不同年限黃金桂茶樹根際土壤肥力變化分析

摘要：以不同種植年限黃金桂茶樹根際土壤為研究對象，分析不同年限茶樹根際土壤對土壤肥力變化的影響。結(jié)果表明，隨著茶樹種植年限的增加，茶樹根際土壤的pH、陽離子交換量呈上升趨勢，其余理化指標(biāo)呈下降趨勢，且不同年限間差異極顯著。隨著茶樹種植年限的增加，土壤有機質(zhì)含量從Ⅱ級肥力上升至Ⅰ級肥力，陽離子交換量從Ⅲ級肥力上升至Ⅰ級肥力，全磷、全鉀含量從Ⅱ級肥力下降至Ⅲ級肥力，速效氮、速效鉀含量從Ⅰ級肥力下降至Ⅲ級肥力，速效磷含量從Ⅰ級肥力下降至Ⅱ級肥力，全氮含量雖呈下降趨勢，但一直保持在Ⅰ級肥力水平。土壤年限對土壤各指標(biāo)的影響大小為速效氮>速效鉀>有機質(zhì)>速效磷>陽離子交換量>全鉀>全氮>pH>全磷?？梢?，隨著黃金桂茶樹種植年限的增加，茶樹根際土壤對肥力指標(biāo)的影響存在顯著差異。

關(guān)鍵詞：茶樹；黃金桂；根際土壤；土壤肥力；線性回歸方程

中圖分類號：S571.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）17-4420-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.17.016

Abstract： Using soil fertility in the rhizosphere of different age of huangjingui tea tree as research object， the effects of different tea tree age on the change of rhizospheric soils fertility were studied. The results showed that the pH value and cation exchange capacity of tea tree rhizospheric soil increased as the age of the tea tree increasing， but the other soil physical and chemical indexes were decreased significantly. In addition， the contents of organic matter increased from fertility grade Ⅱ to grade Ⅰ，the cation exchange capacity increased from fertility grade Ⅲ to grade Ⅰ，the total P and total K were both descended from fertility grade Ⅱ to grade Ⅲ， the available N and available K were both descended from fertility grade Ⅰ to grade Ⅲ and the available P was descended from fertility grade Ⅰ to grade Ⅱ with the increase of tree age. Though the contents of total N were descended， it was still at fertility grade Ⅰ. The influence trend of tea tree soil years to soil physical and chemical index showed as available N>available K>organic matter>available P>cation exchange capacity>Total K>Total N>pH value>Total P. In conclusion， as the tea tree planting year increasing， the effect of tea tree rhizospheric soil on soil fertility indexes were significantly different.

Key words： tea tree；Huangjingui；rhizosphere soil；soil fertility；linear regression equation

茶葉作為一種目前普遍流行的健康飲品，近年來在生產(chǎn)和消費上呈現(xiàn)迅速增長的趨勢，據(jù)統(tǒng)計2013年中國茶園總面積達257.9萬hm2，產(chǎn)量高達189萬t，成為世界第一產(chǎn)茶大國。然而，在茶園面積單產(chǎn)及茶葉品質(zhì)上卻呈下降趨勢[1，2]。羅長城[3]研究表明，茶樹品質(zhì)下降、產(chǎn)量降低主要原因是土壤質(zhì)量的惡化。陳秋金[4]探討了不同調(diào)理劑對黃觀音茶園土壤的理化性質(zhì)及茶葉品質(zhì)的影響，認(rèn)為調(diào)理劑有利于改善茶園土壤的酸化程度，提高土壤中速效養(yǎng)分的含量，改善茶園品質(zhì)，但是改善程度有限。程博一等[5]探討不同施肥模式對茶葉品質(zhì)、產(chǎn)量及土壤肥力的影響，認(rèn)為施肥模式的改變有助于提高茶葉產(chǎn)量及品質(zhì)，與常用施肥模式相比，品質(zhì)指標(biāo)提升范圍在2.24%～14.68%，土壤理化指標(biāo)的改善程度在10.38%～28.22%?？梢?，以往研究主要集中在采用不同的施肥方法、肥料種類及栽培措施對土壤理化性質(zhì)進行改善，這種方法在一定程度上改善了茶葉品質(zhì)，但無法滿足茶樹對營養(yǎng)物質(zhì)需求的平衡[5，6]。土壤不僅是連接茶樹根際與微生物的主要載體物質(zhì)，而且是植物養(yǎng)分來源的儲藏庫，是植物養(yǎng)分?jǐn)z取的主要場所。明確茶樹根部土壤養(yǎng)分的分布是茶園肥料管理的前提，然而關(guān)于該方面的研究還鮮見報道。本研究以不同種植年限茶樹土壤為研究對象，探討不同種植年限茶樹根際土壤肥力指標(biāo)差異，以期為茶園種植過程中的高效肥料管理提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

