都匀毛尖茶园土壤酸化现状分析

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　　[摘要] 都匀毛尖茶产业是黔南州助推脱贫攻坚的主导农业产业之一，该产业的可持续发展对农民增产、稳定脱贫将发挥重要的作用。都匀毛尖茶主产区土壤酸化的趋势对都匀毛尖茶的产量和品质产生了较大的负面影响。综合分析都匀毛尖茶产区的酸化现状，从导致土壤酸化的物质循环入手，探寻都匀毛尖茶园土壤酸化问题的研究方向。
　　[关键词]都匀毛尖;茶园;长期施肥;土壤酸化;物质循环
　　[中图分类号]S571 [文献标识码]A
　　茶树（Camellia sinensis （L.） O.kuntze）是一种多年生、木本、常绿植物，属山茶科山茶属茶种。中国是茶树的原产地，是世界上最早发现、栽培茶树和利用茶叶最早的国家。我国茶区辽阔，东自东经122°的台湾阿里山，西至东经94°的西藏米林，南自北纬18°附近的海南岛的榆林，北至北纬39°的河北太行山南麓。贵州省属于西南茶区，该区是我国最古老的茶區，是茶树原产地的中心区域。西南茶区属于亚热带季风气候，水热条件优越，全年降水量1000mm以上，雾日多，有利于茶树生长。
　　茶叶是黔南州“十三五”期间大力发展的特色农产品和脱贫攻坚重要支撑产业，是当地农民主要的经济增长点和主要的经济来源。2018年，全州茶园面积发展到10.79万hm?，投产茶园7.73万hm?，实现茶叶总产量4.06万t、总产值63.84亿元，5.14万贫困群众依托茶产业实现脱贫，38.83万茶叶从业人员增收致富，全州茶农人均纯收入5112元。都匀毛尖茶是中国十大名茶之一，主产于贵州省都匀市和贵定县，这里土壤偏酸性，含有大量活性铝，适宜茶树生长。研究表明：优质高产茶园，要求土壤有机质含量在2.0%以上，土壤pH在4.5～5.5之间。虽然全州茶园面积增加迅速，但随着茶产业集约化程度不断提升，施肥量逐步提高，同时，长期施肥不合理，茶园管理水平不高，重基肥、轻追肥，重化肥、轻有机肥，重氮肥、轻钾肥等，导致茶园土壤酸化趋势明显，影响茶叶品质和茶产业可持续发展的问题比较突出。
　　1 集约化农田土壤酸化情况
　　集约化农业的快速发展维护了人类的粮食安全、提升了农业产品品质，但也带来了诸多环境问题，土壤酸化就是其中重要的负面影响之一。在自然条件下，土壤酸化是一个长时间、区域性的土壤演变过程，工业化后，化肥施用、采摘强度提高等人类活动，大大加速了这一土壤退化过程。土壤酸化是由外源输入氢离子（H+）引起的土壤酸中和能力（ANC）下降的过程，氢离子输入主要包括自然土壤酸化过程和人为土壤酸化过程两个源。从上世纪70年代起，由于土壤酸化影响森林、草原和农田生态系统的稳定性，逐步受到研究人员的关注。过去几十年，中国农田土壤显著酸化，平均pH值下降了0.50个单位。究其原因，主要是中国农业生产中氮（N）肥的过量施用。“国家土壤肥力与肥料效益监测站网”长期定位试验的结果表明：长期施肥导致的土壤酸化显著降低了作物产量，尤其是弱酸性土壤。
　　2 茶园土壤酸化情况研究现状
　　早在20世纪70～80年代 ，关于世界各地茶园土壤酸化问题的相关报道就已有许多。世界主要产茶国茶园土壤的 pH 值在20世纪60年代时集中在5.0～6.0，但到了70～80年代，茶园土壤不断酸化，pH值都降到了4.0～5.0左右，有的甚至更低。到了20世纪90年代，茶园土壤的酸化速度更加惊人。马立锋等也报道了苏、浙、皖 3省茶园最适宜茶树生长的土壤由1990～1991年的59.4%下降到了1998年的20.3%。这不仅仅是苏、浙、皖茶区存在的问题，其他相关报道都表明，当前我国不同类型茶园土壤已明显地向越来越酸的方向发展。而茶园土壤的酸化无疑对茶树的生长和茶叶的品质安全产生了严重的影响。
　　许多研究者都指出，随着茶树种植年限的增加，土壤pH明显降低。廖万有系统总结了贵州、浙江、湖南、安徽等茶叶主产区茶园土壤随着种植年限的增加，土壤pH均呈现出显著降低的趋势。2008年，湖南省茶叶研究所对近20余年来茶园土壤养分的变化情况进行了调查，发现茶园表层土壤酸化，绝大多数茶园土壤pH小于4.5，pH值高于5.0的茶园基本没有，pH<4.0的占比由1985年的36.9%增加到了43.2%。江苏省的茶园也有类似的报道，张倩等对江苏省21个典型茶场土壤进行了监测分析，发现2003-2005 年茶场土壤 pH<4.0 的比例占12.5%，而到了 2008～2010 年，其比例升高到42.8%。
