福建典型白茶產區茶園土壤錳鋅形態特征及其影響因素

顏明娟，陳賢玉，曹榕彬，林誠，吳一群，黃丁一，吳海玲，陳子聰*

1. 福建省農業科學院土壤肥料研究所，福建 福州 350013；2. 福鼎市茶產業發展中心，福建 福鼎 355200；3. 寧德市土壤肥料技術站，福建 寧德 352100

錳和鋅是土壤中常見的微量元素，也是茶樹所必需的微量營養元素，其在參與茶樹體內多種蛋白質、酶、葉綠素以及生長素的合成和運輸過程中發揮著重要作用，但攝入過量或不足均會對茶樹生長發育和茶葉品質造成一定影響（Li et al.，2013；Zhang et al.，2020；段小華等，2017）。與其他旱地土壤相比，多數酸性茶園土壤中全錳含量大多低于全國土壤背景值（謝忠雷等，2004，2007；李張偉等，2011），有效錳含量缺乏的茶園比例可達1/3（馬立鋒等，2004），部分茶園土壤存在隱性缺錳現象；對于茶園土壤鋅而言，不同區域和成土母質茶園土壤全鋅含量差異很大，常規茶園中土壤鋅含量大多低于100 mg·kg?1（郭海彥等，2007；郭雅玲等，2012），土壤有效鋅含量總體豐富，部分處于富鋅地帶茶園土壤含量可達225 mg·kg?1（劉義等，2010）。土壤是茶樹吸收錳鋅的主要來源，錳鋅金屬元素進入茶園土壤后，與土壤各組分進行著氧化還原、吸附解吸、沉淀溶解及配合解離等一系列物理化學過程（Stephan et al.，2008；Hamilton et al.，2016；湯帆等，2013），同時伴隨著茶園栽培（翻耕、除草和施肥等）和茶樹自身物質循環（根系吸收和凋落物分解還園）等過程，從而影響了土壤中錳鋅各形態之間的轉化和剖面的分布特性。同時，土壤中錳鋅生物有效性不僅與其總量有關，而且與其賦存形態密切關系，因而分析錳鋅賦存形態及相互關系是反映其在土壤中生物有效性和遷移轉化規律的必要環節。

白茶為中國六大茶類之一，為中國特有茶類，原產于福建省的福鼎、政和、松溪和建陽等地，尤以福鼎市茶園面積和產量最大。據統計，2019年福鼎市現有茶園面積2×104hm2，年產茶葉2.92×104t，其中白茶產量 2.33×104t，涉茶總產值106.5×108元，被譽為中國白茶之鄉，但目前尚未見有關該區域茶園土壤錳鋅形態特征研究的報道。在此背景下，以中國白茶代表性產區—福鼎市主要產茶鄉鎮茶園為研究對象，采集了 32個表層和8個典型剖面土壤樣品，分析土壤中錳鋅的賦存形態及剖面分布特征，并探討其受土壤理化性質的影響，以期為合理調控茶園土壤錳鋅供應能力和提高茶葉品質提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

福鼎市位于福建省東北部，地理坐標介于26°52′—27°26′N，119°55′—120°43′E 之間，屬于中亞熱帶季風氣候區，海洋性氣候特征明顯，年平均溫度18.5 ℃，年降雨量1669.5 mm，年相對濕度80%，山區平均無霜期228 d。境內陸地以山地丘陵為主，主要土壤類型包括紅壤、黃壤、紫色土和沖積土，土壤十分適宜茶樹生長，是全國十大產茶縣之一，被譽為中國白茶之鄉。

