許燕，孫云南，玉香甩，陳洪云，羅梓文，肖星，孫承冕，汪云剛

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，云南勐海666201；2.云南省茶樹種質(zhì)資源創(chuàng)新與配套栽培技術(shù)工程研究中心，云南勐海666201）

云南省景洪市茶園土壤肥力診斷與評價(jià)

許燕1，2，孫云南1，2，玉香甩1，2，陳洪云1，2，羅梓文1，2，肖星1，2，孫承冕1，2，汪云剛1，2

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，云南勐海666201；2.云南省茶樹種質(zhì)資源創(chuàng)新與配套栽培技術(shù)工程研究中心，云南勐海666201）

為了掌握景洪市茶園土壤養(yǎng)分狀況，為合理施肥打好基礎(chǔ)，采集景洪市茶園土壤表層（0～40 cm）樣品，研究土壤pH、有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等肥力特性，并采用內(nèi)梅羅指數(shù)法綜合評價(jià)茶園土壤的肥力特征。結(jié)果表明，景洪市茶園土壤pH以酸性為主，96.67%的土壤pH值低于4.5。土壤養(yǎng)分失衡：有機(jī)質(zhì)、土壤全氮含量整體水平較高，86.68%的茶園有機(jī)質(zhì)達(dá)到Ⅰ級茶園肥力指標(biāo)，所有茶園土壤的氮素水平達(dá)到Ⅰ級；大多數(shù)茶園土壤有效磷、有效鉀含量較為缺乏，有效磷高于Ⅱ級的僅53.43%，有效鉀達(dá)到Ⅱ級的不到10%，有效鈣、鎂、硫、銅、鋅含量偏低。內(nèi)梅羅綜合肥力指數(shù)評價(jià)結(jié)果顯示，景洪市主要茶園土壤肥力水平較低，土壤綜合肥力指數(shù)為0.82，變幅為0.75～1.18，表現(xiàn)為土壤肥力處于貧瘠水平，在未來生產(chǎn)中需要增施多種肥料，加強(qiáng)土壤培肥，有針對性地進(jìn)行土壤改良，促進(jìn)肥力平衡。

茶園；土壤肥力；內(nèi)梅羅指數(shù)；景洪市

土壤是茶樹賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是茶樹高質(zhì)、優(yōu)產(chǎn)、高效不可或缺的條件，土壤肥力是土壤的固有屬性和本質(zhì)特征，它是土壤各種理化指標(biāo)的綜合反映，是土壤的養(yǎng)分針對特定植物的供應(yīng)能力[1]，茶園土壤養(yǎng)分的豐缺狀況和供應(yīng)強(qiáng)度直接影響茶樹生長發(fā)育和茶葉的產(chǎn)量品質(zhì)[2]。土壤肥力受到內(nèi)在和外在很多因素的影響，土壤肥力質(zhì)量狀況有很大差異，對其進(jìn)行公正客觀的評價(jià)極為困難。目前，土壤肥力質(zhì)量評價(jià)的方法較多，如土壤質(zhì)量綜合評分法、Fuzzy綜合分析法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法、主成分分析法、內(nèi)梅羅指數(shù)法、聚類分析法、基于GIS技術(shù)的評價(jià)方法等[3-7]。而修正的內(nèi)梅羅指數(shù)法因其在計(jì)算綜合肥力系數(shù)時(shí)，特別強(qiáng)調(diào)最小值的影響，可以減少速效養(yǎng)分的季節(jié)性變異帶來的麻煩，能更加客觀地評價(jià)土壤的質(zhì)量[8]。包耀賢等[9]研究結(jié)果表明，對土壤肥力進(jìn)行綜合評價(jià)時(shí)，在滿足條件時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇內(nèi)梅羅指數(shù)法，其次選用因子分析法，最后選擇相關(guān)系數(shù)法。

目前，對西雙版納茶園土壤養(yǎng)分狀況的調(diào)查已有報(bào)道。其中，韓麗等[10]、高菲菲等[11]、許燕等[12]僅對有機(jī)質(zhì)和N，P，K等少數(shù)幾個(gè)土壤養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行了豐缺診斷分析，而未對土壤養(yǎng)分質(zhì)量進(jìn)行綜合評價(jià)。