　　贵州多数地方适合种植茶树，主要分布在都匀、贵定、湄潭、凤冈、花溪等地区。研究表明，2008、2009 年贵州省普通茶园土壤平均pH值为4.60。2010年全省新发展茶园的抽查结果显示：茶园土壤pH平均值为 5.36，pH值4.5～5.5的茶园占62.8%。兴义有机茶园的土壤 pH 值为5.31[27]。湄潭、凤冈、都匀、西秀、正安5个重点茶区土壤普遍酸化，都匀和西秀茶园土壤 pH 值极显著低于湄潭和凤冈，主要集中在3.00～4.00，土壤严重酸化;湄潭和凤冈茶园土壤 pH 值极显著低于正安，主要集中在 4.00～4.50，土壤酸化;正安茶园土壤 pH 值主要集中在4.00～5.00，土壤有酸化趋势。
　　3 定量分析土壤酸化研究现状
　　土壤酸化会影响土壤各个生态系统的服务功能，如降低养分有效性、减少茶叶产量、增加重金属活性、降低茶叶品质等。黔南州的土壤酸化进而影响都匀毛尖茶品牌发展，对黔茶出山、助力脱贫攻坚和乡村振兴产生负面效应。过去我们的研究主要集中在施肥对毛尖茶品质的影响上，而以定量化物质循环为手段，对长期施肥导致土壤酸化进而影响茶叶品质等方面的研究还比较少。物质循环过程的分析研究能够揭示集约化条件下的土壤酸化过程，为缓解茶园土壤酸化、提高茶叶品质提供理论依据。
　　土壤酸化最直观的指标是土壤pH的降低，实质是土壤酸中和能力（ANC）下降，土壤pH的下降速率是土壤--植物物质循环过程产生的氢离子（H+）和土壤自身的缓冲能力这两个因素共同作用的结果。H+输入主要包括自然土壤酸化过程和人为土壤酸化过程两个源。在农田生态系统中，人为干预为最主要的因素，包括碳（C）、氮（N）、硫（S）、盐基离子（BC）、磷（P）、致酸阳离子（如Al3+）等在土壤中的不闭合循环转化导致了外源H+的输入。因此，研究者主要通过长时间监测一定界面内的植物--土壤系统的主要物质循环过程，定量化分析自然生态系统的土壤酸化。但土壤酸化是一个长时间尺度的过程，通常需要十几年，甚至几十年的时间才能监测到明显变化，因此，不少研究者通过物质守恒计算出各种与土壤酸化有关的离子输入输出，利用土壤属性和气象数据得出某一土层的水平衡和相关离子在土壤溶液中的浓度，并结合已知的有机生物化学和土壤物化过程等，计算出H+的产生量和土壤酸化速率，来模拟土壤酸化趋势。利用模拟的方法，定量化农田土壤酸化过程，并预测未来土壤酸化趋势，已成为这一领域的重要研究手段。Zeng et al.利用“国家土壤肥力与肥效长期监测网”中三个长期定位试验站观测数据对土壤酸化模型（VSD+）进行校验，定量化分析了其中一个实验站四个处理的年均产酸量，认为施用化学氮肥对土壤酸化的贡献率超过80%。在此基础上，对未来土壤酸化趋势和改良措施也进行了定量化分析，发现高效的土壤酸化防治措施可以通过优化氮管理，以及通过施用有机肥和秸秆还田来实现。 　　4 茶园土壤酸化缓解措施
　　有研究表明，酸性土壤的农作物产量的主要限制因素是铝毒害，随着土壤pH的降低，土壤溶液铝离子浓度显著增加，导致根系损伤，土壤生物多样性降低，茶叶产量减少，茶叶品质降低等。因而，适当提高茶园土壤pH能够明显增加茶叶产量、提高茶叶品质。
　　4.1 合理施用氮肥
　　应根据土壤肥力、茶园树势、气候特点、生产季节等实际情况，合理施用氮肥，同时配比一定比例的有机肥。合理施用氮肥不仅能够提高土壤有机质含量，中和土壤酸性，降低土壤酸化速率，还可以改善茶叶品质，提高产量。
　　4.2 增施磷钾肥
　　在施用有机肥的基础上，合理配比氮、磷、钾的用量，特别是针对都匀毛尖茶产区低磷、低钾的土壤，增加磷肥和钾肥能够改善土壤酸化现状，提升茶叶品质。
　　4.3 施用改良剂
　　生物炭能够增加土壤碳储量，提高土壤 pH 值和养分有效性。张宝林通过施用生物炭和石灰石将土壤pH提高到5.5左右，改善了土壤的养分指标，茶叶的叶绿素、酶活性含量有明显提高，重金属含量显著降低。杨旎等通过施用钙镁磷肥等改良剂，提高了茶叶中硒的含量1.24μg/g。
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