華偉平，丘甜，葉宏萌，李靈，林立，胡澤波，袁娜娜

(福建省生態(tài)產業(yè)綠色技術重點實驗室，福建 武夷山 354300)

茶的發(fā)源地是中國，已經有三千多年栽植歷史，是人們的三大飲品之一。福建是我國茶葉生產的主要省份。武夷山產茶歷史悠久，茶葉是當地主導的農產品之一，現(xiàn)有常見的種植品種有水仙、肉桂、黃玫瑰、大紅袍等。截至2014年，武夷山茶園面積約10 000 hm2，茶葉總產量達7 800 t，總產值達到15.8億人民幣。茶園土壤氮、磷、鉀的含量直接影響茶樹的發(fā)育[1]。鉀不僅是植物生長發(fā)育必需的大量營養(yǎng)元素之一，也是茶樹體內所含陽離子最多的，與茶樹正常生產和優(yōu)質高產結果息息相關。研究指出，合理的施用鉀肥能夠促進茶樹正常生長發(fā)育，使茶樹產出更為優(yōu)質的茶葉，還能夠增加茶樹的抗性，所以鉀又被稱為“品質元素”[2]。全鉀是水溶性鉀、交換性鉀、非交換性鉀和結構態(tài)鉀的總和[3]。全鉀只反映土壤中鉀素的總含量，主要受土壤礦物種類的影響，而這又受成土母質的影響[4]。氣候條件、土地利用方式等因素也會對土壤礦物的風化產生影響，并最終影響土壤全鉀含量。絕大部分的全鉀較長時間內難以被吸收，所以土壤全鉀的含量值無法直接用來指導施肥。速效鉀指土壤里容易被作物轉化利用的鉀素，包含土壤溶液鉀和土壤交換性鉀。速效鉀占土壤全鉀量的0.1%～2%[5]。速效鉀含量與土壤鉀素的供給情況密切相關。及時測定與分析土壤中速效鉀所含的濃度比例和發(fā)生的變化，能夠很好地指導鉀肥的施用[6]。由于茶園土壤酸性強，并且茶樹會不斷地從土壤內轉化利用鉀素，導致土壤中鉀含量不斷下降，鉀素貧化明顯，因此，鉀已被視為茶園土壤主要養(yǎng)分限制因子之一，缺乏鉀素的茶園也越來越多[7]。本研究以武夷山茶園的三種常見種植品種為對象，通過實地取樣，對不同地方、不同土壤深度、不同品種土壤鉀含量進行分析測定。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

武夷山市位于福建省西北部，地理坐標北緯27°～28°、東經117°～118°，屬中亞熱帶季風濕潤氣候。全境東西寬約70 km，南北長約73 km，總面積約為2 800 km2[8]。武夷山是中國烏龍茶、紅茶的發(fā)源地。茶葉已成為當地經濟的重要支柱產業(yè)，是茶農主要的收入來源[9]。

1.2 樣品采集檢測與評價

選擇武夷山市的正巖區(qū)、半巖區(qū)、洲茶區(qū)土壤為研究對象，分別在景區(qū)、小武夷周邊、南源嶺對水仙、肉桂、黃玫瑰茶園進行土壤采集。每個品種采樣區(qū)域標記9個點，分別于茶園上坡、中坡、下坡各設置3個點。每個采樣點按五點取樣法，采集0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm等3個深度土層樣品，帶回實驗室風干、磨碎、過篩備用。速效鉀測定方法參照《森林土壤速效鉀的測定》(GB 7856—1987)；全鉀測定方法參照《土壤全鉀測定法》(GB 9836—1988)。評價方法參照《茶葉產地環(huán)境技術條件》(NY/T853—2004)。

2 研究結果

2.1 正巖區(qū)速效鉀及全鉀評價

按標準的檢測流程，得到不同區(qū)位、坡位、深度、品種的土壤的速效鉀和全鉀含量(表1)。參照《茶葉產地環(huán)境技術條件》對其含量進行評價：茶園土壤速效鉀Ⅰ級(優(yōu)良)、Ⅱ級(尚可)和Ⅲ級(較差)的指標分別為>120 mg/kg、80～120 mg/kg、<80 mg/kg[6]；土壤全鉀Ⅰ級(優(yōu)良)、Ⅱ級(尚可)和Ⅲ級(較差)的指標分別為>10 g/kg、5～10 g/kg、<5 g/kg[6]。

