茶園土壤質量現狀及改良措施研究進展

摘要：隨著我國茶樹種植年限和種植面積的增加，茶園土壤質量退化問題日益凸顯，已成為制約我國茶產業發展的一個重要因素。因此，關于茶園土壤質量的研究也受到越來越多的關注。文章通過查閱近年來的相關文獻資料，對我國茶園土壤質量退化現狀、成因進行總結分析，并討論不同茶園土壤改良措施的實施成效，旨在為未來我國茶園土壤改良工作提供參考。

關鍵詞：茶樹；土壤質量；退化；改良措施

中圖分類號：S571.1；S153" " " " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：1000－3150（2023）04-19-6

Research Progress on Soil Quality and Improvement

Measures in Tea Gardens

FAN Xiaohui， CHEN Musong*， LIU Wenting， XIE Xing， LEI Lili

Ningde Agriculture Institute of Fujian， Fu'an 355017， China

Abstract： With the increase of tea planting years and planting area in China， the degradation of tea garden soil quality has become increasingly prominent， which has become an important factor restricting the development of China's tea industry. Therefore， more and more attention has been paid to the study of soil quality in tea gardens. This paper summarized and analyzed the current situation and causes of soil quality degradation in tea gardens in China， and discussed the implementation effects of different soil improvement measures in tea gardens， aiming to provide reference for the future work of soil improvement in China.

Keywords： tea plants， soil quality， degrade， improvement measures

茶樹在我國有著悠久的人工種植歷史[1]，隨著社會經濟的發展，已逐步成為我國重要的經濟作物。根據2022年國家統計年鑒報告，2021年我國茶園面積達到330.8萬hm2，占全球茶樹種植總面積的60%左右。茶樹的栽培分布受氣象條件、地形地貌、土壤質地等因素的影響[2-3]，我國茶區主要分布在南方地區，其中云南、貴州、四川、湖北、福建為茶樹栽培面積前5的省份[4]。進入新時代以來，在各地政府積極推動下，茶樹新品種及栽培新技術得到推廣應用，使得我國茶產業進入一個新的高速發展期。

但與此同時，由于我國茶樹主要栽培在山地丘陵地區，茶園土壤條件較差，加之部分茶農為了追求效益，長期過度施用化肥，忽視生態環境的保護，導致茶園生態環境不斷惡化，其中土壤作為茶樹生長的基石，同樣面臨質量退化的問題，并已成為制約我國茶產業發展的一個重要因素，受到了廣泛關注[5-7]。為此，科技工作者在我國主要茶區開展了大量的茶園土壤改良相關研究工作，取得了諸多研究成果。本文綜述了近年來我國茶園土壤改良相關研究，分析我國茶園土壤質量退化現狀，總結當前茶園土壤改良措施應用成效，最后提出對未來茶園土壤改良工作的展望。

1" 茶園土壤質量退化現狀

1.1" 茶園土壤酸化

茶樹作為一種酸性土壤指示性植物，一般適合生長的土壤pH為4.0～6.5，其中最適pH為4.5～5.5，當茶園土壤pH低于4.0時，就會抑制茶樹根系生長及其相關代謝活動，從而影響茶葉產量與品質[8]。當前，我國主要茶區均存在不同程度的土壤酸化現象，且呈現出不斷加劇的趨勢[9]。Yan等[10]研究表明，我國茶園土壤pH平均為4.68，pH小于4.5的茶園面積約占44%。

茶園土壤酸化屬于生態環境問題，根據影響茶園土壤酸化的來源，可分為外源因素和內源因素[11]。外源因素是指在茶樹生長過程中，周邊自然環境及人為活動帶來的酸化因子。茶樹作為葉用植物，其生長對于氮（N）肥的需求較高，但在茶園管理過程中，由于化肥施用簡單、便捷及高效的特點，人們習慣大量施用生理酸性N肥[12]。但過量的外源性N素進入土壤中，會增加土壤中的NH4+，進而形成陽離子積聚區，同時在雨水沖刷力作用下鹽基陽離子不斷淋失，破壞土壤團粒結構，導致土壤酸化[13-14]；此外，石油、煤炭等礦物原料的燃燒產生的酸性微塵顆粒及酸性氣體也將會隨降雨直接進入土壤而引起土壤酸化[15]。內源因素是指作物生長過程中，伴隨自身產生的酸性代謝物質。茶樹根系具有明顯的“嫌鈣聚鋁”特性，隨著種植年限的增加，土壤中硅酸鹽化合物以及含鐵化合物的礦化加速，導致鉀（K）、鈣（Ca）流失和鋁（Al）、硅（Si）積累，也會加快茶園土壤的酸化。茶樹葉片自然凋落、腐爛分解返回土壤后，茶樹根系會釋放有機酸和H+等分泌物，也將影響茶園土壤酸化[16]。同時，茶樹吸收銨態氮（NH4+-N）后，根系也會分泌出大量H+，同時氨的硝化作用也會產生大量H+，加劇茶園土壤的酸化進程[17-19]。此外，茶園其他植物的根系也會在特定環境下分泌出酸性物質，例如當土壤中缺磷（P）時，肥田蘿卜根系分泌的酒石酸、蘋果酸和琥珀酸的增加也將導致土壤酸化加劇[20]。

