江蘇省典型白化茶園土壤肥力現(xiàn)狀分析

萬(wàn) 青， 胡雲(yún)飛， 胡振民， 李榮林， 楊亦揚(yáng)

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院休閑農(nóng)業(yè)研究所，江蘇南京 210014)

江蘇省茶葉產(chǎn)業(yè)以量少、質(zhì)精、高效而在全國(guó)茶葉產(chǎn)業(yè)中獨(dú)具特色，同時(shí)也是我國(guó)名優(yōu)綠茶的重點(diǎn)種植區(qū)域之一。近年來(lái)，白化茶種質(zhì)資源開發(fā)力度增大，逐漸形成一個(gè)較為龐大的種質(zhì)類群，在江蘇省主要產(chǎn)茶區(qū)均有一定面積的引種。白化茶品種春季幼葉呈白色，成熟葉片呈淺綠色，所制成品茶葉滋味鮮爽、回味甘醇，并以其“高氨基酸、低茶多酚”的特點(diǎn)[1-2]和良好的經(jīng)濟(jì)效益受到廣大茶農(nóng)和消費(fèi)者的青睞。茶樹生長(zhǎng)離不開土壤，土壤是其生長(zhǎng)發(fā)育、營(yíng)養(yǎng)吸收的重要場(chǎng)所。然而，江蘇省白化茶園土壤質(zhì)量和施肥現(xiàn)狀究竟如何，目前還未有文獻(xiàn)報(bào)道，為此筆者對(duì)江蘇省白茶主產(chǎn)區(qū)(主要包括南京市、常州市、無(wú)錫市、鎮(zhèn)江市和揚(yáng)州市等地區(qū))8個(gè)典型白化茶園進(jìn)行土壤取樣調(diào)查分析，從總體上掌握江蘇省白化茶園土壤養(yǎng)分含量豐缺和土壤酸化程度狀況，分析影響江蘇省白茶生產(chǎn)的主要限制因子，旨在為進(jìn)一步調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)白茶生產(chǎn)的合理區(qū)劃和科學(xué)管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土樣采集與制備

根據(jù)江蘇省白茶主產(chǎn)區(qū)的分布特征，在南京市、常州市、無(wú)錫市、鎮(zhèn)江市和揚(yáng)州市等地區(qū)選取8個(gè)代表性白茶園，用多點(diǎn)混合法采集0～20、20～40 cm的表層土壤樣品，取樣點(diǎn)基本信息如表1所示。采樣時(shí)根據(jù)茶園面積和地形條件決定樣點(diǎn)的數(shù)量和分布，將多個(gè)采樣點(diǎn)的樣品混勻后用四分法棄去至各混合樣保留1 kg左右。樣品采集后及時(shí)攤開風(fēng)干，剔除雜物后研磨過(guò)20目和100目篩，備用待測(cè)。

表1 取樣點(diǎn)基本信息

1.2 測(cè)定方法

采用水浸提電位法測(cè)定土壤pH值，土水比為1 ∶2.5，用ORION 3 STAR(Thermo公司，美國(guó))pH計(jì)測(cè)定；采用Vario Max CN碳氮分析儀(Elementar公司，德國(guó))測(cè)定土壤全氮(TN)和全碳(TC)含量；有機(jī)質(zhì)(OM)含量依據(jù)“OM含量=TC含量×1.724”換算；采用Mehlich 3浸提劑浸提[3]測(cè)定有效磷、有效鉀等有效態(tài)元素和微量元素含量，水土比10 ∶1混合振蕩，電感耦合等離子體光譜儀ICP(TJA公司，美國(guó))測(cè)定。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2016和SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)測(cè)得的土樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤酸度

對(duì)江蘇典型白化茶園土壤pH值進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果(圖1)表明，在0～20 cm土層，溧陽(yáng)松嶺、無(wú)錫惠山、宜興玉山和句容張廟的茶園土壤pH值均低于4.0，分別為3.94、3.93、3.58和3.57，土壤酸化現(xiàn)象嚴(yán)重；金壇薛埠茶園土壤pH值為 4.09，介于4.0～4.5之間，土壤發(fā)生酸化；適合茶樹生長(zhǎng)的茶園為高淳河南村、溧水孔鎮(zhèn)和儀征謝集，土壤pH值分別為5.16、4.64和5.68，其中高淳河南村和溧水孔鎮(zhèn)茶園土壤pH值最適宜茶樹生長(zhǎng)。在20～40 cm土層中，茶園土壤pH值有上述類似的趨勢(shì)(圖1)。