不同種植年限黃金桂茶樹土壤取自福建省泉州市安溪縣虎邱鎮(zhèn)（黃金桂原產(chǎn)地），取樣地茶葉種植面積200 hm2，取樣地位于東經(jīng)117°99′，北緯24°96′。收集黃金桂茶樹樹齡分別為3、6、9、15年的根際土壤。根際土壤取樣，按照5點取樣，參考Fujii等[7]的方法。選擇合適的茶樹，去除表層落葉，輕挖茶樹，除去茶樹周邊附著土壤，抖落離茶樹根系 1 cm的土壤即為根際土壤。每個樣品收集5株茶樹根際土壤混合，收集樣品總量為500 g。收集的樣品風(fēng)干后用于土壤基本理化指標(biāo)測定。

1.2 土壤基本理化指標(biāo)測定

參照文獻[8]的方法測定土壤的部分理化指標(biāo)，即有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法，硫酸亞鐵滴定進行測定；土壤pH采用復(fù)合電極法測定；全氮采用重鉻酸鉀-硫酸消化法測定；全磷采用氫氧化鈉-鉬銻抗比色法測定；全鉀采用氫氧化鈉溶融-火焰光度法測定；速效氮采用堿解擴散法測定；速效磷采用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用1 mol/L中性NH4OAc浸提，火焰光度計法測定。土壤陽離子交換量測定采用乙酸銨法[9]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel對數(shù)據(jù)進行歸類、方差分析及變化率計算，采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶樹根際土壤理化性質(zhì)分析

不同年限茶樹根際土壤的理化指標(biāo)分析結(jié)果表明（表1），隨著茶樹種植年限的增加（3～15年），茶樹根際土壤的pH、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀呈下降趨勢。以3年的茶樹根際土壤的測量值為參比，15年的茶樹根際土壤各指標(biāo)分別下降了18.14%、46.25%、73.47%、50.15%、65.09%、69.42%、55.33%。然而，茶樹根際土壤的有機質(zhì)含量和陽離子交換量隨著茶樹種植年限的增加而上升，表現(xiàn)為以3年的茶樹根際土壤的測量值為參比，15年的茶樹根際土壤有機質(zhì)含量上升了118.11%、陽離子交換量上升了84.49%。分析發(fā)現(xiàn)，不同年限茶樹根際土壤理化指標(biāo)的變化差異均達到極顯著水平?？梢姡铇浞N植過程中，隨著茶樹種植年限的增加，茶樹根際土壤的理化指標(biāo)發(fā)生了極顯著變化。

2.2 茶樹土壤年限與根際土壤理化指標(biāo)的相關(guān)性分析

不同年限茶樹土壤與土壤理化指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果（表2）表明，土壤年限與土壤有機質(zhì)含量、陽離子交換量存在極顯著正相關(guān)，而與土壤有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀含量及pH呈極顯著負(fù)相關(guān)?？梢?，茶樹土壤年限的變化可引起土壤各理化指標(biāo)的顯著變化。此外，土壤各理化指標(biāo)之間也存在著顯著或極限顯著相關(guān)。

2.3 茶樹根際土壤年限對根際土壤理化指標(biāo)影響的趨勢

以茶樹根際土壤的年限為x軸，以根際土壤各理化指標(biāo)測量值為y軸進行線性方程回歸分析，結(jié)果（圖1）表明，各因子與茶樹根際土壤年限的線性方程回歸R2值為0.928 8～0.998 1，各因子之間的線性方程擬合度較好，可用于進一步分析。線性回歸方程分析結(jié)果表明，隨著茶樹根際土壤年限的增加，土壤理化指標(biāo)中pH、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀等含量呈下降趨勢，表現(xiàn)為各指標(biāo)的擬合方程斜率為負(fù)值；有機質(zhì)含量和陽離子交換量呈上升趨勢，表現(xiàn)為各指標(biāo)的擬合方程斜率為正值；該結(jié)果與前述實際測量值分析結(jié)果一致。其次，土壤年限對土壤各指標(biāo)的影響分析結(jié)果表明，隨著土壤年限的增加，土壤各理化指標(biāo)的變化大小順序為速效氮>速效鉀>有機質(zhì)>速效磷>陽離子交換量>全鉀>全氮>pH>全磷，表現(xiàn)為土壤各理化指標(biāo)與土壤年限的擬合線性方程斜率絕對值分別為7.354 1、7.006 7、1.266 2、1.022 5、0.908 3、0.271 6、0.122 5、0.074 7、0.030 2。

