摘要：為探究不同品種植茶土壤團聚體組成及其有機碳和養(yǎng)分分布特征，以川西低山丘陵區(qū)福鼎大白、川茶3號、川沐217和川農(nóng)黃芽早4個典型品種植茶土壤為研究對象，采集0～20 cm土層原狀土，通過濕篩法將土樣分為≥5、2～lt;5、1～lt;2、0.5～lt;1、0.25～lt;0.5mm和lt;0.25 mm粒徑團聚體，對土壤團聚體組成及其有機碳和養(yǎng)分分布特征進行研究。結(jié)果表明：不同品種植茶土壤均以≥5 mm粒徑團聚體為主，2～lt;5 mm粒徑次之，0.5～lt;1 mm粒徑最少，平均占比分別為33.07%、14.99%和10.63%。除lt;0.25 mm粒徑團聚體外，土壤團聚體有機碳和全氮含量隨粒徑的減小而降低，≥5 mm粒徑團聚體占比分別為18.36%～21.84％和17.90%～18.85%。堿解氮含量隨著粒徑的減小先增加后降低，有效磷含量隨粒徑的減小逐漸增加，而全磷、全鉀和速效鉀則在各粒徑團聚體中分布均勻。不同品種植茶土壤≥5 mm粒徑團聚體的有機碳和各養(yǎng)分儲量最高，占比分別為30.51%～46.52%和25.59%～41.96%。在不同品種植茶土壤中，除速效鉀外，種植福鼎大白土壤各粒徑團聚體平均質(zhì)量直徑（MWD）、有機碳、全氮和堿解氮含量較高，而川茶3號土壤MWD、有機碳、全量養(yǎng)分和堿解氮均相對較低，福鼎大白土壤的團聚體結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。種植福鼎大白土壤≥5 mm粒徑團聚體有機碳、全量養(yǎng)分、有效磷、堿解氮儲量均較高，川茶3號最低，而川農(nóng)黃芽早和川茶3號lt;0.25 mm粒徑團聚體有機碳和各養(yǎng)分儲量均相對較高。研究表明，長期種植不同品種茶樹后，福鼎大白土壤團聚體穩(wěn)定性強、有機碳含量較高，有利于養(yǎng)分儲存，而川茶3號土壤團聚體穩(wěn)定性、氮磷鉀等養(yǎng)分儲存能力都較弱，選擇福鼎大白等適宜的茶樹品種進行替換種植能有效提升土壤肥力。

關(guān)鍵詞：茶樹；水穩(wěn)性團聚體；粒徑；穩(wěn)定性；全量養(yǎng)分；速效養(yǎng)分

中圖分類號：S571.1；S153.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-6819（2025）01-0130-09 doi： 10.13254/j.jare.2023.0605