2.2 土壤主要養(yǎng)分

對(duì)采集的茶園土壤主要養(yǎng)分進(jìn)行測(cè)試分析(表2)，從總體判斷江蘇省白化茶園土壤肥力狀況，找出土壤肥力限制因子，以便進(jìn)行高效施肥管理。茶葉產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件中土壤肥力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表3)規(guī)定，Ⅱ級(jí)(尚可)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、有效鉀含量分別為10～15、0.8～1.0、0.005～0.01、0.08～0.12 g/kg，各養(yǎng)分含量高于上限值為Ⅰ級(jí)(優(yōu)良)，低于下限值為Ⅲ級(jí)(較差)。據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，在所調(diào)查的8個(gè)白化茶園中，除金壇薛埠茶園以外，各茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，其中75%的茶園土壤有機(jī)質(zhì)達(dá)到Ⅰ級(jí)，12.5%的茶園土壤有機(jī)質(zhì)達(dá)到Ⅱ級(jí)；全氮含量達(dá)到Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的茶園占87.5%，金壇薛埠茶園的0～20 cm土層全氮含量尚可，20～40 cm土層含量較差；有效磷含量達(dá)到Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的茶園占75%，金壇薛埠茶園有效磷含量尚可，儀征謝集茶園有效磷含量較差；有效鉀含量達(dá)到Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的茶園占62.5%，金壇薛埠茶園0～20 cm土層有效鉀含量尚可，20～40 cm土層有效鉀含量較差，無(wú)錫惠山和儀征謝集茶園土層有效鉀含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)，處較差等級(jí)；同時(shí)發(fā)現(xiàn)，溧水孔鎮(zhèn)茶園20～40 cm土層養(yǎng)分含量明顯低于0～20 cm土層，其表層土0～20 cm中的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和有效鉀含量均達(dá)到Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而20～40 cm土層中有機(jī)質(zhì)和全氮含量尚可，有效磷和有效鉀含量則較差。

表2 江蘇各白化茶園土壤基本養(yǎng)分情況

表3 茶葉產(chǎn)地土壤肥力分級(jí)參考指標(biāo)[4]

采用第2次全國(guó)土壤普查時(shí)的土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]對(duì)茶園土壤中有效鈣和有效鎂含量進(jìn)行分析，即有效鈣含量在 0.25～1.00 g/kg之間，屬中等級(jí)別，低于0.25 g/kg為低等，高于 1.00 g/kg 屬高等級(jí)別；有效鎂含量在0.05～0.10 g/kg之間為中等級(jí)別，低于0.05 g/kg為低等，高于0.10 g/kg屬高等，大于或等于0.20 g/kg時(shí)則屬于極高級(jí)別。從總體來(lái)看，所調(diào)查的白化茶園有效鈣含量在0.25～2.00 g/kg之間，屬中高等級(jí)別；有效鎂含量在0.050～0.700 g/kg之間，50%的茶園有效鎂含量在極高范圍內(nèi)。對(duì)茶園土壤交換性Ca/Mg的值進(jìn)行分析，按照Ca/Mg的值分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[5]進(jìn)行分級(jí)，即Ca/Mg的值在5～12之間處在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)范圍。結(jié)果表明，只有無(wú)錫惠山茶園的0～20、20～40 cm等2個(gè)土層以及溧陽(yáng)松嶺、高淳河南村茶園的0～20 cm的土層和宜興玉山的20～40 cm 土層的土壤Ca/Mg的值是在5～12之間，其他地區(qū)不同土層的Ca/Mg的值均小于5，約占調(diào)查茶園的50%(表4)。

2.3 微量元素

根據(jù)土壤有效態(tài)微量元素分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[6-7](表5)，對(duì)江蘇省典型白化茶園土壤有效態(tài)微量元素(Zn、B、Mn、Fe)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，所有茶園土壤的有效鋅和有效鐵含量均達(dá)到極高等級(jí)且遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)(圖2)。高淳河南村和溧水孔鎮(zhèn)茶園有效錳含量較高，在250～300 mg/kg之間；溧陽(yáng)松嶺、金壇薛埠和儀征謝集茶園的有效錳含量介于130～200 mg/kg之間，處于中等水平；而無(wú)錫惠山和宜興玉山茶園有效錳含量處在低等水平，句容張廟茶園甚至達(dá)到極低水平，出現(xiàn)錳虧缺現(xiàn)象。各茶園土壤中有效硼含量基本處在高等水平，無(wú)錫惠山茶園土壤有效硼甚至達(dá)到極高水平。