表1 景區(qū)茶園不同坡位土壤鉀含量狀況

正巖區(qū)茶園位于武夷山景區(qū)內。景區(qū)水仙和肉桂茶園均值都顯示速效鉀含量為上坡<中坡<下坡，速效鉀含量隨坡度升高逐漸降低。第二次土壤普查資料顯示，福建省土壤速效鉀平均含量(背景值)85±23.8 mg/kg[6]。相比之下，景區(qū)茶園土壤速效鉀下坡濃度與福建省土壤速效鉀背景值相當，上坡與中坡濃度低于背景值。研究區(qū)域黃玫瑰園為平地，無法進行比較。

景區(qū)茶園中，上坡土壤速效鉀含量Ⅲ級占55.6%，Ⅱ級占44.4%，Ⅰ級為0；中坡土壤速效鉀含量Ⅲ級占44.4%，Ⅱ級占50%，Ⅰ級為5.6%；下坡土壤速效鉀含量Ⅲ級占27.8%，Ⅱ級占50%，Ⅰ級為22.2%。

正巖區(qū)茶園土壤全鉀含量上坡與中坡較為接近，下坡含量較多，總體表現(xiàn)為上坡<中坡<下坡。第二次土壤普查資料顯示，福建省土壤全鉀含量平均值(背景值)22.9±3.3 g/kg，山地土壤平均含量(背景值)18.3±4.8 g/kg[6]。正巖區(qū)茶園土壤全鉀含量低于全省及山地土壤背景值，這可能與土壤發(fā)育過程有關。土壤的成土過程需要經過強烈的風化淋溶及脫硅富鋁化作用。茶園土壤的發(fā)育過程是一個典型的富鋁化過程，也因此加劇了酸化，導致粘土礦物中的鉀不斷釋放成可溶性態(tài)，一方面有利于茶樹的吸收利用，另一方面也加劇了淋溶損失，導致土壤鉀庫貧化[13]。研究區(qū)域黃玫瑰園為平地，無法進行比較。

景區(qū)茶園綜合上坡土壤全鉀含量Ⅲ級占22.2%，Ⅱ級占44.5%，Ⅰ級為33.3%，中坡土壤全鉀含量Ⅲ級占11.1%，Ⅱ級占44.4%，Ⅰ級為44.5%，下坡土壤全含量Ⅲ級占5.6%，Ⅱ級占44.4%，Ⅰ級為50.0%，也表現(xiàn)為上坡<中坡<下坡，但總體來看，正巖區(qū)茶園全鉀含量還是較豐富。

正巖區(qū)水仙、肉桂和黃玫瑰土壤速效鉀含量平均值均隨土壤深度增加而降低(表2)。0～10 cm、10～20 cm土層速效鉀含量高于福建省土壤速效鉀背景值；20～30 cm土層速效鉀則低于福建省土壤速效鉀背景值，總體表現(xiàn)為0～10 cm>10～20 cm>20～30 cm。從分類等級來看，深度越深土壤速效鉀含量也就越低：0～10 cm分類為Ⅰ級；10～20 cm分類為Ⅰ級、Ⅱ級相當，Ⅰ級略多；20～30 cm分類大多數為Ⅱ級。土壤全鉀含量總體表現(xiàn)為0～10 cm>10～20 cm>20～30 cm。

表2 景區(qū)茶園不同土壤深度鉀含量狀況

2.2 半巖區(qū)速效鉀及全鉀評價

從平均值看，半巖區(qū)茶園土壤速效鉀含量中坡與下坡較為接近，下坡含量較多。3個坡度速效鉀濃度含量均低于福建省土壤速效鉀背景值85±23.8 mg/kg。半巖區(qū)茶園綜合上坡土壤全鉀含量Ⅲ級占94.4%，Ⅱ級占5.6%，Ⅰ級為0；中坡土壤全鉀含量Ⅲ級占66.67%，Ⅱ級占33.33%，Ⅰ級為0；下坡土壤全含量Ⅲ級占61.11%，Ⅱ級占38.89%，Ⅰ級為0。上坡最差，中坡與下坡相當，處于較差水平。據此，半巖區(qū)茶園土壤速效鉀含量較低，總體表現(xiàn)為上坡<中坡<下坡(表3)。黃玫瑰茶園為平地，無法比較。

