海岛火山茶种植区气候土壤条件对茶树生长及茶叶品质的影响

姜佳敏，王萱，徐嘉聪，陈天然，朱丽东

(浙江师范大学 地理与环境科学学院，浙江 金华 321004)

中国是茶叶的故乡，中华民族对茶叶的饮用可以追溯到东汉时期，至今已有3 000 a的历史。中国最早的茶叶对外贸易可以追溯到公元475年，距今已有1 500 a的历史，海陆两条丝绸之路均为我国茶叶对外贸易的重要通道，明代郑和七下西洋有力地促进了我国茶叶在世界范围内的传播。迄今为止，我国共有19个省份生产茶叶，主要分为江北、江南、西南和华南四大茶区。俄罗斯及独联体，亚、非地区的伊斯兰国家，美国，日本，欧盟，以及中东地区是我国主要的茶贸易区。茶叶一直以来就是我国重要的经济作物，近10 a我国茶叶出口量虽然呈上升趋势，但增长速度低于世界茶叶出口量的平均增长速度，浙江省的茶叶企业近十年出口总量增长近乎停滞。虽然我国拥有茶叶生长最有利的自然条件，尤其是我国南方的土壤和气候条件非常适宜茶树生长，但随着我国茶叶产业发展过程中茶叶品质低、茶叶标准化程度低、产业组织化程度低、缺乏龙头企业等各种弊端的出现，印度、斯里兰卡、肯尼亚、印尼和越南等主要茶叶出口国的竞争，以及欧盟、美国和日本等主要茶叶进口国对茶叶生产技术、市场准入技术等制定了严格的标准，使得当前我国在国际茶叶贸易市场的优势大大削弱。我国茶叶虽然产量大，但是价格低，品牌知名度低，下游产业价值链短，产品利润不高。因此，提高茶叶品质，延长茶叶产业链，打造知名的茶叶品牌，对于我国重新立足世界茶叶贸易市场意义非凡。

影响茶叶品质的因素有很多，土壤的理化性质就是其中一个非常重要的因素。前人大量的研究结果表明，土壤的通气度、排水性、酸碱度、氮磷等植物体必需元素的含量对茶树的生长状况以及茶叶的品质均有较大影响。林智等[1]研究了不同pH值的土壤对茶树生长、茶叶品质的影响，结果表明，茶树生长的最适pH是5.0～6.0，最佳pH为5.5；李相楹等[2]对茶树氮、磷、钾施肥配比进行归纳，并就茶园土壤施肥方法提出了看法；刘海燕等[3]以贵州4个茶叶产地的茶叶与土壤为研究对象开展研究，结果表明，土壤中的锌、硒元素主要来源于成土母质，其含量直接影响茶叶的产量和品质；吴洵[4]对我国主要低丘红壤茶园土壤有效锌含量进行广泛抽样调查，结果发现，就低丘红壤茶园土壤来说，有效锌含量为0.3～19.5 mg·kg-1，平均1.9 mg·kg-1，且提出高产优质茶园土壤平均有效锌含量不得<3 mg·kg-1。合理选择土壤类型对种植优质茶和规划发展茶产业具有重要意义。基于我国各大名茶种植区土壤的理化性质展开的相关研究已有很多，如叶江华等[5]通过测定御茶园、龟岩和旗山大红袍茶树的土壤理化性质和土壤酶活性、茶树生长与叶片光合指标以及鲜叶品质指标，掌握了土壤性质与茶树生长及鲜叶品质之间的关系；陈培珍等[6]检测了武夷山茶园土壤中重金属含量并进行生物有效性评价；张宝林[7]检测了庐山云雾茶茶园土壤酸度和肥力状况，并提出了应对措施。但目前还鲜有针对龙额火山茶种植基地的土壤理化性质展开的研究。因此，本文针对当地土壤理化性质，特别是土壤微量元素特征展开深入研究，通过实地考察、采样检测以及数据对比分析初步探讨当地土壤的理化特性对火山茶叶品质的影响。