茶樹（Camellia sinensis L.）是我國重要的經(jīng)濟作物之一，2022年全國茶園面積達333.03萬hm2 [1]。四川作為產(chǎn)茶大省，茶樹栽培歷史悠久，但低產(chǎn)低效茶園超過7萬hm2，此類茶園茶樹品種更新滯后，嚴重影響了茶葉質(zhì)量和土壤肥力[2]。土壤肥力與土壤有機碳和養(yǎng)分含量密切相關(guān)，土壤團聚體是土壤有機碳和養(yǎng)分的載體，也是構(gòu)成土壤結(jié)構(gòu)最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)[3]。因此，研究土壤團聚體有機碳及養(yǎng)分的分布特征，對改善茶園土壤結(jié)構(gòu)狀況、提高土壤肥力具有重要的意義。土壤中90% 的有機碳保存在團聚體內(nèi)，土壤有機碳作為團聚體形成的膠結(jié)物質(zhì)，對于穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)有著重要作用[4]。團聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的基本單元，粒徑的數(shù)量和分布決定其穩(wěn)定性，團聚體穩(wěn)定性常被作為評價土壤質(zhì)量的指標之一，與土壤有機碳和養(yǎng)分含量緊密相關(guān)[5]。不同粒徑團聚體對有機碳和養(yǎng)分的儲存及轉(zhuǎn)化能力不同。有研究表明，大團聚體中有機碳氮含量較高[6]，而微團聚體對總磷的固持能力相對更強[7]，種植不同品種作物后，各粒徑團聚體對有機碳和養(yǎng)分的固持能力有所不同[8]，因此，從團聚體角度分析土壤有機碳和養(yǎng)分分布特征對調(diào)控和提升土壤肥力水平具有重要意義。雅安市名山區(qū)萬畝生態(tài)茶園地處四川盆地西南邊緣，水熱資源豐富，植茶歷史悠久。截至2020年底，名山區(qū)茶園面積2.35萬hm2，發(fā)展綜合實力在全國264個茶葉主產(chǎn)縣（區(qū)）中位居第四[9]。為適應(yīng)生產(chǎn)所需，茶樹品種不斷更替，形成品種多樣化的茶園，為探究種植不同品種茶樹后土壤生態(tài)效益差異，前期選取了種植面積較廣的國家級優(yōu)良品種和省級優(yōu)良品種開展土壤質(zhì)量相關(guān)研究，結(jié)果表明同一土壤類型下不同品種植茶土壤肥力狀況存在差異[10]，但其差異原因仍有待進一步探究。因此，本研究以四種植茶土壤為研究對象，從土壤團聚體層面出發(fā)，分析種植不同品種茶樹后土壤有機碳與養(yǎng)分分布特征，揭示土壤團聚體有機碳與養(yǎng)分對不同品種茶樹的響應(yīng)，以期為研究區(qū)茶園土壤可持續(xù)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于四川省雅安市名山區(qū)中峰萬畝生態(tài)茶園（103°11′42″～103°12′02″E，30°12′04″～30°12′43″ N）。該區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L氣候區(qū)，年均氣溫15.4 ℃，最高氣溫35.2 ℃，全年無霜期294 d，年均降水量約1 500 mm，相對濕度82%，適宜茶樹生長[11]。地貌以丘陵臺地為主，土壤類型為第四紀老沖積物發(fā)育而成的黃壤。本研究在品種比較試驗小區(qū)內(nèi)進行，選擇種植川茶3號（CC3）、川沐217（CM217）、川農(nóng)黃芽早（CN）、福鼎大白（FD）4個品種的土壤為研究對象。其中FD 為國家級優(yōu)良品種，CN、CC3 和CM217均是省級優(yōu)良品種，茶樹特征如表1所示。研究小區(qū)在種植這四個品種茶樹前為培育茶苗的苗圃，四個品種茶樹于2005年種植，種植密度為8×104株·hm-2，其中大小行距分別為1.50 m和0.30 m，小區(qū)布設(shè)如圖1所示。試驗小區(qū)總面積0.06 hm2，每個品種28～35 m2為一個小區(qū)，每個茶樹品種設(shè)置5個重復。試驗小區(qū)中四個品種茶樹管理措施一致，于每年11 月施茶樹專用有機肥作為基肥，施用量為15 t·hm-2，于每年4—6月追施復合肥，施用量為600～750 kg·hm-2。施肥方式均為溝施，沿茶樹樹冠邊緣垂直開溝深施，茶樹專用有機肥施用時溝深20 cm，復合肥施用時溝深15 cm，施肥后及時回填覆蓋。此外，四個品種茶樹均在每年春季（4月）或秋季（10月）進行枝葉修剪，修剪后的枝葉直接遺留于原地。

1.2 樣品采集與處理

于2021 年4 月中旬茶樹修剪后，在種植CC3、CM217、CN、FD 的小區(qū)內(nèi)進行修剪物和土壤樣品采集。修剪物樣品采集：在土壤表面用固定框（0.5 m×0.5 m）圈定范圍收集修剪物，每個小區(qū)內(nèi)按梅花取樣法收集5點并混合作為一次重復，每個品種設(shè)置5個重復，共收集20個修剪物樣品；土壤樣品采集：在每個小區(qū)內(nèi)采用梅花取樣法采集5個點土樣（0～20 cm）并混合作為一次重復，每個品種設(shè)置5個重復，共計20個混合土樣，具體采樣位置設(shè)置在窄行兩顆茶樹之間。土樣盡量避免擠壓，以保持原狀土壤結(jié)構(gòu)，帶回實驗室進行預(yù)處理；采集到的20個混合修剪物樣品記錄鮮質(zhì)量，殺青烘干后記錄干質(zhì)量并測定其初始化學組成。采集的20個混合土壤樣品分為兩部分：一部分土壤樣品沿自然結(jié)構(gòu)輕輕掰開，過10 mm篩除去動植物殘體和小石塊等，然后置于室溫風干用于團聚體分級；另一部分同樣于室溫下風干、磨細、過篩后用于土壤基本理化性質(zhì)測定。土壤及修剪物基本理化性質(zhì)見表2和表3。

