李 歡，萬 青，胡振民，李儲佑，劉海洋，邵靜娟，張愛琴，葛建國，楊亦揚

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 休閑農(nóng)業(yè)研究所，江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點實驗室，江蘇 南京 210014；2.中南財經(jīng)政法大學(xué) 統(tǒng)計與數(shù)學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430073；3.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 句容 212400；4.宜興市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇 宜興 214200；5.儀征市林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)站，江蘇 儀征 211400；6.連云港市林業(yè)技術(shù)指導(dǎo)站，江蘇 連云港 222002）

茶葉是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，廣泛分布于18個產(chǎn)茶?。▍^(qū)、市）[1]。江蘇是茶葉消費大省，同時也是我國名優(yōu)綠茶的重點種植區(qū)域之一，其茶產(chǎn)業(yè)以量少、質(zhì)精、高效在全國茶葉產(chǎn)業(yè)中獨具特色。茶樹的生長發(fā)育與土壤條件密切相關(guān)，土壤中的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷等營養(yǎng)元素是茶樹生長發(fā)育必不可少的元素；微量元素能增強(qiáng)茶樹體內(nèi)酶的活性，能明顯提高葉片的光合作用能力，對碳水化合物的轉(zhuǎn)化效率亦有促進(jìn)，同時可提高茶樹的抗逆能力，影響茶樹對大量元素的吸收利用[2]。茶園土壤的理化性質(zhì)隨著植茶年限的改變，如pH值下降、土壤中鋁鐵等元素含量增加、鈣鎂等鹽基離子和微量元素變得相對缺乏等，多由茶樹自身物質(zhì)循環(huán)和茶園管理等因素導(dǎo)致[3]。為了解江蘇目前茶園土壤質(zhì)量和施肥狀況，試驗對江蘇三大主要茶區(qū)典型茶園進(jìn)行土壤取樣檢測分析，旨在探明影響江蘇茶葉生產(chǎn)的土壤因子，為江蘇茶產(chǎn)業(yè)高效優(yōu)質(zhì)安全生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤采集

根據(jù)江蘇省茶葉主產(chǎn)區(qū)分布特點，于2018年7月中旬，分別在連云港茶區(qū)、寧鎮(zhèn)揚丘陵茶區(qū)和環(huán)太湖低山丘陵茶區(qū)共選取8個代表性茶園，取樣點分布于連云港市、揚州儀征、南京市、鎮(zhèn)江句容、常州金壇、常州溧陽、無錫宜興和蘇州市。采用5點采樣法，選取質(zhì)地均勻的地塊，隨機(jī)選擇5個1.5 m×1.5 m的樣方，采集0～20 cm的表層土壤樣品，將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(fēng)干，剔除雜物后研磨過20目和100目篩，備用待測。

1.2 測定方法

基于《土壤農(nóng)化分析方法》[4]，土壤pH測定采用水浸提電位法（固液比1∶2.5），用ORION 3 STAR（Thermo公司，美國）pH計測定；土壤全氮（TN）和全碳（TC）含量采用vario MACRO cube系列元素分析儀（Elementar公司，德國）測定；有機(jī)質(zhì)（OM）含量依據(jù)“OM含量=TC含量×1.724”進(jìn)行換算；有效磷、有效鉀等有效態(tài)元素和微量元素含量測定采用Mehlich3浸提劑浸提[4]，水土比10：1混合振蕩，過膜后用電感耦合等離子體光譜儀ICP（TJA公司，美國）測定。

1.3 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)處理采用 Excel 2016 以及 IBM SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件，圖表繪制采用Origin 8.0繪制，圖表中數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，茶園土壤pH值與微量元素含量、采樣點經(jīng)緯度的相關(guān)性采用簡單線性相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶園土壤酸度狀況

由圖1可看出，試驗所調(diào)查茶園表層土壤pH平均值為5.30，略低于茶樹生長最適值（pH 5.5）。連云港、儀征、句容、金壇和蘇州茶園土壤pH值分別為4.79、5.04、5.33、5.33和5.43，介于4.5～5.5之間，適合茶樹生長；宜興茶園土壤pH值為3.76，低于茶樹生長適宜范圍下限（pH 4.5）；南京玄武和溧陽茶園土壤pH值分別為6.50和6.23。pH值高于6.50的土壤種植茶樹，需注意結(jié)合土壤改良劑配施；低于4.0，土壤酸化嚴(yán)重，要注意土壤改良及合理施肥。

