江蘇省典型白化茶園土壤肥力現狀分析

萬 青， 胡雲飛， 胡振民， 李榮林， 楊亦揚

(江蘇省農業科學院休閑農業研究所，江蘇南京 210014)

江蘇省茶葉產業以量少、質精、高效而在全國茶葉產業中獨具特色，同時也是我國名優綠茶的重點種植區域之一。近年來，白化茶種質資源開發力度增大，逐漸形成一個較為龐大的種質類群，在江蘇省主要產茶區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[1-2]和良好的經濟效益受到廣大茶農和消費者的青睞。茶樹生長離不開土壤，土壤是其生長發育、營養吸收的重要場所。然而，江蘇省白化茶園土壤質量和施肥現狀究竟如何，目前還未有文獻報道，為此筆者對江蘇省白茶主產區(主要包括南京市、常州市、無錫市、鎮江市和揚州市等地區)8個典型白化茶園進行土壤取樣調查分析，從總體上掌握江蘇省白化茶園土壤養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的主要限制因子，旨在為進一步調整農業產業結構、促進白茶生產的合理區劃和科學管理提供依據。

1 材料與方法

1.1 土樣采集與制備

根據江蘇省白茶主產區的分布特征，在南京市、常州市、無錫市、鎮江市和揚州市等地區選取8個代表性白茶園，用多點混合法采集0～20、20～40 cm的表層土壤樣品，取樣點基本信息如表1所示。采樣時根據茶園面積和地形條件決定樣點的數量和分布，將多個采樣點的樣品混勻后用四分法棄去至各混合樣保留1 kg左右。樣品采集后及時攤開風干，剔除雜物后研磨過20目和100目篩，備用待測。

表1 取樣點基本信息

1.2 測定方法

采用水浸提電位法測定土壤pH值，土水比為1 ∶2.5，用ORION 3 STAR(Thermo公司，美國)pH計測定；采用Vario Max CN碳氮分析儀(Elementar公司，德國)測定土壤全氮(TN)和全碳(TC)含量；有機質(OM)含量依據“OM含量=TC含量×1.724”換算；采用Mehlich 3浸提劑浸提[3]測定有效磷、有效鉀等有效態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)測定。

1.3 統計分析

采用Excel 2016和SPSS 21.0統計軟件對測得的土樣數據進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 土壤酸度

對江蘇典型白化茶園土壤pH值進行檢測，結果(圖1)表明，在0～20 cm土層，溧陽松嶺、無錫惠山、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，土壤酸化現象嚴重；金壇薛埠茶園土壤pH值為 4.09，介于4.0～4.5之間，土壤發生酸化；適合茶樹生長的茶園為高淳河南村、溧水孔鎮和儀征謝集，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茶園土壤pH值最適宜茶樹生長。在20～40 cm土層中，茶園土壤pH值有上述類似的趨勢(圖1)。

2.2 土壤主要養分

對采集的茶園土壤主要養分進行測試分析(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，以便進行高效施肥管理。茶葉產地環境技術條件中土壤肥力分級標準(表3)規定，Ⅱ級(尚可)土壤有機質、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，各養分含量高于上限值為Ⅰ級(優良)，低于下限值為Ⅲ級(較差)。據此標準，在所調查的8個白化茶園中，除金壇薛埠茶園以外，各茶園土壤有機質含量均達到標準，其中75%的茶園土壤有機質達到Ⅰ級，12.5%的茶園土壤有機質達到Ⅱ級；全氮含量達到Ⅰ級標準的茶園占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；有效磷含量達到Ⅰ級標準的茶園占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；有效鉀含量達到Ⅰ級標準的茶園占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，無錫惠山和儀征謝集茶園土層有效鉀含量遠遠低于標準，處較差等級；同時發現，溧水孔鎮茶園20～40 cm土層養分含量明顯低于0～20 cm土層，其表層土0～20 cm中的有機質、全氮、有效磷和有效鉀含量均達到Ⅰ級標準，而20～40 cm土層中有機質和全氮含量尚可，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分情況

表3 茶葉產地土壤肥力分級參考指標[4]

采用第2次全國土壤普查時的土壤養分分級標準[4]對茶園土壤中有效鈣和有效鎂含量進行分析，即有效鈣含量在 0.25～1.00 g/kg之間，屬中等級別，低于0.25 g/kg為低等，高于 1.00 g/kg 屬高等級別；有效鎂含量在0.05～0.10 g/kg之間為中等級別，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時則屬于極高級別。從總體來看，所調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。對茶園土壤交換性Ca/Mg的值進行分析，按照Ca/Mg的值分級標準[5]進行分級，即Ca/Mg的值在5～12之間處在高產優質范圍。結果表明，只有無錫惠山茶園的0～20、20～40 cm等2個土層以及溧陽松嶺、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，其他地區不同土層的Ca/Mg的值均小于5，約占調查茶園的50%(表4)。

2.3 微量元素

根據土壤有效態微量元素分級標準[6-7](表5)，對江蘇省典型白化茶園土壤有效態微量元素(Zn、B、Mn、Fe)進行分析。結果表明，所有茶園土壤的有效鋅和有效鐵含量均達到極高等級且遠高于標準(圖2)。高淳河南村和溧水孔鎮茶園有效錳含量較高，在250～300 mg/kg之間；溧陽松嶺、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到極低水平，出現錳虧缺現象。各茶園土壤中有效硼含量基本處在高等水平，無錫惠山茶園土壤有效硼甚至達到極高水平。

