贵州鸟王茶不同生态模式土壤肥力与重金属剖面特征

摘要：采集了贵州鸟王茶产地3种不同生态模式（野生茶园、人工茶园、天然林地）的土壤，测定了土壤的营养元素（有机质、碱解氮、有效磷、速效钾）含量，分析了重金属元素（Cr、As、Pb、Hg、Cd）的土壤剖面特征。结果表明，3种生态模式的土壤肥力水平均较高，除人工茶园土壤碱解氮含量等级属于Ⅲ级外，其他生态模式的土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质含量等级均为Ⅰ或Ⅱ级，3种生态模式的土壤肥力水平高低顺序为野生茶园、天然林地、人工茶园。3种生态模式下的土壤重金属含量在0～20 cm和20～40 cm土层中有所差异，0～20 cm土层中，Cr、As和Pb含量均表现为人工茶园>天然林地>野生茶园，Hg和Cd含量则表现为人工茶园>野生茶园>天然林地；20～40 cm土层中，Cr和As含量均表现为人工茶园>天然林地>野生茶园，Pb、Cd和Hg含量表现为人工茶园>野生茶园>天然林地。

关键词：鸟王茶；不同生态种植模式；土壤肥力；重金属；剖面特征

中图分类号：S571.1；S151.9 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）02-0289-03

Soil Fertility and Profile Feature of Heavy Metal Content in Three Different Ecological Models of Niaowang Tea in Guizhou Province

ZHANG Jia-chun1，LIN Shao-xia2，ZHANG Qing-hai2，HE Teng-bing1，LIN Chang-hu1，3

（1.Agricultural College， Guizhou University， Guiyang 550025， China； 2.Guizhou Academy of Testing and Analysis，Guiyang 550002， China；3.Guizhou Academy of Sciences，Guiyang 550001， China）

Abstract： The soils from three different ecological models（original tea garden，artificial tea garden and natural woodland） of Niaowang tea in Guizhou province were collected. The contents of soil nutrients （organic matter content， N， P， K） were determined and the features of heavy metals（Cr， As， Pb， Hg， Cd） in soil profile were analyzed. The results showed that the soil fertility of three ecological models was high. Soil fertility index grades such as available nitrogen， available P， available K， organic matter were Ⅰ and Ⅱ. The orders of soil fertility among these three gardens were original tea garden>natural woodland>artificial tea garden. The soil profile features of heavy metals of Niaowang tea origins in three different ecological models were depicted. The content of five heavy metals was different in two different soil phases. The orders of Cr、As and Pb content were artificial tea garden> natural woodland> original tea garden in 0～20 cm. The orders of Hg and Cd content were artificial tea garden >original tea garden> natural woodland. The orders of Cr and As content were artificial tea garden> natural woodland> original tea garden in 20～40 cm. The orders of Pb、Cd and Hg content were artificial tea garden> original tea garden> natural woodland.

Key words： Niaowang tea； different ecological model； soil fertility； heavy metals； profile feature

茶作为世界三大非酒精饮料之一，具有很高的营养价值，兼有食用、药用等多种功能，受到人们的青睐，成为人们广泛使用的饮品。中国茶产业具有产区分布广、种植面积大、产量高等特点，全国共有21个省（区、市）967个县（市）生产茶叶，拥有茶园面积171.96万hm2，茶叶产量达到125.76万t。贵州省是中国茶叶生产的重要省份之一，茶叶种植总面积达10.52万hm2，年产各类茶叶3.49万t[1]，茶产业在贵州省经济社会发展中具有重要的地位和作用。目前随着人们对健康的重视，有关茶叶质量安全的研究也越来越多。已有研究表明，大量使用农药化肥会对茶园土壤造成污染，进而影响茶叶的质量安全[2-4]。

贵州鸟王茶又称云雾茶，是贵州省惟一、全国罕见的有碑文记载的贡茶，为贵州省特有的珍稀品种。鸟王茶作为贵州省的三大名茶之一，在当地经济社会发展中具有重要的地位和作用，其发展状况对振兴整个贵州省茶叶经济具有重要的意义。本研究以鸟王茶3种不同生态模式-野生茶园、人工茶园、天然林地的土壤为研究对象，调查和分析了不同生态模式下土壤肥力与重金属污染状况， 以期为促进科学规划建设新茶园，改良土壤条件，进一步提高茶叶品质和质量安全提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 土样的采集与制备

1.1.1 土样采集 采用GPS定位，于2009年3月和2010年4月在贵州省贵定县对鸟王茶产地3种不同生态模式（野生茶园、人工茶园和天然林地）的土壤进行土样的采集。每个点采集土壤混合样和0～20 cm、20 cm～40 cm土壤剖面样品，合计采集119份土壤样品，其中混合样89份，土壤剖面样品30份。

1.1.2 样品制备 将采集的样品分别装入洁净的布袋，带回实验室风干，剔除植物残体、大砾石等非土壤物质，同时避免灰尘和酸、碱等污染。取风干样品充分混合后用木棍碾压过1 mm尼龙筛，按四分法取出部分土样进一步用玛瑙研细，过0.25 mm尼龙筛，将过筛样品置于密封袋中并做好标签，放入干燥器中保存备用。

1.2 测定指标及方法

土壤化学指标：有机质采用高温外加热重铬酸钾氧化-容量法测定，pH采用电极电位法（土水比1.0∶2.5）测定，碱解氮采用碱解扩散法测定，有效磷采用盐酸-氟化氨提取-钼锑抗比色法测定，速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定[5]。土壤重金属：As、Hg采用原子荧光法测定[6，7]，Cr、Pb采用ICP-MS测定[8]，Cd采用ICP-AES测定[9]。