圖1 茶園土壤pH狀況Fig.1 pH values of tea garden soil

2.2 土壤主要養(yǎng)分含量

2.2.1 土壤有機(jī)質(zhì)含量

對照茶園土壤肥力分級標(biāo)準(zhǔn)[5]規(guī)定，江蘇所有茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量都達(dá)到Ⅱ級以上標(biāo)準(zhǔn)，其中50%的茶園達(dá)到Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)，包括蘇州茶園、句容茶園、宜興茶園以及南京玄武茶園，溧陽茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量最低，但也達(dá)到Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)（表1）。結(jié)果表明，江蘇大部分茶園有機(jī)質(zhì)含量充足。

2.2.2 土壤全氮、有機(jī)磷及有機(jī)鉀含量

從表1可知，所有調(diào)查茶園土壤全氮含量達(dá)到Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)，其中句容茶園和蘇州茶園全氮含量平均超過2.0 g·kg-1，連云港茶園和溧陽茶園全氮含量也分別達(dá)到了1.22±0.27 g·kg-1和1.13±0.16 g·kg-1。土壤有效磷含量，75% 的茶園達(dá)到Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)，僅揚州儀征茶園有效磷含量在Ⅱ級。有效鉀含量達(dá)到Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)的茶園占75%，揚州儀征茶園的土壤有效鉀含量在Ⅱ級。結(jié)果表明，所調(diào)查茶園中75%的茶園土壤養(yǎng)分（氮、磷、鉀）含量豐富，僅連云港云臺山景區(qū)茶園氮、鉀含量偏低，常州溧陽茶園的氮素含量低于金壇茶園的有效磷含量低。

表1 江蘇各茶園土壤基本養(yǎng)分情況Table 1 Analysis of soil nutrient contents of tea garden soil

2.2.3 土壤中有效鈣、鎂含量

參考對照第2次全國土壤普查土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)[6]，從表2可知，50%的調(diào)查茶園土壤有效鈣含量屬高等級別，高于1000 mg·kg-1；其中南京玄武茶園土壤有效鈣含量最高，連云港茶園和宜興茶園均低于250 mg·kg-1。50%的茶園有效鎂含量在極高范圍內(nèi)，連云港茶園和宜興茶園偏低。

有研究表明，茶樹能否有效的吸收利用土壤中的鈣、鎂與鈣和鎂的比值（Ca/Mg）有很大關(guān)系，對照Ca/Mg值的分級標(biāo)準(zhǔn)[7]對調(diào)查茶園的土壤Ca/Mg值進(jìn)行分析，即土壤Ca/Mg值在5～12的茶園處在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)范圍。試驗結(jié)果顯示，只有句容茶園和宜興茶園土壤的Ca/Mg值在5～12之間，但宜興茶園有效態(tài)鈣和有效鎂含量均偏低，其他地區(qū)除蘇州茶園外Ca/Mg值均小于5，約占調(diào)查茶園的62.5%（表2）。

表2 江蘇省各茶園土壤有效鈣和有效鎂含量Table 2 The contents of available Ca and Mg

2.3 土壤微量元素含量

根據(jù)土壤有效態(tài)微量元素的分級標(biāo)準(zhǔn)[8]，由圖2可以看出，所有采樣茶園的土壤有效鋅含量均達(dá)到中等等級，其中50%的茶園有效鋅達(dá)到高等等級，句容茶園和南京玄武茶園有效鋅含量在極高等級。各茶園的土壤有效硼（B）及有效錳（Mn）含量基本都處在中低等水平，其中連云港茶園土壤有效硼和有效錳甚至處于極低等級，出現(xiàn)硼虧缺和錳虧缺現(xiàn)象；宜興茶園土壤有效錳含量屬于極低等水平，呈現(xiàn)錳虧缺現(xiàn)象。所有調(diào)查茶園的土壤有效鐵含量均達(dá)到極高等級且遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)（圖2）。

2.4 土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)性

2.4.1 土壤pH值與土壤養(yǎng)分含量的關(guān)系

從圖3可看出，所調(diào)查茶園中土壤有效鋅含量與土壤pH之間存在正相關(guān)，但不顯著（r=0.507，p=0.114＞0.05）；土壤有效錳含量與土壤pH之間有顯著正相關(guān)（r=0.745，p=0.021＜0.05）。相關(guān)性分析結(jié)果表明，茶園土壤pH值低，土壤有效鋅、有效錳含量低，說明隨著茶園土壤的酸化，鋅、錳等鹽基離子逐步淋失。

2.4.2 土壤養(yǎng)分含量與取樣點緯度的關(guān)系

結(jié)果（圖4）表明，所調(diào)查茶園土壤有效鉀含量與緯度之間存在負(fù)相關(guān)，但不顯著（r=0.443，p=0.151＞0.05），有效鉀含量分布規(guī)律是南高北低。土壤有效硼含量與取樣點緯度之間存在顯著負(fù)相關(guān)（r=0.669，p=0.042＜0.05），即從南到北土壤有效硼含量呈減少趨勢，在緯度高的茶園土壤存在硼虧缺現(xiàn)象。茶園土壤有效錳含量與取樣點緯度之間存在負(fù)相關(guān)，但不顯著（r=0.498，p=0.119＞0.05）。

