都勻毛尖茶園土壤酸化現狀分析

陽霜

[摘要] 都勻毛尖茶產業是黔南州助推脫貧攻堅的主導農業產業之一，該產業的可持續發展對農民增產、穩定脫貧將發揮重要的作用。都勻毛尖茶主產區土壤酸化的趨勢對都勻毛尖茶的產量和品質產生了較大的負面影響。綜合分析都勻毛尖茶產區的酸化現狀，從導致土壤酸化的物質循環入手，探尋都勻毛尖茶園土壤酸化問題的研究方向。

[關鍵詞]都勻毛尖;茶園;長期施肥;土壤酸化;物質循環

[中圖分類號]S571[文獻標識碼]A

茶樹（Camellia sinensis （L.） O.kuntze）是一種多年生、木本、常綠植物，屬山茶科山茶屬茶種。中國是茶樹的原產地，是世界上最早發現、栽培茶樹和利用茶葉最早的國家。我國茶區遼闊，東自東經122°的臺灣阿里山，西至東經94°的西藏米林，南自北緯18°附近的海南島的榆林，北至北緯39°的河北太行山南麓。貴州省屬于西南茶區，該區是我國最古老的茶區，是茶樹原產地的中心區域。西南茶區屬于亞熱帶季風氣候，水熱條件優越，全年降水量1000mm以上，霧日多，有利于茶樹生長。

茶葉是黔南州“十三五”期間大力發展的特色農產品和脫貧攻堅重要支撐產業，是當地農民主要的經濟增長點和主要的經濟來源。2018年，全州茶園面積發展到10.79萬hm?，投產茶園7.73萬hm?，實現茶葉總產量4.06萬t、總產值63.84億元，5.14萬貧困群眾依托茶產業實現脫貧，38.83萬茶葉從業人員增收致富，全州茶農人均純收入5112元。都勻毛尖茶是中國十大名茶之一，主產于貴州省都勻市和貴定縣，這里土壤偏酸性，含有大量活性鋁，適宜茶樹生長。研究表明：優質高產茶園，要求土壤有機質含量在2.0%以上，土壤pH在4.5～5.5之間。雖然全州茶園面積增加迅速，但隨著茶產業集約化程度不斷提升，施肥量逐步提高，同時，長期施肥不合理，茶園管理水平不高，重基肥、輕追肥，重化肥、輕有機肥，重氮肥、輕鉀肥等，導致茶園土壤酸化趨勢明顯，影響茶葉品質和茶產業可持續發展的問題比較突出。

1 集約化農田土壤酸化情況

集約化農業的快速發展維護了人類的糧食安全、提升了農業產品品質，但也帶來了諸多環境問題，土壤酸化就是其中重要的負面影響之一。在自然條件下，土壤酸化是一個長時間、區域性的土壤演變過程，工業化后，化肥施用、采摘強度提高等人類活動，大大加速了這一土壤退化過程。土壤酸化是由外源輸入氫離子（H+）引起的土壤酸中和能力（ANC）下降的過程，氫離子輸入主要包括自然土壤酸化過程和人為土壤酸化過程兩個源。從上世紀70年代起，由于土壤酸化影響森林、草原和農田生態系統的穩定性，逐步受到研究人員的關注。過去幾十年，中國農田土壤顯著酸化，平均pH值下降了0.50個單位。究其原因，主要是中國農業生產中氮（N）肥的過量施用?！皣彝寥婪柿εc肥料效益監測站網”長期定位試驗的結果表明：長期施肥導致的土壤酸化顯著降低了作物產量，尤其是弱酸性土壤。

2 茶園土壤酸化情況研究現狀

早在20世紀70～80年代 ，關于世界各地茶園土壤酸化問題的相關報道就已有許多。世界主要產茶國茶園土壤的 pH 值在20世紀60年代時集中在5.0～6.0，但到了70～80年代，茶園土壤不斷酸化，pH值都降到了4.0～5.0左右，有的甚至更低。到了20世紀90年代，茶園土壤的酸化速度更加驚人。馬立鋒等也報道了蘇、浙、皖 3省茶園最適宜茶樹生長的土壤由1990～1991年的59.4%下降到了1998年的20.3%。這不僅僅是蘇、浙、皖茶區存在的問題，其他相關報道都表明，當前我國不同類型茶園土壤已明顯地向越來越酸的方向發展。而茶園土壤的酸化無疑對茶樹的生長和茶葉的品質安全產生了嚴重的影響。