表4 江蘇省各白化茶園土壤有效鈣和有效鎂含量

表5 土壤有效態(tài)微量元素含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3 討論

種植茶樹將加速土壤的酸化，并且隨著植茶年限的增加，土壤酸化程度會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重[8-10]。茶樹喜愛酸性環(huán)境，適合茶樹生長(zhǎng)的土壤pH值范圍為4.5～6.0[11]，其中pH值4.5～5.5最適宜種植茶樹，但如果土壤pH值過(guò)低會(huì)影響茶樹的正常生長(zhǎng)[12]。在調(diào)查的白化茶園中，土壤pH值在3.5～5.6之間，有5個(gè)白化茶園的土壤pH值偏低，由此可見江蘇省典型白化茶園土壤呈明顯酸化趨勢(shì)。江蘇省茶園土壤酸化現(xiàn)象日益嚴(yán)重： 1990—1991年，蘇、浙、皖3省茶園土壤pH值<4的只占茶園總面積的13.7%，沒有發(fā)現(xiàn)pH值<3.5的茶園土壤；但到了1998年3省茶園土壤pH值<4的占到了 43.9%，其中pH值<3.5也占到了8.0%，3省較適宜種植茶樹的土壤由20世紀(jì)90年代初的59.4%下降到90年代末的 20.3%[13]；1994年測(cè)定江蘇省宜興新街茶園、句容高廟茶園和高淳青山茶園的土壤pH值分別為4.76、4.87和4.47[14]，1998年測(cè)定南京中山陵茶園的土壤pH值為4.98[15]，2004年有學(xué)者再次檢測(cè)這4個(gè)茶園對(duì)應(yīng)地點(diǎn)土壤的pH值，結(jié)果顯示，pH值分別降至4.27、4.36、4.40和4.46[16]。導(dǎo)致茶園土壤酸化的原因主要有外部因素和內(nèi)部機(jī)制兩方面。外部原因主要包括酸沉降[17-18]和銨態(tài)氮肥的施用[19-20]，內(nèi)部機(jī)制主要包括茶樹自身物質(zhì)循環(huán)[21-22]和茶樹根系代謝[23]。施用石灰等堿性物質(zhì)改良農(nóng)田土壤酸度是酸性土壤地區(qū)的一項(xiàng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)措施；一些工業(yè)廢棄物如粉煤灰、堿渣、磷石膏、造紙廢渣等也用于酸性土壤改良，其中磷石膏的應(yīng)用最廣泛。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，一些農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物可以改良土壤酸度[24-25]，將農(nóng)業(yè)有機(jī)物廢棄物經(jīng)熱解制成的生物質(zhì)炭也是一種很好的有機(jī)改良劑[26]。

茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)與土壤養(yǎng)分有密切聯(lián)系，肥沃的土壤是茶園優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的基本保證。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤微生物和茶樹多種營(yíng)養(yǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是反映土壤熟化程度和肥力的重要指標(biāo)之一。有機(jī)質(zhì)能增強(qiáng)土壤保水保肥能力，對(duì)酸堿有較強(qiáng)的緩沖能力，可以促進(jìn)根系對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收[27]。從此次調(diào)查結(jié)果來(lái)看，除了極個(gè)別茶園外，大部分白化茶園有機(jī)質(zhì)含量充足，金壇薛埠白化茶園須要進(jìn)一步增加有機(jī)肥的施用量。除了增施有機(jī)肥外，也要注重合理的施肥管理，要根據(jù)茶樹對(duì)養(yǎng)分的需求和吸收規(guī)律，調(diào)控有機(jī)肥的施用數(shù)量和時(shí)間。研究表明，長(zhǎng)江中下游地區(qū)，長(zhǎng)江以北茶區(qū)基肥可提早到8—10月施用，南方茶區(qū)9—10月施用，這樣有利于茶樹對(duì)養(yǎng)分的吸收，可有效提高茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[28-29]。氮磷鉀是茶樹生長(zhǎng)所需要的三要素，氮是蛋白質(zhì)的主要成分，又是原生質(zhì)的重要組成；磷對(duì)茶樹幼苗生長(zhǎng)、根系分枝、根系吸收能力都有較好的促進(jìn)作用；鉀是多種酶的活化劑，不僅能促進(jìn)光合作用、呼吸作用，還能提高茶樹抗逆性[30]。本研究表明，過(guò)半的白化茶園土壤養(yǎng)分氮磷鉀含量豐富，儀征謝集茶園磷、鉀含量偏低，該地區(qū)在施肥管理過(guò)程中要特別注意磷鉀肥的施用。

