河南省魯山縣宜茶區(qū)研究

趙玉明，梁亞紅，張久銘，程立平，李曉闖

平頂山學(xué)院，467000

河南省茶樹種植歷史悠久，是我國茶葉主產(chǎn)區(qū)之一。2010年茶園面積達6.51萬hm2，干毛茶產(chǎn)量達4.2萬t[1]。為進一步加快茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展，河南省政府相繼出臺《河南省人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)河南省茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）的通知》等文件，指出力爭到2015年，茶園面積達到13.33萬hm2；到2020年，茶園面積達到20萬hm2。

魯山縣位于河南省中部偏西，伏牛山與外方山東麓，淮河水系的沙河上游，經(jīng)度112°14′E～113°14′E，緯度 33°34′N～34°00′N，總面積2 432.32 km2?？h內(nèi)有悠久的植茶歷史，四棵樹鄉(xiāng)代坪村現(xiàn)還存活著1773年清朝乾隆年間從安徽引進的茶樹20余棵；20世紀60年代，四棵樹、團城、倉頭、趙村、張良等鄉(xiāng)鎮(zhèn)都曾有過較大面積的茶園，張良鎮(zhèn)姚吳程村至今還留存茶園0.67余hm2。因此，2011年，魯山縣被省政府納入河南省茶葉生產(chǎn)加工輻射帶，魯山縣政府通過考察、論證，決定在縣城南部及西南部丘陵山區(qū)建立“南茶北移”示范基地。縣內(nèi)部分農(nóng)民和企業(yè)家從信陽、福建等地先后引進福云6號、金觀音和金桂等茶樹品種，在堯山、趙村、下湯、背孜、張良等鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植了近百公頃，其中，張良鎮(zhèn)楊李溝村被縣政府指定為“南茶北移”重要試驗、馴化基地和示范點，種植茶樹20余hm2。2014年，魯山縣遭遇嚴重干旱，部分地區(qū)茶樹大面積死亡，其中，楊李溝村示范點70%茶樹死亡。因此，通過調(diào)研分析確定魯山縣的宜茶范圍就成為一個刻不容緩的課題。

一、茶區(qū)環(huán)境條件

茶樹的生長受多種因素影響，但大致可歸納為氣候、地形地貌、土壤3個方面。

1.氣候條件

茶樹原產(chǎn)于云貴高原，一般在10℃以上的環(huán)境能正常生長，20～25℃時生長最快；但耐寒性較差，低于－10℃的地區(qū)不適宜種植茶樹[2-3]，故歷史時期植茶北界一般不超過30°N[4]。20世紀60年代“南茶北移”中發(fā)現(xiàn)通過采取一定的防寒措施，經(jīng)過多年適應(yīng)的茶樹能耐更低一些的低溫。青島茶農(nóng)通過在茶樹根部鋪碎草、壓土等防寒措施，使茶樹在1976—1977年冬經(jīng)歷了－19℃的低溫后并沒有大量死亡[5]。河北省靈壽縣國營漫山林場的試驗表明，塑料大棚的棚內(nèi)溫度可比棚外高4～6℃，2000年冬季，茶園在經(jīng)受了長達20 d的日最低氣溫低于－15℃，極端低溫達－21℃的嚴寒期后，僅發(fā)生輕微凍害[6]。王有希等[7]指出，靈壽縣五岳寨冬季最低氣溫通常低于－20℃，即使采用竹片塑料大棚進行防寒，茶苗夜間也可能遭受結(jié)冰凍害影響，但栽種4年之后茶樹仍能健康成長并產(chǎn)出清香醇厚的好茶。由此可見，“南茶北移”研究使得茶樹特別是耐寒馴化的茶樹對氣候的要求明顯降低，使北方廣大土地具有了植茶的可能性。

2.地形地貌條件

據(jù)調(diào)查，茶園多分布在坡度30°以下的中低山和丘陵區(qū)[2,8-9]。海拔超過1 000 m的山區(qū)，易受低溫凍害影響，通常不宜植茶[2]；海拔較低的平原區(qū)因地下水位高且不易排水，易在雨季積水形成澇漬，導(dǎo)致根系腐爛，同樣不宜植茶[10]。

3.土壤條件

茶樹生長對一般土壤條件都具有較寬的適應(yīng)性，唯獨對土壤酸堿度要求比較嚴格[5]，而成土母巖又對土壤酸堿度具有明顯的影響。因此，一個地區(qū)是否宜茶，主要考慮土壤酸堿度和成土母巖兩方面因素。

