浉河區(qū)茶園土壤養(yǎng)分狀況分析與評(píng)價(jià)

趙豐華，付群英，徐秀麗，黨永超，呂 未，呂立哲*

（1．信陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000；2．信陽(yáng)市種子技術(shù)服務(wù)站，河南 信陽(yáng) 464000）

信陽(yáng)市浉河區(qū)位于河南省南部，地處淮河上游、大別山北麓，因一條穿城而過(guò)的美麗浉河而得名，享有“豫南明珠”之美譽(yù)。這里氣候溫潤(rùn)、光照充足、雨熱同期，年平均氣溫15.1℃，森林覆蓋率達(dá)73%，空氣優(yōu)良天數(shù)249 d以上，生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，茶葉品質(zhì)佳，是中國(guó)十大名茶“信陽(yáng)毛尖”的原產(chǎn)地和核心產(chǎn)區(qū)、新派紅茶“信陽(yáng)紅”的發(fā)源地。全區(qū)茶園面積4.0萬(wàn)hm2，茶葉產(chǎn)量達(dá)3.5萬(wàn)t，產(chǎn)值達(dá)62億元，茶農(nóng)年人均種茶收入超過(guò)5 500元，茶葉既是浉河區(qū)特色產(chǎn)業(yè)，也是富鄉(xiāng)富民的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，茶葉已成為這里農(nóng)民的“金葉子”。浉河區(qū)先后榮獲“中國(guó)十大特色產(chǎn)茶縣”、“中國(guó)名茶之鄉(xiāng)”、“中國(guó)十大生態(tài)產(chǎn)茶縣”等稱號(hào)［1］。

土壤是茶樹賴以生存和生長(zhǎng)的必要立地條件，其形狀特征和各種營(yíng)養(yǎng)元素的豐缺程度和供應(yīng)能力直接影響到茶樹生育和茶葉品質(zhì)［2-3］。準(zhǔn)確掌握茶園土壤營(yíng)養(yǎng)狀況是進(jìn)行土壤改良和科學(xué)施肥的前提條件。為了掌握浉河區(qū)茶園土壤養(yǎng)分狀況，提高土壤肥力水平，達(dá)到茶葉優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)目的，對(duì)浉河區(qū)海拔300～800 m的山地茶園和海拔低于300 m的淺山丘陵茶園土壤進(jìn)行多樣本取樣和測(cè)試分析，較全面了解浉河區(qū)茶園土壤養(yǎng)分狀況，明確茶園土壤養(yǎng)分限制因子，為浉河區(qū)茶園培肥管理、平衡施肥、有機(jī)肥替代、減肥增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集及處理

2015年9月，在茶園未施基肥前，以《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 166-2004）［4］為依據(jù)，對(duì)浉河區(qū)的浉河港鄉(xiāng)、董家河鄉(xiāng)、譚家河鄉(xiāng)、十三里橋鄉(xiāng)等8個(gè)產(chǎn)茶鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以集中連片66.67 hm2以上的茶園為對(duì)象，抽取茶園土壤樣品，共計(jì)110個(gè)，其中山地茶園26個(gè)，淺山丘陵茶園84個(gè)。每個(gè)土壤樣品由9個(gè)樣點(diǎn)的土壤等量混合組成，樣點(diǎn)以“S”型布置，去除表層約5 cm有機(jī)覆蓋層，用取樣器采集深度為30 cm土壤。每個(gè)土樣采用四分法取約1.0 kg帶回實(shí)驗(yàn)室。剔除石礫、植物殘?jiān)入s物，置于通風(fēng)、陰涼干燥的地方自然風(fēng)干。磨碎后，過(guò)1 mm篩，供pH值、有效磷、速效鉀、有效鈣、鎂、硫、錳、銅、鐵、鋅、硼測(cè)定。取一部分土樣約50 g，105℃烘干，磨碎過(guò)0.1 mm篩，供有機(jī)質(zhì)和全氮元素測(cè)定。

1.2 樣品測(cè)定方法

土壤pH值用水浸電位法（水土比2.5∶1）測(cè)定；有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀容量法；全氮采用凱氏定氮法；有效磷測(cè)定用 0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀測(cè)定用 1 mol/L NH4OAc 浸提-火焰光度法；有效鈣、鎂、硫、錳、銅、鐵、鋅、硼測(cè)定采用Mehlich3浸提劑（水土比10∶1）浸提，震蕩5 min，5倍稀釋液，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP）測(cè)定［5］。

1.3 茶園土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)

結(jié)合 NY/T 853-2004《茶葉產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件》［6］中茶園土壤的肥力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、NY/T 391-2013《綠色食品 產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量》［7］土壤肥力指標(biāo)、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園土壤肥力指標(biāo)［8］，將茶園土壤肥力分3級(jí)（表1）；根據(jù)第二次土壤普查分級(jí)指標(biāo)［9］將茶園中微量元素的豐缺分5級(jí)（表2）。