1.2 樣品采集與處理

2018年4月，根據福鼎市茶園面積分布和土壤類型選擇代表性采樣點進行采樣，共采集表層（0—20 cm）土壤樣品32個。采樣點主要分布在點頭鎮、管陽鎮、白琳鎮、磻溪鎮、店下鎮、太姥山鎮、貫嶺鎮、疊石鎮、前岐鎮、佳陽鄉、硤門鄉等11個鄉鎮，具體采樣點分布見圖1。采樣時盡量選擇茶樹生長較均衡、一致的茶園地塊，用GPS精準定位，同時記錄采樣點海拔、土壤類型、茶樹品種及植茶年限等信息。每個樣地按多點混合法取樣，平地茶園采用對角線取樣法，坡地茶園采用S型取樣法，保證每個子樣點采集數量不少于5個，子樣點混合成1個樣品，用牛皮紙袋保存。同時，為研究茶園土壤錳鋅各形態的剖面分布特征，分別在點頭鎮、管陽鎮、磻溪鎮和店下鎮的8個茶園采集土壤剖面，分0—20、20—40、40—60、60—80和80—100 cm 5個土層，每個土層采集1 kg的土壤樣品裝入樣品袋，共計40個土樣。剖面采樣點的茶園均為常規成齡茶園，種植茶樹品種均為福鼎大毫。采樣結束后，及時將所有土壤樣品置于室內通風場地晾干，剔除植物殘體、石塊等雜物，用木棍碾碎瑪瑙研缽磨細分別過 2.0、0.84、0.25和0.15 mm的標準篩裝袋，標記待測。

圖1 研究區位置及采樣點分布示意圖Figure 1 Location and sampling points of the study area

茶葉取樣方法：春茶采收季在對應土壤采樣點周圍的茶樹上采集一芽二葉茶樣500 g，及時保鮮，然后在實驗室統一進行105 ℃殺青10 min，再轉至60 ℃烘干。用粉碎機磨碎，過0.15 mm篩，供測定。

1.3 樣品分析

茶園土壤理化性質參照土壤農化分析方法（魯如坤，2000）：pH測定采用電位法（土水質量比1?2.5），有機質用重鉻酸鉀氧化-外加熱法，全氮采用凱氏定氮法，堿解氮采用堿解擴散法，有效磷采用鉬銻抗比色法（HCl-NH4F浸提），速效鉀采用火焰光度法（NH4Ac浸提），土壤陽離子交換量（CEC）采用乙酸銨交換法。土壤全量錳鋅采用微波消解，用氫氟酸-硝酸-高氯酸三酸法消煮，趕酸定容后，采用原子吸收法測定。土壤有效錳鋅采用DTPA浸提劑浸提（于保港等，2018），離心過濾后原子吸收法測定，土壤有效錳鋅與全量的比值來表征土壤錳鋅活化率。茶園土壤錳鋅形態分級采用Tessier連續提取法提取（Tessier et al.，1979），將其分為離子交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳結合態、有機結合態和殘渣態，用原子吸收法測定各形態含量。土壤養分指標參考高產茶園的土壤營養診斷指標（韓文炎等，2002），土壤有效錳和有效鋅分級指標參考王紅娟等（2009）的研究結果。

茶葉的測試方法：鋅、錳測定用微波消解原子吸收光度法，水浸出物采用重量法（GB/T 8306—2013）、茶多酚采用福林酚試劑比色法（GB/T 8313—2008）、咖啡堿采用紫外分光光度法（GB/T 8312—2013）、游離氨基酸總量采用茚三酮比色法（GB/T 8343—2013）。

1.4 數據處理與統計分析

文中所有數據采用Excel 2007軟件處理后，采用SPSS 19.0進行Pearson相關性分析，表格采用Excel 2007，圖采用GraphPad Prism 8.03軟件制作完成。

2 結果與分析

2.1 研究區茶園土壤理化性質及錳鋅含量特征

研究區各采樣點茶園土壤理化性質如表1所示，各樣地茶園土壤pH值范圍為3.7—4.8之間，平均值為4.3，為強酸性土壤；土壤有機質、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀和陽離子交換量的平均值分別為 28.2 g·kg?1、1.5 g·kg?1、138.4 mg·kg?1、33.4 mg·kg?1、89.6 mg·kg?1和 11.5 cmol·kg?1。從變異系數來看，pH變異系數最小（為 6.5%），屬于弱變異，速效磷變異系數為135.4%，屬于強變異外，其余5個指標變異系數范圍為23.8%—45.2%屬于中等變異。與高產茶園的土壤營養診斷指標相比，pH、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀分別低于高產茶園肥力指標的比例分別為84.38%、31.25%、21.88%、18.75%、59.38%和65.63%。該區域茶園土壤養分整體表現為：土壤為強酸性，有機質、全氮和堿解氮含量較豐富，但速效磷和速效鉀含量偏低。

