浙江“安吉白茶”产地地质地球化学特征.doc

浙江“安吉白茶”产地地质地球化学特征第22卷第6期2008年12月现代地质GEOSCIENCEV01.22No.6Dec.2008浙江”安吉白茶”产地地质地球化学特征宋明义,任荣富,周涛发,郑文,董岩翔,张今.,黄春雷(1.合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009;2.浙江省地质调查院,浙江杭州311203;3.安吉县发展与改革委员会,浙江安吉313300)摘要:通过对安吉白茶产地地质,地球化学特征的系统研究,认为成土母岩,土壤元素组合等对茶叶的品质均具有深刻的影响.母岩(母质)类型不同,土壤类型,质地,pH值,尤其是土壤地球化学成分就会具有很大的差异,钾,硅,铝和酸性土壤有利于茶叶生长发育,钙,镁,钠和碱性土壤不利于茶叶品质的提高.茶叶硒,锌含量高,其生化成分与土壤中钾,钼,锰,硫,磷的有效态呈显着正相关.因此,建议发展白茶基地应在安吉中部,东部低山丘陵区,选择以石英砂岩,岩屑砂岩风化残坡积物为母质的土壤.关键词:安吉白茶;产地地质环境;母岩;品质;相关关系中图分类号:X142文献标志码:A文章编号:10008527(2008)06095406CharacteristicsofGeologyandGeochemistryinProducingAreaoftheAnjiWhiteTea,ZhejiangProvinceSONGMingyi,RENRong.fu,ZHOUTao.fa,ZHENGWen,DONGYanxiang,ZHANGJin,HUANGChun.1ei.(1.SchoolofResourcesScienceandEnvironmentalEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei,Anhui230009,China;2.ZhqiangInstituteofGeologicalSurvey,Hangzhou,Zhejiang311203,China;3.AntiCommitteeofDevelopmentandRrmation,Anti,ziang313300,China)Abstract:Basedonthecharacteristicsofgeologyandgeochemistry,theAnjiwhiteteainproducingareawasstudied.Theresultsshowthatparentrocksandchemicalelementcombinationinlocalsoilhaveinfluenceddeeplycompositionandcharactersofthem.Becauseofdifferentrocktypes,soiltypes,textureandpHsofthesoilsdifferalso,especiallychemicalelementsofsoils.K,Si,A1andacidsoilmarkedlypromotethegrowingandupgrowthoftea,andCa,Mg,Naandalkalinesoilmakeagainstboostingofteaquality.TheleaveshavehighSeandZncontents,andthereisapronouncedpositivecorrelationbetweenbiochemicalcompositionofteaandtheircorrespondingeffectivecontentsofK,P,S,Mninsoils.Therefore,thispapergivesasuggestionthatAnjiwhiteteashouldbegrownwheresandstoneparentrockisdistributed,inhillycountryandmountain,east?ernandmiddlepartofAnjiCounty.Keywords:Anjiwhitetea;geoenvironmentforgrowingarea;parentrock;quality;correlativerelationshipo引言鬃轰安吉白茶,产于浙江省安吉县,因清明前嫩宗在大观茶论中也写到:”白茶自为一种,与常叶呈白色而得名.安吉白茶是我国的珍稀茶种,茶不同,其条敷阐,其叶莹薄,崖林之间,偶然收稿日期:20080824;改回日期:20080920;责任编辑:孙义梅.基金项目:中国地质调查局地质大调查项目(200214200013).作者简介:宋明义,男,高级工程师,I尊士研究生,1958年出生,地质学专业,主要从事农业地质,资源与环境地学研究.Email:mingyi.song163.corn.第6期宋明义等:浙江”安吉白茶”产地地质地球化学特征955生出.虽人力所可致”.安吉白茶是我国绿茶中的奇葩,也是浙江十大名茶之一.安吉白茶因其质优和品质稀缺性,在浙江茶产业中占有十分重要的地位j.同时,由于种植白茶经济效益高,近年来出现了县内外,省内外滥加引种和低效益生产的现象.为改变这种局面,促进安吉地方经济和效益农业发展,科学规划白茶种植基地,实现安吉白茶优质高效生产,已成为当务之急.因此,在”安吉县农业地质环境调查(2006-2007)”工作中,就白茶产地地质地球化学环境问题进行了较深入的调查研究.根据白茶的分布特点,选择了天荒坪,溪龙和杭垓3个茶区作为研究对象,其中天荒坪和溪龙为白茶产区,杭垓为普通绿茶种植对照区.重点围绕各产区地质背景,地球化学环境特征对茶叶品质的影响,开展调查研究工作.1茶区地质背景1.1地形地貌与海拔安吉天荒坪,溪龙和杭垓3个茶区在地形地貌上有较大的差异.其中天荒坪茶区位于着名的黄浦江源头龙王山区,地形陡峻,海拔700800m;溪龙茶区位于安吉东北部丘陵区,地势较平缓,海拔50150Ill;杭垓茶区位于安吉西南部丘陵区,地形坡度15.20.,海拔250300ITI,均符合茶叶生产基地对地貌条件的要求.1.2地层岩石与土壤母质3个茶区出露的地层岩石各不相同.其中,天荒坪茶区土壤母质为侏罗系黄尖组流纹英安质凝灰岩风化残坡积物,主要矿物成分为钾长石,斜长石,石英,高岭土,云母,绿泥石等.溪龙茶区土壤母质为志留系唐家坞组,康山组石英砂岩,粉砂岩,粉砂质泥岩风化残坡积物,主要矿物成分为石英,长石,高岭土,水云母,绿泥石,磁铁矿,赤铁矿等;长石,高岭土和云母类矿物进一步风化均有利于K,Si,Al的析出和积累.杭垓茶区土壤母质为奥陶系印渚埠组钙质泥岩和泥灰岩风化残坡积物,矿物成分主要为黏土矿物以及碳酸盐矿物等,碳酸盐矿物等的进一步风化,使Ca,Mg等元素得到充分富集.1.3土壤类型与质地根据全国第二次土壤普查资料,天荒坪茶区土壤类型为侵蚀性黄壤亚类,石砂土,黄棕色,土层较薄,有机质含量丰富,有较厚的腐殖质层,呈酸性反应,土壤质地为含砾砂质黏壤土,粉黏比较高,土体剖面发生层为A.一A0一A一(B)一C型.溪龙茶区土壤类型为黄红壤亚类,黄泥砂土,黄红色,土层厚,一般大于0.51.2in,酸性反应,质地为粉砂质黏壤土,土层土体构型A一(B)一c型;土层深厚有利于茶树根系的发育和对土壤中元素的吸收,黏壤土对于保水,保肥和根系呼吸等具有良好作用.杭垓茶区土壤类型为侵蚀性红壤石砂土,多有片状砾石,土层较为浅薄,土体构型A一(B)一C型或AC型.2茶区土壤地球化学特征2.1土壤的酸碱性天荒坪茶区,土壤pH值自表土层向下至心土层依次为5.12,5.42;溪龙茶区土壤pH值自表土层,心土层,母质层依次为4.30,4.32,4.34;杭垓茶区土壤pH值自表土层,心土层,上母质层,下母质层依次为4.66,5.21,5.25,5.38.