進(jìn)入新時(shí)代以來，茶樹新品種及栽培新技術(shù)得到推廣應(yīng)用，使得我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的高速發(fā)展期。然而，由于我國(guó)茶樹主要栽培在山地丘陵地區(qū)，茶園土壤條件較差，加之部分茶農(nóng)長(zhǎng)期過度施用化肥，忽視生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，導(dǎo)致茶園生態(tài)環(huán)境不斷惡化，其中土壤作為茶樹生長(zhǎng)的基石，同樣面臨質(zhì)量退化的問題，并已成為制約我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素。本期綜述了近年來我國(guó)茶園土壤改良相關(guān)研究，分析總結(jié)了我國(guó)茶園土壤質(zhì)量退化現(xiàn)狀及改良措施應(yīng)用成效，并提出展望。
一、茶園土壤質(zhì)量退化現(xiàn)狀
1. 茶園土壤酸化
一般適合茶樹生長(zhǎng)的土壤pH為4.0～6.5，最適pH為4.5～5.5。我國(guó)主要茶區(qū)均存在不同程度的土壤酸化現(xiàn)象，且呈現(xiàn)出不斷加劇的趨勢(shì)。研究表明，我國(guó)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(tài)環(huán)境問題。
各茶樹種植省份和全國(guó)茶園土壤平均pH(1)外源因素：在茶園管理過程中習(xí)慣大量施用生理酸性N肥，但這會(huì)增加土壤中的NH?+，進(jìn)而形成陽(yáng)離子積聚區(qū)，同時(shí)在雨水沖刷力作用下鹽基陽(yáng)離子不斷淋失，破壞土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤酸化;此外，石油、煤炭等礦物原料的燃燒產(chǎn)生的酸性微塵顆粒及酸性氣體也將會(huì)隨降雨直接進(jìn)入土壤而引起土壤酸化。(2)內(nèi)源因素：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(dǎo)致鉀、鈣流失和鋁、硅積累，也會(huì)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(huì)釋放有機(jī)酸和H+等分泌物，也將影響茶園土壤酸;茶樹吸收銨態(tài)氮后，根系也會(huì)分泌出大量H+，同時(shí)氨的硝化作用也會(huì)產(chǎn)生大量H+，加劇茶園土壤的酸化進(jìn)程;茶園其他植物的根系也會(huì)在特定環(huán)境下分泌出酸性物質(zhì)。
2. 茶園土壤重金屬污染
土壤酸化會(huì)降低土壤對(duì)重金屬離子的吸附力，使重金屬離子得到活化，進(jìn)而增加土壤重金屬對(duì)茶樹的毒害作用。而人為活動(dòng)一般被認(rèn)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(nóng)藥、種植模式以及周邊工業(yè)、交通“三廢”造成的環(huán)境污染等諸多因素密切相關(guān)。
茶園土壤重金屬超標(biāo)會(huì)對(duì)茶樹的生長(zhǎng)產(chǎn)生脅迫作用。鎘、鉻、鉛會(huì)破壞葉綠體結(jié)構(gòu)，降低光合色素積累，抑制茶樹光合作用;高濃度鎘、鉻會(huì)破壞茶樹的抗氧化酶系統(tǒng)，進(jìn)而影響細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能;而鉛濃度與超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶等的活性成反比。
鉛脅迫對(duì)茶樹葉綠素含量的影響
3. 茶園土壤物理結(jié)構(gòu)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(gè)合理的比例范圍內(nèi)，起到協(xié)調(diào)土壤水、肥、氣、熱的關(guān)系。隨著茶園長(zhǎng)期的施肥、采茶、修剪等農(nóng)事活動(dòng)帶來的人為踩踏，加之大部分茶園位于山地丘陵地區(qū)，受限于茶園基礎(chǔ)設(shè)施差、有機(jī)肥施用長(zhǎng)期被忽視，以及茶樹密植等外部因素的作用，使得土壤內(nèi)在平衡被打破，茶園土壤原本疏松的結(jié)構(gòu)被破壞，土壤變得板結(jié)堅(jiān)硬，吸收水能力下降，導(dǎo)致大多數(shù)水分以地表徑流和地表蒸發(fā)的方式流失掉，而進(jìn)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(chǔ)存為毛管水的土壤有效水轉(zhuǎn)化為重力水而流失，降低了土壤保水能力。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。
二、茶園土壤改良措施
1. 增施有機(jī)肥
茶園施用有機(jī)肥可緩解土壤酸化，且土壤pH值增幅隨有機(jī)肥使用量的增加而提高，全量有機(jī)肥處理的pH為4.65，而化肥處理pH為3.93。有機(jī)肥不僅含有豐富的有機(jī)物質(zhì)，還有植物生長(zhǎng)所需的各種養(yǎng)分。研究表明，茶園連續(xù)長(zhǎng)期施用有機(jī)肥可顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)和N、P、K含量。同時(shí)，長(zhǎng)期配施有機(jī)肥能增加茶園土壤中過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶等各種酶的活性，豐富土壤微生物種群的數(shù)量及豐度，促進(jìn)形成理想的微生物種群結(jié)構(gòu)，從而活化土壤養(yǎng)分，增加土壤N、P、K有效態(tài)含量，提高肥料的利用率。
2. 施用土壤調(diào)理劑
天然礦質(zhì)堿性肥料常被作為茶園土壤酸化改良調(diào)理劑施用。由于調(diào)理劑本身含有豐富的Ca、Mg、S等礦質(zhì)元素，可以提高土壤礦質(zhì)養(yǎng)分，同時(shí)Ca2+、Mg2+、K+等能與土壤中的Al3+競(jìng)爭(zhēng)交換位點(diǎn)，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。