適宜的土壤酸度是茶樹栽種的關(guān)鍵。據(jù)研究，適宜茶樹生長的土壤pH上限一般不超過6.8[10-13]。這是因為植物體內(nèi)的緩沖物質(zhì)主要是有機酸和磷酸鹽，前者的緩沖力偏酸性，后者則偏中性和堿性，而茶根汁液中磷酸鹽含量極低，在pH值高于6.7時，幾乎沒有緩沖能力，這意味著茶樹只適應(yīng)于酸性土壤環(huán)境[11]。湖南省邵東縣調(diào)查顯示，當土壤pH為6.8時，二年生的良種扦插苗，葉片灰綠失光，用手一撥隨即脫落，地下部基本不發(fā)新根，稍遇干旱即枯死[12]。因此，超過pH 6.8這一限度，茶樹生育不良，嚴重的甚至死亡，不宜大面積種植[14]。茶樹土壤pH的下限不明顯，pH 4.0以下仍能良好生長[13,15]；水培結(jié)果甚至表明，茶幼苗在pH 3.5時仍能正常生長[16]。對湖南省茶園土壤pH的調(diào)查也顯示，活性酸度（用水浸提的土壤pH值）可低至3.5，代換性酸度（用中性鹽浸提的pH值）可低至3.0[11]?？傊?，茶樹適宜生長在pH不高于6.8的酸性土壤上。

成土母巖是土壤發(fā)育的基礎(chǔ)，影響著土壤的質(zhì)地、礦質(zhì)元素和酸堿度等。據(jù)研究，宜茶土壤的成土母巖多為花崗巖、石英砂巖、酸性凝灰?guī)r和片麻巖，它們的共同特點是母質(zhì)富含長石、高嶺土和云母類礦物，風(fēng)化后有利于鉀、硅、鋁的析出和積累，因而它們發(fā)育的土壤都有高硅、低鈣及砂性質(zhì)地的特征，其硅含量一般可達65%以上；相反，當成土母巖為石灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽巖、鈣質(zhì)泥頁巖和玄武巖時，形成的土壤多具有低硅、高鈣、高鎂等特征，會影響茶葉品質(zhì)或不利于茶樹生長[17-24]。

二、魯山縣宜茶性分析

1.魯山縣氣候宜茶性分析

魯山縣地處亞熱帶與暖溫帶過渡區(qū)，四季分明，年均氣溫14.8℃，最冷月（1月）平均氣溫0.7℃，極端最低氣溫－18.1℃；≥10℃年活動積溫為4 500～4 600℃，熱量豐富；年日照時數(shù)2 068.8 h，光照充足[25-27]；年均降雨量830～950 mm，自西南向東北遞減，西南部花崗巖區(qū)可達900～1 200 mm，東北部石灰?guī)r丘陵區(qū)和東部平原區(qū)逐漸降低到800 mm左右[28-32]。

根據(jù)茶樹生長的氣候條件，魯山縣的熱量、光照和降水均能滿足茶樹的生長，但冬季1月份的－18.1℃極端低溫使茶樹成功越冬的可能性很小，因此除四棵樹鄉(xiāng)代坪村可能因為特殊的地理環(huán)境而有小范圍的茶樹種植歷史外，魯山縣沒有大規(guī)模的茶樹栽培歷史。但“南茶北移”成功之后，通過采取一定的防寒措施，如在茶樹根部鋪碎草、壓土等，或建立塑料大棚、小拱棚等，特別是經(jīng)過耐寒馴化的茶樹完全能夠忍受冬季1月份偶爾出現(xiàn)的－18.1℃的極端低溫天氣。20世紀60年代，魯山縣四棵樹、團城、倉頭、趙村、張良等鄉(xiāng)鎮(zhèn)都曾成功進行了大面積的茶樹種植，表明氣候條件已不再是魯山縣茶樹生長的限制因素。

此外，受大陸性季風(fēng)氣候影響，魯山縣旱災(zāi)現(xiàn)象也比較普遍，對茶樹的種植非常不利。比如，魯山縣2014年的嚴重干旱就曾導(dǎo)致新栽茶園大面積死亡。因此，魯山縣發(fā)展茶園時，應(yīng)選擇耐旱茶樹品種，并在茶園中建有完備的噴滴灌等農(nóng)田水利設(shè)施。