1.3 測定項目及方法

水穩(wěn)性團聚體采用濕篩法[12]篩取。將風干的250 g土壤樣品置于團聚體分析儀頂端的篩子（孔徑為5 mm）中，然后從頂端往下依次疊加孔徑為2、1、0.5 mm和0.25 mm的篩子。隨后，將樣品置于裝有蒸餾水的桶中，高度調(diào)至最低并浸沒在水中浸泡15 min后，以每秒1次的速率（振幅為4 cm）在水中持續(xù)振蕩15 min。留在篩子上的組分分別轉(zhuǎn)移至燒杯中，沉淀、40 ℃烘干后分別獲得≥5、2～lt;5、1～lt;2、0.5～lt;1、0.25～lt;0.5 mm粒徑團聚體，剩余在桶中的懸濁液轉(zhuǎn)移至塑料桶中，經(jīng)沉淀、40 ℃烘干得到lt;0.25 mm粒徑團聚體。

測定方法：土壤有機碳采用重鉻酸鉀外加熱法；全氮（TN）采用凱氏定氮法；堿解氮（AN）采用堿解擴散法；全磷（TP）采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法；有效磷（AP）采用NH4F-HCL 法；全鉀（TK）采用NaOH 熔融-火焰光度法；速效鉀（AK）采用NH4OAC浸提-火焰光度法。修剪物的C 含量采用K2Cr2O7容量法-外加熱法；N、P含量經(jīng)由H2SO4-H2O2消煮后，分別采用靛酚藍比色法和鉬銻抗比色法[13]；木質(zhì)素和纖維素含量分別采用重鉻酸鉀-硫酸亞鐵銨滴定法、蒽酮-糠醛類化合物比色法[14]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

團聚體的平均質(zhì)量直徑（MWD）和有機碳儲量（OCS）計算公式如下[15]：

采用Excel 2021和Origin 2021進行圖表制作，SPSS22.0進行統(tǒng)計分析，LSD法進行多重比較（Plt;0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 團聚體分布及穩(wěn)定性

由表4可知，不同品種植茶土壤團聚體占比隨粒徑的減小呈先降低后增加的變化趨勢，以≥5 mm粒徑團聚體為主，且顯著（Plt;0.05）高于其他粒徑，平均占比為33.07%；2～lt;5 mm粒徑團聚體占比次之，0.5～lt;1mm 粒徑團聚體占比最少，平均占比分別為14.99%、10.63%?！? mm粒徑團聚體占比表現(xiàn)為FDgt;CM217gt;CNgt;CC3，而lt;0.25 mm粒徑團聚體則表現(xiàn)為CNgt;CC3gt;CM217≈FD。土壤團聚體MWD 是反映團聚體穩(wěn)定性的常用指標，其值越大團聚體穩(wěn)定性越強，由圖2可知，種植FD土壤團聚體穩(wěn)定性最強，CC3最弱。

2.2 團聚體有機碳和養(yǎng)分分布特征

2.2.1 團聚體有機碳和全量養(yǎng)分的分布特征

由表5可知，除lt;0.25 mm粒徑團聚體外，不同品種植茶土壤團聚體有機碳和全氮含量均隨著粒徑的減小而降低，以≥5 mm粒徑團聚體為主，占比分別為18.36%～21.84％、17.90%～18.85％；而全磷和全鉀含量在不同粒徑團聚體中分布較為均勻。CC3土壤≥5 mm和lt;0.25 mm粒徑團聚體有機碳含量均顯著（Plt;0.05）低于FD，并且各粒徑團聚體全氮和全磷含量顯著（Plt;0.05）低于FD和CN。種植FD土壤各粒徑團聚體有機碳、全氮含量較高；CN各粒徑團聚體全磷含量最高，而CC3各粒徑團聚體碳、氮、磷含量均相對最低。

2.2.2 團聚體速效養(yǎng)分分布特征

由表6 可知，不同品種植茶土壤堿解氮含量隨著粒徑的減小呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，其中0.5～lt;1 mm和0.25～lt;0.5 mm粒徑團聚體占比較高，且兩者間差異不顯著（Pgt;0.05），占比分別為17.07％～19.18％和18.45％～19.75％。除種植FD 土壤≥5 mm粒徑團聚體外，有效磷含量隨團聚體粒徑的減小逐漸增加，lt;0.25 mm 粒徑團聚體占比較高。速效鉀含量則在不同粒徑團聚體中分布較為均勻。在不同品種植茶土壤中，種植FD土壤各粒徑團聚體堿解氮含量較高并顯著（Plt;0.05）高于CC3；種植CC3土壤各粒徑團聚體有效磷含量相對較高，且顯著（Plt;0.05）高于CM217和CN。