為了全面了解景洪市茶園土壤肥力狀況，明確茶園土壤養(yǎng)分的限制因子，本研究選取西雙版納州景洪市主要茶園作為研究對象，在多樣本取樣和測試分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法對茶園土壤進(jìn)行綜合評價(jià)，旨在為景洪市茶園合理施肥、實(shí)現(xiàn)茶葉優(yōu)產(chǎn)高質(zhì)提供重要的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域概況

景洪市位于云南南部，西雙版納傣族自治州中部，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，長夏無冬，干濕季分明，基本無霜。年平均氣溫在18.6～21.9℃，年平均降水量在1 200～1 700 mm。景洪市現(xiàn)有5鄉(xiāng)5鎮(zhèn)1個(gè)街道辦事處46個(gè)村民委員會365個(gè)自然村，均有茶葉種植。全市茶葉種植面積為16 886.67 hm2，其中，無性系茶園9 506.67 hm2，主要種植品種有長葉白毫、云抗10號、云抗14號、紫娟、雪芽100號、矮豐等；有性系茶園7 380 hm2，其中，樹齡在100～600 a的古茶園有746.67 hm2；采摘面積15 060 hm2；干毛茶總產(chǎn)量已達(dá)1.30萬t。轄區(qū)內(nèi)參與種茶、制茶、售茶的從業(yè)人員達(dá)6.83萬人，從事茶葉生產(chǎn)經(jīng)營的農(nóng)戶1.19萬戶。

1.2 樣品的采集及處理

土樣采集選擇在2012年秋冬茶采摘后施肥前，采用網(wǎng)格取樣的方法[13]。每個(gè)土壤樣品由10個(gè)樣點(diǎn)的土壤組成混合樣，樣點(diǎn)以“S”型布置，每個(gè)樣點(diǎn)按照行間位置取3個(gè)土鉆；取樣深度40 cm（分2次取，第1次到20 cm深度，第2次接著到40 cm深度），各樣點(diǎn)、深度所取土壤混合。土壤樣品從茶園取回后，挑除植物根系、石塊等雜物，然后混合按“四分法”保留1 kg，自然風(fēng)干后磨細(xì)，分別過1，0.1 mm篩后保存待分析。

1.3 樣品分析方法

采用1 mm土樣，水土比為1∶1，用電導(dǎo)率儀測定pH值；采用0.1 mm土樣，用元素分析儀測定土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量；有效磷、有效鉀和交換性鎂等有效態(tài)養(yǎng)分，采用1 mm土樣，用Mehlich3浸提劑浸提測定[14]。

1.4 土壤養(yǎng)分狀況分級標(biāo)準(zhǔn)

綜合茶葉產(chǎn)地環(huán)境條件[15]和第二次土壤普查分級標(biāo)準(zhǔn)[16]以及優(yōu)質(zhì)高效高產(chǎn)茶園的土壤營養(yǎng)診斷指標(biāo)[17]，將茶園土壤養(yǎng)分含量分為3級，Ⅰ級為優(yōu)良、Ⅱ級為尚可、Ⅲ級為較差（表1）。

表1 土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)

1.5 土壤肥力評價(jià)方法

土壤肥力是土壤物理、化學(xué)、生物等性質(zhì)的綜合體現(xiàn)，土壤綜合肥力評價(jià)能對土壤肥力質(zhì)量狀況做出客觀公正的評價(jià)。由于以往土壤肥力質(zhì)量綜合評價(jià)方法存在評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，根據(jù)土壤營養(yǎng)理論中的“木桶原理”，以突出土壤屬性中最差一項(xiàng)指標(biāo)對肥力的影響，本研究選用改進(jìn)后的內(nèi)梅羅指數(shù)法，對景洪市茶園土壤進(jìn)行綜合評價(jià)，參加評價(jià)的指標(biāo)，根據(jù)優(yōu)質(zhì)高效高產(chǎn)茶園的土壤營養(yǎng)診斷指標(biāo)[16]，確定為pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效P、有效K、有效Ca、有效Mg、有效S、有效Cu和有效Zn。該法可全面、簡單地定量化反映肥力水平。