總之，魯山縣氣候條件完全能夠滿足茶樹的生長，但建議選擇耐寒耐旱茶樹品種，并做好防寒防旱措施。

2.魯山縣地形地貌宜茶性分析

魯山縣地勢西高東低，北、西、南三面環(huán)山，東部為沙河沖積平原，最高海拔2 153.1 m，最低海拔90.1 m。境內(nèi)自西向東可分為中低山區(qū)、丘陵區(qū)和平原區(qū)（包括水面）3部分，面積分別為 1 130.06 km2、736.26 km2和566.00 km2，分別占縣域總面積的46.46%、30.27%和23.27%，適合種植茶樹的中低山區(qū)和丘陵區(qū)合計面積1 866.33 km2，占縣域面積的76.73%，理論上宜茶區(qū)較大。

在30 m分辨率的DEM（數(shù)字高程模型）形成的不同地貌分區(qū)地面坡度分布圖中：若以30°為界劃分宜茶區(qū)[2]，中低山區(qū)和丘陵區(qū)宜茶面積分別為1 064.17 km2和735.90 km2，分別占中低山區(qū)的94.17%和丘陵區(qū)的99.95%；若以25°為界劃分宜茶區(qū)[8]，中低山區(qū)和丘陵區(qū)宜茶面積分別為985.86 km2和734.42 km2，分別占中低山區(qū)的87.24%和丘陵區(qū)的99.75%；若以20°為界進行劃分[9]，中低山區(qū)和丘陵區(qū)宜茶面積分別為852.74 km2和729.12 km2，分別占中低山區(qū)的75.46%和丘陵區(qū)的99.03%。

但魯山縣脆弱的生態(tài)環(huán)境和嚴峻的水土流失形勢使茶樹不宜在陡坡上種植。據(jù)調(diào)查，坡度較大的低山丘陵區(qū)內(nèi)，植被覆蓋度高的封山育林區(qū)土壤侵蝕模數(shù)在200 t/km2·a左右；但植被覆蓋度差的地區(qū)土壤侵蝕模數(shù)通常在1 000 t/km2·a以上，嚴重者甚至高達10 000 t/km2·a[28,33]。因此，建議將國際上常用的陡坡下限坡度15°作為宜茶區(qū)界限[34]，則中低山區(qū)和丘陵區(qū)宜茶面積分別為656.34 km2和710.64 km2，分別占中低山區(qū)的58.08%和丘陵區(qū)的96.52%。

由于茶樹在海拔1 000 m以上的山區(qū)易受低溫凍害影響，易死亡，因此以其為界將魯山縣DEM劃分為宜茶區(qū)和非宜茶區(qū)（圖1）。結(jié)果顯示，魯山縣丘陵區(qū)均為海拔不超過1 000 m的宜茶區(qū)；中低山區(qū)海拔不超過1 000 m的宜茶區(qū)面積為1 047.79 km2，占中低山區(qū)的92.72%；而海拔超過1 000 m的非宜茶區(qū)面積只有82.27 km2，主要分布在中低山區(qū)的西部和西南部邊界線附近。

圖1 魯山縣海拔高度宜茶區(qū)分布圖

將地貌分區(qū)、地面坡度和海拔高度3個方面的宜茶范圍進行疊加分析，魯山縣平原區(qū)地勢較低，容易發(fā)生澇漬，不宜植茶；丘陵區(qū)除坡度較大的坡中部位外均可植茶，宜茶面積710.64 km2，占丘陵區(qū)的96.52%；中低山區(qū)坡度較小的坡面中下部和地形比較平坦的溝谷地帶適宜植茶，宜茶面積635.54 km2，占中低山區(qū)的56.24%（圖2）。