可見，隨著茶樹土壤年限的增加，茶樹根際土壤理化性質(zhì)發(fā)生顯著變化，但土壤年限對茶樹根際土壤各理化指標(biāo)的影響程度存在一定差異。

3 結(jié)論與討論

土壤作為茶樹養(yǎng)分吸收及儲藏的載體，土壤肥力指標(biāo)的變化對于茶樹的生長、茶葉的產(chǎn)量及品質(zhì)具有一定的影響。本研究結(jié)果表明，隨著茶樹種植年限的增加，土壤的pH呈下降趨勢，即土壤呈酸化趨勢。據(jù)報道，茶樹生長土壤的pH在4.5～6.0時適宜茶樹生長，當(dāng)pH小于4.0時土壤嚴(yán)重酸化，茶樹生長、產(chǎn)量及品質(zhì)受到抑制作用[10，11]。可見，隨著茶樹種植年限的增加，當(dāng)茶樹年限為9年，茶樹根際土壤處于不適宜種植狀態(tài)，當(dāng)茶樹年限為15年時，茶樹根際土壤已經(jīng)嚴(yán)重酸化，茶樹生長受阻。

此外，其余土壤理化指標(biāo)分析表明，隨著茶樹種植年限的增加，茶樹根際土壤的pH、陽離子交換量呈上升趨勢，其余理化指標(biāo)呈下降趨勢，且不同年限間呈極顯著差異。相關(guān)性分析結(jié)果表明，茶樹根際土壤年限與土壤pH、陽離子交換量呈極顯著正相關(guān)，而與其余土壤理化指標(biāo)則呈極顯著負(fù)相關(guān)。以中國農(nóng)業(yè)部發(fā)布的“茶葉產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件”行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[12]中規(guī)定的土壤肥力評價指標(biāo)及分級指標(biāo)為依據(jù)，分析不同年限茶樹根際的土壤肥力變化。結(jié)果表明，隨著茶樹種植年限的增加，茶樹根際土壤的有機質(zhì)含量從Ⅱ級肥力上升至Ⅰ級肥力，陽離子交換量從Ⅲ級肥力上升至Ⅰ級肥力，全磷、全鉀含量從Ⅱ級肥力下降至Ⅲ級肥力，速效氮、速效鉀含量從Ⅰ級肥力下降至Ⅲ級肥力，速效磷含量從Ⅰ級肥力下降至Ⅱ級肥力，全氮含量雖然呈下降趨勢，但一直保持在Ⅰ級肥力水平。林生等[13]研究不同年限茶樹土壤的理化性質(zhì)結(jié)果表明，茶樹土壤的有機質(zhì)及全氮含量較好，不同年限茶樹根部土壤速效氮及速效鉀含量較低，而磷素水平雖然較低，但變化程度較為均勻。前人研究表明，茶樹根系分泌有機酸改變根際土壤理化性質(zhì)，使根際土壤磷酸鹽有效性提高，利于茶樹對磷的吸收和品質(zhì)改善[14，15]?？梢?，本研究中隨著茶樹種植年限的增加茶樹根際土壤中的肥力指標(biāo)明顯下降，但不同的指標(biāo)受影響的程度存在差異。

據(jù)此，本研究對茶樹土壤年限對土壤理化指標(biāo)的影響進行線性回歸方程擬合分析，結(jié)果表明，隨著土壤年限的增加，土壤年限對各理化指標(biāo)影響的變化趨勢為速效氮>速效鉀>有機質(zhì)>速效磷>陽離子交換量>全鉀>全氮>pH>全磷。據(jù)報道，茶樹種植過程中易導(dǎo)致土壤酸化，提高土壤中的養(yǎng)分元素的溶解與淋失，特別是速效氮及速效鉀，而土壤中全氮、全磷、全鉀則相對較為固定，主要是土壤中存在一些不易于分解的含氮、磷或鉀的化合物[16，17]。有機質(zhì)含量與茶樹生長過程中凋落物的積累及茶樹衰老有關(guān)，而陽離子交換量隨著土壤pH的降低，有機物的含量呈上升趨勢[18]?？梢姡鑸@土壤中不同的土壤肥力指標(biāo)之間存在密切關(guān)系，土壤肥力指標(biāo)的變化受到茶樹種植年限的影響。

綜上所述，隨著茶樹種植年限的增加，茶樹根際土壤的酸化程度加重，土壤中的養(yǎng)分嚴(yán)重缺失，進而導(dǎo)致茶樹生長減緩，衰老加劇。本研究分析了茶樹種植后隨著年限增加，土壤肥力指標(biāo)變化，可見土壤是一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。根際土壤肥力指標(biāo)的變化后對根際土壤微生物、土壤酶活性的影響如何，還有待進一步研究。

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