表4 江蘇省各白化茶園土壤有效鈣和有效鎂含量

表5 土壤有效態微量元素含量分級標準

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，土壤酸化程度會越來越嚴重[8-10]。茶樹喜愛酸性環境，適合茶樹生長的土壤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值過低會影響茶樹的正常生長[12]。在調查的白化茶園中，土壤pH值在3.5～5.6之間，有5個白化茶園的土壤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。江蘇省茶園土壤酸化現象日益嚴重： 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%，沒有發現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90年代初的59.4%下降到90年代末的 20.3%[13]；1994年測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年測定南京中山陵茶園的土壤pH值為4.98[15]，2004年有學者再次檢測這4個茶園對應地點土壤的pH值，結果顯示，pH值分別降至4.27、4.36、4.40和4.46[16]。導致茶園土壤酸化的原因主要有外部因素和內部機制兩方面。外部原因主要包括酸沉降[17-18]和銨態氮肥的施用[19-20]，內部機制主要包括茶樹自身物質循環[21-22]和茶樹根系代謝[23]。施用石灰等堿性物質改良農田土壤酸度是酸性土壤地區的一項傳統農業措施；一些工業廢棄物如粉煤灰、堿渣、磷石膏、造紙廢渣等也用于酸性土壤改良，其中磷石膏的應用最廣泛。近年來研究發現，一些農作物秸稈等農業有機廢棄物可以改良土壤酸度[24-25]，將農業有機物廢棄物經熱解制成的生物質炭也是一種很好的有機改良劑[26]。

茶葉的產量和品質與土壤養分有密切聯系，肥沃的土壤是茶園優質高產的基本保證。土壤有機質是土壤微生物和茶樹多種營養的物質基礎，是反映土壤熟化程度和肥力的重要指標之一。有機質能增強土壤保水保肥能力，對酸堿有較強的緩沖能力，可以促進根系對礦質營養的吸收[27]。從此次調查結果來看，除了極個別茶園外，大部分白化茶園有機質含量充足，金壇薛埠白化茶園須要進一步增加有機肥的施用量。除了增施有機肥外，也要注重合理的施肥管理，要根據茶樹對養分的需求和吸收規律，調控有機肥的施用數量和時間。研究表明，長江中下游地區，長江以北茶區基肥可提早到8—10月施用，南方茶區9—10月施用，這樣有利于茶樹對養分的吸收，可有效提高茶葉的產量和品質[28-29]。氮磷鉀是茶樹生長所需要的三要素，氮是蛋白質的主要成分，又是原生質的重要組成；磷對茶樹幼苗生長、根系分枝、根系吸收能力都有較好的促進作用；鉀是多種酶的活化劑，不僅能促進光合作用、呼吸作用，還能提高茶樹抗逆性[30]。本研究表明，過半的白化茶園土壤養分氮磷鉀含量豐富，儀征謝集茶園磷、鉀含量偏低，該地區在施肥管理過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，近半數地區含量偏高，甚至達到極高水平。研究表明，當土壤交換性鈣含量超過1.00 mg/kg時，容易導致茶樹出現鈣中毒現象，表現為主根變淺，根系生長受阻，缺乏新的吸收根，芽葉萌發受到影響，芽稀葉小[31]。茶園土壤含鈣量過高，除了自然環境、土壤性質等先天因素外，還與茶園管理措施關系密切。當茶園土壤酸度過高、發生酸化時，往往會使用石灰、鈣鎂磷肥等含鈣較高的肥料來改善土壤酸堿度，維持茶園土壤正常，這樣做的結果有可能矯枉過正。因此，在管理過程中應注意控制鈣鎂肥的施用，尤其在改良酸性土壤時應嚴格控制石灰的施用，避免引起元素失調，對茶樹生長造成危害。土壤中的鈣鎂能否被茶樹有效吸收利用，與其比例有很大關系，茶園獲得高產優質茶葉的條件之一是茶園土壤Ca/Mg的值處于6～12之間[32]。然而調查發現，江蘇白化茶園的Ca/Mg的值普遍偏低。研究表明，長期使用氮肥、鉀肥，可以降低土壤交換性鈣、鎂含量[33]。因此可以通過適當增施氮磷鉀肥，在提高土壤大量元素含量的同時，通過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發育的需要，但也普遍存在有效鐵含量過高，個別茶園有效錳缺乏的現象。茶樹葉片含鐵豐富，鐵參與茶樹葉綠素的合成、有機物質的積累和消耗[34]。研究表明，茶葉品質會因鐵含量增加而降低，過量的鐵會使茶葉品質變差[35]，因此茶園管理過程中要控制鐵肥的施入。茶樹缺錳時表現為葉片發黃下垂，邊緣焦枯，對茶葉品質影響較大。在缺錳地區可以適當施用商品錳微肥，尤其含量最低的句容張廟茶園，可以適當多施，減少錳缺乏對茶樹生長發育帶來的危害。

4 結論

綜上所述，江蘇省典型白化茶園土壤肥力總體狀況良好，土壤中有機質、氮、磷、鉀含量豐富，個別茶園磷、鉀含量偏低，在施肥管理過程中要特別注意磷鉀肥的施用。白化茶園中鈣鎂含量偏高，在管理過程中應注意控制鈣鎂肥的施用，最好選用不同類型的茶樹專用肥，對于補充茶樹營養，調控鈣、鎂含量有直接效果。茶園普遍存在有效鐵含量過高、個別茶園有效錳缺乏的現象，茶園管理過程中要控制鐵肥的施入，在缺錳地區可以適當施用商品錳微肥。江蘇省典型白化茶園土壤呈明顯酸化趨勢，可通過施用農作物秸稈等農業有機廢棄物及其經熱解制成的生物質炭來改良土壤酸度。

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