式中，Ps指土壤肥力綜合指數(shù)（數(shù)值保留2位有效數(shù)字）；PI指土壤中某指標(biāo)I的單項(xiàng)肥力指數(shù)，PI的高低直接反映該肥力指標(biāo)豐富程度，其越高表明該指標(biāo)越豐富，土壤肥力越高；CI為土壤中某項(xiàng)指標(biāo)I的實(shí)測數(shù)據(jù)；（PI）2min為土壤各屬性分肥力系數(shù)加權(quán)后最小值的平方；（PI）2ave為土壤所有肥力的分肥力指數(shù)加權(quán)后的平均值的平方；N為參與評價(jià)的土壤肥力指標(biāo)因子數(shù)量。

為消除各參數(shù)之間量綱的差別，便于相互間的綜合計(jì)算，必須進(jìn)行參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

當(dāng)測量值屬于較差一級時(shí)，即CI＜XⅠ，PI＝CI/XⅠ；當(dāng)測量值屬于尚可一級時(shí)，即XⅠ≤CI≤XⅢ，PI＝1＋（CI－XⅠ）/（XⅢ－XⅠ）；當(dāng)測量值屬于優(yōu)良一級時(shí)，即CI＞XⅢ，PI＝2。

因茶樹是喜酸性作物，當(dāng)pH＜4.5時(shí)，PI＝1，當(dāng)4.5≤pH≤6時(shí)，PI＝2，當(dāng)pH＞6.0時(shí)，PI＝1。

XⅠ，XⅢ各因子的分級標(biāo)準(zhǔn)參照表1。通過計(jì)算土壤肥力等級，按表2進(jìn)行評價(jià)。

表2 土壤肥力等級評價(jià)

1.6 數(shù)據(jù)處理

調(diào)查數(shù)據(jù)利用Excel進(jìn)行計(jì)算、統(tǒng)計(jì)處理并制作圖表；利用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單一樣本K-S檢驗(yàn)，看是否符合正態(tài)分布，并制作直方圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶園土壤養(yǎng)分概況

茶樹是喜酸性作物，生長適宜的pH值為4.0～6.5，最適pH值為4.5～6.0，pH值低于3.5或高于6.5，對茶樹生長都不好。由表3可知，在本研究調(diào)查的茶園中，土壤pH值最小是3.93，最大為4.51，平均僅為4.19，主要集中在4.10～4.28，變異系數(shù)為3.4%，屬弱變異。從景洪市茶園土壤pH值分布頻率可以看出，96.67%的土壤pH值小于4.5，其中4.0以下的占6.67%，其次pH值在4.5～6.0的茶園僅占3.33%，而pH值大于6.0的土壤為0，土壤酸化嚴(yán)重，有必要使用生理堿性肥料或深施生石灰加以中和改良。

土壤有機(jī)質(zhì)能有效改善土壤理化性狀，并為茶樹生長提供所需養(yǎng)分。本研究結(jié)果表明（表3），景洪市茶園土壤的有機(jī)質(zhì)含量在16.3～46.9 g/kg，平均含量為28.90 g/kg，變異系數(shù)為29.3%。86.67%的茶園有機(jī)質(zhì)含量豐富，超過了20 g/kg，13.33%的茶園土壤有機(jī)質(zhì)在10～20 g/kg；而有機(jī)質(zhì)含量低于10 g/kg的土壤為0，表明景洪市茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量整體水平較高。

