莫　雪，胡伊然，劉慧龍，張　欽，易維潔

(1.貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽　550006；2.貴陽市花溪農業(yè)局，貴州貴陽　5500025；3.貴州省土壤肥料研究所/貴州省農業(yè)資源與環(huán)境研究所/農業(yè)部貴州耕地保育與農業(yè)環(huán)境科學觀測試驗站，貴州 貴陽　550006；4.貴州大學農學院，貴州 貴陽　5500025 )

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■技術探討

貴州山地茶園土壤過酸化潛在風險及防控措施

莫雪1，胡伊然1，劉慧龍2，張欽3*，易維潔4

(1.貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽550006；2.貴陽市花溪農業(yè)局，貴州貴陽5500025；3.貴州省土壤肥料研究所/貴州省農業(yè)資源與環(huán)境研究所/農業(yè)部貴州耕地保育與農業(yè)環(huán)境科學觀測試驗站，貴州 貴陽550006；4.貴州大學農學院，貴州 貴陽5500025 )

茶樹喜歡酸性土壤，但并非土壤酸性越強，越適宜茶樹生長，土壤酸化是我國茶園中存在的一個普遍性問題。為此，分析了茶園土壤酸化的主要原因，闡述了貴州山地茶園土壤過酸化的潛在危險，并提出了防控措施。

山地茶園；土壤過酸化；危害；防控

近年來，茶園土壤酸化不僅僅存在于個別省份和個別茶園，而是我國不同地區(qū)茶園土壤酸化加重，土壤pH值適宜的茶園比例在不斷減少[1-4]。1994～2004年，江蘇句容高廟茶園、宜興新街茶園、高淳青山茶園和南京中山陵茶園的4個定點土壤pH值由4.87、4.76、4.47、4.98分別下降到4.36、4.27、4.40和4.46[5-6]。2003-2005年江蘇省的典型茶園調查發(fā)現(xiàn)23個茶園土壤pH值均低于茶樹生長最適值pH5.5，且從時間尺度來看，江蘇省茶園土壤在近10a間發(fā)生了嚴重的酸化[7]。2010年福建省107個典型茶園中，土壤pH值在4.50以下的茶園占86.9%，其中pH值低于4.00的占28%[8]。

茶樹(CamelliasinensisL.)是適于酸性土壤的深根植物，對土壤的酸堿度很敏感，一般pH值為4.5～6.0的酸性和微酸性土中，生長良好，pH值以4.5～5.5最為適宜，當pH值低于4或高于6.5時，茶樹生長逐漸停滯[9]。貴州位于云貴高原東部斜坡地帶，高起四川盆地和湘桂丘陵之間的亞熱帶巖溶化山原，酸性黃壤廣泛發(fā)育[10]，加上低緯度、高海拔，寡日照等條件使得貴州發(fā)展茶葉具有得天獨厚的優(yōu)勢，貴州省省委、省政府也高度重視、大力推動茶產業(yè)快速成長。到2014年底，全省茶園面積已達44.13萬hm2，連續(xù)兩年排名全國第一。全省有茶葉園區(qū)30個，茶園面積2萬hm2以上的縣4個、1.33萬hm2至2萬hm2的縣7個、0.67萬hm2至1.33萬hm2的縣21個，擁有2518家茶葉加工企業(yè)及合作社，全年茶葉總產值165億元，綜合產值271億元。根據《貴州省茶產業(yè)提升三年行動計劃(2014-2016年)》，到2016年，貴州茶園面積將達到47萬hm2、年產量27萬t、茶葉綜合產值實現(xiàn)500億元，農民人均茶葉收入達到1000元[11]。因此，充分發(fā)揮我省自然資源優(yōu)勢，了解茶園土壤過酸化的原因，以發(fā)展的眼光看問題，正視茶園土壤過酸化帶來的風險，積極采取防控結合的管理方法，這無論是對我省茶產業(yè)經濟的發(fā)展，還是保障700**山地茶園生產都具有重大的現(xiàn)實意義。

1　茶園土壤過酸化的潛在風險

1.1自身因素

茶園在自然狀況下隨著植茶年齡的增長，土壤pH值降低，其中一個因素是由茶園土壤發(fā)生學決定的。茶樹可利用根分泌的有機酸及多酚類物質將土壤中的磷和鋁絡合吸收[12]。當磷和鋁進入茶樹后，磷大部分被輸送到幼嫩部分供生長，鋁大部分進入老葉聚積起來，老葉中含量可達20000mg/kg[13]，當老葉脫落，積累的鋁重新進入土壤，于是，土壤深處的鋁逐漸在表層聚集起來，雖然在這個過程中鈣、鎂等鹽基離子也參與表層的富集過程，但遷移能力強，易被雨水淋洗到深處，但鋁的移動性差，在土壤表層大量富集，使之不斷酸化。而另一個因素則是茶樹自身代謝[14]，因為茶樹是“嫌鈣”作物，碳代謝過程中所產生的多余有機酸不易用鈣中和，而是通過根系的分泌物排除。茶樹根系分泌的有機酸不僅具有較強的絡合能力，同時也具有與陰離子競爭吸附點位的能力，因此它對于土壤的酸度有較大的影響[15]，并且茶樹是多年生常綠作物，土壤翻耕條件差，根系代謝作用強烈。

