土壤母质及其物理性状与茶叶品质关系.pdf

收稿日期 2002 11 04 作者简介 曹顺爱 女 1975 年 吉林舒兰人 现为浙江大学环境与资源学院硕士研究生 主要从事土壤物理性状研究 土壤母质及其物理性状与茶叶品质关系 曹顺爱 吕 军 浙江大学环境与资源学院 杭州 310029 摘 要 本文综述了我国茶园土壤母质类型及土壤容重 孔隙度 水分含量 团粒结构等物理性状对茶叶品 质的影响 探讨了改善茶园土壤物理性状的措施 并提出今后茶园土壤物理性状所要研究的课题 这对我国无公害 茶 有机茶的生产和发展具有一定意义 关键词 土壤母质 物理性状 茶叶品质 耕作方式 中图分类号 S151 21 S571 1 文献标识码 A 文章编号 0577 8921 2003 01 013 04 本文就当前茶园土壤母质及物理性状与茶叶品 质关系的研究现状作一综述 为茶叶生产提供参考 1 土壤母质与茶叶品质的关系 茶园土壤性质及肥力状况受到母质的影响 并 严重影响茶叶的品质 3 其原因主要是不同土壤母 质发育的土壤所含的有机质 矿质元素及土壤酸度 存在差异所造成的 研究表明 4 不同母质发育的茶 园土壤的有机质含量变幅均较宽 从平均值看 花岗 岩土壤最高 第四纪红壤最低 有机质含量的最低限 也出现在第四纪红壤 土壤的全氮含量以石灰岩 花 岗岩 板页岩三种母质土块的较高 说明三种土壤的 氮素供应容量较大 全磷含量以石灰岩母质发育的 土壤最高 其次是河湖冲积物发育的土壤 说明石灰 岩红壤 潮沙土的磷素潜在肥力较大 不同母质土地 的速效氮 磷 钾养分差异也比较明显 碱解氮 速效 钾含量以板页岩 石灰岩 花岗岩土壤较高 速效磷 含量以石灰岩 河湖冲积物较高 第四纪红土 砂岩 土壤较低 从速效 N P K 比例看 石灰岩土壤三要 素比例比较均衡 方玲等 5 对乌龙茶产地土壤母质 特点研究表明 K Al Fe Mn Zn 五种元素与母质 的相关性较大 而这些矿质元素是植物体中结构性 元素和功能性元素 对于茶叶中的蛋白质 氨基酸 碳水化合物等的合成具有很大的影响 因此 生长在 凝灰岩母质发育的土壤中的铁观音茶叶 生化品质 中的氨基酸总量 总糖量明显高于其他母质 而酚氨 比也明显低于其他母质 这很适合制作乌龙茶类 陆景冈等研究认为 含硅多的石英砂岩与花岗 岩等成土母质 能形成适合茶树生长的砂砾土 壤 6 7 而砂砾土壤的优点是昼夜温差大 利于茶树 同化物的吸收与积累 根生长量多 茶叶中的氨基酸 含量高 茶叶香气好 滋味浓等 而第四纪红土因分 布在盆地近中心部分 地势平坦 地层深厚 酸性反 应 适宜种茶可获高产 但是少有名茶出现 其不利 因素主要是质地过粘 土壤通气性差 此外还有铁 铝 锰含量都过高 而钾素不足 含钙质较多的石灰 岩和玄武岩 所形成的土壤含钙较多 前者含钙可达 40 以上 后者为8 以上 由于土壤质地粘性大 虽然可以正常生长 但不利其品质的提高 不同母质发育的土壤除直接影响土壤物理性状 外 还影响其酸碱度 研究表明 不同母质发育的茶 园土壤酸度有差异 由板页岩 石灰岩发育的茶园土 壤 pH 值较高 平均 pH 值大于 5 其它母质发育的 土壤 pH 值平均值在 4 5 左右 pH 值的最低限 3 5 出现在四纪红土发育的土壤 最高限 6 88 出现在石 灰岩发育的土壤 已有研究表明 生长有 pH 值在 5 0 6 0 之间时即可获得较好的茶叶品质 8 9 据 王晓萍等的调查 10 我国主要茶区茶园土壤 pH 值 在 5 0 以下的占 71 这可能在一定程度上影响了 我国茶叶的整体品质 黎星辉等 11 研究表明 成土 母质对茶叶品质的影响具有普遍性规律 在同等条 件下 花岗岩和板页岩成土母质的茶园有利于生产 高品质的茶叶 石灰岩和第四纪粘土母质上的茶园 要生产高品质的名优茶 更应该注意土壤改良 2 土壤物理性状及与茶叶品质的关系 土壤物理性状是影响茶树生长发育的重要因 素 是反映土壤肥力的重要指标 不同的土壤物理性 茶 叶 Journal of T ea 2003 29 1 13 16 质会造成土壤水 气 热的差异 