综述：有机无机复混肥料在茶叶种植中推动可持续性的见解

《Frontiers in Soil Science》：Driving sustainability in tea farming: insights on organo-mineral fertilizers

本文系统评述了有机无机复混肥料在可持续茶叶种植中的应用潜力。文章指出，长期单一使用合成肥料导致土壤酸化、养分流失及微生物多样性下降，而OMFs通过结合有机质与无机养分（如N、P、K），能改善土壤结构、增强阳离子交换能力（CEC）、提高水分保持，并支持有益微生物活动，从而提升茶叶产量与品质。作者强调，OMFs是应对酸性土壤和养分限制挑战的有前景策略，尤其适用于坦桑尼亚等高降雨茶区。

　　

Introduction

茶（Camellia sinensis L. O. Kuntze）是全球重要的经济作物，但其可持续性受到养分耗竭、酸性土壤以及对合成肥料严重依赖的威胁。长期使用氮基投入品加剧了土壤酸化，降低了微生物多样性，增加了温室气体排放，并损害了茶叶品质。虽然有机肥料能改善土壤健康，但其低养分浓度和缓释特性在集约化系统中限制了效果。有机无机复混肥料（OMFs）将有机物（如堆肥、粪肥、生物炭）与无机养分（N、P、K）相结合，提供了一种平衡的解决方案。通过结合速效和缓释养分库，OMFs能增强土壤结构，提高阳离子交换能力，改善保水性，并支持有益微生物活动。证据表明，它们可以降低氮淋失和磷固定，缓冲土壤酸度，并维持一致的芽叶萌发，这对于雨养茶系统的产量稳定性至关重要。在亚洲和非洲的田间试验表明，与单独使用合成肥料相比，OMFs在产量、养分吸收和茶叶品质方面表现更优。然而，由于知识差距和政策限制，OMFs在非洲的采用仍然有限。本综述重点探讨了OMFs将茶叶种植转变为更具韧性、生产力和环境可持续系统的潜力。

Methodology adopted for the review

本综述遵循系统综述和荟萃分析优先报告项目框架，采用修改后的PRISMA流程图指导审查过程，确保方法学清晰度和报告标准。审查过程遵循结构化的三阶段方法：识别、筛选和纳入。在七个主要学术数据库进行了全面文献检索，使用了精心选择的关键词，如综合养分管理、土壤肥力、Camellia sinensis、有机肥料、农业生态实践、茶叶种植、有机无机复混肥料、可持续性管理和土壤健康。最初确定了291篇期刊文章和3份技术报告。去除124篇重复后，剩余167条记录用于基于标题、摘要和全文的筛选。最终保留了82篇期刊文章和5份技术报告进行详细分析和综合，重点关注有机无机复混肥料和合成肥料在茶园中的作用及其对土壤健康的影响。综述聚焦于2002年至2025年的出版物，注意到从2020年起出版物数量显著增加，特别是在2022年和2024年达到峰值，反映了学术界对茶叶种植、OMFs和可持续土壤管理相关主题日益增长的兴趣。

Nutrient demands and environmental impacts of synthetic fertilizer use in tea cultivation

茶树生长需要16种营养元素，但氮（N）、磷（P）和钾（K）的需求量最大，以维持生产。这些养分的主要来源是合成肥料，尤其是高氮肥料。然而，传统茶园中合成肥料的过度使用导致了多种形式的土壤退化，直接影响茶叶产量和品质。首先，它破坏了自然养分平衡，导致养分淋失和土壤结构物理恶化，造成板结、孔隙度降低、保水和透气性差。其次，它减少了微生物多样性，偏爱某些物种过度生长，同时抑制了有益物种如固氮细菌和菌根真菌，从而削弱了养分循环和植物韧性。第三，它降低了土壤有机质，因为农民减少了有机投入，且氮驱动的微生物活动加速了SOM分解，降低了肥力、保水性和根系发育。最后，通过铵基肥料的氧化，释放氢离子并降低土壤pH值，导致土壤酸化，引起养分失衡和铝毒性，这两者都对根系和整体植物健康有害。这些变化共同导致土壤功能退化、养分有效性降低，并最终降低茶叶的产量和品质。过度使用合成肥料还导致地下水污染、养分利用效率低下、茶叶品质下降以及肥料生产过程中的碳足迹等环境问题。

