浉河区茶园土壤养分状况分析与评价

赵丰华，付群英，徐秀丽，党永超，吕 未，吕立哲*

（1．信阳市农业科学院，河南 信阳 464000；2．信阳市种子技术服务站，河南 信阳 464000）

信阳市浉河区位于河南省南部，地处淮河上游、大别山北麓，因一条穿城而过的美丽浉河而得名，享有“豫南明珠”之美誉。这里气候温润、光照充足、雨热同期，年平均气温15.1℃，森林覆盖率达73%，空气优良天数249 d以上，生态环境优越，茶叶品质佳，是中国十大名茶“信阳毛尖”的原产地和核心产区、新派红茶“信阳红”的发源地。全区茶园面积4.0万hm2，茶叶产量达3.5万t，产值达62亿元，茶农年人均种茶收入超过5 500元，茶叶既是浉河区特色产业，也是富乡富民的主导产业，茶叶已成为这里农民的“金叶子”。浉河区先后荣获“中国十大特色产茶县”、“中国名茶之乡”、“中国十大生态产茶县”等称号［1］。

土壤是茶树赖以生存和生长的必要立地条件，其形状特征和各种营养元素的丰缺程度和供应能力直接影响到茶树生育和茶叶品质［2-3］。准确掌握茶园土壤营养状况是进行土壤改良和科学施肥的前提条件。为了掌握浉河区茶园土壤养分状况，提高土壤肥力水平，达到茶叶优质高产目的，对浉河区海拔300～800 m的山地茶园和海拔低于300 m的浅山丘陵茶园土壤进行多样本取样和测试分析，较全面了解浉河区茶园土壤养分状况，明确茶园土壤养分限制因子，为浉河区茶园培肥管理、平衡施肥、有机肥替代、减肥增效提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品的采集及处理

2015年9月，在茶园未施基肥前，以《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166-2004）［4］为依据，对浉河区的浉河港乡、董家河乡、谭家河乡、十三里桥乡等8个产茶乡镇，以集中连片66.67 hm2以上的茶园为对象，抽取茶园土壤样品，共计110个，其中山地茶园26个，浅山丘陵茶园84个。每个土壤样品由9个样点的土壤等量混合组成，样点以“S”型布置，去除表层约5 cm有机覆盖层，用取样器采集深度为30 cm土壤。每个土样采用四分法取约1.0 kg带回实验室。剔除石砾、植物残渣等杂物，置于通风、阴凉干燥的地方自然风干。磨碎后，过1 mm筛，供pH值、有效磷、速效钾、有效钙、镁、硫、锰、铜、铁、锌、硼测定。取一部分土样约50 g，105℃烘干，磨碎过0.1 mm筛，供有机质和全氮元素测定。

1.2 样品测定方法

土壤pH值用水浸电位法（水土比2.5∶1）测定；有机质用重铬酸钾容量法；全氮采用凯氏定氮法；有效磷测定用 0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法；速效钾测定用 1 mol/L NH4OAc 浸提-火焰光度法；有效钙、镁、硫、锰、铜、铁、锌、硼测定采用Mehlich3浸提剂（水土比10∶1）浸提，震荡5 min，5倍稀释液，电感耦合等离子体发射光谱法（ICP）测定［5］。

1.3 茶园土壤养分评价标准及依据

结合 NY/T 853-2004《茶叶产地环境技术条件》［6］中茶园土壤的肥力分级标准、NY/T 391-2013《绿色食品 产地环境质量》［7］土壤肥力指标、优质高产茶园土壤肥力指标［8］，将茶园土壤肥力分3级（表1）；根据第二次土壤普查分级指标［9］将茶园中微量元素的丰缺分5级（表2）。