影响土壤中矿质养 分的供应状况 从而影响茶树的生长发育 2 1 土壤质地与茶叶品质的关系 土壤固体部分 95 以上都是直径大小不同的 矿物质颗粒 根据颗粒的大小和性质 可以分成石砾 粒径大于 1 mm 砂粒 1 0 05 mm 粉粒 0 05 0 001 mm 和粘粒 小于0 001 mm 四类 通常把 粒径小于0 01 mm 的叫物理性粘粒 大于 0 01 mm 的叫物理性砂粒 土壤中这种不同大小颗粒的组成 比例就叫土壤质地 也叫土壤机械组成 不同质地土 壤的颗粒组成不同 因此土壤一些属性如胀缩性 吸 湿性 透水性及养分含量也不同 12 不同质地的土 壤 有不同的水分 空气 养分 热量和力学状况 因 此 在很大程度上左右着茶园土壤肥力高低和茶园 生产潜力 可见 土壤质地与茶叶品质关系相当密 切 13 浙江省杭州茶场等 9 个单位 14 对红壤高产茶 园的土壤颗粒组成的调查结果表明 物理性砂粒 粒 径 1 0 01 mm 占有比率在 30 70 粗粉砂 粒 径 0 05 0 01 mm 的数量常多于粘粒 粒径小于 0 001 mm 的数量 王志华等人调查结果说明 4 龙 井茶区主要土壤的各项性质中 以土壤质地对茶叶 品质影响最为明显 物理性砂粒和物理性粘粒含量 的比值与茶叶品质呈正相关 虽然茶树能在不同质 地的酸性土壤中成活 但以生长在砂壤土到带砾石 的重壤土中产量最高 品质最优 一般认为 土层厚 度大于 1 m 上部质地轻砂质 砂壤质 下部为中壤 质 无粘盘层或铁锰硬盘层 排水良好 团粒结构较 多的土壤最有利于高品质茶叶的生成 15 16 王效举 对茶树品种相同 大气候 海拔 地形 坡度与管理措 施相似的茶园土壤质地与茶叶品质成分的关系进行 了相关统计 发现砂粒 2 0 05 mm 与茶叶氨基酸 呈极显著正相关 粘粒 砂 页岩黄壤 第四纪粘质黄壤 小黄泥黄棕壤 对应 的茶叶品质排列与土壤物理性状排列相同 如硅质 黄壤表土层 0 20 cm 物理性状最好 土壤容重最 小 三相比例协调 说明该土壤表土层疏松柔软 透 气 运水性能良好 保肥性好 其相应茶叶生化成份 含量较丰富 氨基酸 茶多酚 咖啡碱 水浸出物分别 为 2 32 25 68 3 20 45 33 茶叶滋味鲜 爽 黄棕壤的表土层物理性状相对最差 土壤容重最 大 三相比例相对失调 土壤表土层相对紧实 透气 透水性能力相对较差 保水保肥性差 相应茶叶生化 成份氨基酸 茶多酚 咖啡碱 水浸出物分别为 0 98 15 59 1 89 31 41 茶叶滋味淡薄 已有研究表明 23 水浸出物与总孔隙度成负相 关 r水 0 3044 表明在一定范围内水浸出物与 总孔隙度虽成负相关 但未达到显著水平 只有负面 作用 茶多酚表现为与容重成正相关 r 0 1304 与总孔隙度成负相关 r 0 1498 说明容重对茶 多酚有正面影响 总孔隙度成负面影响 但都未达到 显著水平 氨基酸总量 咖啡碱与总孔隙度成正相关 相关系数分别为 0 54208 0 6173 与容重成 负相关 相关系数分别为 0 7427 0 2756 表明总孔隙度在一定范围相对越大 土壤疏松 多 孔 保水保肥性好 有利于根系对水分 养分吸收 及 根部氨基酸和咖啡碱的生成 氨基酸总量与容重达 到极显著负相关 表明土壤紧实对根系不利 对氨基 酸影响很大 因而土壤改良是提高氨基酸含量的技 术措施之一 2 3 土壤通气状况与茶叶品质的关系 14 茶 叶29 卷 土壤通气性是土壤的主要物理性质之一 它是 随着土壤容重 孔隙度 团粒结构等的变化而变化 且土壤通气性与土壤中通气孔隙的大小和数量多少 有关 因此要从根本上提高土壤的生物肥力和改善 作物生长的环境条件 必须改善土壤的通透性 改变 土壤孔隙大小分配的比例或采取措施调节土壤的孔 隙状况 使其向有利于通气性方向发展 2 土壤通气 状况直接影响着氧气的供应 进而影响着根系的生 长及吸收能力 土壤的通气状况直接影响土壤的物 理 化学性质 从而影响土壤生物活性 土壤通气性 的改变使得土壤的其它一些物理性质也随之改变 使土壤有机质含量 根系生物量 土壤呼吸 