半巖區(qū)茶園土壤全鉀含量平均值3個坡度相差不大，下坡略大于中坡，中坡略大于上坡；3個坡度全鉀濃度含量均明顯低于福建全省及山地土壤全鉀背景值。半巖區(qū)茶園綜合上坡土壤全鉀含量Ⅲ級占61.1%，Ⅱ級占38.9%，Ⅰ級為0；中坡土壤全鉀含量Ⅲ級占33.3%，Ⅱ級占66.7%，Ⅰ級為0；下坡土壤全鉀含量Ⅲ級占38.9%，Ⅱ級占61.1%，Ⅰ級為0。上坡處于較差水平，中坡與下坡相當，大部分屬均值上下，總體還是較缺乏全鉀(表3)。黃玫瑰茶園為平地，無法進行比較。

表3 半巖區(qū)茶園不同坡位土壤鉀含量狀況

半巖區(qū)水仙、肉桂、黃玫瑰茶園均表現(xiàn)為土壤越深速效鉀含量越低，且全部低于福建省土壤速效鉀背景值85±23.8 mg/kg，大多數土壤位于Ⅲ(較差)級，說明茶園缺乏土壤速效鉀，上層土速效鉀相比下層土較多，但仍然較為缺乏。半巖區(qū)茶園全鉀含量隨深度而降低。水仙、肉桂和黃玫瑰茶園在0～10 cm、10～20 cm土層，土壤全鉀大多數處于Ⅱ(尚可)級水平，而到20～30 cm時，土壤全鉀基本全部處于Ⅲ(較差)級水平，說明土層越深越缺乏全鉀，20～30 cm為極缺乏全鉀(表4)。

表4 半巖區(qū)茶園不同土壤深度鉀含量狀況

2.3 洲茶區(qū)速效鉀及全鉀評價

洲茶區(qū)茶園土壤速效鉀含量平均值上坡與中坡相當，下坡較大，總體表現(xiàn)為上坡<中坡<下坡。上坡與中坡速效鉀濃度含量均低于福建省土壤速效鉀背景值85±23.8 mg/kg，下坡則高于福建省土壤速效鉀背景值。洲茶區(qū)茶園綜合上坡土壤速效鉀含量Ⅲ級占44.4%，Ⅱ級占55.6%，Ⅰ級為0；中坡速效鉀含量Ⅲ級占38.9%，Ⅱ級占61.1%，Ⅰ級為0，下坡土壤速效鉀含量Ⅲ級占22.2%，Ⅱ級占61.1%，Ⅰ級為16.7%，總的來看，洲茶區(qū)茶園速效鉀處于尚可水平(表5)。黃玫瑰茶園為平地，無法進行比較。

洲茶區(qū)水仙和肉桂茶園土壤全鉀含量平均值表現(xiàn)為上坡<中坡<下坡，均低于福建全省及山地土壤全鉀背景值，說明全鉀較為缺乏。洲茶區(qū)茶園綜合上坡土壤全鉀含量Ⅲ級占22.2%，Ⅱ級占44.5%，Ⅰ級為33.3%；中坡與下坡土壤全鉀含量均為Ⅲ級占11.1%，Ⅱ級占50%，Ⅰ級為38.9%；3個坡位相差不是很大，大部分均表現(xiàn)為尚可水平，總體來看洲茶區(qū)全鉀含量較豐富(表5)。

表5 洲茶區(qū)茶園不同坡位土壤鉀含量狀況

從平均值來看，洲茶區(qū)水仙、肉桂和黃玫瑰茶園土壤速效鉀含量均隨土壤深度增加而降低，0～10 cm土層速效鉀含量高于福建省土壤速效鉀背景值；10～20 cm與福建省土壤速效鉀背景值相當；20～30 cm土層速效鉀則低于福建省土壤速效鉀背景值。從分類等級來看，水仙和肉桂茶園0～10 cm、10～20 cm土層速效鉀等級分類大多處于Ⅱ級，到20～30 cm土層速效鉀等級大多處于Ⅲ級；黃玫瑰三個土層大多都處于Ⅱ級，但20～30 cm土層有部分處于Ⅲ級水平(表6)。