許多研究者都指出，隨著茶樹種植年限的增加，土壤pH明顯降低。廖萬有系統總結了貴州、浙江、湖南、安徽等茶葉主產區茶園土壤隨著種植年限的增加，土壤pH均呈現出顯著降低的趨勢。2008年，湖南省茶葉研究所對近20余年來茶園土壤養分的變化情況進行了調查，發現茶園表層土壤酸化，絕大多數茶園土壤pH小于4.5，pH值高于5.0的茶園基本沒有，pH<4.0的占比由1985年的36.9%增加到了43.2%。江蘇省的茶園也有類似的報道，張倩等對江蘇省21個典型茶場土壤進行了監測分析，發現2003-2005 年茶場土壤 pH<4.0 的比例占12.5%，而到了 2008～2010 年，其比例升高到42.8%。

貴州多數地方適合種植茶樹，主要分布在都勻、貴定、湄潭、鳳岡、花溪等地區。研究表明，2008、2009 年貴州省普通茶園土壤平均pH值為4.60。2010年全省新發展茶園的抽查結果顯示：茶園土壤pH平均值為 5.36，pH值4.5～5.5的茶園占62.8%。興義有機茶園的土壤 pH 值為5.31[27]。湄潭、鳳岡、都勻、西秀、正安5個重點茶區土壤普遍酸化，都勻和西秀茶園土壤 pH 值極顯著低于湄潭和鳳岡，主要集中在3.00～4.00，土壤嚴重酸化;湄潭和鳳岡茶園土壤 pH 值極顯著低于正安，主要集中在 4.00～4.50，土壤酸化;正安茶園土壤 pH 值主要集中在4.00～5.00，土壤有酸化趨勢。

3 定量分析土壤酸化研究現狀

土壤酸化會影響土壤各個生態系統的服務功能，如降低養分有效性、減少茶葉產量、增加重金屬活性、降低茶葉品質等。黔南州的土壤酸化進而影響都勻毛尖茶品牌發展，對黔茶出山、助力脫貧攻堅和鄉村振興產生負面效應。過去我們的研究主要集中在施肥對毛尖茶品質的影響上，而以定量化物質循環為手段，對長期施肥導致土壤酸化進而影響茶葉品質等方面的研究還比較少。物質循環過程的分析研究能夠揭示集約化條件下的土壤酸化過程，為緩解茶園土壤酸化、提高茶葉品質提供理論依據。

土壤酸化最直觀的指標是土壤pH的降低，實質是土壤酸中和能力（ANC）下降，土壤pH的下降速率是土壤--植物物質循環過程產生的氫離子（H+）和土壤自身的緩沖能力這兩個因素共同作用的結果。H+輸入主要包括自然土壤酸化過程和人為土壤酸化過程兩個源。在農田生態系統中，人為干預為最主要的因素，包括碳（C）、氮（N）、硫（S）、鹽基離子（BC）、磷（P）、致酸陽離子（如Al3+）等在土壤中的不閉合循環轉化導致了外源H+的輸入。因此，研究者主要通過長時間監測一定界面內的植物--土壤系統的主要物質循環過程，定量化分析自然生態系統的土壤酸化。但土壤酸化是一個長時間尺度的過程，通常需要十幾年，甚至幾十年的時間才能監測到明顯變化，因此，不少研究者通過物質守恒計算出各種與土壤酸化有關的離子輸入輸出，利用土壤屬性和氣象數據得出某一土層的水平衡和相關離子在土壤溶液中的濃度，并結合已知的有機生物化學和土壤物化過程等，計算出H+的產生量和土壤酸化速率，來模擬土壤酸化趨勢。利用模擬的方法，定量化農田土壤酸化過程，并預測未來土壤酸化趨勢，已成為這一領域的重要研究手段。Zeng et al.利用“國家土壤肥力與肥效長期監測網”中三個長期定位試驗站觀測數據對土壤酸化模型（VSD+）進行校驗，定量化分析了其中一個實驗站四個處理的年均產酸量，認為施用化學氮肥對土壤酸化的貢獻率超過80%。在此基礎上，對未來土壤酸化趨勢和改良措施也進行了定量化分析，發現高效的土壤酸化防治措施可以通過優化氮管理，以及通過施用有機肥和秸稈還田來實現。