鉴于气候也是影响茶树生长以及茶叶品质的重要环境因子，本文以火山茶种植基地2个邻近气象站(大麦屿气象观测站、坎门气象观测站)2012—2017年的气象观测数据为基础，分析了局地温度、降水、大气湿度、光照天数、大雾天数和无霜期等指标，探讨气候条件对茶树生长及茶叶品质的影响。

1 材料与方法

1.1 采样区概况

本文研究的海岛火山茶种植园位于浙江省台州市玉环县镶额村以东300 m处，距海岸线670 m(图1)。地处清镇港大雷山山区的西南部，系北雁荡山余脉，地质构造上属于江绍断裂带以东的华南褶皱系浙东南火山活动带。该地区的石峰山火山是浙东南沿海的一座万年死火山，是华东地区保存最完整的一处微型火山遗址，域内岩浆活动始于中新世(约20 Ma)，沿NE-NNE断裂分布[7]，基岩以广泛发育的碱性系列玄武岩为主，部分为拉斑玄武岩[8]，主要形成于0.9～17.1 Ma[9]。茶园分布在玉环岛东南部的石峰火山口遗址附近，是目前全球仅有的三个海岛火山茶产地之一。茶园总面积由2008年以来的14 hm2扩展到2017年的47 hm2。

图1 火山茶园地理位置及土壤采样点分布

茶园种植区为丘陵地貌，海拔257 m，相对高差177 m，坡度15°～30°，排水能力强，常年地下水位0.6 m，最高水位0.3 m，最低水位1.2 m，土壤含水量适中，采用提水喷灌的输水灌溉方式。

火山喷发形成的基性玄武岩积聚覆盖于地表，加之玉环是一个三面环海的海岛，茶园与海岸线相距约1 km，受海岛地理位置和亚热带季风气候的影响，年均温18.5 ℃，年平均降水量1 528.05 mm，水热条件优越。玄武岩母质发生脱硅富铝过程和生物富集过程，风化发育为红色酸性土壤，风化侵蚀程度为三级(弱风化)，其中包括典型红壤和红黄壤亚类。因茶园丘陵坡度较缓，土体中硅和盐基离子淋失较少，土壤风化程度较弱，质地疏松，透水性较好。加之距海岸线较近，在海浪拍击海岸产生的飞沫中挟带较多的盐分，在海风挟带下这些固体颗粒进入并沉降在茶园土壤中，使土壤含盐量和盐基离子有所增加，土壤淋失的Na+、Mg2+、Ca2+离子又得到了一定程度的补充，减缓了土壤的脱盐过程，因此，土壤的酸性不强，属微酸性土壤。在茶园开辟之前，地带性植被为亚热带常绿阔叶林，在高温多雨条件下，微生物快速分解矿化凋落物，因此，生物与土壤之间的养分循环速度快，生物富集作用强烈。

1.2 采样点设计

1.2.1 采样方法

在茶园设置了4个茶叶采样点，分别为东南部近海滩海拔80 m低地(A1)、与海滩同向海拔193 m坡地(A2)、阳坡海拔237 m处(B1)和阴坡237 m处(B2)，各采摘500 g新鲜茶叶。5个土壤采样点分别位于茶园西北坡海拔250 m(D1)处，茶园西南坡海拔196 m(D2)、228 m(D3)、242 m(D4)处，茶园东南坡海拔138 m(D5)处(图1)，采用S型采样法，按0～15 cm和15～30 cm深度采样，共获得10个样品。

1.2.2 数据测定

经浙江采云间茶业有限公司测得茶叶灰分、水分含量，同时经由台州市农业部茶叶质量监督检验测试中心测得茶叶中茶多酚、多种氨基酸、维生素C及锌、硒含量，主要仪器为马弗炉、氨基酸自动分析仪等，检测方法参照GB/T 8314—2002、GB/T 8313—2008、GB/T 5009.14—2003等。土壤pH及碱解氮、有效磷、速效钾、硒、锌含量等测试均完成于台州市农科院农产品检测中心，主要仪器为电感耦合等离子体射光谱仪和原子荧光光谱仪，参考方法NY/T 890—2004、NY/T 1104—2006。研究所用气候数据取自距离研究区最近的坎门气象站和大麦屿气象站。