Sustainable activities in tea cultivation

茶叶种植的可持续活动包括多个方面。Selection of suitable clones or varieties：茶叶生产力和韧性深受克隆或栽培品种选择的影响。东非和亚洲的育种计划已发布几个高产和耐旱克隆，例如TRFK 6/8、TRFK 31/8和TRFK 201/6。选择具有非生物胁迫耐受性及抗病虫害的位点特异性品种，可确保在变化气候条件下的持续生产力。Agronomic practices in tea cultivation：良好的农艺实践是可持续茶叶生产的核心。用修剪的茶叶、草或有机残留物覆盖可以保持土壤水分，减少杂草生长，并提高有机质含量。等高种植和梯田用于多山景观以防止土壤侵蚀，而遮荫树和农林复合系统改善小气候，增强生物多样性，并有助于碳固存。定期的修剪周期改善芽叶萌发并便于采收。气候智能实践如雨水收集和滴灌提高了水分利用效率，特别是在干旱易发地区。Pest and disease management：茶叶种植面临来自害虫和疾病的挑战。病虫害综合管理策略结合生物、文化和化学控制，以最小化产量损失。这些包括使用生物防治剂，保持遮荫多样性以减少害虫发生率，以及采用抗性克隆。通过监测和基于阈值的应用来最小化农药使用，有助于保护益虫并减少茶叶产品中的化学残留。Water and climate-smart management：茶对降雨变化高度敏感。可持续的水实践如滴灌、雨水收集池和高效的排水系统有助于缓冲干旱和洪水的影响。气候智能措施包括整合遮荫树用于小气候调节和土壤肥力增强，同时使用本地化气候数据进行适应性农艺规划。Socio-economic and processing considerations：茶叶的可持续性不仅是生物物理的，也是社会经济性的。加强农民合作社和公平贸易认证计划改善了收入稳定性和市场准入。通过良好农业规范培训增强妇女和小农户的权能，为长期可持续性建设能力。环境友好的加工实践，如采用可再生能源、废物回收和环保包装，进一步减少了茶叶生产的碳足迹。

Organo-mineral fertilizers and their role in sustainable tea cultivation

茶主要种植在酸性、高度风化的土壤上，这些土壤由于高降雨下的强烈淋溶作用，天然缺乏有效磷、氮和可交换性盐基。传统使用尿素、硫酸铵、过磷酸钙和氯化钾等合成投入品的施肥虽然支持了产量增加，但往往以土壤酸化、养分失衡和微生物活动减少为代价。将有机改良剂与矿质养分相结合的OMFs配方为这些挑战提供了综合解决方案。茶园的田间试验表明，与纯合成肥料相比，OMFs可以提供相当或更优的产量，同时改善土壤质量。重要的是，OMFs通过从粪肥或堆肥提供盐基阳离子，有助于缓解土壤酸化。例如，用有机无机复混配方替代25-50%的矿质NPK，在印度茶园土壤中两年内将土壤pH从4.5提高到4.9，并将可交换性Ca和Mg水平提高了10-15%。这些变化降低了Al3?毒性，提高了养分吸收效率，特别是对P和K。