2.4.3 土壤養(yǎng)分含量與取樣點經(jīng)度的關(guān)系

圖2 茶園土壤有效態(tài)微量元素含量（A.有效鋅，B.有效硼，C.有效錳，D.有效鐵）Fig.2 The contents of soil trace elements (A. available Zn, B. available B, C. available Mn, D. available Fe)

分析結(jié)果表明，所調(diào)查茶園土壤全氮、有機(jī)質(zhì)含量與經(jīng)度正相關(guān)，但不顯著（TN：r=0.356，p=0.206＞0.05；OM：r=0.451，p=0.146＞0.05），即從西向東茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量增高（圖5）。結(jié)合廖啟林[9]等人的研究結(jié)果，影響江蘇土壤元素含量分布的基本要素包括成土母質(zhì)、土壤成因類型以及地貌等差異，而太湖水網(wǎng)平原土壤的N與TOC含量最高，這表明環(huán)太湖低山丘陵茶區(qū)土壤中有機(jī)質(zhì)積累比較豐富，適宜種茶。

圖3 茶園土壤微量元素有效鋅（A）和有效錳（B）含量與pH的關(guān)系Fig.3 Relationship between pH values of tea garden soil and soil available Zn and Mn

圖4 茶園土壤微量元素有效鉀（A）、有效硼（B）和有效錳（C）含量與緯度的關(guān)系Fig.4 Relationship between Sampling point latitude and soil available K, B and Mn

圖5 茶園土壤全氮含量（A）和有機(jī)質(zhì)含量（B）與取樣點經(jīng)度的關(guān)系Fig.5 Relationship between Sampling point longitude and soil total N, organic matter

3 討論

茶樹具有喜酸特性，茶園土壤pH值范圍在4.5～6.0適合茶樹生長[10]，其中pH值4.5～5.5為最適宜種植茶樹，土壤pH值過低會影響茶樹的正常生長[11]。試驗所調(diào)查的8個代表性茶園土壤pH值在3.76～6.50之間，其中5個茶園的土壤pH值在4.5～5.5之間。結(jié)合歷史調(diào)查數(shù)據(jù)，江蘇省茶園土壤有酸化趨勢，以宜興為例，程正芳等人于1994年測定江蘇省宜興新街茶園的土壤pH值為4.76[12]，2004年孫嫻等人再次檢測對應(yīng)地點的土壤，其pH值為4.27[13]，本試驗測得的茶園土壤pH值為3.76，說明宜興茶園土壤有酸化趨勢。綜合前人研究可知，酸沉降[14]、施用銨態(tài)氮肥[15]、茶樹自身的物質(zhì)循環(huán)[16]以及茶樹根系代謝[17]等是導(dǎo)致茶園土壤酸化的主要原因。宜興茶園土壤的低pH現(xiàn)象使土壤理化性質(zhì)惡化，影響土壤養(yǎng)分有效性，導(dǎo)致土壤Ca、Mg流失嚴(yán)重。有關(guān)研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)可以提升土壤的保水保肥能力，促進(jìn)植物根系對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收，同時增強(qiáng)土壤對酸和堿的緩沖能力[18]。施用有機(jī)肥可以降低土壤酸化速度[19]，改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力水平。連云港土種由沂、沭河沖積物母質(zhì)發(fā)育而成，質(zhì)地多為砂土至砂質(zhì)壤土，土壤通氣性和透水性好，疏松易耕耙，保肥性和持水性差，應(yīng)重視有機(jī)肥的施用。此外，連云港云臺山景區(qū)茶園氮、鉀含量偏低，在施肥管理中應(yīng)特別注意氮肥和鉀肥的施用；常州溧陽茶園的氮素含量低于金壇茶園的有效磷含量，在施肥過程中需分別注意氮肥和磷肥的施用。調(diào)查結(jié)果顯示，50%的茶園有效鈣、鎂含量在極高范圍內(nèi)，林葆等人研究表明，長期施用氮肥和鉀肥的土壤交換性Ca、Mg含量顯著降低[20]，所以，在茶園養(yǎng)分管理過程中適當(dāng)增加氮磷鉀肥的施用可以提高土壤的大量元素含量，其離子間的拮抗作用可以降低土壤交換性Ca、Mg含量。