2 结果与分析

2.1 火山茶主要生化指标

灰分是茶叶检验项目中唯一一种既具有品质判定意义又具有卫生检验意义的化学指标[10]。茶叶总灰分含量越高，说明茶叶越粗老、品质越差。1981年国家对外贸易部和进出口商品检验总局联合颁布了出口茶叶品质规格标准WMB48—81(1)[11]，规定了各类进出口茶叶的总灰分最高限量指标，其中所有红、绿茶类的正茶、乌龙茶类、白茶类、花茶类和沱茶的总灰分最高限量不超过6.5%。火山茶各采样点茶叶样品灰分检测结果显示，A1、A2、B1、B2四处茶叶总灰分含量均在限度以内，最高5.78%，最低5.09%，接近普洱茶和特级花茶的总灰分含量(表1)。

表1 各样品火山茶叶的总灰分含量

茶叶中富含多种氨基酸，各类氨基酸是茶叶呈味物质以及香气物质的重要成分，也是使茶叶具有益生功效的营养成分之一，其中茶氨酸是氨基酸中较特殊的一种。茶氨酸不参与蛋白质的组成，具有焦糖香和类似味精的鲜爽味，能消减咖啡碱和儿茶素引起的苦涩味，增强茶汤甜味[11]。除增加茶汤的口感之外，茶氨酸还具有抗肿瘤、降血压、提高记忆力、安神镇定等生理生化作用，因而成为评价高级茶叶的重要标志之一[12]。茶氨酸的含量因茶树品种以及茶叶生长环境的差异而异。将火山茶与西湖龙井茶原产地保护区内3个最主要的茶树品种即龙井43、龙井长叶种及龙井群体种的游离氨基酸、茶氨酸和茶多酚进行对比[13]，结果发现，火山茶的游离氨基酸总含量和茶氨酸含量均高于3种西湖龙井茶，而茶多酚含量低于3种西湖龙井茶(表2)。因此，火山茶的茶汤滋味偏清甜，涩味较西湖龙井更弱，且营养价值不低于西湖龙井。

2.2 土壤理化性质及其对茶叶品质的影响

土壤pH及碱解氮、有效磷、速效钾、硒、锌含量等如表3所示。

表3 火山茶园各土样的土壤酸碱度及养分含量

2.2.1 酸碱度

由表3可知，总体来看，茶园土壤的pH在5.03～5.83；垂向上看，0～15 cm土层pH平均值为5.41，15～30 cm土层pH平均值为5.40，上、下土层pH差异不显著，平均值均接近5.5；从采样点位置看，西北坡土壤pH略高，约为5.67，西南坡和东南坡土壤pH均为5.33。对照“全国第二次土壤普查pH值分级标准”，茶园西北、西南和东南坡的土壤pH都在5.0～6.0这一茶树生长最适pH范围内。

土壤酸碱度对茶树生长状况的影响最大，茶树生长的最佳pH为5.5。火山茶园虽处于亚热带季风气候条件下的红壤区，但因茶园丘陵地势低缓，加之靠近海洋，气候的海洋性特征显著，降水和温度的季节差异较小，土壤风化淋溶作用较弱，故土壤酸化进程较缓慢，且土壤中流失的盐分和部分盐基离子在海水的作用下得到一定补充，使茶园土壤pH得以维持在5.5左右。

虽然茶树是典型的喜酸作物，但并非pH越低越有益于茶树生长，当pH<4.0时，茶树根系生长将受到阻碍并发生烂根现象。pH还对茶树新梢的生长有直接影响，林智等[1]通过实验得出茶树新梢生长速率最大的pH为5.5。从茶树新梢发育、根系生长以及整株的生物产量来看，pH为5.5时，根系生长最好，茶树生长量最大。而土壤pH值对茶叶品质的影响相比其对茶树生长状况的影响要更为复杂。就氨基酸和茶多酚含量而言，土壤酸性越强，鲜叶中氨基酸和茶多酚含量越高，对茶叶品质也越有利。但从鲜叶的浸出物和咖啡碱来看，土壤pH值对两者含量都存在一个阈值，分别为5.0～5.5和5.5～6.0，土壤pH高于或低于这个阈值，水浸出物含量均减少，咖啡碱含量则均增加。研究表明，pH为5.5时，鲜叶中水浸出物含量最高，咖啡碱含量最低。而氨基酸、茶多酚等呈味物质含量在pH为3～8时随pH上升而下降。