表1 茶园土壤肥力分级指标

1.4 数据处理

土壤检测数据利用Excel 2010进行统计处理并制作图表；运用SPSS 19软件进行氮、磷、钾显著性分析。

2 结果与分析

2.1 茶园土壤pH值及有机质

茶树是喜酸性作物，优质高产茶园土壤 pH 值的范围 4.5 ～ 5.5［10］，pH 值低于 4.0 或高于 6.5 的茶园，对茶树的正常生长发育产生不良影响。浉河区茶园土壤pH值调查结果见表3、图1。其变化范围为3.21～6.12，变异系数为9.03%～11.42%，属弱分异型，pH值多集中在 3.5～5.0 之间，平均值低于优质高产茶园pH值范围的下限4.5，山地茶园、丘陵茶园达到优质高产茶园土壤酸度指标分别占38.46%、29.76%。pH值高于5.5仅有丘陵茶园，占5.95%，表明浉河区茶园土壤偏酸化。

图1 茶园土壤pH值分布特征

茶园土壤有机质含量范围为 2.01～84.32 g/kg，山地茶园平均值为22.0 g/kg，比丘陵茶园平均值14.4 g/kg高52.78%，变异系数为93.09%，表明不同茶园有机质含量差异性很大，其中符合优质高产茶园和Ⅰ级优良标准分别占30.77%、46.15%，还有15.38%茶园土壤有机质含量为Ⅲ级标准（低于临界值10 mg/kg），丘陵茶园土壤有机质普遍更低，有33.33%茶园土壤有机质含量低于临界值，说明浉河区大部分茶园土壤有机质含量低，需要增施有机肥。

表3 茶园土壤pH值、有机质和养分状况及分级占比

2.2 茶园土壤氮、磷、钾含量

如表3所示，茶园土壤全氮含量范围在0.07～3.91 g/kg，山地茶园平均值为 1.13 g/kg，变异系数为147.71%，属强变异型，表明不同山头茶园土壤全氮含量差异性显著，34.62%茶园符合优质高产茶园要求，符合Ⅰ级、Ⅱ级茶园标准分别占46.15%、23.08%，30.77%茶园含量低于临界值（0.8 g/kg）。丘陵茶园土壤全氮量更低，平均值为0.86 g/kg，不到Ⅰ级茶园标准水平，仅有19.05%茶园符合优质高产要求，一半茶园全氮量低于临界值。山地茶园土壤全氮平均含量比丘陵茶园高31.4%，但对山地茶园和丘陵茶园整体含量进行T检验，差异性不显著（P＞0.05），对符合Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级及优质高产茶园的山地茶园与丘陵茶园土壤全氮量分别进行比较，差异性也均未达到显著水平（P＞0.05）。

茶园土壤有效磷含量范围0～142.4 mg/kg，变异系数为122.26%～158.41%，属强变异型，表明茶园之间差异明显。不论山地茶园还是丘陵茶园都有含量低于检出限，42.31%山地茶园符合优质高产茶园和Ⅰ级茶园要求，34.62%茶园含量尚可，23.08%茶园土壤有效磷含量低于临界值（5 mg/kg）；32.14%丘陵茶园土壤有效磷达尚可要求，51.19%属于Ⅲ级茶园标准，仅有16.67%茶园含量到达优质高产要求，大多数茶园有效磷严重不足。山地茶园土壤有效磷平均含量为16.79 mg/kg，比丘陵茶园土壤含量（14.07 mg/kg）高19.33%，进行T检验，二者间整体有效磷含量差异性不显著（P＞0.05）；对山地茶园与丘陵茶园Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级及优质高产茶园的土壤有效磷含量分别进行比较，Ⅰ级、Ⅱ级及优质高产茶园土壤有效磷含量差异不显著（P＞0.05），而Ⅲ级茶园土壤有效磷含量差异性显著（P＜0.05），表明丘陵茶园处于Ⅲ级茶园，缺磷更为严重。

