庐山云雾茶茶园土壤与茶叶中铝环境地球化学积累影响因素及转移对策研究实验

韦红飞　韦红钢

一、课题研究目的、意义

茶叶是我省重要的经济作物，种植面积大，分布范围广。庐山所产的“庐山云雾茶”被列为中国十大名茶之一。庐山云雾茶大多生长在海拔800米以上的地方，升温较慢，茶树萌发在4月下旬至5月初，即谷雨后。其独特的品质很大一部分原因和独特的生长环境有关。茶树有富集环境中化学物质的特性，当环境受到污染时，茶叶亦会受到污染。铝是地壳中含量最丰富的金属元素，在自然界中，土壤中的铝几乎都以固定态存在，对植物生长发育影响不大。但当土壤发生酸化时，固定态的铝可被活化成活性铝，在江西酸性土壤中，活性铝对很多植物的生长发育有抑制作用。然而，茶樹却能在活性铝含量较高的酸性土壤上生长得很好，由于茶树生长的自然条件的差异，商品茶叶铝含量有很大差别，我国的商品茶叶铝含量一般为200-1000mg/kg；日本绿茶铝含量一般为140-700mg/kg；土耳其产红茶铝含量为600-2500mg/kg。由此可见，供人们直接饮用的商品茶叶含铝量是比较高的，并且茶叶中18-45%的铝能被溶解到水中，通过饮茶将是人体摄取铝的重要来源之一。同时，研究表明，透析性脑病、老年性痴呆病及其他某些神经系统疾病与人体组织中的铝含量有关，铝可能是这些疾病的成因之一。而且，铝对肝、骨、细胞等均具有一定的毒性作用，如果长期饮茶，很可能在体内积累过量的铝而对人体健康带来潜在危胁，茶叶中铝的含量很高，但产自不同地域的茶叶含铝量有很大差异，Kubota和Klaus等认为这主要与茶叶产地的土壤环境地球化学因素有关。然而，茶园土壤环境地球化学因素与茶叶吸收铝的关系的系统研究报道很少，人们还不十分清楚自然茶园茶叶吸收铝与哪些土壤环境地球化学因素有关，它们之间的关系如何。通过对自然条件下茶园土壤地球化学因素与茶叶吸收铝的关系系统研究，人们就可以在不影响茶叶产量和质量的前提下，进行土壤改良，改变土壤条件以降低茶叶铝的含量，使人们饮用低铝含量的茶叶，从而减少由于饮茶吸入过量的铝而损害人体健康的可能性。因此有必要对自然茶园影响茶叶吸收铝的土壤环境地球化学因素进行系统的研究，探讨土壤性质与土壤各形态铝的关系，揭示茶园土壤铝形态的分布规律。本研究对于改良江西云雾茶茶园土壤，降低茶叶铝含量，提高茶叶品质质量，改善人们的生活质量具有重要的理论和实际意义。

二、研究方案

1.主要研究内容、预期目标

（1）本项目主要研究内容。茶园土壤的影响因素所表现的主要是土壤理化性质的差异，土壤理化性质影响元素铝在土壤中的存在形态，进而影响茶叶对铝的吸收利用。对于土壤中铝的存在形态有显著影响的土壤理化性质有机械组成、土壤pH值、有机质含量和阳离子交换量。因此，本项目主要对茶园土壤四种基本理化性质与铝在土壤中存在形态的关系进行探讨，并揭示茶园土壤铝形态的分布规律。选定庐山云雾茶采摘时节进行茶园土壤样品和茶叶样品的采集，利用pHs-2型酸度计、ICP-AES等离子体发射光谱仪、原子吸收分光光度计分别测定土壤酸碱度、茶叶样品中铝含量、土壤阳离子交换量分析中交换性钠含量。对以下内容进行探讨：

①茶园土壤和茶叶中铝的形态分布；

②茶园土壤中pH值、有机质含量和阳离子交换量；

③茶园土壤铝的形态分布及其与土壤理化性质之间的关系；

④茶叶铝含量与土壤理化性质之间的关系；

⑤茶叶铝含量与土壤各形态铝之间的关系。

（2）本项目预期目标。

①本项目预期目标是：探讨茶叶与土壤各形态铝、茶叶铝含量与茶园土壤铝环境影响因素的关系，系统研究自然茶园影响茶叶吸收铝的土壤环境地球化学因素，揭示茶园土壤铝形态的分布规律。对改良江西云雾茶茶园土壤，降低茶叶铝含量，提出相应意见和对策，为提高江西云雾茶茶叶品质质量提供技术支撑与服务。

②计划进度和阶段目标（为期2年）。

计划进度和阶段目标如下：

第一阶段：资料收集、调查取样及分析测试阶段

时 间：2017年1月～2018年6月

阶段目标：按照项目目标要求，系统收集江西绿茶、云雾茶土壤生长环境及茶叶品质方面的资料；进行土壤环境调查，野外样品采集及做好实验室分析工作，分析测试取得原始数据，为下一步研究工作的进行提供科学依据。。

第二阶段：数据分析处理、整理工作阶段

时 间：2018年7月～2018年9月

阶段目标：根据收集整理的分析资料，结合影响茶叶吸收铝的土壤环境地球化学因素，对数据处理结果进行分析总结，研究茶园土壤铝的形态分布、茶叶铝含量及其与土壤理化性质之间的关系。

第三阶段：意见和对策的最终形成、最终研究报告撰写

时 间：2018年10月～2018年12月

阶段目标：本着改良江西云雾茶茶园土壤，降低茶叶铝含量的理念，对改良江西云雾茶茶园土壤、铝含量现状提出相关的对策建议，为提高茶叶品质质量提供技术支撑与服务，并完成最终研究报告。

③预期研究成果及形式。

A本项目预期研究成果主要是：

a 通过研究明确茶园土壤和云雾茶茶叶中铝的形态分布；茶园土壤中pH值、有机质含量和阳离子交换量问题；

b明确茶园土壤铝的形态分布、茶叶铝含量及其与土壤理化性质之间的关系；

c明确茶园土壤铝形态的分布规律，提出改良江西云雾茶茶园土壤，降低茶叶铝含量的意见和对策。

B本项目成果表现形式是：

a提交云雾茶茶园土壤与茶叶中铝环境地球化学积累影响因素及转移对策的决策咨询研究报告；

b提供改良江西云雾茶茶园土壤，降低茶叶铝含量的意见和对策，提出适合江西云雾茶生长土壤环境建议。

三、课题负责人