表1 茶園土壤肥力分級(jí)指標(biāo)

1.4 數(shù)據(jù)處理

土壤檢測(cè)數(shù)據(jù)利用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理并制作圖表；運(yùn)用SPSS 19軟件進(jìn)行氮、磷、鉀顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶園土壤pH值及有機(jī)質(zhì)

茶樹是喜酸性作物，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園土壤 pH 值的范圍 4.5 ～ 5.5［10］，pH 值低于 4.0 或高于 6.5 的茶園，對(duì)茶樹的正常生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不良影響。浉河區(qū)茶園土壤pH值調(diào)查結(jié)果見表3、圖1。其變化范圍為3.21～6.12，變異系數(shù)為9.03%～11.42%，屬弱分異型，pH值多集中在 3.5～5.0 之間，平均值低于優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園pH值范圍的下限4.5，山地茶園、丘陵茶園達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園土壤酸度指標(biāo)分別占38.46%、29.76%。pH值高于5.5僅有丘陵茶園，占5.95%，表明浉河區(qū)茶園土壤偏酸化。

圖1 茶園土壤pH值分布特征

茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量范圍為 2.01～84.32 g/kg，山地茶園平均值為22.0 g/kg，比丘陵茶園平均值14.4 g/kg高52.78%，變異系數(shù)為93.09%，表明不同茶園有機(jī)質(zhì)含量差異性很大，其中符合優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園和Ⅰ級(jí)優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)分別占30.77%、46.15%，還有15.38%茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量為Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（低于臨界值10 mg/kg），丘陵茶園土壤有機(jī)質(zhì)普遍更低，有33.33%茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量低于臨界值，說(shuō)明浉河區(qū)大部分茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量低，需要增施有機(jī)肥。

表3 茶園土壤pH值、有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分狀況及分級(jí)占比

2.2 茶園土壤氮、磷、鉀含量

如表3所示，茶園土壤全氮含量范圍在0.07～3.91 g/kg，山地茶園平均值為 1.13 g/kg，變異系數(shù)為147.71%，屬?gòu)?qiáng)變異型，表明不同山頭茶園土壤全氮含量差異性顯著，34.62%茶園符合優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園要求，符合Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)茶園標(biāo)準(zhǔn)分別占46.15%、23.08%，30.77%茶園含量低于臨界值（0.8 g/kg）。丘陵茶園土壤全氮量更低，平均值為0.86 g/kg，不到Ⅰ級(jí)茶園標(biāo)準(zhǔn)水平，僅有19.05%茶園符合優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)要求，一半茶園全氮量低于臨界值。山地茶園土壤全氮平均含量比丘陵茶園高31.4%，但對(duì)山地茶園和丘陵茶園整體含量進(jìn)行T檢驗(yàn)，差異性不顯著（P＞0.05），對(duì)符合Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園的山地茶園與丘陵茶園土壤全氮量分別進(jìn)行比較，差異性也均未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。

茶園土壤有效磷含量范圍0～142.4 mg/kg，變異系數(shù)為122.26%～158.41%，屬?gòu)?qiáng)變異型，表明茶園之間差異明顯。不論山地茶園還是丘陵茶園都有含量低于檢出限，42.31%山地茶園符合優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園和Ⅰ級(jí)茶園要求，34.62%茶園含量尚可，23.08%茶園土壤有效磷含量低于臨界值（5 mg/kg）；32.14%丘陵茶園土壤有效磷達(dá)尚可要求，51.19%屬于Ⅲ級(jí)茶園標(biāo)準(zhǔn)，僅有16.67%茶園含量到達(dá)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)要求，大多數(shù)茶園有效磷嚴(yán)重不足。山地茶園土壤有效磷平均含量為16.79 mg/kg，比丘陵茶園土壤含量（14.07 mg/kg）高19.33%，進(jìn)行T檢驗(yàn)，二者間整體有效磷含量差異性不顯著（P＞0.05）；對(duì)山地茶園與丘陵茶園Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園的土壤有效磷含量分別進(jìn)行比較，Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園土壤有效磷含量差異不顯著（P＞0.05），而Ⅲ級(jí)茶園土壤有效磷含量差異性顯著（P＜0.05），表明丘陵茶園處于Ⅲ級(jí)茶園，缺磷更為嚴(yán)重。