表1 研究區茶園土壤理化性質Table 1 Physical and chemical properties of the tea garden soil

研究區各采樣點茶園土壤錳鋅含量如表2所示，全錳和全鋅含量分別為 114.61—1362.41 mg·kg?1和 45.56—306.53 mg·kg?1，均值分別為394.84 mg·kg?1和 101.58 mg·kg?1，高于福建省土壤全錳和全鋅背景值（陳振金等，1992）。茶園土壤有效錳含量為4.27—117.00 mg·kg?1，均值為49.41 mg·kg?1，28.13%的茶園有效錳含量屬于Ⅲ級茶園；茶園土壤有效鋅含量為 0.79—10.60 mg·kg?1，均值為 3.34 mg·kg?1，供試土壤有效鋅供應充足，全部達到了Ⅰ和Ⅱ級茶園標準，但還有34.38%的茶園低于高產茶園標準；土壤錳和鋅活化率均值分別為11.89%和2.98%，土壤錳活化率明顯高于鋅。

表2 研究區茶園土壤錳鋅含量特征Table 2 Total content of Mn and Zn in the tea garden soil

2.2 茶園土壤錳鋅形態

從圖2和表3可以看出，茶園土壤錳以殘渣態和鐵錳氧化物結合態為主，所占比例分別為23.68%—84.74%（均值為48.26%）和6.92%—59.32%（均值為37.10%），碳酸鹽結合態比例最低，所占比例為0.38%—6.68%（均值為2.86%）；茶園土壤錳的5種化學形態所占比例大小順序均表現為：殘渣態>鐵錳氧化物結合態>有機結合態>離子交換態>碳酸鹽結合態。茶園土壤鋅以殘渣態所占比例最大，所占比例為82.77%—97.41%（均值為90.62%），其次為離子交換態，所占比例為0.92%—7.61%（均值為4.11%），其余3種形態所占比例大多低于2%；茶園土壤鋅的5種化學形態所占比例大小順序均表現為：殘渣態>離子交換態>鐵錳氧化物結合態>碳酸鹽結合態>有機結合態。

圖2 不同樣地茶園土壤錳鋅形態含量Figure 2 Contents of Mn and Zn forms in tea garden soil

表3 茶園土壤錳鋅形態比例Table 3 Relative proportions of different forms of Mn and Zn in tea garden soil %

2.3 茶園土壤錳鋅形態剖面分布特征

從圖3A可以看出，整個茶園土壤剖面中，土壤全錳含量的分布由上至下總體表現出較為明顯的遞增趨勢，0—20 cm土層土壤全錳含量平均值為213.63 mg·kg?1，80—100 cm 土層土壤全錳的平均含量為 512.64 mg·kg?1。土壤錳在剖面中主要以殘渣態（46.61%—71.92%）和鐵錳結合態（21.45%—46.99%）的形式存在，其余形態所占比例大多低于3%。茶園土壤錳各形態含量在土壤剖面中分布規律與全錳基本一致，這說明該區域茶園土壤中解吸到土壤溶液中的各形態錳容易從土壤表層向深層移動。茶園土壤全量鋅含量在土壤剖面中表現出較大的變異性（圖3B），在0—40 cm土層中并未表現出鋅富集，而在40 cm以下深度內某個土層中存在有較高的鋅含量。如樣點4和樣點7的鋅含量最大值分別出現在深度為60—80 cm和40—60 cm的土層中。鋅各種形態的平均比例由大到小依次為：殘余態 (83.30%)>鐵錳鹽結合態 (6.89%)>離子交換態 (4.17%)>碳酸鹽結合態 (3.37%)>有機結合態(2.26%)，大多數樣點離子交換態和有機結合態鋅由上至下總體呈現出微弱的遞減趨勢，其他形態在剖面中變化不明顯。

