王红娟，龚自明，陈 勋，王 郁
（湖北省农业科学院果树茶叶研究所，武汉 ４３００６４）
摘要：采用网格法采集了土壤样品，室内测试分析其ｐＨ、有机质（ＯＭ）、有效氮（ＮＯ３－－Ｎ和ＮＨ４＋－Ｎ）、有效磷（Ｐ）、速效钾（Ｋ）、钙（Ｃａ）、镁（Ｍｇ）、硫（Ｓ）以及微量元素的含量，并作出茶园土壤养分分布图。结果表明，茶园土壤ｐＨ低于４的约占１／３，酸化状况严重。土壤速效Ｎ、Ｐ、Ｋ和Ｍｇ缺乏的比例均在６０％以上，有效Mg缺乏最严重，达到７５％；其次是有效Ｚｎ和Ｂ，缺乏的比例超过了１/３；速效Ｃａ、Ｓ、Ｆｅ、Ｃｕ和Ｍｎ的含量丰富。土壤ＮＨ４＋－Ｎ含量自南向北，自东向西呈减少的趋势。活性酸、ＮＯ３－－Ｎ、有效Ｐ和速效Ｋ的分布基本一致，由东向西逐渐减少。茶园土壤有效Ｃａ含量分布规律是自北向南逐渐减少，自中部向两端逐渐增加。茶园土壤有效Ｍｇ的含量缺乏面积较大，含量适中的区域零星分布在北部。土壤有效Ｓ从西到东含量减少。有效Ｆｅ中部高南北低。土壤有效Ｃｕ含量丰富，分布规律是南高北低。大部分区域土壤有效Zｎ含量丰富，中北部含量稍低于其他区域。土壤有效Mｎ的分布比较复杂，低于临界值的区域分布在西部和中北部。
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关键词 ：茶园；ＧＰＳ；ＧＩＳ；土壤养分；空间分布
中图分类号：Ｓ１５５．４＋５；Ｓ５７１．１ 文献标识码：A 文章编号：0439－８114（２０15）16－3875-05
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.011
收稿日期：２０１５－０２－２６
基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１１ＢＡＤ０１Ｂ０２－３）
作者简介：王红娟（１９７５－），女，山东菏泽人，副研究员，博士，主要从事土壤养分管理和植物营养方面的研究，（电话）１３８７８９７１６９６（电子信箱）ｗｈｊｕａｎ２７４９３３＠１６３．ｃｏｍ。
湖北省是中国产茶大省和名优绿茶生产大省，绿茶、有机茶在国际市场上具有明显的竞争优势，茶叶已成为湖北省经济作物中的骨干品种和丘陵山区的支柱产业。目前湖北省茶叶生产中存在的一个重要问题是单产低，土壤肥力状况可能是其主要影响因素之一。本研究在网格取样和测试分析的基础上，拟较全面了解茶园土壤肥力和分布状况，明确茶园土壤养分限制因子，提出茶园培肥的主要模式，为湖北省茶园土壤平衡施肥、提高茶叶产量和品质提供重要的理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 样品采集
采用１５ ｍ×１５ ｍ的网格采集湖北省武汉市江夏区金水闸湖北省农业科学院果树茶叶研究所茶园土壤样品，不锈钢土钻取样，取样深度为４０ ｃｍ，共取土壤样品２１２个，同时对每个采样点进行ＧＰＳ定位（图１）。土壤样品采集以后置于通风、阴凉干燥的地方自然风干，磨碎过筛。
１．２ 样品测定