因此，综合pH对茶树生长状况及茶叶品质的影响来看，土壤pH 5.5最适宜。但近年来越来越多的茶园土壤因酸化而对茶树生长及茶叶品质产生危害。发育在我国第四纪红土层上的红壤茶园，有7%的茶园土壤pH在5.0以下，并有持续酸化的趋势。虽然目前看来这些茶园仍能获得较高产量，但这主要受益于其前期良好的肥培管理和栽培措施，若不及时对土壤酸碱度进行合理的调控，将不利于茶园的可持续发展。相较于这些茶园，玉环火山茶园的土壤酸碱度非常适宜茶树生长，弱酸条件下茶树根系既能更好的吸收土壤中的养分，又不至于因发生氧化腐蚀而出现烂根现象，且能够促进茶树新梢的发育，提高茶叶中氨基酸和茶多酚含量，促进茶叶品质的提升，有利于茶园的可持续发展。

2.2.2 营养元素

土壤中的碱解氮含量能直接说明土壤供氮强度[14]。如表3所示，横向上看，火山茶园土壤中的碱解氮含量在不同坡向之间存在差异，西北坡样品碱解氮含量在62.2～87.0 mg·kg-1，上下层平均值为74.6 mg·kg-1；西南坡为49.7～199.0 mg·kg-1,平均116.5 mg·kg-1；东南坡为87.0～99.5 mg·kg-1，平均93.3 mg·kg-1。根据“全国第二次土壤普查养分分级标准”(表4)，茶园西北坡碱解氮养分等级为四级(适宜)，西南坡和东南坡均为三级(最适宜)。垂向上看，表层土壤(0～15 cm)的碱解氮含量略高于下层(15～30 cm)土壤，表层最高199.0 mg·kg-1，最低49.7 mg·kg-1，平均111.8 mg·kg-1；下层最高162.0 mg·kg-1，最低49.7 mg·kg-1，平均95.1 mg·kg-1。对比“土壤养分水平分类标准”，茶园碱解氮的养分水平满足茶树生长的要求，介于中产茶园与高产茶园土壤碱解氮含量之间。

表4 全国第二次土壤普查的养分分级标准

茶园西北坡和东南坡土壤速效钾的养分等级为四级(适宜)，西南坡为三级(最适宜)。其中西北坡土壤速效钾含量垂向变化较显著，表层明显高于下层，而西南坡与东南坡垂向变化上差距不大，且垂直差异与海拔高度呈负相关。据大麦屿气象观测站连续五年年均风频图(图2)显示，西北坡为背风坡，降水较少，淋溶作用较弱，故速效钾在土体中的垂向迁移作用较弱，多堆积在上层土壤中，因此，西北坡上层的速效钾含量明显高于下层。

图2 大麦屿2012—2017年的风频玫瑰

0～15 cm土层的平均有效磷含量为6.15 mg·kg-1，15～30 cm土层的平均有效磷含量为6.40 mg·kg-1，上、下土层有效磷含量差异不大，茶园平均有效磷含量为6.27 mg·kg-1，养分等级四级(适宜)。但是由表3中可以看出，D1、D2和D3采样点的有效磷含量均很低，土壤有效磷含量贫乏，养分等级六级。D4采样点的有效磷含量最丰富，养分等级二级。

茶叶是喜氮植物，土壤氮素可以从多方面影响茶树产量，如促进细胞分裂，提高叶绿素含量，增强光合作用，促进茶芽萌发和新梢伸长，使茶叶出芽多，叶大，节间长，生长快，嫩度提高，从而提高茶叶产量[15-20]。土壤中氮元素对茶叶品质的影响，一是通过其对茶叶中氨基酸、茶多酚、咖啡碱等呈味物质，香叶醇、1-戊烯-3醇、吲哚等挥发性香气组分(VFC)，多种维生素含量的影响；二是通过其对各种酶类的活性与含量的影响而实现的。因此，土壤中氮元素的含量对茶叶品质影响重大。火山茶叶形扁平挺直，呈暗黄绿色，叶底嫩匀，绿明。茶汤明亮，香气高爽，滋味浓厚略涩，其在色、香、味各方面的优良品质，得益于火山茶园土壤中丰富的氮素含量。

