本文摘要:摘要:为探究西南地区茶园土壤养分特征及其影响因素,以文献计量法对西南地区4省(区、市)茶园土壤进行研究,从整体和局部尺度分析了茶园土壤养分在不同空间、海拔、降水、土壤类型差异下的分布状况及特征。结果表明西南茶区整体表现为有机质、全氮、碱解氮丰
摘要:为探究西南地区茶园土壤养分特征及其影响因素,以文献计量法对西南地区4省(区、市)茶园土壤进行研究,从整体和局部尺度分析了茶园土壤养分在不同空间、海拔、降水、土壤类型差异下的分布状况及特征。结果表明西南茶区整体表现为有机质、全氮、碱解氮丰富,磷素不足;海拔及降水是西南茶区土壤养分的控制和驱动因子。从典则判别的土壤养分空间分异程度来看,贵州和四川较为相似,西藏和云南分异明显。不同土壤类型中,棕壤养分指标均达到优质高效高产茶园标准;黄棕壤总磷含量偏低;黄壤速效磷、全磷缺乏;砖红壤及红壤土壤酸化明显,速效磷、速效钾、全磷缺乏。不同地区间优质高效高产茶园养分达标率:西藏>贵州>云南>四川。西南地区茶园土壤磷素的缺乏,已成为西南茶区发展的限制性养分因子。
关键词:中国西南地区;茶园;土壤;养分特征
茶园土壤养分特征引起的茶叶品质及土壤养分质量问题受到各地区的关注和重视[1],西南地区域内茶园分布极广,截至2019年我国茶园面积最大的三个省份均分布于西南地区,约占全国茶园总面积的43.8%[2],虽然目前对茶园土壤养分的研究较多,但学者多是以省、市、县行政区域为范围进行研究,因受制于有限的行政范围,而不可避免地忽视了自然地带性范围下的更为客观的土壤养分自然规律及属性特点,从而难以对其进行区别和联系。基于此本文将具有相似自然地理及气候属性的西南地区为整体自然地带区域进行研究。
茶园论文范例:茶园杂草防控技术研究进展
西南地区属多山高海拔地区,在为茶产业发展提供生态优势生产基础的同时,又受到喀斯特地质条件的限制[3],区域内地质活动频繁复杂,进而导致西南地区地质破碎不连续,地层交错演替发展,地质情况极为复杂,而在此基础上风化发育而来的土壤多继承了各地层基岩的理化特性。土壤的发育还受到明显的海拔梯度、垂直山地气候和复杂地形地貌等多因素的共同影响,因此这也进一步增加了西南地区土壤养分状况及类型分布的复杂性。西南地区茶园土壤养分空间差异大,且茶园肥料投入过量,平均可施减化肥量达32.33%[4],此前尚未有学者对中国西南茶区土壤养分状况进行系统研究,故而摸清西南地区茶园土壤养分水平、特征及分布规律,明确限制因子,分析养分差异成因,是科学管理西南茶区土壤肥力、提高土壤质量及茶叶品质的重要依据,同时也为指导西南地区茶产业提质增效及乡村振兴战略具有现实的生产管理意义。
1材料与方法
1.1数据的获取
以“Teagarden/Soilnutrient/Physicalandchemicaltraits/SouthwestofChina”,及“茶园、茶产区、西南、云南、贵州、四川、重庆、西藏、土壤养分、土壤肥力、土壤理化性质、养分特征”等为关键词进行组合,分别在CNKI中国知网数据库和WebofScience中检索,不限时段检索,最后一次检索时间为2020年2月25日,检索已公开发表的有关中国西南五省(区、市)茶园土壤养分研究的相关论文44篇,研究总样本达2759个,涵盖西南5省(区、直辖市),共涉及122个县(市、区)。
其中:云南14个县(市、区);贵州省28个县(市、区);西藏自治区5个县(区);四川省72+3个县(市、区),因考虑到行政地缘及文献数量,故将涉及重庆地区的3篇文献纳入到四川省合并计算。提取指标包括pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、海拔、降水量。其中,对已明确海拔数据的直接从文献提取,无海拔数据但已明确经纬度或地名(村级)的,从LocaSpaceViewer软件中导入谷歌地图图层数据后,提取样地范围平均海拔数据,无海拔数据且样地范围过大的,在数据分析时不予以引入。
1.2数据处理与分析
因不同学者撰写论文时各指标参数单位的表示不统一,且少部分学者在土壤取样的表层土深度不一,因此本研究将数据重新整理。对于采样深度统一选用“0~20cm”作为土壤表层样本;对于缺失值的处理,按统计学方法缺失值小于10%的以所属地平均值替代,缺失数据大于10%的,在进行SPSS数据分析时以成对或成列个案进行排除;对于平均值统计,以加权平均值进行统计计算;因数据并未较好从正态分布,指标存在方差不齐性情况,因此本研究的相关性分析将采用斯皮尔曼(Spearman)方法,多重比较将采用盖姆斯豪厄尔(Games-Howell)。
本研究数据以Excel2019进行存储,SPSS25进行数据分析,Origin2019进行图形绘制。依据中华人民共和国农业行业执行标准《绿色农产品产地质量标准》[5]、《茶叶产地环境技术条件》(NY/T853-2004)[6]中茶园土壤肥力分级标准,及优质高效高产茶园的土壤营养诊断指标[7],整合出茶园土壤养分分级标准,以便对中国西南地区茶园进行土壤养分等级划分。
2结果与分析
2.1西南地区茶园海拔及土壤养分状况
