宜昌市茶园土壤养分状况调查与评价

张春蓓，黄延政，邬运辉，钟世泉，吴述勇，王春光，伊晓云

1.夷陵区农业技术推广中心，443100；2.五峰土家族自治县茶叶局，443400；3.宜都市特产技术推广中心，443300；4.秭归县特产技术推广中心，443600；5.兴山县特产局，443700；6.中国农业科学院茶叶研究所，310008

茶叶产业是宜昌市农业支柱产业之一，是农业部规划的“长江上中游特色和出口绿茶重点区域”中的“鄂西武陵山和宜昌三峡名优绿茶区”，现有茶园面积6 万多hm2。土壤是茶树生长的基础，为积极响应农业部提出的化肥使用量“零增长”目标，通过在全市茶叶主产区采集土壤样品，综合评价本区域内茶园土壤养分水平，从而为茶园土壤改良、水肥管理提供科学依据。

一、材料与方法

1.土样分布

十二五期间，分别在宜昌市茶叶主产区域按照每县（市、区）茶园面积和体现代表性的原则共采集土壤样品213 个，涉及夷陵、五峰、宜都、秭归、兴山5个县（市、区）的29个乡镇150个村。

2.取样方法

根据各县（市、区）茶园的分布情况，以乡镇为单位划分取样数量，采用网格取样的方法确定大致的取样地点，选择距该点最近的集中成片茶园（面积≥3.33 hm2）取土壤样品。每个土壤样品由8～10 个样点的土壤组成混合样，样点以“S”型布置，每个样点按照行间位置取3 个土样：行中间位置、偏中位置和靠茶行位置，取样分两次：0～20 cm 深度和20～40 cm 深度，各样点、不同深度所取土壤混合。取样时间为当年茶季结束后、基肥施用之前的9月1日—10月30日。

3.样品处理

土壤样品采集后，剔除植物根系、石块等杂质，风干，过1 mm 筛。风干后的样品质量约为500 g，另取约50 g 土壤样品105℃烘干，用研钵磨碎，过0.1 mm筛，置于单独小包内，供有机质和元素全量测定。

4.检测分析

所有土壤样品均寄送至中国农业科学院茶叶研究所进行集中检测分析。土壤pH 用pH 计测定，20 目土样，水土比1∶1，同时用电导率仪测定电导；有机C（TC）和全氮（TN）含量用元素分析仪测定（100 目土样，VarioMAX CN，Elementar），有机质（OM）含量依据TC 含量换算（OM=C×1.724）；有效磷、交换性钾和交换性镁等有效态养分用M3 浸提剂，20 目土样，水土比10∶1，震荡5 min，5倍稀释液，电感耦合等离子体（ICP）测定。

5.分级标准

根据中国农业科学院茶叶研究所提供的茶园土壤pH和肥力诊断指标，同时参考《茶叶产地环境技术条件》（NY/T 853—2004）中的茶园土壤肥力分级标准[1]，茶园土壤pH 值分级标准和肥力分级指标分别见表1和表2。

表1 茶园土壤pH值分级标准

表2 茶园土壤肥力分级指标

二、结果与分析

1.茶园土壤pH

213个土壤样品的pH值范围为3.10～6.04，平均为4.39，变异系数为11.9%，说明整体变异性较大，为中等变异[2]。77.5%的土壤样品pH 值介于4.0～6.5，说明宜昌市茶叶主产区有七成以上茶园土壤pH较为适宜茶树生长（图1）。通常认为，高产优质高效茶园土壤pH 值的范围为5.0～5.5，然而本研究的结果表明，宜昌市茶区土壤符合此条件的茶园仅为9.9%。土壤pH值低于4.0或高于6.5时茶树生长不良，本研究中土壤pH 值4.0 以下的茶园占22.5%，没有土壤pH值高于6.5的茶园，说明宜昌市不适宜茶树生长的土壤主要为酸化土壤。

图1 宜昌市茶园土壤pH分布图

2.茶园土壤有机质

宜昌市茶园土壤有机质整体状况较为良好，为中等偏上水平。213 个土壤样品有机质含量介于0.25%～6.96%，平均含量为2.03%，变异系数为47.58%，为中等变异[2]，说明不同茶园土壤有机质含量差异较大。46.01%的茶园土壤有机质含量较为丰富，达到I级优良水平，符合高产优质高效茶园的标准；42.72%的茶园土壤有机质含量适中，达到II级中等水平，能满足茶树生长发育的基本要求；另外，11.27%的茶园土壤有机质含量较为匮乏（表3）。