但从区域上土壤pH平均水平来看,溪龙茶区土壤pH为4.78,在3个茶区中是最低的;杭垓茶区土壤pH平均为5.15,是3个茶区最高的;天荒坪茶区土壤pH值为4.90,介于上述两者之间.但总体在4.785.15之间,均符合无公害茶园土壤环境质量标准(NY5020-2001)对土壤pH为4.06.5的要求.2.2土壤中的氧化物从表1看出,天荒坪茶区土壤中SiO,含量为69.18%,较溪龙茶区为低,A1:0,K:0最高,分别为14.58%,3.63%,MgO,CaO,Fe,0含量中等.溪龙茶区SiO含量最高,达78.45%,A10,K20,MgO,CaO,Fe2O3含量最低,分别为10.4l%,1.43%,0.47%,0.20%,3.66%,SiO2,K20,A1,0的进一步风化有利于Si,K,A1的析出.杭垓茶区SiO含量最低,MgO,CaO,Fe0含量最高,分别达3.27%,1.31%,5.74%,A10,K0含量介于其他两茶区之间,MgO,CaO,FeO的进一步风化造成土壤中Mg,Ca,Fe等元素的积累.2.3土壤中的微量元素土壤地球化学调查结果表明,天荒坪茶区土壤中微量元素Mn,Mo,Zn,Se含量较丰富,分别为520mg/kg,1.29mg/kg,81mg/kg和0.65mg/kg;Hg,Cd,Pb,As,Cu等含量较低,均低于安吉土壤背景值.溪龙茶区土壤中重金属Cd,956现代地质2008年O.200.311.31O.591.433.632.582.58注:样品由国土资源部合肥矿产资源监督检测中心测试,2007.表2不同茶区土壤元素含量特征Table2Elementcontentofsoilsfromdifferentteagrowingareas茶区样本数Mn/(mg/kg)P/(mg/kg)N/(mg/kg)S/(mg/kg)B/(mg/kg)Se/(mg/kg)Mo/(mg/kg)F/(mg/kg)茶区样本数Cu/(m昏/kg)Ni/(mg/kg)Cd/(ms/kg)Cr/(mg/kg)Zn/(mg/kg)Pb/(mg/kg)As/(mg/kg)Hg/(mr,/kg)注:样品由国土资源邵合月B矿严资源监督检测中,bN试,2007.Hg,As,cu,Ni,F,Zn等含量与安吉土壤背景值相比普遍偏低,而B,cr的含量略高,分别为65.0mg/kg,62.1mg/kg.杭垓唐坑桥对照茶区土壤矿质成分的含量与母岩成分十分密切,其中S含量较低,而F,Cu,Ni,Cd,Cr,Zn,As等重金属含量高,分别高达819mg/kg,47mkg,40mg/kg,0.74mg/kg,94.5mg/kg,162mg/kg和35.5mg/kg,尤其是重金属Cd,As含量分别是溪龙茶区的6.73倍和5.47倍(表2).从总体上看,溪龙茶区,天荒坪茶区土壤重金属含量较低,均远低于农业部无公害茶园土壤环境质量标准(NY5020-2001)的限定值,为在该区生产优质,安全的高档名茶奠定了良好的基础.2.4土壤矿质元素的有效性从土壤元素有效态分析结果来看,在安吉3个茶区中,有效态K,Fe,P,Mn,S与交换性ca的含量变化较大,标准差在2.48176.6之间,但区域上有效态P,Zn,Mn含量的分布不均匀,变异系数较大,在0.611.40之间.溪龙茶区土壤pH最低,杭垓最高,天荒坪介于二者之间,除溪龙茶区变化略大外,另外两个茶区变化很小,较为均一.