表3 茶園土壤營養(yǎng)概況

供試的30個(gè)茶園土壤全氮、有效磷、有效鉀含量范圍分別為1.06～1.98 g/kg，0.64～45.58 mg/kg，18.4～134.2 mg/kg，均值分別為1.48 g/kg，8.67 mg/kg和52.4 mg/kg（表3）。其中，100%的土壤樣品全氮含量大于1.0 g/kg，表明景洪市茶園土壤氮的供應(yīng)能力較好。本研究茶園土壤有效磷分布存在較大差異，變異系數(shù)為104.9%，有46.67%的土樣有效磷低于5.0 mg/kg，表明大多數(shù)茶園有效磷缺乏。茶園土壤有效鉀變異系數(shù)為52.9%，90%的土壤有效鉀低于80 mg/kg，含量為80～120 mg/kg的占總數(shù)的3.33%，有效鉀高于120 mg/kg的占總數(shù)的6.67%。由此可知，茶園土壤有效鉀含量普遍較低。

本研究茶園土壤有效鈣、有效鎂總體表現(xiàn)為中等偏上水平（表3）；土壤有效鈣含量處于較差水平的占20%，處于尚可水平的有76.67%，優(yōu)良以上的土壤占3.33%；土壤有效鎂含量在尚可以上的占到70%。采集土壤樣本中有效硫含量大于50 mg/kg的樣品數(shù)為0，73.33%的樣品有效硫都處于缺乏和很缺乏的狀態(tài)，說明研究區(qū)域普遍缺硫。土壤有效銅、有效鐵、有效錳、有效鋅平均值分別為0.51，91.02，12.04，1.22 mg/kg，變異系數(shù)分別為57.8%，26.8%，117.4%，32.4%，從變異系數(shù)來看，有效錳含量屬于強(qiáng)變異（CV＞90%），而其余各養(yǎng)分均屬于中等變異強(qiáng)度（90%＞CV＞10%）。分析結(jié)果表明，土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)出中等或強(qiáng)變異，需在今后管理過程中對施肥等管理措施加以重視。

2.2 土壤肥力綜合評價(jià)

土壤綜合肥力指數(shù)經(jīng)單一樣本K-S檢驗(yàn)[17]，Pk-s＝0.579＞0.05，偏度為0.790，峰度為0.115，均小于1，土壤綜合肥力指數(shù)符合正態(tài)分布，其平均值為0.92，多集中在0.78～0.96（圖1）。

結(jié)果顯示，景洪市茶園土壤肥力指數(shù)最小為0.75，最大為1.18。土壤綜合肥力指數(shù)為0.82，肥力等級為Ⅲ級，整體上屬于低肥力水平。由土壤綜合肥力的分級情況分析可知，36.67%土壤的綜合肥力指數(shù)介于0.95和1.90之間，63.33%土壤的綜合肥力指數(shù)小于0.95，大部分土壤屬于貧瘠水平。從單項(xiàng)肥力指數(shù)來看，有效K＜有效S＜有效P＜有效Cu＜有效Ca＜有效Mg＜pH值＜有效Zn＜有機(jī)質(zhì)＜全氮（圖2）。其中，單項(xiàng)肥力指數(shù)達(dá)到Ⅰ級的有全氮（1.97），占測定指標(biāo)總數(shù)的10%；達(dá)到Ⅱ級的有5個(gè)，占測定指標(biāo)總數(shù)的50%，分別為有效Ca＝0.95，有效Mg＝0.96，pH值＝1.00，有效Zn＝1.29，有機(jī)質(zhì)＝1.78；等級為Ⅲ級的有4個(gè)，占測定指標(biāo)總數(shù)的40%，有效K＝0.51，有效S＝0.69，有效P＝0.72，有效Cu＝0.93。表明景洪市茶園土壤整體肥力較低，土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力低且不平衡，不同茶園之間差異較大。

3 討論

pH對茶園土壤各種養(yǎng)分的有效性、保肥能力及土壤中各種微生物的活力都有很大影響。土壤酸化不僅使茶園土壤理化性質(zhì)惡化，降低土壤的通透性，影響土壤養(yǎng)分的有效性，還破壞土壤微生物區(qū)系，影響有機(jī)質(zhì)的礦化和氮的固定；還使微生物數(shù)量減少、活性降低，土壤鉀、鎂流失嚴(yán)重[19]。本研究茶園土壤酸化嚴(yán)重，96.67%的土壤pH值低于4.5，有必要使用生理堿性肥料或深施生石灰進(jìn)行中和。