茶园土壤速效钾变化范围39.6 ～ 249.1 mg/kg，平均含量101.9～105.91 mg/kg，变异系数为51.74%～52.52%，属中等变异型，丘陵茶园土壤有效钾含量弱高于山地茶园，分别有53.37%、42.31%茶园符合优质高产茶园要求，分别有19.05%、23.08%茶园低于临界值（80 mg/kg），近一半茶园土壤速效钾含量属于Ⅱ级标准，土壤速效钾含量整体处于中等偏低水平。进行T检验，表明山地茶园与丘陵茶园整体有效钾含量差异性不显著（P＞0.05）；对山地茶园与丘陵茶园Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级及优质高产茶园的土壤速效钾含量分别进行比较，也均未达到差异显著水平（P＞0.05）。

2.3 茶园土壤中量元素有效态Ca、Mg、S含量状况

从表4看出，茶园土壤有效态Ca整体含量水平较高，含量为 132.1～1 425.5 mg/kg，平均为 439.91～580.23 mg/kg，变异系数为49.23%～75.45%，属中等变异型，表明土壤有效态 Ca 的含量空间分布不均匀，一半茶园土壤有效Ca满足茶树生长，将近一半茶园土壤有效Ca含量丰富，仅有7.69%山地茶园含量低于临界值（250 mg/kg）；茶园有效态Mg充足，含量范围58.2～2 409 mg/kg，变异系数70.81%～88.24%，属中等变异型，说明有效态Mg空间分布均匀，山地茶园平均值为162.14 mg/kg，比丘陵茶园平均值442.34 mg/kg低很多，无含量低于临界值50 mg/kg的茶园，处于适中、丰富、很丰富水平分别占有26.92%、42.31%、30.77%，61.9%丘陵茶园有效Mg含量很丰富；茶园有效S含量范围8.59～134.3 mg/kg，变异系数25.87%～70.26%，山地茶园平均值为21.96 mg/kg，88.46%茶园含量适合茶树生长需要，仅有3.85%茶园低于临界值（16 mg/kg），丘陵茶园平均值为39.98 mg/kg，比山地茶园高出81.6%，但其茶园空间差异性较大，不仅有9.52%茶园含量低于临界值，40.48%茶园含量处于适中水平，还有含量丰富、很丰富水平分别占21.43%、28.57%。总体而言，山地茶园土壤中量元素含量更能适合茶树生长发育。

表4 不同茶园土壤中量元素的含量及各等级分布频率

2.4 茶园土壤微量元素Fe、Zn、Mn、Cu、B的含量状况

表5表明，茶园土壤有效态Fe含量极其丰富，含量 35.1～ 750.2 mg/kg，平均189.91～ 195.23 mg/kg，远高于很丰富水平（20 mg/kg），不存在Fe供应不足情况；有效态 Zn含量丰富，变化范围为 1.45 ～ 75.5 mg/kg，山地茶园平均值为 9.56 mg/kg，变异系数为165.02%，属高度分异型，表明有效态 Zn 的含量空间分布高度不均匀，处于适中、丰富、很丰富水平分别占34.62%、38.46%、26.92%，丘陵茶园有效Zn平均值为3.39 mg/kg，变异系数为35.5%，绝大多数茶园含量处于适中、丰富水平；有效态 Mn含量范围为7.9～238.9 mg/kg，平均值为30.99 ～ 75.36 mg/kg，变异系数为72.4%～75.05%，山地茶园含量处于适中、丰富、很丰富分别占30.77%、38.46%、30.77%，86.9%丘陵茶园有效Mn含量很丰富；有效Cu含量 0.12 ～ 43.87 mg/kg，平均为 1.5 ～ 2.4 mg/kg，变异系数为65.6%～157.26%，仅42.31%山地茶园、27.38%丘陵茶园满足茶树生长需要，57.69%山地茶园、66.66%丘陵茶园含量低于临界值（2.0 mg/kg），土壤Cu含量整体比较亏缺，且空间分布极不均匀；有部分茶园有效态 B含量低于检出限，检测最大值为0.96 mg/kg，平均含量为0.21～0.34 mg/kg，变异系数为70.08%～115.61%，92.23%山地茶园和全部的丘陵茶园有效B含量低于土壤缺素临界值（0.5 mg/kg），茶园B普遍严重匮缺。