1.2外界因素

茶園土壤的酸化受人類外界因素的影響更大。茶樹是葉用作物，每年因采摘大約要消耗135kg N/hm2的純氮(以年產3000kg/hm2干葉計算)，因此，為了保持土壤的肥力，每年至少需要向土壤中補充氮肥375kg N/hm2[16]。而施肥被認為是直接影響茶園土壤酸度的首要因素，其中施肥不平衡，重施氮肥、輕施有機肥是導致我國茶園土壤酸化的一個重要原因[17]。茶樹是喜銨作物，其對銨態(tài)氮的選擇吸收作用大于對硝態(tài)氮的，因此導致在茶園施肥管理中偏施氮肥，特別是酰胺態(tài)氮肥和銨態(tài)氮肥，而銨態(tài)氮肥中的硫酸銨是生理酸性肥料，長期大量施用會加劇土壤酸化[18]。尿素雖為中性肥，但其在酸性條件下經脲酶水解可生成NH4+， NH4+又與土壤鹽基離子競爭吸附位點，從而造成鹽基離子的淋洗，促進了茶園土壤的酸化[19]。另外，高山茶園普遍坡度較陡，雨量較充沛且集中，水土保持措施不完善，存在不同程度的水土流失現(xiàn)象，土壤有機質流失，土壤也會逐漸酸化[20]。

1.3貴州山地茶園土壤酸度現(xiàn)狀

貴州全省均有茶樹分布，雖然貴州多數地方適合茶樹種植，但就目前種植面積較大的主要分布在都勻、貴定、湄潭、普定、印江、石阡、鳳岡、金沙、雷山、 黎平、花溪等地區(qū)[21]。根據《貴州省種植業(yè)區(qū)劃》及農業(yè)部無公害茶園土壤環(huán)境質量標準規(guī)定，劃分種植茶樹土壤pH值在4.5～5.5的區(qū)域為非常適宜地，pH值在5.5～6.5的區(qū)域為適宜地，pH值在4.0～4.5的區(qū)域為比較適宜地，pH>6．5或pH<4.0的區(qū)域為不適宜地[22]。近年來有很多學者對貴州茶園土壤pH值做了大量調查，2008、2009年貴州省普通茶園土壤平均pH值為4.60，普遍存在缺磷和缺鉀[23]。2010年抽查全省新發(fā)展茶園土壤pH范圍為3.71～9.24，平均值為5.36，pH值4.0～6.0占79.8%，而pH值4.5～5.5占62.8%[24]。興義有機茶園土壤pH值為5.31，存在缺磷和缺鉀現(xiàn)象[25]。湄潭、鳳岡、都勻、西秀、正安5 個重點茶區(qū)土壤普遍酸化，都勻和西秀茶園土壤pH值極顯著低于湄潭和鳳岡，主要集中在3.00～4.00，土壤嚴重酸化；湄潭和鳳岡茶園土壤pH值極顯著低于正安，主要集中在4.00～4.50，土壤酸化；正安茶園土壤pH值主要集中在4.00～5.00，土壤有酸化趨勢[26]。通過分析推斷各地區(qū)土壤酸化的原因，其中茶樹根系為了適應土壤缺磷環(huán)境分泌有機酸是5個重點茶區(qū)土壤酸化的一個主要原因[27]，都勻、西秀、湄潭和鳳岡茶園有機質含量豐富，茶樹凋落物、修剪枝葉等自身物質循環(huán)是導致其土壤酸化的另一重要原因[28]，另外，都勻和西秀茶園土壤全氮含量豐富，長期大量偏施尿素、生理酸性肥料也是土壤酸化的一個原因[29]。