微生物 数量及酶活性发生相应的变化 24 土壤中的空气是 作物根系和微生物呼吸作用的直接来源 它受土壤 耕作深度 土壤温度 栽培措施等条件影响 25 土壤的通气性对作物生长也有着很大影响 孔 隙数量 大小 比例和分布适当时才有利于根系活动 和水 肥 气 热的协调 有助于改善土壤的结构和肥 力 26 上实下虚 的孔隙垂直分布使心土层保持一 定量的大空隙 可增强微生物活性和养分转化 促进 根系深扎 扩大营养范围 27 在一定的含水量土壤 中 如以孔隙度作为通气指标 氨基酸总量 咖啡碱 与总孔隙度呈极显著正相关 水浸出物 茶多酚呈显 著负相关 总孔隙度影响茶叶品质 孔隙度的提高 茶叶品质随之提高 特别是对氨基酸 咖啡碱 茶多 酚的影响最大 28 因此可以通过提高土壤总孔隙 度 改善土壤通气状况来改善和提高茶叶品质 2 4 土壤水分状况与茶叶品质的关系 土壤水分是红壤资源的重要组成部分 研究其 土壤 水系统的特性和运动规律从而可对它实行行 之有效管理和调节 并可促进红壤茶园的优质高产 和红壤的开发和利用 土壤毛管水量可用来比较反映土壤物理性状对 土壤肥力贡献大小 因为毛管持水量的多少直接影 响根系对水分和养分的吸收 在一定范围 水分越 多 则溶解的养分越多 土壤肥力就越高 说明物理 性状对土壤肥力贡献就大 研究表明 29 土层中硅 质黄壤 的毛管持水量 57 35 砂页岩黄壤 44 64 第四纪粘质黄壤 44 21 小黄泥 40 21 黄棕壤 38 05 从这一特征值也反 映了硅质黄壤物理性状对土壤肥力贡献相对最大 黄棕壤的物理性状对土壤肥力贡献最小 余下其它 土壤介于两者之间 赵晋谦 许允文等人研究表 明 14 红壤茶园以土壤含水量达到田间持水量的 90 左右时 茶树生长最好 产量最高 土壤含水量 降低到田间持水量 70 时 就需要灌溉补充水分 据王晓萍等人 30 研究 当土壤相对含水量为 70 90 时 根系在土壤中分布范围最广 根系总量和吸 收根的重量最大 反映根系活力的脱氢酶活性最强 当土壤含水量为 50 和 110 时 根系发育受到严 重抑制 从而降低了根系吸收和利用土壤养分的能 力 土壤中的三相 固相 气相 液相 分布 是土壤物 理性状 容重 孔隙度 水分含量 空气容积 的综合 反映 综合各地调查资料 14 高产茶园表层土壤中 固相 液相 气相大致以 50 20 30 左右为宜 而 心土层则以 55 30 15 左右为宜 3 改善茶园土壤物理性状的措施 茶树为多年生植物 一旦在选定的地块上种植 茶树 就不能再改变土壤发育的母质条件 但是土壤 的物理性状却可以通过一定的农业措施来改变 目 前 中 低产茶园是我国宜茶土地利用中的主要问 题 中 低产茶园除茶树本身衰老外 绝大部分都是 由于土壤肥力下降而造成的 31 决定土壤肥力高低 的四大因子 水 肥 气 热 中 其中有三项都居于物 理性因子 因此 可以通过适当的土壤管理措施 来 创造一个具有良好的水 气 热相互协调的土壤结 构 从根本上提高茶园土壤的整体肥力水平 耕作措施对土壤物理性质有很大影响 进而影 响着土壤的生物活性和作物生长 在很大程度上可 借助容重的变化给予定量 在容重改变的同时 土壤 的物理结构和孔隙度的大小及分布也改变 实现茶 叶高产稳产不仅需要肥沃的土壤耕层 还要有松紧 适宜的犁底层和通气爽水的心土层及埋藏较深的底 土层 形成有利于协调水 肥 气 热的土壤结构 土壤有机质含量是低丘红黄坡茶园肥力水平的 重要标志之一 这不仅与土壤理化和生物学性质密 切相关 而且还直接影响茶叶的产量和品质 32 粘 质黄壤茶园质地粘重 应增施有机肥 改良土壤结 构 33 总之 应采用各种综合农业技术及改善茶园 生态环境条件等措施 逐步加深熟土层厚度 培育成 水 肥 气 热协调平衡的高产茶园土壤 在行间铺草 对保持水土 抑制杂草生长也很有 效 如铺草能降低水土流失量 62 左右 减少土壤 水分蒸发量45 以上 其地温变幅也小 研究表明 茶园铺草是一种简单易行效果良好的茶园土壤管理 技术措施 能改良土壤理化性状 提高土壤肥力 幼 龄茶园应实行铺草覆盖 