江蘇省典型白化茶園鈣鎂含量豐富，近半數(shù)地區(qū)含量偏高，甚至達(dá)到極高水平。研究表明，當(dāng)土壤交換性鈣含量超過(guò)1.00 mg/kg時(shí)，容易導(dǎo)致茶樹出現(xiàn)鈣中毒現(xiàn)象，表現(xiàn)為主根變淺，根系生長(zhǎng)受阻，缺乏新的吸收根，芽葉萌發(fā)受到影響，芽稀葉小[31]。茶園土壤含鈣量過(guò)高，除了自然環(huán)境、土壤性質(zhì)等先天因素外，還與茶園管理措施關(guān)系密切。當(dāng)茶園土壤酸度過(guò)高、發(fā)生酸化時(shí)，往往會(huì)使用石灰、鈣鎂磷肥等含鈣較高的肥料來(lái)改善土壤酸堿度，維持茶園土壤正常，這樣做的結(jié)果有可能矯枉過(guò)正。因此，在管理過(guò)程中應(yīng)注意控制鈣鎂肥的施用，尤其在改良酸性土壤時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制石灰的施用，避免引起元素失調(diào)，對(duì)茶樹生長(zhǎng)造成危害。土壤中的鈣鎂能否被茶樹有效吸收利用，與其比例有很大關(guān)系，茶園獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)茶葉的條件之一是茶園土壤Ca/Mg的值處于6～12之間[32]。然而調(diào)查發(fā)現(xiàn)，江蘇白化茶園的Ca/Mg的值普遍偏低。研究表明，長(zhǎng)期使用氮肥、鉀肥，可以降低土壤交換性鈣、鎂含量[33]。因此可以通過(guò)適當(dāng)增施氮磷鉀肥，在提高土壤大量元素含量的同時(shí)，通過(guò)離子間的拮抗作用降低土壤中交換性鈣、鎂的含量。

本研究結(jié)果表明，茶園土壤有效鋅和有效硼含量豐富，能滿足茶樹正常生長(zhǎng)發(fā)育的需要，但也普遍存在有效鐵含量過(guò)高，個(gè)別茶園有效錳缺乏的現(xiàn)象。茶樹葉片含鐵豐富，鐵參與茶樹葉綠素的合成、有機(jī)物質(zhì)的積累和消耗[34]。研究表明，茶葉品質(zhì)會(huì)因鐵含量增加而降低，過(guò)量的鐵會(huì)使茶葉品質(zhì)變差[35]，因此茶園管理過(guò)程中要控制鐵肥的施入。茶樹缺錳時(shí)表現(xiàn)為葉片發(fā)黃下垂，邊緣焦枯，對(duì)茶葉品質(zhì)影響較大。在缺錳地區(qū)可以適當(dāng)施用商品錳微肥，尤其含量最低的句容張廟茶園，可以適當(dāng)多施，減少錳缺乏對(duì)茶樹生長(zhǎng)發(fā)育帶來(lái)的危害。

4 結(jié)論

綜上所述，江蘇省典型白化茶園土壤肥力總體狀況良好，土壤中有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量豐富，個(gè)別茶園磷、鉀含量偏低，在施肥管理過(guò)程中要特別注意磷鉀肥的施用。白化茶園中鈣鎂含量偏高，在管理過(guò)程中應(yīng)注意控制鈣鎂肥的施用，最好選用不同類型的茶樹專用肥，對(duì)于補(bǔ)充茶樹營(yíng)養(yǎng)，調(diào)控鈣、鎂含量有直接效果。茶園普遍存在有效鐵含量過(guò)高、個(gè)別茶園有效錳缺乏的現(xiàn)象，茶園管理過(guò)程中要控制鐵肥的施入，在缺錳地區(qū)可以適當(dāng)施用商品錳微肥。江蘇省典型白化茶園土壤呈明顯酸化趨勢(shì)，可通過(guò)施用農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物及其經(jīng)熱解制成的生物質(zhì)炭來(lái)改良土壤酸度。

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