2　茶園土壤過酸化的危害

2.1土壤鹽基離子淋失，茶樹吸收營養(yǎng)不平衡

土壤過酸化會導致鹽基離子加速淋失，而且其淋失量隨土壤pH值高低而變化。當土壤pH值下降時土壤中正電荷增加，凈負電荷減少，對鈣、鎂、鉀等養(yǎng)分離子的吸附量顯著減少。這些陽離子與土壤的結合能力隨pH值的降低而減少，使得這些離子比較容易隨水淋失[30]。尤其是鎂離子，鎂是茶樹重要的營養(yǎng)元素，對綠茶品質有重要影響，施鎂不僅可提高茶葉產量，而且還能改善綠茶的品質[31]。不僅這樣，還會降低土壤中的鈣、磷等大量元素和鉬、硼等微量元素的有效性，影響作物的吸收[32]。另外，土壤過酸化造成土壤有機物分解不完全，土壤中有機酸積累，使土壤的氧化還原電位降低，導致茶葉生長障礙[33]。除此之外，土壤pH值與茶樹對礦質營養(yǎng)元素和微量元素吸收的影響很大。當土壤 pH在5.0～6.0 時，茶樹根系發(fā)達，發(fā)芽早，新梢生長快，而在 pH<4.0 時茶樹根尖生長受抑制，對氮、磷、鉀的吸收量急劇下降，茶樹發(fā)芽遲緩。隨土壤pH值降低，茶樹對鋁、鋅、錳的吸收增大，對鈣的吸收減少[34]。

2.2土壤重金屬活性增加，茶樹富集風險增高

貴州省蘊藏著十分豐富的礦產資源，汞礦儲量、產量均居全國第一，磷礦儲量居全國第二，煤炭儲量居全國第五，含煤層占全省面積的28 %，因此，貴州土壤重金屬背景值普遍較高。研究表明，貴州茶園土壤存在一定程度的Cd和Hg污染[35-37]，而Cr的單項污染指數均較高[38-39]。湄潭茶產區(qū)土壤Cd的超標率最高，達到39.4%，都勻茶產區(qū)土壤Hg超標率最高，為24.2%，但幸運的是，這3個典型名優(yōu)茶產區(qū)茶葉中重金屬含量低于GB2762-2005《食品中污染限量》中限量要求[40]。然而，茶葉重金屬超標依然存在潛在威脅，因為這6種重金屬元素在這3個茶產區(qū)茶葉中均有檢出，并且發(fā)現(xiàn)不同重金屬在茶葉中的富集系數[40-43]為Cd>Hg>Cu>Pb >Cr>As。重金屬在茶葉中的富集不僅受到茶葉富集能力的影響，還受土壤性狀的影響。土壤的pH值較低可導致碳酸鹽和氫氧化物結合態(tài)重金屬的溶解、釋放，同時也可增加吸附態(tài)重金屬的釋放，在某程度上削弱了土壤對重金屬的吸附和固定，使某些重金屬元素的活性增加，易于產生遷移與轉化，這樣為重金屬元素被茶葉富集提供了條件，加大了茶葉重金屬超標的可能性。另外，當pH<4.0時，土壤中水溶性氟含量迅速增加[44]，茶樹是富氟能力很強的植物，葉片是茶樹對氟的主要積累器官[45]，茶園土壤的極度酸化很可能會導致茶葉中氟含量升高，而在飲茶過程中約有42%-86%的氟可溶于茶水而被人體攝入，茶葉飲用產生安全問題。

2.3抑制土壤微生物區(qū)系功能，不利于土壤養(yǎng)分轉化

土壤中絕大多數微生物對酸敏感，所以茶園土壤酸化使土壤中微生物的生長繁殖受到抑制。同時，酸化土壤中高濃度的鋁，也會毒害微生物，使微生物的活性喪失[46]。隨著土壤環(huán)境酸化，微生物種類均大量減少，活性降低，不利于有機質的礦化和氮素的固定，同時也不利于土壤中養(yǎng)分的轉化，因而，土壤酸化必然影響到茶樹的正常生長[47-48]。

3　茶園土壤過酸化的防控措施

3.1建立長期定位監(jiān)測

土壤是一個復雜的系統(tǒng)，土壤酸化是一個漫長的過程，一旦形成茶園土壤過酸化，就意味著這個茶園開始走向衰敗了，這就需要我們重視防治結合，建立長期定位監(jiān)測，了解茶園土壤pH的動態(tài)變化，掌握土壤酸化現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，分析造成pH值降低的原因，根據其特點采取相應的措施，及時發(fā)現(xiàn)及時調整，降低茶園土壤過酸化的發(fā)生率。

3.2實行科學施肥技術

施肥技術不科學是山地茶園土壤加速酸化的一個重要原因，因此，可以增施有機肥、平衡施肥，提升土壤質量。有機肥通常含有豐富的營養(yǎng)元素，可以補充由于土壤酸化而造成的鹽基離子淋失，而這些鹽基離子及其與各種有機酸形成的絡合體具有很強的緩沖能力，可緩解酸化速度[16]。與此同時，茶園中肥料應將氮、磷、鉀、鎂等元素配合施用以平衡土壤養(yǎng)分，調節(jié)土壤 pH值[18]。