4 茶園土壤酸化緩解措施

有研究表明，酸性土壤的農作物產量的主要限制因素是鋁毒害，隨著土壤pH的降低，土壤溶液鋁離子濃度顯著增加，導致根系損傷，土壤生物多樣性降低，茶葉產量減少，茶葉品質降低等。因而，適當提高茶園土壤pH能夠明顯增加茶葉產量、提高茶葉品質。

4.1 合理施用氮肥

應根據土壤肥力、茶園樹勢、氣候特點、生產季節等實際情況，合理施用氮肥，同時配比一定比例的有機肥。合理施用氮肥不僅能夠提高土壤有機質含量，中和土壤酸性，降低土壤酸化速率，還可以改善茶葉品質，提高產量。

4.2 增施磷鉀肥

在施用有機肥的基礎上，合理配比氮、磷、鉀的用量，特別是針對都勻毛尖茶產區低磷、低鉀的土壤，增加磷肥和鉀肥能夠改善土壤酸化現狀，提升茶葉品質。

4.3 施用改良劑

生物炭能夠增加土壤碳儲量，提高土壤 pH 值和養分有效性。張寶林通過施用生物炭和石灰石將土壤pH提高到5.5左右，改善了土壤的養分指標，茶葉的葉綠素、酶活性含量有明顯提高，重金屬含量顯著降低。楊旎等通過施用鈣鎂磷肥等改良劑，提高了茶葉中硒的含量1.24μg/g。

[參考文獻]

[1] 駱耀平.茶樹栽培學（5版）[M].北京：中國農業出版社，2015：1-93.

[2] 楊艷，宋麗莎，孫成斌，等.都勻毛尖茶及其土壤鉛和鎘的含量變化與相關性[J].貴州農業科學，2014，42（8）：164-167.

[3] 韓文炎，阮建云，林智，等.茶園土壤主要營養障礙因子及系列茶樹專用肥的研制[J].茶葉科學，2002，22（1）：70-74.

[4] Ma L，Wang FH，Zhang WF，et al.Environmental assessment of management options for nutrient flows in the food chain in China[J].Environmental Science & Technology，2013，47（13）：7260-7268.

[5] Zhang FS，Chen XP，Vitousek PM. Chinese agriculture： An experiment for the world[J].Nature，2013（497）：33-35.

[6] Guo JH，Liu XJ，Zhang Y，et al. Significant acidification in major Chinese croplands[J].Science，2010（327）：1008-1010.

[7] Cai ZJ，Wang BR，Xu MG，et al. Intensified soil acidification from chemical N fertilization and prevention by manure in an 18-year field experiment in the red soil of southern China[J].Journal of Soils and Sediments，2015，15（2）：260-270.

[8] Zeng MF，De Vries W，Bonten LTC，et al.Model-based analysis of the long-term effects of fertilization management on cropland soil acidification[J].Environmental Science & Technology，2017，51（7）：3843-3851.

[9] De Vries W，Breeuwsma A，The relation between soil acidification and element cycling[J].Water， Air，and Soil Pollution，1987，35（3）：293-310.

[10] Williams C.Soil acidification under clover pasture[J].Animal Production Science，1980（20）：561-567.

[11] Zhu QC，De Vries W，Liu XJ，et al.The contribution of atmospheric deposition and forest harvesting to forest soil acidification in China since 1980[J].Atmospheric Environment，2016（146）：215-222.

[12] Zhao BQ，Li XY，Li XP，et al.Long-term fertilizer experiment network in China：crop yields and soil nutrient trends[J].Agronomy Journal，2010，102（1）：216-230.

[13] 吳洵.茶園土壤酸化及防治[J].茶葉通訊，1990 （4）：21-23.