3 讨论与结论

不论是山地茶园还是丘陵茶园土壤pH值低于4.5占60%以上，表明浉河区茶园土壤偏酸化，山地茶园土壤有机质含量高于丘陵茶园，也有15.38%茶园低于临界值，说明茶园有机质整体偏低，这与郭桂义等［11］、邹庆鹏等［12］研究一致，而赵晓楠等［13］研究表明，浉河区土壤有机质丰富，这可能与其取样少有关，本研究也有一部分样本有机质很丰富。全氮量、速效钾整体水平供应能力中等偏低，有效磷空间分布差异性特别大，大多数茶园缺磷异常严重。中量元素有效态Ca、Mg、S供应充足。微量元素有效Fe含量极其丰富，有效Mn、Zn含量丰富，有效Cu、B严重贫乏。刘超良等［14］研究表明信阳茶区全氮量中等，速效磷相对缺乏，速效钾丰富，Fe、Mn、Zn含量中等，而B含量缺乏。唐剑锋等［15］研究信阳茶园土壤有机质处于低等水平，51.6%的土壤缺磷。说明，茶园土壤缺磷、Cu、B不仅是浉河区茶园普遍问题，也是全信阳市茶园共性问题。

表5 不同茶园土壤微量元素的含量及各等级分布频率

茶园土壤酸化带来茶园土壤微生物数量不断下降、多样性减少，土壤酶活性降低、土壤有机质积累下降而影响茶园土壤氮磷钾养分有效性及各种营养元素的形态与有效性等一系列问题［16-18］。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，对改善土壤理化和生物性状具有十分重要的作用，是评价土壤肥力的重要指标之一［19］。针对浉河区茶园土壤偏酸化、有机质含量整体偏低，特别是丘陵茶园含量更低现象，应采取增施有机肥，或套种绿肥、合理耕作等措施来改良茶园土壤性状，控制土壤进一步酸化，丘陵茶园更需采取这些措施。

氮、磷、钾是植物营养的三大要素，是构成茶树有机质的物质基础，其在土壤中的含量不仅与茶树生长发育有极大关系，而且与茶叶产量和品质密切相关。中、微量营养元素在茶树体内含量虽不是很高，确是茶树生命活动的调节者，一旦缺乏或过量，茶叶产量和品质将受到限制。如Cu不仅对茶树光合作用有至关重要作用，也能促进氨基酸合成蛋白质，缺Cu，成叶失绿成黄色，叶面有坏死病斑，新叶生长缓慢，叶薄色浅，但施Cu过量，又会污染环境，降低茶叶品质。韩文炎等［20］研究表明，适宜的施铜量能明显改善茶树整体的生理机能，茶多酚、咖啡碱和氨基酸也有不同程度增加，从而提高了茶叶产量和品质。浉河区山地茶园土壤氮、磷、钾及中微量元素含量比丘陵茶园更能满足茶树生长发育要求，不可否认其相对合理的土壤营养状况对实现山地茶叶品质更优有一定贡献率。

只有各个营养元素在适宜的范围内，相互协调的状态下，茶树才能健康旺盛生长，根据最少养分律，茶树的正常生长和生理代谢受到土壤中最缺乏的那一种营养元素的限制。茶园土壤有机质含量偏低，有效P、有效Cu、B亏缺，部分茶园全氮量、有效钾较低已成为影响浉河区茶叶产量和品质的障碍因子。应根据茶树营养特点、需肥规律、土壤供肥性能与肥料特性，运用科学施肥技术，以最大限度地发挥施肥效应，满足茶树发育需要，提高鲜叶内在品质，改良土壤，提升土壤肥力。为此，浉河区茶园特别是丘陵茶园应在施足有机肥的基础上，加大增施磷肥，同时注意补充Cu 和B肥，部分茶园也需要增施氮、钾肥用量。