Organo-mineral fertilizers and their influence on soil health and reaction

化学肥料在茶园中被广泛施用以提高作物生产力；然而，其广泛和长期使用对土壤健康、土壤环境及相关生态组成部分构成了显著威胁。除了这些环境问题，过去几十年全球化学肥料成本的上升也对其持续使用提出了进一步挑战。维持可持续茶叶生产的一个有前景的方法是开发和应用有机无机复混肥料，它将化学肥料与有机投入品如动物粪肥和作物残留物结合在一起。OMFs是通过将有机原料与减少量的矿质肥料混合制造的。这种整合不仅提供了必需养分，还提高了土壤有机质含量和整体土壤质量。OMFs生产的基本原理在于将有机投入品的缓释特性与矿质肥料的即时养分有效性相结合，从而减少对合成肥料的依赖。除了作物生产力，将有机废物回收成OMFs有助于循环经济，通过提供可持续的养分来源同时增强土壤有机质。因此，OMFs技术代表了一种双重效益策略：支持作物营养和推进茶园系统的土壤恢复。同样，OMFs的生产不仅受化学配方影响，也受有机原料特性的影响。根据输入材料的性质，可以采用各种加工技术，如热转化、厌氧消化和固态发酵。矿物和有机组分的共同加工，而非分开施用，其合理性在于最终产品增强的功能特性。这些包括改善的养分生物有效性、增加的化学反应性和控释特性，这些共同减少了速效肥料多次分施的频率和劳动力。此外，OMFs已被证明通过改善土壤理化生物特性、增强微生物活动并对植物生理反应产生积极影响，从而发挥多种农艺效益，有助于建设更具韧性和生产力的农业生态系统。文献表明，OMFs需要试验来检验其成分在连续作物周期和文化轮作后的持久性和演变，它们对植物农艺生理性状和土壤特性的影响。关注OMFs生物刺激特性的研究是必要的。研究还应专门检查OMFs对根系结构和发育的影响，及其对植物生理特征的影响，需要通过针对性研究来解释此类产品对植物耐受生物和非生物胁迫的影响。此外，OMFs已被指出对土壤生物学、生物化学和养分循环产生积极影响；因此，使植物抵抗干旱和盐分。因此，市场上的新有机无机产品有必要拥有研究证明，不仅提高作物产量，而且改善不同土壤参数。

Future focus on organo-mineral fertilizers

未来的研究应更加重视评估有机无机复混肥料在茶叶种植中的长期农艺、环境和生理影响，特别是在一系列农业生态区。尽管当前研究结果强调了OMFs在改善土壤结构、养分保持和微生物健康方面的益处，但显然需要进行更深入、多季节的调查。这些调查应评估OMFs成分在连续作物周期中的持久性和转化，重点关注它们对土壤结构稳定性、有机碳动态、pH调节和微生物多样性的影响，特别是在变化的气候和土壤条件下。此外，了解OMFs中使用的各种有机原料的生物刺激效应至关重要。研究必须深入探讨这些原料如何影响植物生理属性，如根系发育、耐旱性、养分吸收效率以及对生物和非生物胁迫的韧性，这对可持续茶叶生产至关重要。为确保实际相关性，未来的研究应旨在开发标准化的OMFs配方，这些配方应针对茶叶种植区常见的特定土壤类型、作物生长阶段和气候条件进行量身定制。这些配方必须评估其农艺性能和环境安全性，包括它们对土壤和水系统的影响。此外，需要进行生命周期评估和碳足迹分析，以量化OMFs与常规合成肥料相比的气候减缓潜力，特别是在温室气体排放以及生产和施用过程中的能源使用方面。还应探索技术进步，如整合生物炭、纳米材料和碳捕获增强的投入品，这可能显著提高养分利用效率并减少通过淋失和挥发造成的损失。

Conclusion

在茶叶种植中采用有机无机复混肥料是维持茶叶种植稳定性的重要一步。通过将有机物与必需矿物质结合，可以改善土壤健康、作物产量并减少环境影响。这些肥料改善了土壤结构、保水性，增加了养分有效性，同时支持有益土壤微生物群落的发展。它们的应用解决了茶树关键的营养缺陷，特别是在N、P和K方面，并显著有助于减少温室气体排放，使其成为传统化学肥料的环保替代品。鉴于茶叶作为经济作物的全球重要性以及对可持续农业实践的需求，将OMFs整合到茶叶种植中，为长期生产力和环境保险提供了有效策略。通过优化养分利用、增强土壤特性和减少排放，OMFs不仅维持了茶叶生产，还为更健康的生态系统做出了贡献。然而，OMFs在茶叶实践中的使用仍然很低，特别是在包括坦桑尼亚在内的非洲茶叶种植区。因此，需要采取诸如鼓励将OMFs整合到施肥实践中以改善土壤肥力和作物生产力、为茶农提供关于OMFs益处和应用方法的培训计划、研发针对茶叶种植优化的OMFs配方、促进有机废物回收用于OMFs生产以使农业实践与废物管理策略保持一致，以及提高消费者意识和农民采用环境友好实践等策略。