茶園土壤速效鉀變化范圍39.6 ～ 249.1 mg/kg，平均含量101.9～105.91 mg/kg，變異系數(shù)為51.74%～52.52%，屬中等變異型，丘陵茶園土壤有效鉀含量弱高于山地茶園，分別有53.37%、42.31%茶園符合優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園要求，分別有19.05%、23.08%茶園低于臨界值（80 mg/kg），近一半茶園土壤速效鉀含量屬于Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，土壤速效鉀含量整體處于中等偏低水平。進(jìn)行T檢驗(yàn)，表明山地茶園與丘陵茶園整體有效鉀含量差異性不顯著（P＞0.05）；對(duì)山地茶園與丘陵茶園Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園的土壤速效鉀含量分別進(jìn)行比較，也均未達(dá)到差異顯著水平（P＞0.05）。

2.3 茶園土壤中量元素有效態(tài)Ca、Mg、S含量狀況

從表4看出，茶園土壤有效態(tài)Ca整體含量水平較高，含量為 132.1～1 425.5 mg/kg，平均為 439.91～580.23 mg/kg，變異系數(shù)為49.23%～75.45%，屬中等變異型，表明土壤有效態(tài) Ca 的含量空間分布不均勻，一半茶園土壤有效Ca滿足茶樹生長(zhǎng)，將近一半茶園土壤有效Ca含量豐富，僅有7.69%山地茶園含量低于臨界值（250 mg/kg）；茶園有效態(tài)Mg充足，含量范圍58.2～2 409 mg/kg，變異系數(shù)70.81%～88.24%，屬中等變異型，說(shuō)明有效態(tài)Mg空間分布均勻，山地茶園平均值為162.14 mg/kg，比丘陵茶園平均值442.34 mg/kg低很多，無(wú)含量低于臨界值50 mg/kg的茶園，處于適中、豐富、很豐富水平分別占有26.92%、42.31%、30.77%，61.9%丘陵茶園有效Mg含量很豐富；茶園有效S含量范圍8.59～134.3 mg/kg，變異系數(shù)25.87%～70.26%，山地茶園平均值為21.96 mg/kg，88.46%茶園含量適合茶樹生長(zhǎng)需要，僅有3.85%茶園低于臨界值（16 mg/kg），丘陵茶園平均值為39.98 mg/kg，比山地茶園高出81.6%，但其茶園空間差異性較大，不僅有9.52%茶園含量低于臨界值，40.48%茶園含量處于適中水平，還有含量豐富、很豐富水平分別占21.43%、28.57%?？傮w而言，山地茶園土壤中量元素含量更能適合茶樹生長(zhǎng)發(fā)育。

表4 不同茶園土壤中量元素的含量及各等級(jí)分布頻率

2.4 茶園土壤微量元素Fe、Zn、Mn、Cu、B的含量狀況

表5表明，茶園土壤有效態(tài)Fe含量極其豐富，含量 35.1～ 750.2 mg/kg，平均189.91～ 195.23 mg/kg，遠(yuǎn)高于很豐富水平（20 mg/kg），不存在Fe供應(yīng)不足情況；有效態(tài) Zn含量豐富，變化范圍為 1.45 ～ 75.5 mg/kg，山地茶園平均值為 9.56 mg/kg，變異系數(shù)為165.02%，屬高度分異型，表明有效態(tài) Zn 的含量空間分布高度不均勻，處于適中、豐富、很豐富水平分別占34.62%、38.46%、26.92%，丘陵茶園有效Zn平均值為3.39 mg/kg，變異系數(shù)為35.5%，絕大多數(shù)茶園含量處于適中、豐富水平；有效態(tài) Mn含量范圍為7.9～238.9 mg/kg，平均值為30.99 ～ 75.36 mg/kg，變異系數(shù)為72.4%～75.05%，山地茶園含量處于適中、豐富、很豐富分別占30.77%、38.46%、30.77%，86.9%丘陵茶園有效Mn含量很豐富；有效Cu含量 0.12 ～ 43.87 mg/kg，平均為 1.5 ～ 2.4 mg/kg，變異系數(shù)為65.6%～157.26%，僅42.31%山地茶園、27.38%丘陵茶園滿足茶樹生長(zhǎng)需要，57.69%山地茶園、66.66%丘陵茶園含量低于臨界值（2.0 mg/kg），土壤Cu含量整體比較虧缺，且空間分布極不均勻；有部分茶園有效態(tài) B含量低于檢出限，檢測(cè)最大值為0.96 mg/kg，平均含量為0.21～0.34 mg/kg，變異系數(shù)為70.08%～115.61%，92.23%山地茶園和全部的丘陵茶園有效B含量低于土壤缺素臨界值（0.5 mg/kg），茶園B普遍嚴(yán)重匱缺。