3.茶园土壤养分

宜昌市茶园土壤肥力分级情况见表3。检测分析结果表明，宜昌市茶园土壤全氮供应较为良好，介于0.01%～3.34%，平均为0.51%，变异系数为122.79%，为强变异性，说明不同茶园土壤全氮含量差异非常大。53.99%的茶园土壤全氮供应较为丰富，达到I级优良水平，27.23%达到II级中等水平，18.78%的茶园土壤全氮供应较为匮乏。土壤有效磷供应总体偏低，介于0～159.77 mg/kg，平均值为22.04 mg/kg，变异系数为118.20%，为强变异性，说明不同茶园土壤有效磷供应差异非常大。53.99%的茶园土壤有效磷供应缺乏，低于临界值15 mg/kg；9.86%供应适中，达到II 级中等水平；36.15%的茶园土壤有效磷含量＞20 mg/kg，符合高产优质高效茶园土壤要求。在所有营养元素中，速效钾的供应量最为缺乏，含 量 介 于 0～273.20 mg/kg，平 均 值 为60.11 mg/kg，变异系数为71.78%，为中等偏上变异，说明不同茶园土壤速效钾含量差异较大。73.71%的茶园土壤速效钾供应量较为匮乏，低于临界值80 mg/kg；20.66%供应适中，达到II 级中等水平；仅有5.63%的茶园土壤速效钾含量＞150 mg/kg，符合高产优质高效茶园土壤的要求。

茶园土壤有效镁含量较为充足，有75.12%的茶园土壤有效镁含量＞60 mg/kg，达到I 级优良水平；土壤有效硫供应较为良好，36.62%的茶园有效硫含量＞30 mg/kg，达到I级优良水平；44.60%符合II级中等水平。土壤有效钙供应较为良好，67.83%符合II级中等水平；20.98%有效钙含量＞1 000 mg/kg，达到I 级优良水平。土壤有效硼供应良好，仅有2.80%的茶园土壤有效硼含量匮乏，低于临界值0.5 mg/kg。土壤有效铁含量十分良好，100%的茶园土壤有效铁含量高于10 mg/kg，符合高产优质高效茶园土壤标准。土壤有效锰、有效锌、有效铜均供应良好，分别仅有8.92%、0.47%、3.76%的茶园低于临界值，供应不足。土壤中微量营养元素有效镁、有效硫、有效钙、有效硼、有效铁、有效锰、有效锌、有效铜的变异系数分别为79.10%、79.53%、54.82%、45.19%、70.17%、95.83%、53.02%、69.31%，变异系数大小排序为：有效锰＞有效硫＞有效镁＞有效铁＞有效铜＞有效钙＞有效锌＞有效硼[2]。

三、小结与讨论

茶树是喜酸怕碱的植物，但并非土壤酸性越强就越适宜茶树生长，适宜茶树生长的土壤pH为4.0～6.5，其中pH 5.0～5.5 最为适宜，土壤酸化会限制茶树的生长，同时破坏土壤结构、影响营养元素的吸收、易产生风险元素的毒害作用、影响微生物的活性等。目前茶园土壤酸化日趋严重，已成为世界性的问题，宜昌市有近1/4 茶园土壤酸化，茶园施肥方式不合理，重化肥、轻有机肥，重追肥、轻基肥现象比较普遍，尤其是生理酸性肥料的施用，是造成土壤酸化的重要原因之一。建议可通过施用化学改良剂，如白云石粉、生理碱性肥料、有机物料等改善茶园土壤的酸度[3]。

表3 宜昌市茶园土壤肥力分级

土壤是茶树生长的基础，有机质是土壤微生物生活和茶树多种营养元素的物质基础，对土壤养分状况有很大的影响，根据孙继海等[5]的研究结果，随着有机质含量的升高，茶园土壤容重变小，孔隙度增大，固、液、气三相比例更加协调。同时，土壤有机质含量与茶叶产量、品质呈正相关关系[4-5]。宜昌市尚有54%的茶园土壤有机质未达到高产优质高效的标准，建议可通过合理密植、适当修剪、重施有机肥、增施复合肥、生草覆盖等方式增加土壤有机质含量[6]。

氮、磷、钾、钙、镁、硫是茶树生长所需的营养元素，从检测结果可知，宜昌市茶园土壤氮、钙、镁、硫供应较为充足，但变异系数较大，特别是全氮含量的变异系数高达122.79%，不同茶园土壤全氮供应极不均衡，最大值与最小值相差300 多倍，既有氮素供应过剩的土壤，又有极度缺乏的土壤。一般情况下，随着氮肥用量的增加，氨基酸含量会随之提高，可良好地改善绿茶鲜爽度，但超过一定量后，氮肥过多会造成营养不平衡。对红茶而言，氮肥施用增加，茶叶中的含氮物质含量会增高，酚氨比值下降，而影响红茶品质，因而合理施用氮肥非常重要[7]。宜昌市茶园土壤磷、钾亏缺较为严重，其中钾素亏缺最为严重，高达73.71%，这不是个别现象，全国茶园土壤钾都较为亏缺[8]。茶树在生长过程中，既有营养生长又有生殖生长，对于成年茶树，在茶树生产季节应以施氮肥为主，配施磷、钾肥，在茶树幼年期间，提高磷、钾肥的施用比例可强化和促进根系生长，使茶苗生长健壮。硼、铁、锰、锌、铜为茶树生长必需的微量营养元素，宜昌市茶园土壤中这几种微量元素的供应总体都较为良好。