廬山云霧茶茶園土壤與茶葉中鋁環(huán)境地球化學積累影響因素及轉移對策研究實驗

韋紅飛　韋紅鋼

一、課題研究目的、意義

茶葉是我省重要的經濟作物，種植面積大，分布范圍廣。廬山所產的“廬山云霧茶”被列為中國十大名茶之一。廬山云霧茶大多生長在海拔800米以上的地方，升溫較慢，茶樹萌發(fā)在4月下旬至5月初，即谷雨后。其獨特的品質很大一部分原因和獨特的生長環(huán)境有關。茶樹有富集環(huán)境中化學物質的特性，當環(huán)境受到污染時，茶葉亦會受到污染。鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素，在自然界中，土壤中的鋁幾乎都以固定態(tài)存在，對植物生長發(fā)育影響不大。但當土壤發(fā)生酸化時，固定態(tài)的鋁可被活化成活性鋁，在江西酸性土壤中，活性鋁對很多植物的生長發(fā)育有抑制作用。然而，茶樹卻能在活性鋁含量較高的酸性土壤上生長得很好，由于茶樹生長的自然條件的差異，商品茶葉鋁含量有很大差別，我國的商品茶葉鋁含量一般為200-1000mg/kg；日本綠茶鋁含量一般為140-700mg/kg；土耳其產紅茶鋁含量為600-2500mg/kg。由此可見，供人們直接飲用的商品茶葉含鋁量是比較高的，并且茶葉中18-45%的鋁能被溶解到水中，通過飲茶將是人體攝取鋁的重要來源之一。同時，研究表明，透析性腦病、老年性癡呆病及其他某些神經系統(tǒng)疾病與人體組織中的鋁含量有關，鋁可能是這些疾病的成因之一。而且，鋁對肝、骨、細胞等均具有一定的毒性作用，如果長期飲茶，很可能在體內積累過量的鋁而對人體健康帶來潛在危脅，茶葉中鋁的含量很高，但產自不同地域的茶葉含鋁量有很大差異，Kubota和Klaus等認為這主要與茶葉產地的土壤環(huán)境地球化學因素有關。然而，茶園土壤環(huán)境地球化學因素與茶葉吸收鋁的關系的系統(tǒng)研究報道很少，人們還不十分清楚自然茶園茶葉吸收鋁與哪些土壤環(huán)境地球化學因素有關，它們之間的關系如何。通過對自然條件下茶園土壤地球化學因素與茶葉吸收鋁的關系系統(tǒng)研究，人們就可以在不影響茶葉產量和質量的前提下，進行土壤改良，改變土壤條件以降低茶葉鋁的含量，使人們飲用低鋁含量的茶葉，從而減少由于飲茶吸入過量的鋁而損害人體健康的可能性。因此有必要對自然茶園影響茶葉吸收鋁的土壤環(huán)境地球化學因素進行系統(tǒng)的研究，探討土壤性質與土壤各形態(tài)鋁的關系，揭示茶園土壤鋁形態(tài)的分布規(guī)律。本研究對于改良江西云霧茶茶園土壤，降低茶葉鋁含量，提高茶葉品質質量，改善人們的生活質量具有重要的理論和實際意義。

二、研究方案

1.主要研究內容、預期目標

（1）本項目主要研究內容。茶園土壤的影響因素所表現的主要是土壤理化性質的差異，土壤理化性質影響元素鋁在土壤中的存在形態(tài)，進而影響茶葉對鋁的吸收利用。對于土壤中鋁的存在形態(tài)有顯著影響的土壤理化性質有機械組成、土壤pH值、有機質含量和陽離子交換量。因此，本項目主要對茶園土壤四種基本理化性質與鋁在土壤中存在形態(tài)的關系進行探討，并揭示茶園土壤鋁形態(tài)的分布規(guī)律。選定廬山云霧茶采摘時節(jié)進行茶園土壤樣品和茶葉樣品的采集，利用pHs-2型酸度計、ICP-AES等離子體發(fā)射光譜儀、原子吸收分光光度計分別測定土壤酸堿度、茶葉樣品中鋁含量、土壤陽離子交換量分析中交換性鈉含量。對以下內容進行探討：

①茶園土壤和茶葉中鋁的形態(tài)分布；

②茶園土壤中pH值、有機質含量和陽離子交換量；

③茶園土壤鋁的形態(tài)分布及其與土壤理化性質之間的關系；

④茶葉鋁含量與土壤理化性質之間的關系；

⑤茶葉鋁含量與土壤各形態(tài)鋁之間的關系。

（2）本項目預期目標。

①本項目預期目標是：探討茶葉與土壤各形態(tài)鋁、茶葉鋁含量與茶園土壤鋁環(huán)境影響因素的關系，系統(tǒng)研究自然茶園影響茶葉吸收鋁的土壤環(huán)境地球化學因素，揭示茶園土壤鋁形態(tài)的分布規(guī)律。對改良江西云霧茶茶園土壤，降低茶葉鋁含量，提出相應意見和對策，為提高江西云霧茶茶葉品質質量提供技術支撐與服務。

②計劃進度和階段目標（為期2年）。

計劃進度和階段目標如下：

第一階段：資料收集、調查取樣及分析測試階段

時 間：2017年1月～2018年6月

階段目標：按照項目目標要求，系統(tǒng)收集江西綠茶、云霧茶土壤生長環(huán)境及茶葉品質方面的資料；進行土壤環(huán)境調查，野外樣品采集及做好實驗室分析工作，分析測試取得原始數據，為下一步研究工作的進行提供科學依據。。

第二階段：數據分析處理、整理工作階段

時 間：2018年7月～2018年9月

階段目標：根據收集整理的分析資料，結合影響茶葉吸收鋁的土壤環(huán)境地球化學因素，對數據處理結果進行分析總結，研究茶園土壤鋁的形態(tài)分布、茶葉鋁含量及其與土壤理化性質之間的關系。

第三階段：意見和對策的最終形成、最終研究報告撰寫

時 間：2018年10月～2018年12月

階段目標：本著改良江西云霧茶茶園土壤，降低茶葉鋁含量的理念，對改良江西云霧茶茶園土壤、鋁含量現狀提出相關的對策建議，為提高茶葉品質質量提供技術支撐與服務，并完成最終研究報告。

③預期研究成果及形式。

A本項目預期研究成果主要是：

a 通過研究明確茶園土壤和云霧茶茶葉中鋁的形態(tài)分布；茶園土壤中pH值、有機質含量和陽離子交換量問題；

b明確茶園土壤鋁的形態(tài)分布、茶葉鋁含量及其與土壤理化性質之間的關系；

c明確茶園土壤鋁形態(tài)的分布規(guī)律，提出改良江西云霧茶茶園土壤，降低茶葉鋁含量的意見和對策。

B本項目成果表現形式是：

a提交云霧茶茶園土壤與茶葉中鋁環(huán)境地球化學積累影響因素及轉移對策的決策咨詢研究報告；

b提供改良江西云霧茶茶園土壤，降低茶葉鋁含量的意見和對策，提出適合江西云霧茶生長土壤環(huán)境建議。

三、課題負責人