	0.241b
					儿茶素	8.3a	8.5b	8.0a	8.4ab

复配改良剂最佳配比条件下(无机改良剂:饼肥＝80％:60％wt)与复配改良剂处理1(碱渣:饼肥＝120％:60％wt)相比，能够显著增加氨基酸与水溶物的含量(P<0.05)；与复配改良剂2(碱渣：饼肥60％:60％wt)相比，能够显著增加茶多酚、咖啡因、儿茶素含量显著性提高(P<0.05)。复配改良剂只有在最佳配比下即申请专利所述范围内(无机改良剂/饼肥80％/50％～80％/80％wt)，达到最优改良效果。

本发明在复配改良剂施用后，对于红壤地区pH区间3.8～4.5的强酸性茶园土壤，能够微调至茶树最适宜生长pH区间5.0～5.5。最佳比例的复配改良剂一方面能够减少无机改良剂的用量，避免实际调控过程中，局部过量施用造成的矫枉过正，同时避免无机改良剂Ca²⁺过量吸收而降低茶叶中氨基酸、水溶出物等品质成分的含量；另一方面也能够弥补有机改良剂调控能力不足、无法满足调控需求的缺陷；再者复配改良剂在最佳配比下在茶树最适宜生长酸度区间具有显著的复酸阻控效果，效果持久，田间试验证明能够显著提高茶叶品质。

Claims

1.改良强酸性龙井43茶园土壤的复配改良剂，其特征在于按质量份由以下方法制得：将碱渣70份、钼酸铵5份、硼砂12份、硫酸锌5份，在80℃下烘干至含水率15wt.%，混匀过10目筛，制得无机改良剂，然后将无机改良剂与饼肥按照8:6的质量比例掺合均匀得到复配改良剂；其中无机改良剂成分要求为CaO含量242.46g/kg，MgO含量59.34g/kg，K₂O含量0.03g/kg，P₂O₅0.59g/kg，SO₄ ^2-含量121.49g/kg，Zn40.71mg/kg，Se5.23mg/kg，Mo0.16mg/kg，Co2.72mg/kg；饼肥的成分要求为有机碳含量40.84wt.%，总P含量0.51wt.%，总N含量5.38wt.%。

2.权利要求1所述改良强酸性龙井43茶园土壤的复配改良剂的制备方法，其特征在于步骤为：将碱渣70份、钼酸铵5份、硼砂12份、硫酸锌5份，在80℃下烘干至含水率15wt.%，混匀过10目筛，制得无机改良剂，然后将无机改良剂与饼肥按照8:6的质量比例掺合均匀得到复配改良剂；其中无机改良剂成分要求为CaO含量242.46g/kg，MgO含量59.34g/kg，K₂O含量0.03g/kg，P₂O₅0.59g/kg，SO₄ ^2-含量121.49g/kg，Zn40.71mg/kg，Se5.23mg/kg，Mo0.16mg/kg，Co2.72mg/kg；饼肥的成分要求为有机碳含量40.84wt.%，总P含量0.51wt.%，总N含量5.38wt.%。