圖2 魯山縣地形地貌宜茶區(qū)分布圖

3.魯山縣成土母巖宜茶性分析

魯山縣的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造屬秦嶺地層區(qū)豫西小區(qū)。境內(nèi)出露地層較全，存在太古界至今多個時代的地層[31-32]。其中，太古界片麻巖分布在張店鄉(xiāng)東北部，倉頭鄉(xiāng)、瓦屋鄉(xiāng)、背孜鄉(xiāng)一帶；中元古界安山巖、石英砂巖分布在趙村鄉(xiāng)北部、瓦屋鄉(xiāng)北部、背孜鄉(xiāng)東部、馬樓鄉(xiāng)南部，張良鎮(zhèn)南部；上元古界石英砂巖、白云巖分布在瓦屋鄉(xiāng)的北部，磙子營的南部；震旦系頁巖、粉砂巖分布在瓦屋鄉(xiāng)岳村北部，梁洼鎮(zhèn)西部和下湯鎮(zhèn)北部；寒武系石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、頁巖、砂巖分布在梁洼鎮(zhèn)南斷店村、半坡陽村一帶，瓦屋鄉(xiāng)岳村北部和下湯鎮(zhèn)北部；二疊系泥巖、砂巖和白堊系礫巖、砂巖均出露在梁洼鎮(zhèn)一帶；新近系砂質(zhì)泥巖分布在董周、張飛溝一帶的壟崗邊；第四系亞粘土、亞砂土分布于河流兩岸及平原一帶。

魯山縣境內(nèi)巖漿活動在嵩陽期、王屋山期、晉寧期、燕山期和喜馬拉雅期均有表現(xiàn)[29]。嵩陽期、王屋山期和晉寧期巖漿巖形成時間早，受后期地質(zhì)構(gòu)造作用影響已變質(zhì)為片麻巖類、安山巖類，主要分布在車村—下湯斷裂以北。燕山期巖漿巖發(fā)生在早白堊世陸內(nèi)拉張環(huán)境下，主要分布在車村—下湯斷裂以南，巖性主要為中酸性花崗巖[35]。喜馬拉雅期巖漿巖為第三紀末的裂隙式噴發(fā)物，分布在梁洼及段店礦區(qū)石炭系地層中，包括火山巖和超淺層侵入巖，火山巖主要為安山巖及凝灰?guī)r；超淺成侵入巖主要為角閃粗面巖[32,36]。

總之，根據(jù)茶樹生長的成土母巖條件，可將魯山縣的成土母巖分為酸性母巖和非酸性母巖兩大類，前者包括花崗巖、片麻巖、安山巖、石英砂巖及其他碎屑巖類，呈弱酸性，具有高硅低鈣特征，適宜種植茶樹；后者主要包括碳酸鹽巖，集中分布在昭平臺庫區(qū)附近、辛集鄉(xiāng)一帶以及倉頭鄉(xiāng)北部一帶的丘陵區(qū)，分布范圍較小，呈堿性，具有低硅高鈣特征，不適宜種植茶樹。此外，因昭平臺水庫等水域不適合栽培茶樹，為方便描述，將它也納入非酸性母巖區(qū)。經(jīng)過統(tǒng)計，魯山縣成土母巖宜茶區(qū)的面積高達2 345.73 km2，占整個縣域的96.44%；而非宜茶區(qū)面積只有86.59 km2，只占縣域面積的3.56%。

4.魯山縣土壤酸堿度宜茶性分析

根據(jù)南京土壤研究所繪制的全國1∶100萬土壤類型圖，魯山縣不同土壤所占比例由大到小依次為褐土（30.84%）、黃褐土（28.25%）、棕壤（11.98%）、粗骨土（10.40%）、潮土（6.53%）、黃棕壤（5.69%）、沖積土（3.43%）、石質(zhì)土（0.69%）和黃綿土（0.30%），前四者所占比例較大，合計面積達1 981.61 km2，占縣域總面積的81.47%，為魯山縣的主要土壤類型。其中，褐土和黃褐土為魯山縣的地帶性土壤，面積分別為750.13 km2和687.13 km2，以沙河為界，前者主要位于沙河北部，后者主要位于沙河南部以及東部平原區(qū)；棕壤和黃棕壤為沙河南部花崗巖母質(zhì)上發(fā)育的山地土壤，面積分別為291.39 km2和138.40 km2，但前者所處部位較高，后者所處部位較低；石質(zhì)土面積16.78 km2，為沙河北部片麻巖、安山巖區(qū)表土被侵蝕后裸露母巖上發(fā)育的薄層土壤；粗骨土和沖積土主要存在于山區(qū)溝谷和河道中，面積分別為252.96 km2和83.43 km2，在花崗巖、片麻巖和安山巖分布區(qū)均有分布，但粗骨土主要分布于花崗巖分布區(qū)，沖積土主要分布于片麻巖、安山巖分布區(qū)；潮土面積158.83 km2，主要分布在平原區(qū)附近地下水位較高的地區(qū)；黃綿土面積7.30 km2，則只分布在辛集鄉(xiāng)附近。