2 结果与分析

2.1 不同生态模式的土壤pH及营养元素含量特征

由表1可知，贵州鸟王茶3种生态模式的土壤肥力水平较高，这与优质高效高产茶园的土壤营养诊断指标相符[10]。3种生态模式的土壤肥力从高到低依次为野生茶园、天然林地、人工茶园。茶树是喜酸性土壤植物，其适宜生长的pH为4.5～6.0，pH高于6.0，茶树生长将逐渐停滞甚至死亡；pH低于4.5，茶树的生长将受到抑制，并对茶叶品质带来不良影响。贵州鸟王茶产地土壤不同生态模式的土壤pH为4.70～4.84，说明鸟王茶产地土壤的酸碱度为茶树生长发育最适酸碱度。

2.2 不同生态模式的土壤肥力差异特征

根据土壤肥力指标分级参考指标（表2），总的来看3种生态模式土壤肥力水平较高，具体的分级指标如表3所示。从表3可以看出，碱解氮、有效磷、速效钾，有机质等土壤肥力指标等级大部分为Ⅰ或Ⅱ级。

鸟王茶生长的野生茶园多为灌草丛，其土壤酸碱度与天然林地差异不大。长期栽培茶树的土壤常有进一步酸化的趋势。因此人工茶园土壤pH处于较低水平。野生茶园土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量高于天然林地和人工茶园，主要是由于野生茶园植被覆盖率高，能有效减弱雨水对土壤氮、磷、钾的溶蚀作用，同时促进了有机物的分解。同理，天然林地植被条件好于人工茶园，所以天然林地土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量高于人工茶园土壤。总体来说，鸟王茶产地土壤氮、磷、钾含量较丰富。

有机质是表征土壤质量的重要因子，它含有植物生长所需的各种营养元素，是茶园土壤熟化程度和肥力水平的重要指标，对茶树生长和茶叶品质具有最要影响。由于环境特征和植被类型的差异，使得土壤有机质具有不同的累积和迁移途径。贵州鸟王茶产地土壤有机质含量比较丰富，处于优良等级。野生鸟王茶多生长在高大乔木下的灌木林和草丛中，能够有效地减弱雨水对土壤的侵蚀，同时有利于蓄积水分，维持植物、土壤微生物和小动物活性，促使大量的动植物残体进入土壤，保持土壤有机质含量处于较高水平。天然林地由于植物生长量低于野生区域，进入土壤的动植物残体相对较少，其有机质含量相对低于野生区域。人工茶园由于枯枝落叶回归较少，主要通过人为施入有机肥来抵消由于茶园土壤侵蚀和茶叶收获等原因造成的有机质损失，使土壤有机质含量保持在较高水平。

2.3 不同生态模式的土壤剖面重金属含量特征

由表4可知，5种重金属含量在0～20 cm和20～40 cm土层中有所差异，总体趋势是随土壤剖面深度加深重金属含量呈递减趋势，其中Cr、Hg、Pb含量表现为随着土壤剖面深度的加深重金属含量呈明显下降趋势，表明外界因素对这3种重金属含量影响较大；Cd、As含量随土壤剖面深度变化不大。通过对不同生态模式的土壤剖面重金属含量比较可以看出，0～20 cm土层中，Cr、As和Pb含量表现为人工茶园>天然林地>野生茶园，Hg和Cd含量则表现为人工茶园>野生茶园>天然林地。20～40 cm土层中，Cr和As含量表现为人工茶园>天然林地>野生茶园，Pb、Cd和Hg含量表现为人工茶园>野生茶园>天然林地。

3 结论

1）鸟王茶3种生态模式的土壤肥力水平较高，除人工茶园碱解氮的含量偏低，属于Ⅲ级外，其他生态模式的土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质含量等级均为Ⅰ或Ⅱ级。3种生态模式的土壤肥力水平高低顺序依次为野生茶园、天然林地、人工茶园。3种生态模式的土壤pH为4.70～4.84。

2）不同生态模式的土壤剖面重金属含量比较分析结果显示，0～20 cm土层中，Cr、As和Pb含量表现为人工茶园>天然林地>野生茶园，Hg和Cd含量表现为人工茶园>野生茶园>天然林地；20～40 cm土层中，Cr和As含量表现为人工茶园>天然林地>野生茶园，Pb、Cd和Hg含量表现为人工茶园>野生茶园>天然林地。

参考文献：

[1] 陆景冈，唐根年，毛东明，等.土壤地质环境与茶叶的内在品质[J].茶叶，2009，35（1）：19-21.

[2] 袁 建，鞠兴荣，汪海峰，等.茶叶中有害金属元素的快速检测技术研究[J].食品科学，2004，25（11）：259-263.

[3] 黄 苹，谭 和，陈能武.茶叶与土壤中铜含量的相关分析[J].西南农业学报，2003，16（1）：51-53.

[4] 肖润林，王久荣，彭佩钦，等.长江流域丘陵茶园的生态问题研究[J].农业环境科学学报，2005，24（3）：585-589.

[5] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，1999.

[6] GB/T 17135-1997，土壤质量：总砷的测定[S].

[7] GB/T 17136-1997，土壤质量：总汞的测定[S].

[8] 李继东，伍 星，郑永章.微柱分离-ICP-MS测定高纯氧化钐中稀土杂质[J].中国稀土学报，2005，23（1）：109-112.

[9] 王 云，魏复盛.土壤环境元素化学[M].北京：中国环境科学出版社，1995.

[10] 韩文炎，阮建云，林 智，等.茶园土壤主要营养障碍因子及系列茶树专用肥的研制[J].茶叶科学，2002，22（1）：70-74.