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤各種營養(yǎng)元素的重要來源，對改善土壤理化和生物性狀具有十分重要的作用[17]，土壤有機(jī)含量是土壤肥力水平的重要指標(biāo)，對茶葉品質(zhì)的提高有重要作用[20]。本研究結(jié)果表明，茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量的平均值高于全國平均水平（18.7 g/kg）[17]，但低于貴州省（36.46 g/kg）[4]。這可能與土壤的熟化程度有關(guān)。土壤全氮與茶葉氨基酸和咖啡堿含量均呈顯著正相關(guān)[20]。本研究茶園土壤全氮含量平均值高于全國平均水平（0.99 g/kg）[17]、福建省（0.854 mg/kg）[21]和湖北?。?.36 g/kg）[22]，但低于貴州?。?.64 g/kg）[4]。這可能是由于茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，為茶園土壤提供充足的氮源及茶園在植茶之前原本森林覆蓋率較高，土壤全氮背景值較豐富。

土壤中有效磷的含量與植物的產(chǎn)量和品質(zhì)有密切的關(guān)系，土壤速效磷與茶葉中茶多酚和水浸出物含量呈顯著正相關(guān)，茶樹的許多生理過程，如光合作用、呼吸作用及生長發(fā)育等都需有磷參與，尤其是體內(nèi)的各種酶促反應(yīng)和能量傳遞與磷素的關(guān)系很大[23]。本研究結(jié)果表明，茶園土壤有效磷含量的平均值低于全國平均水平（10.1 mg/kg）[17]、湖北省（30.7 mg/kg）[22]、福建?。?.23 mg/kg）[21]和貴州省（15.29 mg/kg）[4]。這可能與云南紅壤質(zhì)地pH值較小，加速了磷溶速度密切相關(guān)。鉀是茶樹體內(nèi)60多種酶的活化劑，參與茶樹體內(nèi)如光合作用、呼吸作用、碳水化合物代謝、蛋白質(zhì)和脂肪代謝、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)葞缀跛械纳锘瘜W(xué)反應(yīng)。對茶樹的生長發(fā)育、茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)具有十分重要的作用[24]。本研究表明，茶園土壤有效鉀含量的平均值低于全國平均水平（75.9 mg/kg）[17]、湖北?。?3.6 mg/kg）[22]和貴州?。?1.82 mg/kg）[4]，略高于福建?。?3.2 mg/kg）[21]。一方面由于茶樹的吸收利用；另一方面土壤酸化也加劇了淋溶損失，導(dǎo)致土壤鉀貧乏。

茶葉的品質(zhì)和產(chǎn)量直接受土壤中各種中、微量元素含量的影響。本研究茶園土壤有效Mg、有效Ca、有效S、有效Cu、有效Zn含量的均值均低于全國平均水平的有效Mg（61.4mg/kg）、有效Ca（327.0mg/kg）、有效S（50.4 mg/kg）、有效Cu（1.18 mg/kg）、有效Zn（1.93 mg/kg）[17]?？赡苁怯捎谝环矫嬷形⒘吭胤柿系氖┯昧坎粩鄿p少，導(dǎo)致茶園缺硫、缺鈣等；另一方面由于茶園土壤酸化，導(dǎo)致鈣、鎂、銅、鋅等元素的淋溶損失。因此，茶園在采取增施各種中、微量元素的同時(shí)，還應(yīng)考慮改善土壤的酸堿性。