圖3 不同樣地茶園土壤錳鋅形態含量垂直分布Figure 3 Profile distributions of Mn and Zn forms in tea garden soil

2.4 茶園土壤錳鋅形態影響因素分析

本研究就茶園土壤錳鋅形態與土壤理化性質進行相關性分析，結果如表4、5所示。由表4可以看出，茶園土壤各形態錳含量之間大多呈顯著或極顯著正相關（碳酸鹽結合態與殘渣態之間除外）；土壤全錳、碳酸鹽結合態錳和殘渣態錳與土壤 pH之間呈極顯著正相關；離子交換態錳和有機結合態錳與土壤有機質、全氮及堿解氮之間呈顯著正相關；離子交換態錳和碳酸鹽結合態錳與土壤速效鉀之間呈顯著或極顯著負相關；土壤各形態錳含量與土壤速效磷和CEC之間相關性不顯著。

表4 研究區土壤錳形態與土壤理化性質之間的相關性Table 4 Pearson correlation coefficient for Mn forms and soil physicochemical properties in in tea garden of studied area

從表5可以看出，茶園土壤全鋅與離子交換態鋅和殘渣態鋅之間呈極顯著正相關；離子交換態鋅與有機結合態鋅和殘渣態鋅之間呈顯著或極顯著正相關；碳酸鹽結合態鋅與鐵錳氧化物結合態鋅和有機結合態鋅之間極顯著正相關；鐵錳氧化物結合態鋅和有機結合態鋅之間極顯著正相關。土壤 pH與土壤全鋅、碳酸鹽結合態鋅、鐵錳氧化物結合態鋅和殘渣態鋅之間呈顯著或極顯著正相關；土壤有機質和全氮與離子交換態鋅和有機結合態鋅之間呈顯著或極顯著正相關，與碳酸鹽結合態鋅呈顯著負相關；土壤堿解氮與土壤離子交換態鋅之間呈極顯著正相關，與土壤碳酸鹽結合態鋅呈極顯著負相關；土壤速效磷與土壤各鋅形態含量之間相關性不顯著，土壤速效鉀與土壤碳酸鹽結合態之間呈顯著負相關；土壤 CEC與離子交換態鋅之間呈極顯著正相關，與土壤碳酸鹽結合態之間呈顯著負相關，這說明土壤 pH、有機質和全氮是影響茶園土壤鋅賦存形態的主要因素。

表5 研究區土壤鋅形態與土壤理化性質之間的相關性Table 5 Pearson correlation coefficient for Zn forms and soil physicochemical properties in tea garden of studied area

2.5 茶葉中錳鋅含量及影響因素分析

由圖4可以看出，各采樣點茶葉中錳鋅含量范圍分別為 155.73—1671.80 mg·kg?1和 34.86—71.12 mg·kg?1，均值分別為 664.47 mg·kg?1和 45.03 mg·kg?1，但各樣地之間茶葉錳含量差異較大。茶葉中錳鋅含量與土壤中錳鋅化學形態之間密切相關，從表6可以看出，茶葉中錳含量與土壤全錳、離子交換態錳和鐵錳氧化物結合態錳之間呈顯著正相關，茶鮮葉中咖啡堿含量與土壤全錳、離子交換態錳、鐵錳氧化物結合態錳和有機結合態錳之間呈顯著正相關，其他茶葉品質指標與土壤錳化學形態之間相關性不顯著；茶葉中鋅含量僅與土壤全鋅含量之間呈顯著正相關，茶鮮葉酚氨比與土壤有機結合態鋅之間呈顯著負相關，其他指標與土壤鋅化學形態之間相關性不顯著。

圖4 研究區茶葉錳鋅含量特征Figure 4 Contents of Mn and Zn in tea leaves

表6 茶葉中錳鋅含量、生化品質與土壤錳鋅形態之間的相關性Table 6 Pearson correlation coefficient of soil Mn (Zn)forms and Mn (Zn) contents of tea leaves and tea quality