生物質(zhì)炭作為一種健康的生物土壤調(diào)理劑，已被廣泛用于茶園酸化土壤的改良。施用生物質(zhì)炭可以增加土壤有機(jī)碳含量，由于生物質(zhì)炭自身容重遠(yuǎn)小于土壤，可降低土壤容重，改善土壤結(jié)構(gòu)。同時(shí)，生物質(zhì)炭擁有較大的比表面積，且表面富含多種官能團(tuán)，能增加土壤陽(yáng)離子交換量，對(duì)酸性土壤的陽(yáng)離子交換量的提高尤為明顯，加之生物質(zhì)炭自身的堿性特征，使其具有改良酸性土壤的潛能。此外，生物質(zhì)炭因其多級(jí)空隙結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)大的吸附能力，能有效提高土壤的持水性能;且可增加對(duì)土壤N素的吸附能力，降低N素的淋失，延長(zhǎng)礦質(zhì)N在土壤中的停留時(shí)間，提升土壤的供N效。
3. 茶園套種綠肥
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(duì)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(dòng)能改善土壤物理結(jié)構(gòu)，增加土壤孔隙比，改善土壤板結(jié)的問題。綠肥除本身富含有機(jī)質(zhì)外，還含有N、P、K及其他中微量元素，綠肥成熟經(jīng)覆蓋翻壓等處理進(jìn)入土壤，腐爛分解后能為土壤補(bǔ)充養(yǎng)分。豆科綠肥根系富含根瘤菌，可將空氣中的游離態(tài) N 轉(zhuǎn)為能被植物吸收利用的N，提高土壤N含量。另外，部分綠肥根系分泌物能活化被土壤固定的養(yǎng)分;同時(shí)茶園套種綠肥能改善茶園土壤環(huán)境，增加土壤中的生物種群數(shù)量及豐度，土壤生物的活動(dòng)能進(jìn)一步提高養(yǎng)分有效性。
三、小結(jié)與展望
隨著茶葉消費(fèi)市場(chǎng)的不斷發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)茶葉的品質(zhì)也提出了更高的要求，而土壤不僅為根系生長(zhǎng)和穿插提供機(jī)械支撐，還為植物生長(zhǎng)提供所必需的水、肥、氣、熱，健康的茶園土壤生態(tài)系統(tǒng)是保障茶樹健康生長(zhǎng)和優(yōu)質(zhì)茶葉生產(chǎn)的基礎(chǔ)。因此，構(gòu)建和保障茶園土壤生態(tài)健康應(yīng)該成為未來我國(guó)茶園土壤改良工作的重點(diǎn)。
1. 建立茶園土壤生態(tài)健康評(píng)價(jià)體系
當(dāng)前，對(duì)茶園土壤質(zhì)量的評(píng)價(jià)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(tài)更多的是從土壤生態(tài)系統(tǒng)的角度來考慮，認(rèn)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(yīng)加強(qiáng)對(duì)茶園土壤生態(tài)健康評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建，對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇不應(yīng)再局限于土壤理化指標(biāo)，還應(yīng)更多關(guān)注土壤生物學(xué)特性。開展對(duì)我國(guó)茶園土壤生態(tài)健康評(píng)價(jià)，提升對(duì)茶園土壤生態(tài)健康狀況的認(rèn)知，將有利于針對(duì)性地制定土壤改良措施，從而提升土壤的改良效果。
2. 充分發(fā)揮土壤微生物的作用
土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其代謝活動(dòng)影響土壤中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，并參與土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化過程，被認(rèn)為是土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化的動(dòng)力。因此，未來應(yīng)加強(qiáng)對(duì)土壤微生物資源的開發(fā)利用，通過探討茶園土壤生態(tài)系統(tǒng)中不同微生物群落結(jié)構(gòu)及其功能，研究茶園氮循環(huán)微生物及土壤解磷微生物對(duì)于各種措施的響應(yīng)，提升茶園土壤養(yǎng)分的利用率，促進(jìn)健康茶園土壤生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建。
3. 因地制宜，多措并舉
當(dāng)前，茶園大部分土壤改良措施在試驗(yàn)設(shè)計(jì)條件下表現(xiàn)較好，但在實(shí)際田間應(yīng)用時(shí)，受不同區(qū)域茶園自然環(huán)境、氣候、土壤母質(zhì)、茶樹品種及管理方法等差異影響造成其效果一般，無法實(shí)現(xiàn)大面積推廣。因此，未來的茶園土壤改良工作要推進(jìn)生物改良技術(shù)的研究，以配合物理措施和化學(xué)措施;加快推進(jìn)茶樹專用肥、專用調(diào)理劑的研發(fā)工作;同時(shí)提高茶農(nóng)科學(xué)管理意識(shí)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)簡(jiǎn)單性施肥習(xí)慣，構(gòu)建適合本地茶區(qū)的土壤生態(tài)保育綜合集成技術(shù)。
本文節(jié)選自《中國(guó)茶葉》2023年第4期，P19-24，《茶園土壤質(zhì)量現(xiàn)狀及改良措施研究進(jìn)展》，作者：范曉暉，陳慕松*，劉文婷，謝星，雷麗麗。圖片來源于網(wǎng)絡(luò)。
來源：中國(guó)茶葉
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