3.3加強水土保持措施

山地茶園坡度大、坡面長，容易發(fā)生水土流失，導致茶園土壤有機質減少，生態(tài)環(huán)境惡化，土壤質量下降，這也是山地茶園土壤過酸化的重要原因之一。因此，加強山地茶園水土保持措施非常重要，一方面可以種植綠肥，在種植利用過程中，可以通過根系分泌物、干濕交替、腐解過程，使土壤中難溶性養(yǎng)分活化、改善土壤理化性狀、有利于團聚體形成，促進土壤微生物活動、提高土壤養(yǎng)分。另一方面，充分利用稻草、秸稈、雜草原料鋪蓋于茶園行間，具有培肥茶園、疏松土壤、蓄水保濕、繁衍有益生物等優(yōu)點，是一項省工節(jié)本、操作簡便的技術[20]。另外，實踐證明，坡度≥25°時原則上不應開墾，已墾的要逐步改造，或退茶還林[49]。除此之外，坡地茶園茶樹種植采用非梯式墾植技術[50]。

3.4發(fā)展復合生態(tài)茶園

生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性越復雜，其系統(tǒng)穩(wěn)定性就越高，由于人們的生產活動，純茶園是一個由復雜的自然生態(tài)系統(tǒng)被單調的人工生態(tài)系統(tǒng)所取代的結果，生態(tài)系統(tǒng)的多樣性遭受損失，降低了茶園生態(tài)系統(tǒng)的功能。構建復合型生態(tài)茶園可以調節(jié)小氣候、改善土壤物理性狀、提高土壤質量，使系統(tǒng)朝著有利的方向發(fā)展，可考慮喬-灌或灌-草(豆、薯、菌)兩層結構、喬-灌-草(豆、薯、菌)三層結構、喬-灌-草(豆、薯、菌)-藥(如天麻)四層結構，但最好不采用常綠樹種間作[50]。這樣，提升茶園生態(tài)系統(tǒng)功能，增強其穩(wěn)定性，有利于避免茶園土壤過酸化。

4　小結

綜上所述，茶樹“喜酸”但土壤不能“過酸”，茶園土壤過酸化短期內對茶樹不會產生明顯的不良反應，但卻嚴重影響土壤環(huán)境，鹽基離子淋失、營養(yǎng)元素比例失調、重金屬活性增高、微生物活性降低、養(yǎng)分轉化緩慢等，這些都不利于茶樹的健康生長，茶葉的品質形成以及茶園的蓬勃發(fā)展。因此，在茶園生產過程中，重視土壤pH變化，做好監(jiān)測與趨勢分析，做到防控結合管理，以此為貴州47萬hm2茶園的可持續(xù)發(fā)展保駕護航。

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Study on Potential Risk and Prevention and Control Measures on Soil Over-acidification at Tea Plantation in Mountainous Tea Garden of Guizhou

MO Xue1,HU Yi-ran1, LIU Huilong2, ZHANG Qin3*,YI Wei jie4

(1.GuizhouTeaResearchInstitute,Guiyang,Guizhou550006,China; 2.GuiyangHuaxiBureauofAgriculture,Guiyang,Guizhou550025,China; 3.GuizhouInstituteofsoilandfertilizer/GuizhouInstituteofAgriculturalResourcesandEnvironment/ScientificObservingandExperimentalStationofArableLandConservationandAgricultureEnvironment(Guizhou),MinistryofAgriculture,Guiyang,Guizhou550006,China；4.CollegeofAgriculture,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025,China)

Acidic soil is one of the essential requirements for tea growth, but over-acidification soil is not good for tea.And soil acidification is a universal problem in tea plantation in China. This paper analyses the main cause of over-acidification soil; expounds the potential risk of over-acidification of tea garden soil in Guizhou; and summarizes prevention and control measures.

mountainous tea garden; over-acidification soil; harm; measures

2016-04-15

貴州省教育廳高等學校人文社會科學研究基地項目(JD2014018)；聯(lián)合基金(黔科合LH字[2014]7702號)；人才培養(yǎng)項目(黔農科院CR合字(2014)15號)

莫雪(1988- )，女，研究實習員，本科，主要從事茶園可持續(xù)發(fā)展及茶業(yè)經濟文化研究。E-mail:wschjdtc@163.com

張欽(1988- )，女，助理研究員，碩士研究生，主要從事土壤學與生態(tài)環(huán)境研究。E-mail：zhangqinzq@qq.com