4 結(jié)論

各種營養(yǎng)元素之間的協(xié)同作用是茶樹正常生長的必要條件，根據(jù)德國化學(xué)家李比希提出的“最小養(yǎng)分律”可知，茶樹的正常生長和生理代謝受到土壤中最缺乏的那一種營養(yǎng)元素的限制，因此，營養(yǎng)元素的缺乏或比例失調(diào)都會使茶樹的生長受到影響。對茶園土壤肥力進(jìn)行綜合評價(jià)，將有助于發(fā)現(xiàn)茶樹生長的限制因子，使土壤養(yǎng)分供應(yīng)符合茶樹的生長發(fā)育規(guī)律。本研究選用改進(jìn)后的內(nèi)梅羅指數(shù)法，根據(jù)土壤營養(yǎng)理論中的“木桶原理”，即強(qiáng)調(diào)限制性因子對土壤肥力的影響，對景洪市茶園土壤進(jìn)行綜合評價(jià)，評價(jià)結(jié)果表明，景洪市茶園土壤整體肥力水平較低，土壤綜合肥力指數(shù)為0.82，肥力等級為Ⅲ級，70%的土壤單項(xiàng)肥力因子指數(shù)處于較低肥力水平，而且茶園土壤整體酸化嚴(yán)重，有機(jī)質(zhì)、氮素偏高，有效磷、鉀、鈣、鎂、硫等偏低，養(yǎng)分失衡，可能成為景洪市提高茶葉生產(chǎn)的限制因子。因此，在今后的茶園管理過程中，適當(dāng)開發(fā)符合當(dāng)?shù)貙?shí)情的茶樹專用肥，應(yīng)根據(jù)土壤肥力狀況和茶園的產(chǎn)量適當(dāng)調(diào)整施肥結(jié)構(gòu)和比例，通過增施多種肥料，遵循“缺什么補(bǔ)什么，缺多少補(bǔ)多少”的原則平衡施肥，應(yīng)采取“增施磷、鉀、鎂肥，穩(wěn)定氮肥，補(bǔ)充有機(jī)肥，避免施用生理酸性肥料”的管理措施，加強(qiáng)土壤培肥，促進(jìn)肥力平衡，從而實(shí)現(xiàn)茶葉優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)和茶園土壤可持續(xù)種植的目標(biāo)。

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Soil Fertility Diagnosis and Evaluation of Tea Garden in Jinghong of Yunnan Province XUYan1，2，SUNYunnan1，2，YUXiangshuai1，2，CHENHongyun1，2，LUOZiwen1，2，

XIAOXing1，2，SUNChengmian1，2，WANGYungang1，2
（1.Institute of Tea，Yunnan Academy of Agricultural Sciences，Menghai 666201，China；2.Yunnan Technology Engineering Research Center of Tea Germplasm Innovation and Supporting Cultivation，Menghai 666201，China）

To master the tea garden soil nutrient status in Jinghong city,to provide a basis for rational fertilization,surface（0-40 cm）soil samples of the tea garden were collected in Jing hong city,pH,organic matter,N,P,K content were analyzed,furthermore, the integrated soil fertility was evaluated by Nemerow index.The results indicated that the soil pH was dominated by acidic,and the soil pH value under 4.5 account for 96.67%.The tea garden soil nutrient was unbalanced.Soil organic matter and total N were relatively rich. 86.68%of tea gardens of organic matter reached the fertility standard of grade-Ⅰ tea garden.All of the tea gardens soil total nitrogen level reached the fertility standard of grade-Ⅰ tea garden.And most tea garden soils were lack in available P and available K,only 54.43%of tea gardens of available P reached the fertility standard of grade-Ⅱ tea garden.Less than 10%of tea gardens reached standards of the available K fertility standard of grade-Ⅱ tea garden.Available Ca,Mg,S,Cu and available Zn contents were low.Results by the Nemerow index showed that the integrated soil fertility in tea garden was very low，the soil fertility integrated index was 0.82 and ranged from 0.75 to 1.18,which meaned very low fertility level,and needed increase variety of fertilizer in the future production,strengthen the soil fertilizer,improve targeted soil,promote fertility balance.

tea garden;soil fertility;Nemerow index;Jinghong city

S571.1

A

1002-2481（2016）10-1659-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.10.20

2016-06-15

國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系西雙版納綜合試驗(yàn)站資助項(xiàng)目（CARS-23）

許燕（1985-），女，云南陸良人，助理工程師，主要從事茶葉加工研究工作。孫云南為共同第一作者，汪云剛為通信作者。