磷是核酸、核蛋白、磷脂以及ATP、DNA的组成元素，参与茶树的光合作用、呼吸作用、生长发育过程中的各种能量转换与酶促反应，是茶树生长不可缺少的元素。Lin等[21]研究表明，茶园土壤缺磷不仅会导致茶树树体干重下降，产量降低，还会导致茶叶中茶多酚、游离氨基酸、类黄酮以及水浸出物含量下降，提升酚氨比，导致茶汤滋味苦涩清淡，使茶叶品质下降。火山茶园土壤与南方大部分茶园土壤类似，有效磷含量都较低，这是因为磷素的迁移性在营养元素中最低，在偏酸与偏碱的土壤中均易形成难溶性化合物而发生淀积。土壤中的磷素主要来源于成土母质和肥料，其含量在我国自北向南逐渐降低，由于磷以沉积的形式存在，迁移性低，故植物对其利用率低。尤其在南方，酸性或强酸性土壤较多，活性铁、铝含量相对较高，可溶性磷多与其结合形成难溶性盐，降低了土壤有效磷含量[2]。因此，为保障茶叶品质，火山茶园需根据实际情况加施适量的磷肥。

土壤钾素能影响叶片光合系统活性和库容量的大小，促进碳水化合物的代谢及其运输量，进而加强茶树的光合作用[2]。土壤钾素能通过影响蛋白质的合成、稳定蛋白质结构进而影响植物细胞的结构，并对多种蛋白酶起到活化作用[22]。钾在茶树体内通常以离子形式存在并参与各种生化反应，其在各生化过程中的作用主要有促进茶树体运输、贮存代谢产物和光合作用；增强茶树抗干旱能力；活化茶树体内多种酶；增强茶树抗寒、抗病能力。据调查，茶园自2008年种植以来，至今没有使用过化学杀虫剂，也未出现过大范围的病虫害现象。据2017年玉环县市场监督管理局对茶园茶叶的食品安全检测报告显示，火山茶叶为零农残绿色食品，这得益于茶园土壤中丰富的钾元素对茶树体的调节，增强了茶树的抗病虫害能力。

土壤中氮元素的含量对茶叶品质的影响最大，但只有当氮、磷、钾三者在土壤中的含量达到适宜配比，才能够最有效提高茶叶品质。目前茶园土壤中速效磷含量是茶树品质提升的一个重要限制性因素。提高土壤中有效磷含量的方法通常有三种，根据磷元素在偏酸与偏碱环境中均易淀积这一性质，将土壤pH调节为中性，但这显然不适用与茶园土壤的改良；增加土壤有机质，因为含有机质多的土壤，其固磷作用较弱；适量施加磷肥。茶园可以综合使用后两种方法，使土壤中氮、磷、钾三种元素的含量达到最佳配比。

2.2.3 微量元素

统计学处理 采用SPSS 23.0、Stata 14.0统计软件对数据进行处理。通过SPSS 23.0对数据进行描述分析，将数值变量转化为分类变量，通过单因素方差分析和卡方检验，比较不同年份研究对象年龄、性别及发病率的差异性。采用单因素分析和卡方检验分析研究对象在开放式队列中哮喘发病的影响因素。由于本研究发生哮喘结局的研究对象人数所占总的观察对象比例较小，因此，多因素分析采用适用于罕见结局发生率的多因素Poisson回归模型，使用Stata 14.0统计学软件建立多因素Poisson回归模型，将哮喘发生结局作为被解释变量纳入Poisson回归模型中，该模型设定P<0.05具有统计学意义。