微量元素硼是茶樹形成果膠酸鈣不可缺的成分，缺硼時，氮、磷的需要量及吸收量也顯著下降，細(xì)胞分裂受阻，葉片有花白色斑點，葉厚粗糙，無光澤，生長緩慢[21]。在缺硼茶園，特別是含量極低的連云港茶園，應(yīng)注意施用適當(dāng)量的硼微肥。茶樹缺錳素對茶樹生長發(fā)育帶來危害且影響茶葉品質(zhì)，在出現(xiàn)缺錳現(xiàn)象的茶園，特別是含量很低的連云港茶園和宜興茶園，應(yīng)當(dāng)施用錳微肥。鐵素參與茶樹的葉綠素合成與有機(jī)物質(zhì)的積累和消耗，在茶樹葉片中含量豐富[22]。萬青等人的研究表明，茶葉的鐵含量與茶葉品質(zhì)有負(fù)相關(guān)關(guān)系，過量的鐵會使茶葉品質(zhì)變差，在茶園管理過程中，鐵肥的施入量應(yīng)嚴(yán)格控制[23]。

土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)性分析表明，茶園土壤有效鋅含量與土壤pH值之間存在正相關(guān)，有效錳含量與土壤pH值顯著正相關(guān)。土壤pH值不僅可直接影響微量元素在土壤中的活性，也影響微量元素在土壤剖面的縱向移動能力，同時還能影響微量元素的存在形態(tài)，間接改變微量元素的遷移活性[24]。本試驗結(jié)果與馬立鋒[25]等人對浙江省茶園土壤錳含量狀況的研究結(jié)果相似，表明土壤中有效錳淋溶嚴(yán)重的現(xiàn)象主要由茶園土壤酸化所致。在茶園管理過程中，可以通過合理施肥等措施，適當(dāng)調(diào)整茶園土壤pH值，補(bǔ)充和調(diào)節(jié)土壤中微量元素的含量。據(jù)謝忠雷等人的研究，我國13個茶園土壤的全錳含量均值為 490 mg·kg-1（278～721 mg·kg-1），低于全國土壤錳背景值，但有效錳含量較高，這主要由土壤pH值影響導(dǎo)致[26]。孫祖琰等人的研究表明，土壤質(zhì)地對土壤有效硼含量影響較大，粘質(zhì)土的土壤有效硼含量最高，壤質(zhì)土次之，砂質(zhì)土最少。土壤有效硼含量與土壤粘粒存在極顯著正相關(guān)（r= 0.984**），與細(xì)砂含量呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（r= -0.9834**）[27]。南京、常州一帶土壤類型為黃棕壤，北連棕壤和淋溶褐土地帶，南向黃壤地帶過渡。江蘇省茶園土壤整體土體深厚，粘粒含量高且鹽基飽和度大，原則上有效硼含量應(yīng)該較高，但實際出現(xiàn)茶園土壤有效硼匱乏的現(xiàn)象，這主要由土壤硼活化率低引起。不同成土母質(zhì)和成土過程影響土壤的元素含量分布，成土母質(zhì)由有關(guān)基巖風(fēng)化而來，蘇南中酸性火山巖分布區(qū)土壤中硼含量普遍較高，這與當(dāng)?shù)鼗鹕綆r的存在有直接相關(guān)。郭榮發(fā)等人的研究表明，一般千枚巖發(fā)育的茶園土壤含錳量高，其次是紫色砂巖和紅色粘土，土壤錳較低的是第四紀(jì)紅土和花崗巖等母質(zhì)發(fā)育成的土壤[28]。馬立鋒等[25]對浙江省137個茶園土壤錳含量的調(diào)查結(jié)果表明，茶園土壤有效錳缺乏（低于30 mg·kg-1）的茶園約占1/3。可見，江蘇省茶園土壤主要是第四紀(jì)紅土發(fā)育而來，成土母質(zhì)是直接導(dǎo)致部分茶園出現(xiàn)缺錳現(xiàn)象的主要因素。

茶園土壤養(yǎng)分含量與采樣點的緯度相關(guān)分析結(jié)果表明，土壤有效鉀含量與緯度之間存在負(fù)相關(guān)，進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，寧鎮(zhèn)揚丘陵茶區(qū)和環(huán)太湖低山丘陵茶區(qū)種植戶普遍施用茶葉專用肥，肥料是土壤速效鉀的主要來源；連云港茶區(qū)施鉀少，故其含量偏低。因此在茶園的土壤養(yǎng)分管理中應(yīng)平衡施肥，鉀肥應(yīng)與有機(jī)肥、氮、磷和中微量元素配合，并針對不同的茶樹品種調(diào)整鉀肥的使用量，土壤鉀含量低的區(qū)域如連云港茶園應(yīng)重視鉀肥的使用，適當(dāng)增加使用量。