1.2" 茶園土壤重金屬污染

隨著社會的發展，茶葉重金屬超標問題越發受到茶葉消費者的關注，而茶葉中的重金屬主要來源于土壤[21-22]。因此，茶園土壤重金屬污染問題越來越受到重視。我國《茶葉產地環境技術條件》（NY/T 853—2004）[23]及《無公害食品" 茶葉產地環境條件》（NY" 5020—2001）[24]均對茶園土壤的銅（Cu）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、鉻（Cr）等含量制定限定標準。自然狀態下茶園土壤中含有包括重金屬在內的各種元素，一般情況下土壤重金屬移動性差，較難通過根系進入作物體內，但土壤酸化會降低土壤對重金屬離子的吸附力，使重金屬離子得到活化，進而增加土壤重金屬對茶樹的毒害作用[25]。而人為活動一般被認為是茶園土壤重金屬污染的主要來源，茶園土壤重金屬污染程度與肥料、農藥、種植模式以及周邊工業、交通“三廢”造成的環境污染等諸多因素密切相關[26-27]。

茶園土壤重金屬超標會對茶樹的生長產生脅迫作用[28]。相關研究表明Cd、Cr、Pb會破壞葉綠體結構，降低光合色素積累，抑制茶樹光合作用，最終導致植物的生長受阻，生物量降低[29-31]。As脅迫會增加茶樹葉片中活性氧的積累和脂質過氧化程度，從而誘發茶樹葉片發生劇烈的氧化應激反應[32]；茶園土壤中高濃度Cd、Cr會破壞茶樹的抗氧化酶系統，進而影響細胞膜結構和功能[33]；而Pb濃度與超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶等的活性成反比[30，34-35]。因此，茶園土壤重金屬問題應得到足夠重視。孫云南等[36]對西雙版納州茶園土壤重金屬含量潛在生態風險進行評價，結果顯示西雙版納州茶園土壤整體上存在輕微生態風險，其中Cd、Hg存在中等水平潛在生態風險。葉宏萌等[37]采集武夷山保護區、生態區和景區的茶園土壤樣品，分析結果表明不同生態區域條件下茶園土壤重金屬風險程度存在一定的空間分異特征，其中自然保護區茶園土壤Cd、Hg累積最為顯著，生態區茶園土壤的Cu、Zn、Pb和Cr有一定累積。

1.3" 茶園土壤物理結構破壞

茶園土壤在未受到外力干擾的情況下，土壤固相、氣相和液相“三相”始終在一個合理的比例范圍內，起到協調土壤水、肥、氣、熱的關系，從而為茶樹生長發育提供一個良好的環境條件[38]。隨著茶園長期的施肥、采茶、修剪等農事活動帶來的人為踩踏[39]，加之大部分茶園位于山地丘陵地區，受限于茶園基礎設施差、有機肥施用長期被忽視，以及茶樹密植等外部因素的作用，使得土壤內在平衡被打破，茶園土壤原本疏松的結構被破壞，土壤變得板結堅硬[40]。土壤表層質地緊實，土壤吸收水能力下降，使得地表水難以穿透表層土壤，導致大多數水分以地表徑流和地表蒸發的方式流失掉，而進入土壤中的部分剩余水分，也因土壤孔隙比例的降低，使原本儲存為毛管水的土壤有效水轉化為重力水而流失，降低了土壤保水能力[41-43]。此外，土壤通氣孔隙度比例降低造成土壤空氣含量降低，影響土壤微生物及根系的呼吸[44]。

2" 茶園土壤改良措施

2.1" 增施有機肥

狹義上有機肥是指利用各種有機廢棄物料加工而成的含有大量有機物質的肥料[45]。土壤有機質中的腐殖質具有較強的吸附性和陽離子交換性能，可以增強土壤緩沖性能[46]。研究表明，茶園施用有機肥緩解了土壤酸化，且土壤pH值增幅隨有機肥使用量的增加而提高，全量有機肥處理的pH為4.65，而化肥處理pH為3.93[47]。有機肥不僅含有豐富的有機物質，還有植物生長所需的各種養分[48]。研究表明，茶園連續長期施用有機肥可顯著增加土壤有機質和N、P、K含量[49-51]。同時，長期配施有機肥能增加茶園土壤中過氧化氫酶、轉化酶和磷酸酶等各種酶的活性，豐富土壤微生物種群的數量及豐度，促進形成理想的微生物種群結構，從而活化土壤養分，增加土壤N、P、K有效態含量，提高肥料的利用率[52-54]。