3 討論

3.1 研究區茶園土壤錳鋅形態特征

茶園土壤的錳鋅主要來源于自然源和人為源。自然源主要來自于生物地球化學循環過程，由成土母質決定的，其含量和賦存形態因成土母質類型、成土過程中環境條件（淋溶、侵蝕、風化及微生物分解等）及土壤發育程度等而不同（Song et al.，2016；王昌全等，2010；趙建等，2019）。人為源則主要來自于茶園種植過程中的農事活動（含錳鋅復合肥、有機肥、葉面肥等）、大氣沉降和交通運輸過程等（Maksimovi et al.，2021；徐秋桐等，2014），不同區域土壤中錳鋅含量變幅較大。中國土壤中錳鋅的含量分別為 10—5532 mg·kg?1和 2.6—593 mg·kg?1，均值分別為 583 mg·kg?1和 76.2 mg·kg?1（魏復盛等，1991）。本研究中，福鼎市32份茶園土壤全錳含量范圍為 114.61—1362.41 mg·kg?1（平均值為394.84 mg·kg?1），高于福建省全錳背景值，與浙江省（馬立鋒等，2004）、粵東鳳凰山茶區（李張偉等，2011）、四川茶區（譚和平等，2006）及安溪茶園（江嵩鶴等，2016）的土壤全錳含量相近。同時，除了6個樣點茶園外，其余都低于中國土壤錳含量的均值，說明該區域茶園土壤錳含量較低，這可能與該區域茶園土壤成土母質有關和茶樹錳吸收規律有關（馬立鋒等，2004）。在自然成土過程中，土壤錳主要來源于成土母質的風化作用，母質中錳背景值在很大程度上決定著土壤錳的水平（陳青松，2020）。從全國土壤錳的地域分布來看，土壤錳存在自北向南逐漸降低的趨勢（魏復盛等，1991）。研究區茶園多以丘陵山地為主，采集的土壤樣品主要為紅壤，成土母質以凝灰巖、流紋巖和砂礫巖為主。不同成土母質類型會影響重金屬的含量及遷移轉化（丁維新，1995），紫灰色流紋巖（夾雜凝灰巖、砂頁巖）、砂礫巖發育而成的紅壤中錳含量較其他母質發育的土壤低（趙維鈞，2006；肖厚軍等，2013），這直接導致茶園土壤中錳初始含量較低。另外，茶樹為典型的聚錳作物，有極強的錳富集能力，茶樹葉片中錳含量高達5200 mg·kg?1（黃意歡等，1992），長期的多輪次采摘茶鮮葉帶走大量的錳元素，使得茶園土壤中錳含量較低。另外，研究區茶園土壤全鋅含量為 4.27—171.00 mg·kg?1，均值為 101.58 mg·kg?1，高于福建省全鋅背景值，與福建省其他地區茶園土壤鋅含量接近（郭雅玲等，2012），這可能與福建東南沿海地區存在鋅地球化學高背景區有關（謝學錦等，2012）。

土壤有效錳鋅含量是衡量土壤錳鋅供應能力的主要指標，也是能夠被茶樹吸收利用的主要形態，茶樹吸收錳鋅與土壤有效態含量呈顯著線性正相關。依據土壤Ⅲ級茶園缺錳標準（<15 mg·kg?1）計算，有28.13%比例的茶園土壤缺錳，這也符合南方酸性茶園土壤錳含量現狀（馬立鋒等，2004）。一般而言茶園中的錳含量相對較高，茶樹缺錳現象不常見，但是部分嚴重酸化茶園土壤存在缺錳現象。當前茶園土壤酸化嚴重（pH在<4.5比例達到46.0%），從而導致土壤中有效錳淋溶嚴重（葉宏萌等，2017）。茶園土壤有效鋅含量為0.79—10.60 mg·kg?1（均值為 3.34 mg·kg?1），明顯高于土壤缺鋅臨界值，但還有 34.38%的茶園低于高產茶園標準。以上可以看出，福鼎市茶園土壤錳鋅并不缺乏，但是變異系數大，約有三分之一的茶園土壤有效錳鋅含量低于缺乏臨界值，根據茶園地形、管理措施和土壤養分等條件間隔年份補充增施錳（鋅）肥以提高茶葉品質，福鼎市區域內茶園土壤錳鋅含量總體豐富，土壤有效錳鋅含量分布不均勻，可適量間隔年份補充錳鋅元素以提高茶葉品質，從而促進該區域茶葉增產增收。