2.3 團聚體有機碳和養(yǎng)分儲量

由圖3可知，不同品種植茶土壤團聚體有機碳和各養(yǎng)分儲量隨著團聚體粒徑的減小總體呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢，其中≥5 mm粒徑團聚體的有機碳和各養(yǎng)分儲量占比最高，占比分別為30.51％～46.52％和25.59％～41.96％。種植FD土壤≥5 mm粒徑團聚體有機碳及養(yǎng)分儲量較高，除鉀素外均顯著（Plt;0.05）高于其余三個品種，分別是CC3、CM217、CN的1.34～2.48、0.93～1.50、1.03～1.60 倍。種植CN 和CC3 土壤lt;0.25mm粒徑團聚體有機碳和各養(yǎng)分儲量相對較高，并且CN 土壤有機碳和各養(yǎng)分儲量顯著（Plt;0.05）高于CM217。除速效鉀外，種植FD土壤有機碳和各養(yǎng)分總儲量較高，而CC3土壤除有效磷外，有機碳和其余養(yǎng)分總儲量均較低。

3 討論

3.1 不同品種植茶土壤團聚體分布及穩(wěn)定性

研究表明，gt;0.25 mm 粒徑水穩(wěn)性團聚體是結(jié)構(gòu)性最好的團聚體，其數(shù)量越多，土壤的抗蝕能力越強[5]，gt;2 mm 粒級團聚體對改善土壤結(jié)構(gòu)、固持土壤養(yǎng)分也起著關(guān)鍵作用[16]。本研究中不同品種植茶土壤gt;0.25 mm 粒徑水穩(wěn)性團聚體達75.81%～84.67%，gt;2 mm 粒徑含量介于43.77%～54.77%，這與朱仁歡等[17]的研究相似，這源于研究區(qū)當?shù)夭柁r(nóng)長期施用有機肥，且有修剪枝葉還田的習慣[10]，植被覆蓋的增加和有機肥等的輸入對大團聚體的形成都有積極的影響[17]。但不同品種茶樹土壤團聚體分布存在差異，F(xiàn)D土壤gt;0.25 mm粒徑團聚體占比最高，且MWD 顯著高于CC3土壤，使其土壤團聚體穩(wěn)定性最好。土壤有機碳含量與團聚體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性密切相關(guān)，土壤有機碳可以增強團聚體的膠結(jié)作用，將土壤顆粒團聚在一起形成大粒徑團聚體[4]，種植FD土壤各粒徑團聚體有機碳含量均較高。土壤團聚體中有機碳主要來源于動植物殘體[18]，在不同品種茶樹中FD修剪物質(zhì)量更大（表3），修剪物質(zhì)量影響土壤中大分子有機物的含量[19]；并且FD修剪物分解速率也更快[20]，進而可促進土壤活性有機碳的積累[19]，從而增加了各粒徑團聚體有機碳含量，增強了FD土壤團聚體的穩(wěn)定性。

3.2 不同品種植茶土壤團聚體有機碳和養(yǎng)分含量

研究發(fā)現(xiàn)不同粒徑團聚體對土壤有機碳和養(yǎng)分的固持能力具有差異[8]，本研究中不同品種植茶土壤全氮含量均隨粒徑的減小而降低，因為土壤全氮和有機碳具有協(xié)同性[21]，大粒徑團聚體對全氮有較好的固持能力，可以形成物理保護并減少礦化[22]。土壤堿解氮和有效磷含量則在較小粒徑團聚體中含量較高，小粒徑團聚體比表面積較大，同時黏粒礦物和鐵鋁氧化物較多，對堿解氮和有效磷的吸附作用較強，導致在小粒徑團聚體積累[23]。但土壤各粒徑團聚體全磷、全鉀和速效鉀含量的分布較為均勻，這可能是由于自然土壤中鉀、磷的含量主要決定于母質(zhì)的礦物組成、風化及成土條件等因素[24]，而本研究區(qū)不同品種植茶土壤類型均為第四紀老沖積物發(fā)育而成的黃壤，各粒徑團聚體礦物組成基本一致，礦物中鉀、磷含量是土壤鉀素、磷素的主要貯源[25-26]，而天然土壤中有機質(zhì)和氮素主要來源于植被[24]，因此土壤磷、鉀在團聚體的分布差異性低于有機碳和全氮，受粒徑的影響較小。