有學(xué)者對魯山縣不同土壤的酸堿度研究發(fā)現(xiàn)：棕壤或黃棕壤pH為5.0～6.5，呈酸性至微酸性[37]，但下蜀黃土上發(fā)育的棕壤或黃棕壤pH為6.91～8.11，且隨土層深度增加逐漸增大[38]；黃褐土pH一般為6.4～6.7，但下蜀黃土上發(fā)育的黃褐土pH為6.4～7.1[39]；褐土pH為6.4～8.6，但不同褐土亞類土壤pH不同，淋溶褐土pH在6.4左右；潮褐土和黃土質(zhì)褐土pH分別在8.1和8.6左右[40]。

總之，根據(jù)茶樹對土壤酸堿度的要求和魯山縣土壤酸堿度情況，可在1∶100萬土壤類型圖中將魯山縣的土壤劃分為酸性土和堿性土兩大類，其中，將鈣質(zhì)粗骨土、黃土質(zhì)石灰性褐土、黃土質(zhì)淋溶褐土、黃土質(zhì)棕壤和壤質(zhì)坡黃綿土等鈣質(zhì)土歸為不適宜種植茶樹的堿性土，將褐土、褐土性土、沖積土、中性石質(zhì)土、中性粗骨土、灰潮土、黃棕壤、黃褐土、麻砂質(zhì)棕壤和麻砂質(zhì)棕壤性土等非鈣質(zhì)土歸為適宜種植茶樹的酸性土，得到魯山縣適合栽培茶樹的土壤空間分布圖（圖3）。結(jié)果表明，魯山縣宜茶土壤面積達1 777.05 km2，占縣域總面積的73.06%，與楊衛(wèi)平等[40]對魯山縣土壤pH值的分析結(jié)果基本一致。

圖3 魯山縣土壤宜茶區(qū)分布圖

5.魯山縣宜茶區(qū)綜合分析

圖4 魯山縣宜茶區(qū)分布圖

將魯山縣氣候、地形地貌、成土母巖和土壤酸堿度宜茶區(qū)進行疊加分析，得到魯山縣宜茶區(qū)分布圖（圖4）。經(jīng)統(tǒng)計，魯山縣宜茶面積1 067.88 km2，占縣域總面積的43.90%，主要分布于坡度較緩的坡面中下部和溝谷地帶。其中，中低山區(qū)宜茶面積達504.12 km2，丘陵區(qū)宜茶面積達563.76 km2，分別占中低山區(qū)的44.61%和丘陵區(qū)的76.57%。

三、結(jié)論

1.魯山縣氣候條件完全能夠滿足茶樹的生長，但應(yīng)選擇耐寒耐旱茶樹品種，并做好防寒防旱措施。

2.魯山縣的中低山區(qū)和丘陵區(qū)理論上適宜栽培茶樹，但陡峭的地形、脆弱的生態(tài)環(huán)境、嚴重的水土流失現(xiàn)狀和高海拔都不利于茶樹栽培。因此，建議采用地形坡度15°和海拔高度1 000 m為界劃分宜茶區(qū)，則魯山縣中低山區(qū)宜茶面積635.54 km2，占中低山區(qū)總面積的56.24%；丘陵區(qū)宜茶面積710.64 km2，占丘陵區(qū)總面積的96.52%；其他地區(qū)不適宜栽培茶樹。

3.魯山縣的成土母巖可分為適合栽培茶樹的酸性母巖和不適合栽培茶樹的非酸性母巖，其中，適宜栽培茶樹的酸性母巖面積高達2 345.73 km2，占整個縣域的96.44%。

4.魯山縣的土壤可分為適宜栽培茶樹的酸性土和不適宜栽培茶樹的堿性土，其中，適宜栽培茶樹的酸性土面積1 777.05 km2，占縣域總面積的73.06%。

5.對氣候、地形、土壤和成土母巖的綜合分析表明，魯山縣宜茶面積1 067.88 km2，占縣域總面積的43.90%，主要分布于坡度較緩的坡面中下部和溝谷地帶。其中，中低山區(qū)和丘陵區(qū)宜茶面積分別為504.12 km2和563.76 km2，分別占中低山區(qū)的44.61%和丘陵區(qū)的76.57%。