洲茶區(qū)水仙、肉桂和黃玫瑰土壤速效鉀含量平均值均隨土壤深度增加而降低，全部低于全省及山地土壤背景值。從分類等級來看，水仙和肉桂茶園在0～10 cm土層速效鉀等級均處于Ⅰ級，10～20 cm土層速效鉀等級大多處于Ⅱ級，20～30 cm土層有部分處于Ⅲ級；黃玫瑰在0～10 cm、10～20 cm土層都處于Ⅰ級，但20～30 cm土層都處于Ⅱ級水平(表6)。

表6 洲茶區(qū)茶園不同土壤深度鉀含量狀況

2.4 水平層次上速效鉀及全鉀的差異與評價

正巖區(qū)、半巖區(qū)、洲茶區(qū)3個區(qū)位水仙茶園速效鉀含量平均值，洲茶區(qū)與正巖區(qū)相當，半巖區(qū)較小。洲茶區(qū)與正巖區(qū)速效鉀大多處于Ⅱ級，半巖區(qū)多處于Ⅲ級。肉桂茶園速效鉀含量狀況與水仙一致；黃玫瑰園速效鉀含量平均值表現(xiàn)洲茶區(qū)>正巖區(qū)>半巖區(qū)。洲茶區(qū)與正巖區(qū)速效鉀含量大多處于Ⅱ級；半巖區(qū)基本處于Ⅲ級?？傮w來看，洲茶區(qū)與正巖區(qū)的速效鉀含量水平差不多，洲茶區(qū)略高，半巖區(qū)速效鉀含量較低。

表7 三個區(qū)域土壤鉀含量狀況

水仙茶園土壤全鉀均值為正巖區(qū)>洲茶區(qū)>半巖區(qū)；肉桂茶園土壤全鉀均值洲茶區(qū)>正巖區(qū)>半巖區(qū)；黃玫瑰土壤全鉀均值洲茶區(qū)與正巖區(qū)差不多，半巖區(qū)最小。洲茶區(qū)與正巖區(qū)全鉀大多處于Ⅰ級水平，半巖區(qū)大多處于Ⅱ級水平。三個地方全鉀總體表現(xiàn)為洲茶區(qū)>正巖區(qū)>半巖區(qū)。

3 結果與討論

在適當海拔范圍內，坡位是影響茶園土壤養(yǎng)分狀況的重要因素，它與水肥的再分配息息相關[14]。一般來說，上坡位是水土流失區(qū)，水分由于重力的作用快速向下流失，隨著土壤的侵蝕，導致含水率下降以及表土流失，所以土壤有機質和養(yǎng)分含量也隨之下降[15]。從上坡到下坡，土壤慢慢地由風化變?yōu)榫奂?，有機質和養(yǎng)分也逐漸增加，所以茶園土壤鉀含量在3個垂直層次上都呈現(xiàn)：下坡>中坡>上坡。

茶園土壤在0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm土層表現(xiàn)出顯著的變化規(guī)律，即隨土壤深度的增加，土壤全鉀及速效鉀含量均下降。因為凋落物都堆積在土壤表層，表面的透氣情況和水熱條件都比深層土壤好，并且表面經常有微生物活動，有助于提高土壤養(yǎng)分的快速轉化。相反，隨著土壤越來越深，土壤溫度慢慢下降，微生物不能夠正常生長和繁殖，所以深層土壤速效鉀和全鉀含量都明顯比表層土壤低[16]。因此，3個區(qū)域在土壤深度上都表現(xiàn)為土壤越深速效鉀及全鉀的含量越低。

正巖茶園位于景區(qū)內，茶園以茶葉品質為主、產量為輔，不會過多施肥；洲茶區(qū)更注重茶葉的產量，會對茶園增加施肥量以提茶葉產量，所以洲茶區(qū)土壤含鉀量相對來說會比正巖區(qū)更高一些。正巖區(qū)的土壤土質酸度適中，土壤通透性較好；半巖茶產區(qū)多厚層巖紅土，土層較薄、酸度高、質地較黏重，因此鉀含量較低。半巖區(qū)的土質、耕作和施肥情況明顯比正巖區(qū)和洲茶區(qū)要差。研究結果表明，半巖區(qū)不管是速效鉀還是全鉀含量都比洲茶區(qū)與正巖區(qū)低。因此，土壤鉀含量在水平層次上呈現(xiàn)洲茶區(qū)>正巖區(qū)>半巖區(qū)。本結果可為武夷山茶園的鉀肥施用提供指導。