有机肥显著提升热带茶园叶片氮磷含量但不影响碳含量的机制研究

本研究针对热带茶园中碳(C)、氮(N)、磷(P)元素平衡的科学问题，通过对比施用有机肥对阿萨姆茶(Camellia sinensis var. assamica, CSA)和中国茶(Camellia sinensis var. sinensis, CSS)叶片C:N:P化学计量的影响，发现有机肥显著提高叶片N、P含量而C含量不变，揭示了土壤NH4+-N取代NO3--N成为施肥后关键驱动因子的新机制，为热带农业系统养分管理提供理论依据。

　　

在热带地区的高温多雨环境下，茶园土壤养分流失严重，尤其是磷(P)元素易被铁铝氧化物固定，导致普遍存在"高氮低磷"的失衡现象。这种养分限制不仅制约茶叶产量，更影响品质形成。然而，传统化学肥料在强淋溶条件下利用率低下，而有机肥的缓释特性理论上更适合热带茶园，但其对茶树叶片元素平衡的影响机制尚不明确。

海南大学海南省生态环保修复工程中心的研究团队选择海南五指山水满乡示范基地的两种茶树——阿萨姆茶(CSA)和中国茶(CSS)为研究对象，通过雨季增施羊粪有机肥的田间试验，结合土壤-叶片系统C:N:P化学计量分析，揭示了有机肥对热带茶园元素循环的影响规律。

研究采用的主要方法包括：1) 雨季(5月)和旱季(11月)配对采样设计，采集0-20 cm土层非根际土壤和对应叶片样本；2) 元素分析仪测定叶片C、N含量，钼锑抗比色法测P；3) 连续流动分析仪测定土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N；4) 偏最小二乘路径模型(PLS-PM)解析施肥处理-土壤性质-叶片元素的多级关系。

土壤理化性质的变化
施肥使CSA和CSS茶园土壤有机碳(SOC)分别增加7.7%和19.3%，总N提高44%和9.5%，总P增加61%和10.7%。值得注意的是，土壤pH从5.92降至4.45(CSA)和5.57降至4.58(CSS)，伴随NO₃^--N降低而NH₄⁺-N显著升高，表明有机肥促进铵态氮积累并加剧土壤酸化。

叶片元素响应特征

数据显示，有机肥使CSA和CSS叶片N含量分别增加18.5%和15.2%，P含量增加33.3%和25.0%，但C含量保持稳定。这种差异响应导致CSA叶片C:N和C:P比显著降低，而CSS的N:P比显著升高，反映两种茶树对养分的差异化利用策略。

关键驱动因子解析

路径分析表明，有机肥通过不同途径影响两种茶树：对CSA主要通过改变土壤C:N:P化学计量间接调控叶片元素，而对CSS则直接作用于叶片养分吸收。特别发现未施肥时叶片元素与NO₃^--N显著相关，而施肥后转为与NH₄⁺-N相关，这种氮形态偏好转变可能与酸化抑制硝化作用有关。

该研究首次系统阐明了热带茶园有机肥施用下"增氮磷不增碳"的特殊现象，其科学价值体现在三方面：1) 发现叶片N:P比>16证实热带茶园存在强烈磷限制，挑战了传统施肥理论；2) 揭示有机肥通过改变氮形态有效性(NH₄⁺/NO₃^-比值)调控元素吸收的新途径；3) 提出CSA和CSS的差异化响应与其叶片生理特性相关，为品种特异性施肥提供依据。实践上，研究建议热带茶园应重视有机肥与磷肥配施，并针对不同茶树品种制定精准施肥方案，这对实现茶园可持续发展具有重要意义。