溪龙茶区土壤有效态K,P,S,Fe的含量丰富,分别达123.14mg/kg,84.85mg/kg,40.22mg/kg,215.96mg/kg,Mo,Zn,Mn,Se有效态和交换性Ca,Mg含量适中,表现为茶叶发育早,生物量高;与溪龙产区对比,天荒坪茶区有效态P,Cu,Zn,S,Fe含量较低,尤其是有效态P含量仅为4.50mg/kg,有效态Cu含量为0.88mg/kg,有效态zn含量为3.03mg/kg,但有效态Mn,K含量较高,分别达218.18mg/kg,123.88mg/kg,表现为茶叶发育迟缓,生物量较少;杭垓绿茶产区土壤中有效态K,S,Mn含量均较低,其中有效态K含量仅为85.70mg/kg,有效态Mn含量为36.23mkg,但Cu,Zn,Mo,Ca,Mg含量均较高,分别达7.77mr,/kg,15.48mg/kg,0.27mg/kg,5.53cmol/kg,0.75cmol/kg(表3),茶叶表现为生长缓慢,叶尖干枯,外观上颜色较灰暗等.3土壤元素对白茶品质的影响一般认为,农产品的品质主要是由该作物的基因控制的,但许多环境因素对农产品的后天影响也是十分重要的.喜酸,耐铝,嫌钙,是茶树尤其是白茶生长的生物特性.据研究,已发现与I寸nnL62476779335318124525n58l64171344值景区背区产区壤产坪茶土龙荒垓吉溪天杭安第6期宋明义等:浙江”安吉白茶”产地地质地球化学特征957注:元素有效态含量单位为mg/kg;交换性ca(Mg)含量单位为cmol/kg;n=11;样品由国土资源部合肥矿产资源监督检测中心分析,2007.表4不同成土母质区茶叶的品质差异Table4Comparisonofteaqualitiesfromdifferentparentmatterareasforsoils注:表示(最小值最大值)/平均值;样品由中国茶科学研究所茶叶检测检验中心分析.茶树生长有关的元素多达40余种J.研究基于地质地球化学条件的安吉白茶适生性特征,讨论地质地球化学特征对茶叶生长,发育和产品品质所产生的影响,为规划白茶的种植布局,提供科学依据.3.1成土母质对白茶品质的影响在3个茶区中,土壤理化条件均有明显的差别.其中,由于天荒坪茶区地势高,坡度大,土壤母质为黄尖组流纹质晶屑熔结凝灰岩风化残坡积物,石英含量较多,风化速度较慢,因此,土层相对较薄,一般在0.30.5m,土壤质地为砾石质黏壤土.溪龙茶区地势平缓,土壤母质主要为唐家坞组石英砂岩,粉砂岩残坡积物,石英,钾长石,黏土等矿物含量丰富,土层深厚,一般为0.51.2m,土壤质地为黏壤土,较适宜种茶.杭垓茶区土壤母质主要为奥陶系印渚埠组钙质泥岩和泥灰岩风化残坡积物,地形较缓,土壤类型为侵蚀性红壤类石砂土,多有片状砾石,易遭受冲蚀导致土层浅薄,农业可利用性较差.与浙江名茶产区不同母质背景相比,安吉溪龙石英砂岩,岩屑砂岩母质区白茶中咖啡碱,儿茶素平均含量是最高的,分别达4.08%,14.81%;天荒坪流纹质晶屑凝灰岩母质区白茶中氨基酸含量最高,平均6.25%,最高达7.4%(表4),这在全国名茶中也是罕见的.由此可以看出,优越的地质背景,奠定了生产安吉白茶的物质基础.3.2土壤化学养分对白茶品质的影响从土壤元素有效态分析结果来看,溪龙茶区K,P,S,Fe,B的有效态含量丰富,交换性Ca,Mg含量低,十分有利于白茶的生长以及产量,质量的提高;与溪龙产区对比,天荒坪茶区有效态P,Fe,B,Mo,Cu,Zn,S含量较低,但交换性Ca,Mg含量较高,有效态Mn含量特别高,对茶叶生长可能会产生一定的影响;杭垓绿茶产区土壤有效态K,有效态S,有效态Mn含量均较低,而且交换性Ca,交换性Mg的含量均较高,无疑对茶叶生长,发育和品质的提高有明显的限制作用.958现代地质2008正本次在天荒坪,溪龙,杭垓等茶区,采集茶树根系土壤进行营养元素和微量元素的有效态分析,并将分析结果与茶叶生化组分进行相关性分析(表5).表5土壤元素有效量与茶叶中生化成分含量相关?