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中国茶园土壤酸化现状与分析(3)
3 讨论
我国农田土壤酸化作为土壤退化的一个方面越来越严重,成为农业可持续发展的一个重要限制因素[13-16]。我们的研究结果发现,我国主要产茶省份茶园土壤平均pH 为4.73。与我国森林土壤5.74 的土壤平均pH 相比,要低1.01 个单位[17];与我国主要经济作物土壤平均pH 相比也要低0.85 个单位[16];更是远远低于全国农业技术推广服务中心 2015 年公布的2005—2014 年全国测土配方施肥土壤基础养分数据中6.7 这一全国土壤平均pH[18]。同时,各省份之间差别很大,山东和河南省茶园土壤平均pH 在5.5 以上,分别达到5.76 和5.54。这主要是由于山东和河南省茶园主要分布在日照、青岛和信阳等几个地方,该地区土壤以碱性为主。而处于我国南方红黄壤区的福建、广东、广西和贵州等地土壤平均pH 均在5.0 以下,尤其是江西和四川省的茶园土壤平均pH 在4.0 以下,分别低至3.86 和3.97,属于严重酸化土壤。这主要与当地土壤类型本身就是酸性土壤有关[19]。
土壤pH 在各区间的分布也是反映土壤酸化程度的一个重要指标。一般认为4.5—5.5 是茶树生长最适宜的土壤pH 范围。我们研究发现,全国只有41%的茶园土壤pH 在4.5—5.5 这一区间。高达52%的土壤pH 在4.5 以下,属于不适宜茶树生长的pH 范围(表2)。根据全国农业技术推广服务中心 2015 年公布的2005—2014 年全国测土配方施肥土壤基础养分数据,湖南、浙江、广东、江西和福建5 个省份农田土壤平均pH低于5.5的分别占到29.2%、41.9%、54.3%、92.3%和85.4%[18]。我们对这几个省份的研究发现,茶园土壤平均pH 低于5.5 的比例分别高达93.7%、86.0%、93.0%、100%和96.9%(表2)。因此需要通过各种土壤改良措施提高茶园土壤pH,保障茶叶绿色高产和安全。
与森林和其他作物种植体系相比,通常茶园土壤具有更低的土壤pH。在我们的研究中,与周边森林或者荒地相比,茶园土壤平均pH 要低0.89 个单位(表3)。同时对两个典型产茶县不同作物土壤pH 的研究发现,茶园土壤不仅平均pH 要低于水稻和果蔬等土壤,而且土壤pH<4.5 的比例也远远大于水稻和果蔬等种植体系。
造成茶园土壤酸化的因素众多,主要的致酸因素包括:(1)茶树根系分泌H+,以及草酸、柠檬酸、苹果酸等有机酸类物质,这些物质解离产生有机酸根阴离子和H+,强降雨条件下有机酸根离子淋洗出土壤造成土壤酸化[20]。(2)铝在茶树-土壤过程中的生物地球化学循环。一方面,茶树对铝的吸收累积能力强,在吸收大量铝的同时向土壤中释放H+造成土壤酸化[21-22]。另一方面,土壤中铝被吸收后随修剪枝叶返回土壤,而钾、钙、钠和镁等盐基离子淋洗出土壤,造成土壤中铝的累积,从而造成土壤酸化[23-24]。(3)氮肥大量施用,尤其是铵态氮肥在茶园大量施用。一方面茶树在吸收铵态氮肥的同时释放H+[25-26];另一方面铵态氮在土壤中发生硝化反应释放H+[27-30]。此外,强降雨下硝态氮被淋洗出土壤的同时带走大量盐基离子,造成土壤酸中和能力的下降[5]。
大量研究表明,长期施用有机肥或者将有机肥与化肥配合施用可以维持土壤酸碱平衡,减缓土壤酸化[15,31-32]。这主要是由于有机肥能够补充植物吸收带走和伴随阴离子淋洗损失的土壤盐基离子,提高土壤缓冲能力。同时有机肥含有大量有机质,对土壤盐基离子具有很强的吸附能力,从而降低其淋洗损失,因此长期施用有机肥能够提高土壤阳离子交换量,提高土壤酸缓冲容量[33-34]。而我国茶园普遍存在氮肥用量高,氮肥利用效率低,而有机肥用量严重不足的问题,进一步加剧了土壤酸化[35-36]。因此,茶园生产管理中一方面要降低氮肥的施用量,另一方面增加有机肥施用量,从而防止茶园土壤进一步酸化。
4 结论
我国茶园土壤平均pH 为4.73,而且只有41%的茶园土壤处于4.5<pH<5.5 这一最适宜茶树生长的区间,高达52%的土壤pH 在4.5 以下,处于严重酸化程度。与其他农田和森林土壤相比,茶园土壤具有较低的土壤pH。因此,为保障我国茶产业绿色可持续发展,必须采取适当的农业生产管理措施防止土壤进一步酸化。
[1] 农业农村部种植业管理司. 2017 年全国各产茶省茶园面积、产量和产值统计. 中国茶叶, 2018(6): 27. Department of Planting Management, Ministry of Agriculture and Rural Affairs. Statistics on area, output and output value of tea gardens in tea producing provinces across the country in Tea, 2018(6): 27. (in Chinese)
[2] 韩文炎, 阮建云, 林智, 吴洵, 许允文, 石元值, 马立峰. 茶园土壤主要营养障碍因子及系列茶树专用肥的研制. 茶叶科学, 2002, 22(1): 70-74. HAN W Y, RUAN J Y, LIN Z, WU X, XU Y W, SHI Y Z, MA L F. The major nutritional limiting factors in tea soils and development of tea speciality fertilizer of Tea Science, 2002, 22(1): 70-74. (in Chinese)
文章来源:《中国伤残医学》 网址: http://www.zgscyx.cn/qikandaodu/2020/1021/487.html
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