不同品種植茶土壤會通過不同茶樹修剪物的種類和質(zhì)量等，影響土壤有機碳及養(yǎng)分含量和組成[27]。本研究中FD土壤大粒徑團聚體有機碳、全氮、全磷和堿解氮含量顯著大于CC3，一方面FD歸還土壤修剪物的初始木質(zhì)素含量低于CC3（表3），木質(zhì)素是葉片中難分解的主要成分，初始木質(zhì)素含量越多修剪物分解速率越慢[28]；另一方面FD修剪物質(zhì)量更大，可以在微生物的作用下向土壤歸還更多的養(yǎng)分[29]，因此FD相對于CC3修剪物分解速率更快且質(zhì)量更大，提高了養(yǎng)分循環(huán)和利用率[20]。但FD各粒徑團聚體速效鉀含量卻相對較低，這可能與植物本身的生態(tài)習性有關(guān)，不同茶樹品種對土壤速效鉀的吸收和利用有所差異[30]，F(xiàn)D 對土壤鉀素需求量更大。此外，除有效磷外，CC3 各粒徑團聚體有機碳及養(yǎng)分含量均相對較低，這可能是由于CC3土壤本身團聚體穩(wěn)定性較差，不利于土壤養(yǎng)分的積累。

3.3 不同品種植茶土壤團聚體有機碳和養(yǎng)分儲量

土壤團聚體養(yǎng)分儲量與各粒徑團聚體分布及不同粒徑團聚體的養(yǎng)分含量高度相關(guān)[30]，本研究中，不同品種植茶土壤團聚體有機碳以及各養(yǎng)分儲量主要來源于≥5 mm 粒徑團聚體，0.25～lt;2 mm 粒徑團聚體有機碳和養(yǎng)分儲量較低。雖然FD土壤≥5 mm粒徑團聚體鉀素含量相對較低，但FD土壤≥5 mm粒徑團聚體在全土中占比較大，因此FD土壤大粒徑團聚體全鉀和速效鉀儲量較高，這說明該粒徑團聚體占比對土壤有機碳及養(yǎng)分儲量的貢獻率較高。FD土壤大粒徑團聚體的有機碳儲量也較高。一方面土壤碳儲量與碳輸入量密切相關(guān)[31]，F(xiàn)D土壤修剪物的質(zhì)量相比CC3更大，修剪物輸入有利于土壤碳回歸量增加，導致有機碳儲量增多[32]；另一方面種植FD的土壤團聚體中固定了更多的惰性有機碳，難以被微生物降解，從而提高FD土壤有機碳儲量[33]。而與FD土壤相反，種植CC3的土壤大團聚體有機碳庫中固存的活性有機碳轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定有機碳的量相對較少，活性有機碳在大團聚體中大量固存導致其有機碳穩(wěn)定性相對較弱[32]，因此有機碳儲量較低。FD和CC3土壤團聚體有機碳和養(yǎng)分儲量均是隨著團聚體粒徑的減小呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢，但除速效鉀外，種植FD土壤有機碳和各養(yǎng)分總儲量均較高，這可能是FD由于穩(wěn)定的土壤結(jié)構(gòu)提高了土壤動物和微生物的活躍性[29]，從而更有利于養(yǎng)分的固持，因此，種植FD增加了土壤有機碳及養(yǎng)分的儲量。

4 結(jié)論

（1）不同品種植茶土壤團聚體均以≥5 mm粒徑團聚體為主，占比為26.69%～38.45%，種植福鼎大白土壤各粒徑團聚體有機碳含量和平均質(zhì)量直徑最高，川茶3號土壤各粒徑團聚體有機碳和平均質(zhì)量直徑較低。該研究區(qū)植茶土壤以大粒級團聚體為主，且種植福鼎大白土壤團聚體穩(wěn)定性最好。

（2）不同品種植茶土壤團聚體有機碳和養(yǎng)分儲量隨著團聚體粒徑的減小總體上呈先減少后增加的趨勢。川茶3號土壤氮磷鉀等養(yǎng)分儲存能力較弱；除速效鉀外，種植福鼎大白有利于土壤有機碳及養(yǎng)分的吸附和固持。

（3）選擇福鼎大白等適宜的茶樹品種進行替換種植能有效提升川西低山丘陵區(qū)土壤肥力。

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