防止水土流失 保持土壤温 湿度 腐烂后的杂草又可增加土壤腐殖质和营养元 15 第 1期曹顺爱等 土壤母质及其物理性状与茶叶品质关系 素 改善土壤理化性状 种植草本植物除具有覆盖 铺草的类似作用外 还是增加土壤肥力 改善土壤结构的好方法 研究表 明 在低丘红壤茶园中间种绿肥 可以使茶园土壤容 重明显下降 含水量提高 从而使土壤理化性质得到 改善 14 另外 幼年茶树根系较浅 通过间作深根系 的绿肥 可以改良下层土壤物理性状 4 结束语 由于土壤肥力是土壤物理 化学 生物等性质的 综合反映 要使作物生长良好 除肥力因素外 土壤 系统必须处于相互协调状态 这主要取决于土壤物 理性质 因此 研究和探讨茶园土壤物理性状与茶叶 品质的关系对于指导茶叶生产具有重要意义 从上面讨论可知 石英砂岩 花岗岩 片麻岩 砂 页岩 泥质砂岩等母质发育的土壤硅 铝元素含量较 高 质地轻 最有利于产出高品质茶叶 是非常适宜 的植茶环境 优质茶叶要求土壤pH 值为5 0 6 5 质地为砂质土到壤质土 据此我们可以选择适宜的 植茶土壤 以获得较高的茶叶品质 今后我国新茶园 的开辟应首先考虑这些土壤 茶园属于灌木类型的茶树栽培 由于其很高的 郁闭程度和根系作用 具有十分良好的防止土壤侵 蚀的效果 但除了少数名优茶的茶园以外 一般土壤 管理较为粗放 较少灌溉 土壤仍保持紧实 粘闭的 特性 部分茶园土壤有进一步酸化的现象 34 由此 可见 还应加强茶园土壤溶质移动与土壤酸化 茶园 土壤优先流与非点源污染问题的研究 为无公害茶 叶生产和我国茶叶可持续发展提供理论依据 参 考 文 献 1 李潮海 王 群 郝四平 土壤物理性质对土壤生物活性及作物生 长的影响研究进展 J 河南大农业大学学报 2002 36 1 32 37 2 李以暖 王凯荣 茶叶产量和品质与地质环境关系的研究 J 有 色金属矿产与勘查 1996 5 4 247 252 3 张亚莲 罗淑华 湖南茶园土壤养分调查与丰缺指标研究报告 J 茶叶通讯 1998 1 7 14 4 方 玲 伊仁青 张庆孝等 不同母质的土壤对乌龙茶生化品质的 影响 J 福建农业大学学报 1999 28 4 461 465 5 陆景冈 李 健 名茶狮峰龙井形成的地质背景 M 土壤地质 第一辑 北京 农业出版社 1992 7 6 唐根年 陆景冈 王援高等 浙江省及邻近地区名茶形成的土壤地 质环境分析 J 茶叶科学 2001 21 2 85 89 7 浙江农业大学 茶树栽培学 M 农业出版社 1989 98 201 8 王效举 陈鸿昭 三峡地区茶园土壤化学特征与茶叶品质的关系 J 植物生态学报 1994 18 3 253 260 9 王晓萍等 茶园土壤地力退化现状及其防治途径 中国土地退化 防治研究 中国科学技术出版社 1990 355 301 10 黎星辉 黄启为 唐和平 土壤地球物理化学特征对名优茶品质 的影响 J 湖南农业大学学报 1996 22 6 542 546 11 彭福元 土壤质地 J 茶叶通讯 1994 2 46 47 12 王效举 土壤条件与茶叶品质关系的研究 茶叶通讯 1994 2 6 9 13 中国农科院茶叶研究所主编 中国茶树栽培学 M 上海科技出 版社 1986 258 268 14 安微农学院 茶叶生物化学 M 浙江人民出版社 1961 85 100 15 陆景岗等 我国东南沿海名茶产地的土壤地球化学初探 J 土 壤地质 农业出版社 1991 229 232 16 王效举 陈鸿昭 长江三峡地区不同茶园土壤地球化学特征及其 与茶叶品质的关系 J 植物生态学报 1994 18 3 253 260 17 廖德平 袁盛华 优良茶园的土壤肥力特征 J 四川农业科技 2001 9 34 18 李志洪 王淑华 土壤容重对土壤物理性状和小麦生长的影响 J 土壤通报 2000 31 2 55 57 19 DICK R P M icrobial biomass and soil enzyme activities in com pacted and rehabilitated skid trail