2.2" 施用土壤調理劑

天然礦質堿性肥料常被作為茶園土壤酸化改良調理劑施用[55]。由于調理劑本身含有豐富的Ca、鎂（Mg）、硫（S）等礦質元素，可以提高土壤礦質養分，同時Ca2+、Mg2+、K+等能與土壤中的Al3+競爭交換位點，中和土壤溶液中的H+，提高土壤pH，從而改善土壤的酸化狀況[56]。趙麗芳等[57]針對浙江溫州地區紅壤茶園土壤酸化，通過配施礦物型土壤調理劑和有機肥，不僅提高了茶園土壤交換性陽離子和養分含量，還有效提升了茶園土壤pH。

生物質炭作為一種健康的生物土壤調理劑，已被廣泛用于茶園酸化土壤的改良[5，58-59]。生物質炭是指生物質在厭氧或缺氧條件下，經高溫裂解炭化產生的高含碳量固態物質[60]。研究表明，施用生物質炭可以增加土壤有機碳含量，由于生物質炭自身容重遠小于土壤，可降低土壤容重，改善土壤結構[61]。同時，生物質炭擁有較大的比表面積，且表面富含多種官能團，能增加土壤陽離子交換量，對酸性土壤的陽離子交換量的提高尤為明顯，加之生物質炭自身的堿性特征，使其具有改良酸性土壤的潛能[62]。此外，生物質炭因其多級空隙結構，具有強大的吸附能力，能有效提高土壤的持水性能；且可增加對土壤N素的吸附能力，降低N素的淋失，延長礦質N在土壤中的停留時間，提升土壤的供N效果[63]。

2.3" 茶園套種綠肥

綠肥是一種優質的改良土壤、培肥地力的生物有機肥料，是可用作肥料的綠色植物體的統稱[64]，在我國傳統農業中的應用有著悠久的歷史。隨著化肥的使用，其增產作用明顯，綠肥才逐漸被人們忽視[65-66]。但是隨著現代農業的發展，綠肥在改良土壤方面所具有的獨特生態優勢，使得其在生態茶園建設中重新受到人們的重視[67]。

新開墾茶園中套種綠肥能有效覆蓋茶園地表，保持土壤溫濕度，減緩地表徑流對土壤的侵蝕，減少茶園水、肥的流失。綠肥根系在土壤中穿插活動能改善土壤物理結構，增加土壤孔隙比，改善土壤板結的問題[68]。綠肥除本身富含有機質外，還含有N、P、K及其他中微量元素，綠肥成熟經覆蓋翻壓等處理進入土壤，腐爛分解后能為土壤補充養分[69]。豆科綠肥根系富含根瘤菌，可將空氣中的游離態N轉為能被植物吸收利用的N，提高土壤N含量[70]。另外，部分綠肥根系分泌物能活化被土壤固定的養分；同時茶園套種綠肥能改善茶園土壤環境，增加土壤中的生物種群數量及豐度，土壤生物的活動能進一步提高養分有效性[71]。

3" 小結與展望

隨著茶葉消費市場的不斷發展，消費者對茶葉的品質也提出了更高的要求，而土壤不僅為根系生長和穿插提供機械支撐，還為植物生長提供所必需的水、肥、氣、熱，健康的茶園土壤生態系統是保障茶樹健康生長和優質茶葉生產的基礎。因此，構建和保障茶園土壤生態健康應該成為未來我國茶園土壤改良工作的重點。具體應該加強以下幾方面研究。

3.1" 建立茶園土壤生態健康評價體系

當前，對茶園土壤質量的評價更多集中在土壤肥力狀況方面，相較于土壤肥力而言，土壤健康狀態更多的是從土壤生態系統的角度來考慮，認為具有生物活力及良好功能的土壤才是健康的土壤。因此，未來應加強對茶園土壤生態健康評價體系的構建，對于評價指標的選擇不應再局限于土壤理化指標，還應更多關注土壤生物學特性。開展對我國茶園土壤生態健康評價，提升對茶園土壤生態健康狀況的認知，將有利于針對性地制定土壤改良措施，從而提升土壤的改良效果。

3.2" 充分發揮土壤微生物的作用

土壤微生物是土壤生態系統的重要組成部分，其代謝活動影響土壤中物質循環和能量流動，并參與土壤養分的轉化過程，被認為是土壤物質轉化的動力。因此，未來應加強對土壤微生物資源的開發利用，通過探討茶園土壤生態系統中不同微生物群落結構及其功能，研究茶園氮循環微生物及土壤解磷微生物對于各種措施的響應，提升茶園土壤養分的利用率，促進健康茶園土壤生態系統構建。

3.3" 因地制宜，多措并舉

當前，茶園大部分土壤改良措施在試驗設計條件下表現較好，但在實際田間應用時，受不同區域茶園自然環境、氣候、土壤母質、茶樹品種及管理方法等差異影響造成其效果一般，無法實現大面積推廣。因此，未來的茶園土壤改良工作要推進生物改良技術的研究，以配合物理措施和化學措施；加快推進茶樹專用肥、專用調理劑的研發工作；同時提高茶農科學管理意識，轉變傳統簡單性施肥習慣，構建適合本地茶區的土壤生態保育綜合集成技術。

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