除氮、磷、钾等营养元素含量外，还测得土壤中硒和锌等微量元素的含量(表5)。西北坡硒元素含量平均0.53 mg·kg-1，西南坡平均0.41 mg·kg-1，东南坡平均0.20 mg·kg-1，除东南坡外，另两坡土壤均为富硒土；而火山西北坡土壤有效锌含量约1.07 mg·kg-1，西南坡约1.89 mg·kg-1，东南坡约2.74 mg·kg-1，含量均相对较低。吴洵[4]通过定量实验发现土壤中锌含量与pH呈显著的负相关，pH每上升一个单位，土壤中Zn2+含量下降100倍。将茶园各坡土壤pH与有效锌含量对照分析，发现两者之间符合上述负相关关系。

表5 火山茶园各土样的有效态锌、全硒含量

茶树是天然含硒植物，并含有较高的维生素C、维生素E和维生素A，他们之间在生理上具有协同作用。茶叶的总硒含量受多因素影响，其中影响最为深刻的是土壤的总硒量。另外，土壤中有机硒经土壤微生物分解后与土壤溶液形成的硒酸盐可被茶树根系有效吸收，因此，腐殖质含量高的土壤，能适当提高其土壤的总硒量[15]。我国将农业用地中土壤硒含量大于0.4 mg·kg-1的土壤列为富硒土壤。火山茶园土壤中西北坡测得的硒元素含量约0.53 mg·kg-1，西南坡约0.41 mg·kg-1，均为富硒土，仅东南坡含量相对较低，约0.2 mg·kg-1。

硒对植物产量与品质的影响主要有两条途径，一是通过间接作用实现的：硒首先通过对土壤中的酶类活性产生影响，进而影响植物根系的养分环境，使得植物体对土壤养分的吸收效率发生改变，最终影响植物的产量和品质。二是通过直接影响植物氨基酸和植物干物质总量来影响植物的产量和品质。研究表明[16]，施加适量的硒可以显著促进早春茶树提前发育，增加茶叶多种氨基酸含量，尤其是胱氨酸，在硒制剂作用下其含量显著增加。火山茶胱氨酸的检测含量为0.128 mg·g-1。适量的硒还能促进茶叶中维生素C的合成。

火山茶土壤中硒含量丰富，属富硒土，但茶叶中硒含量仅达到普通茶叶的水平，推测这与茶树的品种有关，茶园管理者可考虑选种对硒元素富集能力较强的品种，以提高对茶园土壤中丰富硒元素的有效利用率。

茶树体内所有锌均从土壤中获得，锌元素对茶树体代谢过程中的许多酶促反应有特殊的意义。红壤茶园锌含量与成土母质关系极大，据吴洵[4]对7种不同母质上发育的红壤茶园土全锌含量的测定结果发现，在母质中石英砂类的全锌量最低，只有24.3 mg·kg-1，而凝灰岩的全锌量最高，达178.2 mg·kg-1。刘海燕等[3]认为，锌对茶叶氨基酸、茶多酚的形成有良好的促进作用，且在土壤微量元素的研究中发现，玄武岩等基性岩母质发育的红壤中有效锌含量高于其他红壤中有效锌含量[17]。

但母质的含锌量高，其风化出的土壤含锌量不一定高。母质风化后，由于在成土过程中受到多种因素的影响和作用，有的土壤锌富集起来，有的土壤锌明显贫化，南方低丘红壤茶园土壤有效态锌平均为1.9 mg·kg-1。据吴洵[4]对7省高产茶园(每667 m2产干茶在150 kg以上)和低产茶园(每667 m2产干茶在50 kg以下)的对比分析结果，茶园的产量与土壤中有效态锌呈正相关。研究表明，每667 m2产干茶在150 kg的茶园，若平均含锌量高于3 mg·kg-1，则被认为是高产优质茶园。据2015年相关检测数据显示，玉环火山茶园每667 m2产约100 kg，西北坡的土壤有效锌含量约1.07 mg·kg-1，西南坡约1.89 mg·kg-1，东南坡约2.74 mg·kg-1。由此可见虽然茶园南坡土壤有效态锌含量高于南方低丘红壤茶园的平均水平，但与高产优质茶园之间仍存在一定差距。