3 討論與結(jié)論

不論是山地茶園還是丘陵茶園土壤pH值低于4.5占60%以上，表明浉河區(qū)茶園土壤偏酸化，山地茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量高于丘陵茶園，也有15.38%茶園低于臨界值，說(shuō)明茶園有機(jī)質(zhì)整體偏低，這與郭桂義等［11］、鄒慶鵬等［12］研究一致，而趙曉楠等［13］研究表明，浉河區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)豐富，這可能與其取樣少有關(guān)，本研究也有一部分樣本有機(jī)質(zhì)很豐富。全氮量、速效鉀整體水平供應(yīng)能力中等偏低，有效磷空間分布差異性特別大，大多數(shù)茶園缺磷異常嚴(yán)重。中量元素有效態(tài)Ca、Mg、S供應(yīng)充足。微量元素有效Fe含量極其豐富，有效Mn、Zn含量豐富，有效Cu、B嚴(yán)重貧乏。劉超良等［14］研究表明信陽(yáng)茶區(qū)全氮量中等，速效磷相對(duì)缺乏，速效鉀豐富，F(xiàn)e、Mn、Zn含量中等，而B含量缺乏。唐劍鋒等［15］研究信陽(yáng)茶園土壤有機(jī)質(zhì)處于低等水平，51.6%的土壤缺磷。說(shuō)明，茶園土壤缺磷、Cu、B不僅是浉河區(qū)茶園普遍問(wèn)題，也是全信陽(yáng)市茶園共性問(wèn)題。

表5 不同茶園土壤微量元素的含量及各等級(jí)分布頻率

茶園土壤酸化帶來(lái)茶園土壤微生物數(shù)量不斷下降、多樣性減少，土壤酶活性降低、土壤有機(jī)質(zhì)積累下降而影響茶園土壤氮磷鉀養(yǎng)分有效性及各種營(yíng)養(yǎng)元素的形態(tài)與有效性等一系列問(wèn)題［16-18］。有機(jī)質(zhì)是土壤微生物生活和茶樹多種營(yíng)養(yǎng)元素的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)改善土壤理化和生物性狀具有十分重要的作用，是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)之一［19］。針對(duì)浉河區(qū)茶園土壤偏酸化、有機(jī)質(zhì)含量整體偏低，特別是丘陵茶園含量更低現(xiàn)象，應(yīng)采取增施有機(jī)肥，或套種綠肥、合理耕作等措施來(lái)改良茶園土壤性狀，控制土壤進(jìn)一步酸化，丘陵茶園更需采取這些措施。

氮、磷、鉀是植物營(yíng)養(yǎng)的三大要素，是構(gòu)成茶樹有機(jī)質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，其在土壤中的含量不僅與茶樹生長(zhǎng)發(fā)育有極大關(guān)系，而且與茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)密切相關(guān)。中、微量營(yíng)養(yǎng)元素在茶樹體內(nèi)含量雖不是很高，確是茶樹生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)者，一旦缺乏或過(guò)量，茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)將受到限制。如Cu不僅對(duì)茶樹光合作用有至關(guān)重要作用，也能促進(jìn)氨基酸合成蛋白質(zhì)，缺Cu，成葉失綠成黃色，葉面有壞死病斑，新葉生長(zhǎng)緩慢，葉薄色淺，但施Cu過(guò)量，又會(huì)污染環(huán)境，降低茶葉品質(zhì)。韓文炎等［20］研究表明，適宜的施銅量能明顯改善茶樹整體的生理機(jī)能，茶多酚、咖啡堿和氨基酸也有不同程度增加，從而提高了茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。浉河區(qū)山地茶園土壤氮、磷、鉀及中微量元素含量比丘陵茶園更能滿足茶樹生長(zhǎng)發(fā)育要求，不可否認(rèn)其相對(duì)合理的土壤營(yíng)養(yǎng)狀況對(duì)實(shí)現(xiàn)山地茶葉品質(zhì)更優(yōu)有一定貢獻(xiàn)率。

只有各個(gè)營(yíng)養(yǎng)元素在適宜的范圍內(nèi)，相互協(xié)調(diào)的狀態(tài)下，茶樹才能健康旺盛生長(zhǎng)，根據(jù)最少養(yǎng)分律，茶樹的正常生長(zhǎng)和生理代謝受到土壤中最缺乏的那一種營(yíng)養(yǎng)元素的限制。茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低，有效P、有效Cu、B虧缺，部分茶園全氮量、有效鉀較低已成為影響浉河區(qū)茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的障礙因子。應(yīng)根據(jù)茶樹營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)、需肥規(guī)律、土壤供肥性能與肥料特性，運(yùn)用科學(xué)施肥技術(shù)，以最大限度地發(fā)揮施肥效應(yīng)，滿足茶樹發(fā)育需要，提高鮮葉內(nèi)在品質(zhì)，改良土壤，提升土壤肥力。為此，浉河區(qū)茶園特別是丘陵茶園應(yīng)在施足有機(jī)肥的基礎(chǔ)上，加大增施磷肥，同時(shí)注意補(bǔ)充Cu 和B肥，部分茶園也需要增施氮、鉀肥用量。