眭分析Table5Correlativerelationshipbetweeneffectivecontentsofelementsinsoilanditsbiochemicalcomposi.tionintea注:土壤有效态样本数11件,对应的茶叶样本数11件;()显着相关.分析表明,安吉茶叶生化成分与土壤pH,有效态Se,有效态Mo,有效态zn,交换性ca含量均呈负相关,而与有效态K,有效态P,有效态S含量为正相关;其中茶多酚含量与土壤有效态K,有效态s,有效态P的含量等明显正相关,相关系数分别为0.4,0.574,0.275,而与有效态Fe,有效态Mo,有效态Mn,交换性ca,交换性Mg等含量的相关性不明显;咖啡碱含量与土壤有效态K,有效态S含量弱正相关,相关系数分别为0.338,0.321,而与有效态Cu,有效态zn含量明显负相关;氨基酸与有效态Mn,有效态K含量有正相关性,相关系数分别为0.485,0.345,与Cu,Mo,zn含量明显负相关,与交换性ca,有效态se含量和pH表现为负相关;儿茶素含量与土壤有效态P,有效态s,有效态K含量正相关,相关系数为0.444,0.428,0.419,而与有效态cu,有效态zn含量显着负相关,与有效态Se,有效态Mo,交换性ca含量负相关.3.3土壤元素对白茶品质的影响3.3.1主量元素根据陆景冈,梁月荣等研究,茶树对土壤化学性质和无机元素的要求与茶树的发源地及系统发育过程有关.在长期进化过程中,茶树形成了喜酸耐铝,忌碱忌氯以及喜钾,硅,低铁,锰等地球化学特性J.在大溪,溪龙安吉白茶产地,区内大气,灌溉水,土壤环境质量优良,成土母质为侏罗系唐家坞组,康山组石英砂岩,岩屑砂岩以及侏罗系流纹质晶屑凝灰岩的风化残坡积物,土壤类型为黄红壤黄泥沙土,土层较深厚,质地适中,土壤中硅,铝,钾含量高,铁,钙,镁,钠,磷的较低,为优质茶园的建立奠定了物质/)基础.3.3.2微量元素在大溪,溪龙等低山丘陵区,土壤中微量元素含量中等,由于土壤理化条件适宜,为茶树,茶叶对微量元素的吸收奠定了基础.尤其是大溪,溪龙茶区土壤中Mn,Mo的有效成分含量适中,为安吉白茶氨基酸成分的提升发挥了重要作用.茶样分析结果表明,白茶叶片中对人体健康有益元素含量丰富,并与土壤中对应元素关系密切.已有研究指出,茶叶中适量的zn,Cu,Mg,Se,Mn等微量元素对茶叶品质有利J,有益元素相对丰富,重金属元素含量低是提高茶叶质量的必要条件.因此,无机矿物质元素也是衡量茶叶品质的重要指标.从表6中可以看出,安吉白茶中Cu,Zn,Mg,Se的含量相对较高,分别为10.411.1mg/kg,54.955.6mg/kg,1875.21877.4mg/kg,0.200.26mg/kg,尤其是Se含量,接近(DB42/2112002)标注富硒茶的临界含量0.3mg/kg的标准,zn含量均高出国家质检总局提出的富锌茶的硒含量40mg/kg的要求,均可称为含硒富锌农产品;重金属Hg,Cd,Pb,As含量均很低,其中Hg未检出,cd部分样品检出,含量仅为0.01mg/kg;Pb为0.580.63mg/kg,As均表6安吉白茶与邻区普通茶叶中矿质元素对比Table6ComparisonofinorganicelementsfromwhiteteaandaverageteainAnji注:样品由中国茶科学研究所茶叶检测检验中心分析,2007.第6期宋明义等:浙江”安吉白茶”产地地质地球化学特征959小于0.5mg/kg,均远低于农业部绿色食品茶叶的卫生指标(NY/T288-2002)的限定值H.但在杭垓茶区,不仅绿茶中生化组分低,而且Cu,zn,Mg,Se等有益元素含量也较少,然而重金属Cd,Pb等含量却较高,因此,对茶叶的品质影响较大.4结论与建议(1)除地形地貌及小气候条件