速效养分包括碱溶有机质（ＯＭ）、铵态氮（ＮＨ４＋－Ｎ）和速效Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｂ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ。速效养分采用土壤养分系统研究法（ＡＳＩ法）测定［１］。水土比２．５∶１，ｐＨ计测定ｐＨ；Ｐ、Ｋ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ的联合浸提采用ＡＳＩ（０．２５ ｍｏｌ/Ｌ ＮａＨＣＯ３－０．０１ｍｏｌ/Ｌ ＥＤＴＡ－０．０１ｍｏｌ/Ｌ ＮＨ４Ｆ）作为浸提剂，Ｐ用钼锑抗比色法测定，Ｋ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ采用原子吸收分光光度计测定。ＮＨ４＋－Ｎ、Ｃａ、Ｍｇ的联合浸提采用１ ｍｏｌ/Ｌ ＫＣl作为浸提剂，ＮＨ４＋－Ｎ用靛酚蓝比色测定，Ｃａ、Ｍｇ用原子吸收分光光度计测定。Ｓ、Ｂ采用０．０８ ｍｏｌ/Ｌ的ＣａＣＯ３作为浸提剂，Ｓ用ＢａＳＯ４比浊法测定，Ｂ用姜黄素比色法测定。有机质用０．２ ｍｏｌ/Ｌ ＮａＯＨ－０．０１ ｍｏｌ/Ｌ ＥＤＴＡ－２％甲醇溶液提取，比色法测定。
１．３ 土壤养分分级
根据优质高效高产茶园土壤ｐＨ诊断指标和ＡＳＩ法土壤养分评价标准，对该茶园土壤酸碱度和养分状况进行分级评价（表１和表２）。
２ 结果与分析
２．１ 茶园土壤养分变异
土壤有效养分与作物的关系最为直接，了解土壤有效养分的状况，对土壤养分的评价和管理最为重要。在同一块茶园中共采集２１２个茶园土壤样品，对其速效养分测试分析的结果表明（表３），土壤有效Ｃａ、Ｆｅ和Ｍｇ测试数据的离散程度较高，可能是由于其在土壤中移动性小的原因。土壤ｐＨ、碱溶有机质、有效Ｃｕ和Ｚｎ变异系数较小，土壤硝态氮（ＮＯ３－－Ｎ）、有效Ｐ、Ｂ数据的变异系数较大，远大于其他元素。各项测定指标的变异系数大小顺序为Ｐ＞ＮＯ３－－Ｎ＞Ｂ＞Ｍｇ＞Ｃａ＞Ｍｎ＞ＮＨ４＋－Ｎ＞Ｆｅ＞Ｋ＞Ｓ＞Ｚｎ＞Ｃｕ＞ＯＭ＞ｐＨ。由于土壤中Ｐ、Ｆｅ、Ｃａ和Ｍｇ的移动性较低，导致其变异增大。土壤Ｎ因受施肥的影响，其变异性较大。土壤有效Ｋ的移动性强，其变异系数较小。由此也可以看出该茶园施肥偏重Ｎ、Ｐ肥，忽略了微量元素和Ｋ肥施用。
２．２ 茶园土壤养分状况
２．２．１ 茶园土壤ｐＨ状况 分析土壤样品可知，试验茶园土壤ｐＨ状况不佳。在所测定的土壤样品中， ｐＨ最小为３．０３，最大为８．０７，平均值仅为４．５９。土壤ｐＨ在４．０～５．５范围的仅占５５．２％，而ｐＨ低于４.0和高于６．５的土壤都会对茶树的正常生长发育产生不利的影响，尤其是茶园土壤ｐＨ低于４.0的约占１／３，土壤酸化状况严重（图２）。
２．２．２ 茶园土壤养分状况 Ｎ、Ｐ、Ｋ是植物生长过程中需求最多的必需营养元素，由表４可知，该茶园土壤养分状况较差，速效Ｎ、Ｐ、Ｋ和Ｍｇ缺乏的比例均在６０.0％以上，尤其是速效Ｍｇ的含量更低，缺乏的比例为７５.0％。其次是有效Ｚｎ和Ｂ，缺乏的比例超过了１/３。土壤速效Ｃａ、Ｓ、Ｆｅ、Ｃｕ和Ｍｎ的含量丰富。
２．３ 茶园土壤肥力分布状况
２．３．１ 茶园土壤酸碱度分布情况 由图３可知，该茶园土壤ｐＨ大部分区域在４～５．５之间，其分布呈现从北向南先逐渐减少后又增加的趋势，北部小区域内土壤ｐＨ高于６．５，经调查研究，那个区域为茶园的边缘地带，没有茶树生长；中东部土壤ｐＨ低于４，土壤酸化比较严重。茶园土壤活性酸的分布与ｐＨ的分布图相反（图4），进一步说明茶园土壤酸化严重的地区主要分布在中东部。
２．３．２ 茶园土壤酸溶性有机质分布状况 茶园有机质含量均在１.00％～２.00％，仅中东部个别区域酸溶性有机质超过２％（图５）。