土壤中錳鋅的賦存形態是衡量其生物有效性的關鍵參數，并直接影響錳鋅在土壤中遷移、活性及對茶樹的吸收利用（He et al.，2009）。土壤離子交換態及碳酸鹽結合態一般可被茶樹直接或間接吸收利用，鐵錳氧化物及有機結合態可在一定的氧化還原條件下向離子交換態及碳酸鹽結合態轉化，從而被茶樹吸收利用；土壤中殘渣態與金屬結合緊密，通常難以作為有效養分供應源，基本不易被茶樹吸收利用。本研究中（表3），茶園土壤錳形態分布為：殘渣態 (48.26%)>鐵錳氧化物結合態(37.10%)>有機結合態 (6.59%)>離子交換態(5.19%)>碳酸鹽結合態 (2.86%)，以殘渣態和鐵錳氧化物結合態為主（兩者比例之和為85.36%），與同緯度地區武夷山（葉宏萌等，2017）和安溪（江嵩鶴等，2016）茶園土壤錳的形態分布規律基本一致，這也在一定程度上表明土壤中的錳主要來自于成土母質（陳青松，2020），各賦存形態比例相對穩定。殘渣態是該區域茶園土壤鋅的主要存在形態，所占比例均值為90.62%，這一比例與鳳岡茶園（劉義等，2010）（比例為70.9%—91.3%）和鳳凰山茶園（李張偉等，2011）（比例為88.6%）相近，要高于洞庭湖地區茶園（比例為58.57%），這可能與不同地區茶園土壤性質及茶樹管理措施不同有關。離子交換態鋅是茶樹根系能夠直接吸收的主要形態，本研究中茶園土壤離子交換態鋅所占比例均值為4.11%，要高于其他茶園離子交換態鋅所占比例，這可能與研究區茶園土壤酸性和有機質含量較高有關。本研究采樣茶園土壤pH都低于5.0，酸性土壤溶液中的鋅主要以Zn2+形式存在，這也是離子交換態鋅的主要形態。當茶園土壤的有機質含量較高時，土壤有機質則會活化土壤中被固定的難溶態鋅，從而使得從而使可交換態鋅含量增加（Yuan et al.，1997），土壤中鋅的生物有效性也會隨之增加。

3.2 茶園土壤錳鋅形態剖面分布及其影響因素

有研究表明，土壤錳鋅形態剖面分布不僅與成土母質、成土過程及地形條件有關，更容易受土地利用方式、耕作制度及施肥管理等人為因素的影響（Yu et al.，2020；袁程等，2012），是耕作土壤中錳的活化、淋溶、沉淀的綜合反應。從茶園土壤錳剖面分布來看（圖3），土壤全錳及各形態錳含量的分布由上至下總體表現出較為明顯的遞增趨勢，深層土壤（80—100 cm）全錳、殘渣態錳、鐵錳結合態錳、有機結合態錳、碳酸鹽結合態錳和離子交換態錳分別是表層土壤（0—20 cm）的2.4、1.7、4.9、4.5、1.9和1.5倍，這說明該區域茶園土壤中解吸到土壤溶液中的各形態錳容易從土壤表層向深層移動。這可能由錳的自身性質、特定的茶園自然地理環境和茶樹吸收特性共同決定。一方面，研究區域年均降雨量可達1668 mm，酸性土壤中錳的活化和遷移較強，土壤中各形態錳均存在強烈的淋溶作用，從而導致茶園土壤各錳形態含量由土壤表層、亞表層向深層土壤移動富集現象。另一方面，茶樹為典型的聚錳作物，茶葉中錳含量可高達5200 mg·kg?1（趙維鈞，2006），周年多輪次采摘帶走大量的錳元素，導致表層土壤錳元素含量降低。另外，地形變化會通過影響土壤水熱環境和地表侵蝕來改變重金屬的遷移和轉化（張敏等，2019）。福鼎市茶園多集中于丘陵山坡，含錳較高的老葉腐爛分解過程中易被暴雨沖刷帶出茶園生態系統。從茶園土壤鋅剖面分布來看（圖3），不同形態鋅在土壤剖面中的分布狀況不盡相同，茶園土壤全鋅并未在表層土壤中富集，而40 cm以下某個土層中鋅有較高值出現；大多數樣點離子交換態和有機結合態鋅由上至下總體呈現出微弱的遞減趨勢，存在一定程度的表聚現象，其他形態在剖面中變化不明顯。