土壤中有效态锌含量不是恒值，是在动态变化过程中平衡的结果，当有效态锌被茶树吸收或被雨水淋湿后，矿物中的锌在土壤酸度、有机肥料分解产生的有机酸及茶树根系分泌的有机酸作用下可逐步释放出来，成为茶树营养可利用态[3]。研究表明，土壤pH在4～8，土壤中能为植物所吸收利用的有效态锌随土壤pH的上升而下降，pH每升高1个单位，土壤中Zn2+含量下降100倍。玉环火山茶园土壤pH约为5.4，较南方大部分优质高产茶园的土壤pH值高出一个单位左右，致使岩石矿物中Zn2+的释放受到阻碍，土壤中有效态锌含量显著下降。

锌是人体必需的微量元素，在人体中的含量为2～3 g，主要参与人体中多种酶的组成或作为酶的激活剂，在促进生长发育、提高记忆力和免疫力、调节血压、预防癌症等方面发挥着重要作用。茶叶中所含的锌元素在热水中的溶解率一般为80%，日常饮用含锌量高的优质茶，可以及时补充人体所需的锌元素，有益于人体健康。

将火山茶与云栖产西湖龙井特级、龙井村产西湖龙井一级和梅家坞产西湖龙井二级等杭州市西湖龙井茶区3个典型地点生产的西湖龙井茶的锌含量[18]进行对比(表6)，发现虽然茶园土壤中有效态锌含量偏低，但是火山茶叶中锌含量相较于3个优质龙井茶区的茶叶更高。有研究表明，茶叶含锌量一般在48～126 mg·kg-1，其中名优茶的锌含量为(74±10)mg·kg-1，大宗茶的锌含量为(58±13)mg·kg-1[19-24]。火山茶叶平均锌含量82.6 mg·kg-1，符合名优茶锌含量的标准。由此可见，茶叶中的锌含量不仅与土壤中有效态锌含量有关，而且受到茶树品种的显著影响，火山茶产区的茶树品种对土壤中锌元素的吸收和富集能力较西湖龙井更强。

表6 不同品种茶叶的含锌量

受茶园土壤酸碱度和茶树品种的综合影响，火山茶园土壤中有效态锌的收支失衡。若不及时提高土壤中有效态锌含量，将不利于未来茶树的正常生长与茶叶品质的提高。通过增加土壤酸度来促进Zn2+释放的方法显然不符合可持续发展的原则，不利于茶园的长远发展，因此，茶园应通过施加相应的含锌有机肥来弥补土壤中有效态锌的消耗。

2.3 气象气候条件对茶叶品质的影响

实践表明，气象气候条件是影响茶树生长与茶叶品质的重要因素。茶树喜温湿，耐阴不耐干旱与严寒。玉环岛处于28°05.14″～28°04′25.76″N，121°12′05.48″～121°12′27.69″E，三面环海，亚热带海洋性季风气候特征显著，年温差较小，降水量丰富，空气相对湿度大，全年大雾天数多，十分有利于茶树生长。

2.3.1 光照条件

光照是植物代谢与生长的首要条件，而云雾也是影响茶叶品质的重要气象因子。在研究茶叶种植区的光照条件时，往往将云雾条件与光照结合起来考虑。茶树喜漫射光，耐阴，因此，有“高山云雾出好茶”一说。在漫射光条件下，茶树能有效利用紫外线和可见光中的蓝紫光，促进体内蛋白质和含氮物质的合成、积累以及VFC的增加。茶树生长期间要求日照百分率<45%，若<40%品质更佳。

火山茶园分布在海拔100～300 m，没有达到高山云雾的海拔高度，但因其位于亚热带海岛上，距离海岸线极近，在无雨的早晨，茶园常被海雾笼罩，有时持续到午时雾气才会完全消散，因此，成为了难得的低海拔云雾茶园。由图3和表7可知，火山茶所在地年日照时长平均为1 729.7 h，年均日照百分率38%左右，多阴天或多云天气，最高日照时长出现在每年的7月；玉环县年均大雾天数65 d，主要集中在每年的3—6月，对春茶的生长与成熟十分有益。所以适宜的纬度位置和较长的海雾期，为茶园创造了适宜的光照条件，促使茶树有效的利用紫外线和蓝紫光合成多种氨基酸与VFC等有效成分，提升茶叶的口感与香气，增进品质。