２．３．３ 茶园土壤养分状况 茶园土壤ＮＨ４＋－Ｎ含量自南向北、自东向西呈减少的趋势，其中低于临界值的区域大部分在北部地区（图６）。ＮＯ３－－Ｎ、有效Ｐ和速效Ｋ的分布趋势和活性酸的基本一致，由东向西逐渐减少（图７至图９）。东部区域茶树树龄较长，人类施肥活动对这个区域的影响程度大于西部和南部，土壤Ｎ、Ｐ和Ｋ的含量适中，北部、西部和南部的区域土壤Ｎ、Ｐ和Ｋ含量缺乏。茶园土壤有效Ｃａ含量分布规律是自北向南逐渐减少，自中部向两端逐渐增加，钙含量低于临界值的区域主要分布在中部地区（图１０）。茶园土壤有效Ｍｇ的含量缺乏面积较大，土壤有效Ｍｇ含量适中的区域零星分布在北部（图１１）。整个茶园土壤有效Ｓ含量丰富，其分布趋势从西到东含量减少（图１２）。有效Ｆｅ含量丰富，分布规律是中部高南北低（图１３）。土壤有效Ｃｕ含量丰富，分布规律是南高北低（图１４）。大部分区域土壤有效Zｎ含量丰富，在茶园的中北部有效Zｎ含量稍低于其他地方（图１５）。土壤有效Mｎ的分布比较复杂，低于临界值的区域分布在西部和中北部，其余区域含量适中（图１６）。
３ 小结与讨论
土壤酸化不仅使茶园土壤理化性质恶化，降低土壤的通透性，影响土壤养分的有效性，而且破坏土壤微生物区系，影响有机质的矿化和氮的固定［２］。韩文炎等［３］研究发现土壤酸化导致微生物数量减少，活性降低，土壤Ｋ、Ｍｇ流失严重，Ｋ、Ｍｇ库贫乏。更为严重的是土壤酸化还会影响茶叶的质量安全。氨基酸和茶多酚的含量与土壤酸度呈显著负相关。谢忠雷等［４］研究发现茶叶Ｍｎ含量和土壤有效Ｍｎ含量及土壤ｐＨ值均呈显著负相关关系。宗良纲等［５］通过模拟试验研究表明当土壤ｐＨ小于４时，土壤水溶性Ｆ含量随着ｐＨ值的下降迅速增加，差异达到极显著水平。引起土壤酸化除茶树本身的生理和其他环境因素外，施肥不合理也是一个重要的原因。根据该茶园土壤样点测试结果的养分状况、分布变异情况，可知其生产中主要的障碍因子是土壤养分分布不均匀、土壤酸化、营养失衡、养分状况较差、有机质含量低。提出针对茶园不同区域的３种培肥模式：①茶园北部土壤ｐＨ高，有机质、Ｎ、Ｐ、Ｋ缺乏严重。因此其培肥模式为施用绿矾等改良土壤，降低土壤ｐＨ，增加有机肥，全面增加Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｍｇ肥的投入量；②中部区域增施有机肥，根据土壤养分分布图在中西部适当增加Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｍｇ和Ｚｎ肥的投入量；③茶园南部增施有机肥，增加Ｎ、Ｐ、Ｋ等肥料的投入量。
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参考文献：
［１］ 金继运，白由路，杨俐苹．高效土壤养分测试技术与设备［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２００６．
［２］ 廖万有．我国茶园土壤的酸化及其防治［Ｊ］．农业环境保护，１９９８， １７（４）：１７８－１８０．
［３］ 韩文炎，阮建云，林 智，等．茶园土壤主要营养障碍因子及系列茶树专用肥的研制［Ｊ］．茶叶科学，２００２，２２（１）：７０－７４．
［４］ 谢忠雷，董德明，李忠华，等．茶园土壤ｐＨ值对茶叶从土壤中吸收锰的影响［Ｊ］．地理科学，２００１，２１（３）：２７８－２８１．
［５］ 宗良纲，陆丽君，罗 敏，等．茶园土壤酸化对氟的影响及茶叶氟安全限量的探讨［Ｊ］．安全与环境学报，２００６，６（１）：１００－１０３.