以往研究表明，土壤錳鋅賦存形態及遷移能力與土壤理化性質關系密切（Chen et al.，2017；Li et al.，2019）。土壤pH是土壤性質的綜合反應，其主要通過直接影響土壤中錳鋅的賦存形態和間接影響錳鋅與土壤組分（有機質、氧化物、鐵、鈣和鎂等離子）吸附和解吸過程來改變土壤錳鋅遷移轉化能力，尤其是在低pH條件下（Antunes et al.，2015）。酸性土壤條件下，pH下降會促進土壤錳鋅活性態組分的增加，因而土壤中離子交換態錳鋅含量一般隨pH值下降而增加（謝忠雷等，2005，2007）。但在本研究中，土壤離子交換態錳鋅含量與土壤pH之間呈弱正相關，這與以往的研究結果并不一致，說明還受到其他土壤理化性質和茶樹根系吸收的綜合影響。研究區茶園土壤pH平均值為4.3，土壤中錳的溶解度較高，降雨量大導致其淋移損失作用也大大增強，從而造成土壤中交換態錳鋅含量反而降低。土壤全錳、碳酸鹽結合態和殘渣態錳鋅與土壤pH之間呈極顯著正相關，這與謝忠雷等（2007）的研究結果基本一致。

同時，土壤有機質可通過吸附、配位或螯合作用與錳鋅結合來改變其賦存形態（徐秋桐等，2014）。本研究中，土壤有機質與土壤離子交換態和有機結合態錳鋅之間呈顯著正相關，與碳酸鹽結合態鋅呈顯著負相關，這與以往的研究結果基本一致（Randhawa et al.，1997；李張偉等，2011）。一方面，在酸性茶園土壤中，土壤有機質含量增加，其分解過程中產生大量電子使得土壤還原性增強，使得土壤中鐵錳氧化結合態錳鋅還原分解并轉化為可交換態錳鋅，從而導致土壤中可交換態錳鋅含量增加。另一方面，有機質礦化分解過程中產生大量有機酸，茶樹根系分泌物中含有大量有機酸，有機酸中的羥基、羧基及氨基等官能團會增加土壤錳鋅的交換吸附作用（Latrille et al.，2010），從而使可交換態錳鋅含量增加，這就意味著可以通過增施有機肥來提高交換態錳鋅含量。另外，有機質腐解過程中產生富里酸、胡敏酸、糖類及含氮的雜環化合物，這些化合物中的活性基團與錳鋅發生螯合（絡合）反應（陳艷龍等，2018），從而生成更多的有機結合態錳鋅。土壤全氮對土壤離子交換態和有機結合態錳鋅的影響與有機質對其的影響方向一致，這與土壤碳氮之間存在明顯的耦合關系相一致（許泉等，2006）。