[14] 馬立鋒，石元值，阮建云.蘇、浙、皖茶區茶園土壤 pH 狀況及近十年來的變化[J].土壤通報，2000，31（5）： 205-207.

[15] 張小琴，陳娟，高秀兵，等.貴州重點茶區茶園土壤 pH值和主要養分分析[J].西南農業學報，2015，28（1）： 286-291.

[16] 張永利，孫力.茶園土壤酸化及其改良措施[J].茶業通報，2011，33（4）： 158- 161.

[17] 楊向德，石元值，伊曉云，等.茶園土壤酸化研究現狀和展望[J].茶葉學報，2015，56（4）： 189-197.

[18] 銀霞，周凌云，黃靜，等.施肥對茶園土壤肥力及茶葉品質影響研究進展[J].茶葉通訊，2017，44（4）： 8-12.

[19] 顏明娟，林誠，陳子聰，等.海拔高度和植茶年限對茶園土壤肥力和酸度的影響[J].茶業學報，2019，60（1）： 27-31.

[20] 廖萬有.我國茶園土壤的酸化及其防治[J].農業環境保護，1998，17（4）：l78-180.

[21] 傅海平，張亞蓮，常碩其，等.湖南省茶葉研究所茶園土壤養分現狀及20余年變化研究[C].茶葉科技創新與產業發展學術研討會論文集[M].浙江： 中國茶葉學會，2009： 165-173.

[22] 張倩，宗良綱，曹 丹，等.江蘇省典型茶園土壤酸化趨勢及其制約因素研究[J].土壤，2011，43（5）： 751-757.

[23] 吳克華，趙衛權，廖鳳林，等.貴州省茶園生態適宜性研究[J].中國農業資源與區劃，2014，35（2）： 108-116.

[24] 莫雪，胡伊然，劉慧龍，等.貴州山地茶園土壤過酸化潛在風險及防控措施[J].耕作與栽培，2016（4）： 56-59.

[25] 趙華富，周國蘭，劉曉霞，等.貴州茶區土壤養分狀況綜合評價[J].中國土壤與肥料，2012（3） ： 30-34.

[26] 周國蘭，趙華富，孫繼海，等.貴州新發展茶園土壤的酸堿度探析[J].農技服務，2010，27（3）： 315-357.

[27] 尹杰，牛素貞，劉進平，等.貴州有機茶園土壤肥力的調查[J].西南農業學報，2013，26（1） ： 226-229.

[28] De Vries W，Posch M，K?m?ri J.Simulation of the long-term soil response to acid deposition in various buffer ranges[J].Water，Air，and Soil Pollution，1989，48（3）： 349-390.

[29] Posch M，Reinds GJ.A very simple dynamic soil acidification model for scenario analyses and target load calculations[J].Environmental Modelling & Software，2009，24（3）： 329-340.

[30] Marschner P.2011. Marschners mineral nutrition of higher plants[M].third edition，London： Academic press， pp 353.

[31] 李竹娟.蒙頂山茶園土壤基本化學特性及氮素礦化特征研究[D].成都： 四川農業大學，2008.

[32] 王海斌，陳曉婷，丁力，等.福建省安溪縣茶園土壤酸化對茶樹產量及品質的影響[J].應用于環境生物學報，2018，24（6）： 1398-1403.

[33] 顏明娟，林瓊，吳一群，等.不同施氮措施對茶葉品質及茶園土壤環境的影響[J].生態環境學報，2014，23（3）： 452-456.

[34] 潘住財.施用硼鎂肥對紅壤茶園茶葉產量、品質及土壤肥力的影響[J].福建農業學報，2015，30（9）： 877-883.

[35] 孫贇，Muhammad Shaaban，何志龍，等.生物質炭對茶園土壤改良及茶葉品質的影響[J].中國土壤與肥料，2017（6）： 9-14.

[36] 張寶林.廬山云霧茶茶園土壤酸度和肥力改良措施研究[D].南昌： 南昌航空大學，2017.

[37] 楊旎.不同改良劑施用方式對強酸性高硒茶園土壤硒有效性的影響[D].南京： 南京農業大學，2014.