图3 玉环县2012—2017年的月光照总时长

表7 玉环县2012—2017年的月大雾天数 单位：d

2.3.2 水热条件

温度是影响茶树生长发育的基本条件，图4为2012—2017年玉环县各月份的平均气温，可以看出玉环县各年份的气温变化曲线基本吻合，未出现极端高温或低温等异常气象事件，气温的年际波动不大。

图4 玉环县2012—2017年的月平均气温变化

茶树的生长周期存在三个基点温度。当日平均温度稳定在10 ℃以上时，茶芽开始萌发；气温升至14 ℃时，茶芽开始舒展嫩叶；当气温升至20～30 ℃时，芽梢进入加速生长期。

火山茶园年均温平均18.5 ℃，最冷月平均最低气温8.7 ℃，最热月平均最高气温28.4 ℃；除2016年出现47 d的霜期外，其他年份全年无霜。火山茶在每年2月中下旬茶芽即开始萌动，3月中旬嫩叶舒展，3月底进入春茶的采摘期，采茶期可一直延续至5月份。火山茶生长环境热量充足，气温年较差不大，几乎不会受到霜冻危害，有利于优质茗茶的栽培。

水是茶树体内各种生化反应的介质以及各物质的重要组成成分，过多和过少的水都不利于茶树的生长，各月份雨量均匀，年降水量在1 500 mm以上最适合茶树生长。

如图5所示：火山茶园年平均降水量1 528.05 mm，每年最大降水量出现在春末夏初，恰好是春茶采摘季结束，秋茶进入生长期的时节。各月份空气中水汽含量均较大，月平均相对湿度大多在80%～90%。在春茶生长的2—3月，月平均降水量103.53 mm；秋茶生长的6—7月，平均每月降水量148.48 mm，均达到茶叶生长期高于100 mm的降水需求。因此，火山茶园的降水与湿度条件适宜生产优质茶叶。

图5 玉环县2012—2017年的月降水量和大气相对湿度变化

3 小结与讨论

通过对玉环火山茶园土壤的研究，可以看出茶园在培育优品茗茶上具有较大潜能。通过上述的数据对比和分析得出以下结论：

茶叶灰分、茶多酚、游离氨基酸、茶氨酸等各项生化指标检测结果表明，玉环火山茶茶叶品级优良，茶叶灰分含量接近普洱茶与特级花茶，游离氨基酸、茶氨酸、茶多酚和锌元素含量优于西湖龙井茗茶，有潜在市场推广价值。

特殊的海岛气候和火山风化土壤是火山茶品质的主要影响因素。根据茶园土壤的酸碱度以及各养分参数来看，火山茶园土壤满足茶树生长的基本条件。土壤酸碱度、碱解氮含量、速效钾含量以及硒元素含量均优于大部分茶园，适合培育优质茶树。为促进茶园可持续发展，在今后的种植管理中维持适宜的土壤酸碱度，适当提高土壤中有效磷含量，优化土壤中氮磷钾元素含量配比是关键。

火山茶种植园区土壤理化性质存在一定的坡向差异。茶园西北坡、西南坡与东南坡三个坡向均种植茶叶，但目前来看西南坡的土壤pH为5.33，碱解氮和速效钾的养分含量为三级，全硒含量0.41 mg·kg-1，有效锌含量1.89 mg·kg-1，土壤质量最佳，最利于优质茶树的栽培，应该作为茶园区的精细种植管理区。

茶园土壤中有效态锌收支失衡，应通过施加相应的含锌有机肥来弥补土壤中有效态锌的消耗。茶园土壤中硒含量丰富，属富硒土，但茶叶中硒含量仅达到普通茶叶的水平，茶园管理者应考虑选种对硒元素富集能力较强的品种，以提高对茶园土壤中丰富硒元素的有效利用率。

综上，从地理环境因子的角度分析来看，海岛的地理位置、亚热带季风气候以及火山风化土壤为优质茶叶的培育提供了有利的条件，火山茶具有强大的发展潜能与良好的发展前景。除土壤因素和气候条件外，不排除其他诸如茶树品种、坡向、微地形等因素对茶树生长状况与茶叶品质的影响，有待进一步深入研究。