肥料施用對提高茶葉產量和品質起到非常重要的作用，隨著茶樹栽培過程中肥料過量投入，各地區茶園土壤速效磷和堿解氮含量大幅度增加，土壤陽離子交換量（CEC）有所降低，這些變化也會對土壤錳鋅形態和遷移轉化規律產生影響。本研究中，離子交換態錳和碳酸鹽結合態錳與土壤速效鉀之間出現顯著或極顯著正相關，而碳酸鹽結合態鋅的變化與速效鉀的變化呈顯著負相關。這表明鉀離子對茶園土壤中錳具有一定的活化能力，可通過離子間的競爭吸附活化土壤中錳元素，提高其在土壤中遷移能力，在降雨的淋溶作用下提高了下層土壤中各錳形態含量（Zhao et al.，2006）。土壤中有效磷可通過沉淀反應降低離子交換態錳鋅在土壤中含量（Gao et al.，2011），有利于殘渣態含量。就所有供試土壤，茶園土壤各形態錳鋅含量與土壤速效磷之間相關性均不顯著，這可能與研究區茶園土壤速效磷變幅很大有關（變異系數為135.4%）。土壤陽離子交換量與各形態錳含量之間相關性不顯著，與離子交換態鋅之間呈極顯著正相關，說明增加陽離子交換量有利于提高土壤鋅有效性。

綜合以上可以看出，福鼎市茶園土壤錳鋅含量均值分別為 394.84 mg·kg?1和 101.58 mg·kg?1，高于福建省土壤背景值；土壤有效錳鋅總體含量較高，但是分布不均勻，28.13%比例的茶園土壤缺錳，34.38%的茶園低于高產茶園標準。因此，對于該區域部分茶園來說，在茶葉生長發育和品質形成過程中一定要注意追加適宜含錳鋅有機無機復混肥。茶園土壤錳形態分布規律表現為殘渣態>鐵錳氧化物結合態>有機結合態>離子交換態>碳酸鹽結合態，土壤鋅形態分布規律表現為殘渣態>離子交換態>鐵錳氧化物結合態>碳酸鹽結合態>有機結合態，土壤鋅的生物有效性較高，有利于茶樹吸收利用。土壤全錳及各形態錳含量總體表現為由上至下遞增趨勢，離子交換態鋅和有機結合態鋅由上至下總體呈現出微弱的遞減趨勢，其他形態在剖面中變化不明顯。茶園土壤錳鋅形態總體受土壤 pH、有機質和全氮的影響，茶葉中錳和咖啡堿含量與錳形態密切相關。因此在茶葉成長時除要注意追加錳鋅復合肥外，可以冬季基肥期間增施有機肥以提高土壤有機質含量；還可以在茶樹中行間套種綠肥作物，綠肥翻耕還園后可以將改良土壤和施用錳鋅復合肥兩種途徑有效地結合起來，使各形態錳鋅在土壤中處于動態平衡，調節增加土壤中有效態錳鋅的含量，提高茶葉品質。

4 結論

（1）福鼎市茶園土壤養分整體表現為：土壤為強酸性，有機質、全氮和堿解氮含量較豐富，但速效磷、速效鉀含量偏低。

（2）福鼎市茶園土壤全錳和全鋅含量均值分別為 394.84 mg·kg?1和 101.58 mg·kg?1，高于福建省土壤背景值；土壤有效錳鋅含量均值分別為 49.41 mg·kg?1和 3.34 mg·kg?1，28.13%比例的茶園土壤缺錳，34.38%的茶園低于高產茶園標準；茶葉中錳鋅含量均值分別為 664.47 mg·kg?1和 45.03 mg·kg?1，茶葉中錳鋅含量大多處于正常水平。

（3）茶園土壤錳形態分布規律表現為殘渣態>鐵錳氧化物結合態>有機結合態>離子交換態>碳酸鹽結合態，土壤鋅形態分布規律表現為殘渣態>離子交換態>鐵錳氧化物結合態>碳酸鹽結合態>有機結合態。

（4）茶園土壤各形態錳含量整體表現為由上至下遞增趨勢，離子交換態鋅和有機結合態鋅由上至下總體呈現出微弱的遞減趨勢，其他形態在剖面中分布規律不明顯。茶園土壤錳鋅形態總體受土壤pH、有機質和全氮的影響，茶葉中錳和咖啡堿含量與錳形態密切相關，可以通過調節根區土壤有機質（增施有機肥和間套作綠肥）和pH值（有機改良劑）來提高土壤錳鋅生物有效性，同時根據茶園立地條件合理周年間隔增施錳（鋅）肥以提高茶葉品質。