对中国西南地区茶园土壤的养分状况统计,表明茶园土壤pH平均水平为4.59,有机质达30.54g·kg-1,高于I级及优质高效高产茶园的肥力标准;碱解氮、速效磷和速效钾平均水平分别为142.37、12.87和84.67mg·kg-1,其中碱解氮平均水平高于I级及优质高效高产茶园肥力标准;全氮、全磷和全钾的平均含量分别为1.38、0.51和8.19g·kg-1,其中全氮平均水平达到I级及优质高效高产茶园肥力标准。从变异程度来看,pH变异程度最低属弱变异外,其余均属于中等变异,变异程度表现为速效磷>全钾>全氮>有机质>碱解氮>全磷>速效钾>pH。
3结论与讨论
3.1茶园土壤养分特征及影响因素
西南地区茶园土壤养分状况整体较好,以含氮类养分如有机质、碱解氮、全氮的含量较为丰富,平均含量均达到优质高效高产茶园标准;速效钾及全钾含量略有不足,速效态磷及全磷含量缺乏;西南茶区土壤pH平均水平符合优质高效高产茶园标准,但域内土壤仍有不同程度的酸化趋势,除pH为弱变异外,其余指标均为中等变异,此结果与李玮等[9]、任艳芳等[10]、杨广容等[11]的研究结果与本研究基本一致。
海拔的垂直山地气候对西南茶区土壤养分影响较大。通过对不同海拔茶园土壤分析可知,随着海拔的上升土壤pH值也逐渐升高,这可能是高海拔寒冷环境下土壤微生物活动及酶活性低,根部有机酸等分泌物相应减少,由此可看出海拔因素在一定程度上控制了土壤酸化的发生,这与姜哲浩[12]、林小兵[13]的研究结果一致。
本研究显示养分随海拔变化趋势明显,养分在1800m以下地区整体上随海拔升高而积累,而在1800m以上地区,除了速效磷显著增多外,其余养分含量均明显下降。这可能是1800m以上高海拔高寒地区土壤pH较高,间接影响了土壤固磷过程,使磷不易发生沉淀和吸附反应,降低对磷的固定作用,增大了磷的有效性[14],且超1800m以上地区主要集中在降水量较少的西藏,而较少的降水量可能难以形成地表径流对土壤颗粒形成侵蚀,或淋溶影响小,进而保持了速效磷较高的活性[15]。
整体上西南茶区相较于常年高温多雨的福建、江西等地区茶园土壤有机质、碱解氮、全氮含量较高[13,16-17],受到高海拔低温影响,不利于有机质的矿化,土壤中微生物及土壤酶的生物化学活动较低海拔地区程度低,故而对有机质能量消耗少。降水量对土壤养分及pH存在不同程度的影响。西南地区速效钾速效磷含量低,尤其以速效磷缺乏突出,仅20.83%达到优质高效高产茶园速效磷标准。有研究显示降水量形成的地表径流对养分输出影响明显,对全钾、全氮及全磷明显[15]。
土壤中磷素以淋溶形式损失的量与以地表径流和土壤侵蚀形式损失的量相当或者更大,土壤磷素渗漏迁移也可能是磷流失的一条重要途径[18]。而结合西南茶区的实际状况,除西藏降水量偏少且植茶区基本属于河谷谷底或台地外,云南、贵州、四川三地年均降水量丰富且茶园多为坡地,因此更易于造成磷素流失,而钾在水溶液中溶解性较高,胶体性低,也易随地表径流而流失[19]。
此外,本研究显示降水量也明显的影响了土壤酸化的过程,这与张驭航[20]研究一致。不同土壤类型的养分特征。棕壤及黄棕壤养分较为全面;黄壤缺乏速效磷、速效钾和全磷;红壤、砖红壤酸化严重,全量及速效态磷钾较缺乏,但其有机质、碱解氮、全氮含量丰富,这与江西省茶区红壤肥力整体低下的表现不同[13],可能是由于西南地区红壤主要分布在云南西南部,该地区海拔较高降水量大,平均海拔达1500m以上气温较低,对有机质消耗较低,且古茶树分布较广,随着年限的延长枯枝落叶形成的有机质、碱解氮、全氮不断积累,而磷钾素在降水量较为丰富的作用下,其淋失及径流损失作用较海拔带来的积累效应可能更为明显。
其它因素对茶园土壤养分的影响。研究表明,土壤全钾全磷主要受到成土母质或基岩所影响[21],这可一定程度上说明西南茶区全钾在不同海拔下无明显规律的现象。在较低pH及较高温度下,土壤矿物表面吸附的磷可转化形成含磷的表面沉淀,造成矿物溶解转化以及磷生物有效性的进一步降低[22],这为本研究中得到的速效磷在1800m以上地区相较低海拔茶区含量显著性增多的结果提供了解释。速效钾虽可通过凋落物及腐殖质分解输出一定的数量,但茶树中的多酚会抑制土壤微生物和土壤酶活性,结合西南茶区高海拔的冷凉气候特点,使得分解释放进程更为缓慢。
从施肥管理来说,可能长期受到氮肥增产的影响而重施尿素类氮肥,进而导致尿素在酸性条件下水解出较多的NH4+,过量的NH4+与K+竞争吸附点位,加剧了土壤K+的淋失[23];此外有研究显示,管理措施相对于对土壤氮磷钾等养分的影响更大[24,25],因此科学的施肥管理也是影响着土壤养分的重要因素。
参考文献:
[1]孙贇,MuhammadShaaban,何志龙,等.生物质炭对茶园土壤改良及茶叶品质的影响[J].中国土壤与肥料,2017(6):9-14.
[2]中华人民共和国统计局.中国统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2019.
[3]刘彦伶,李渝,张萌,等.基于文献计量的贵州喀斯特地区石漠化等级土壤养分状况分析[J].中国土壤与肥料,2019(2):171-180.
[4]倪康,廖万有,伊晓云,等.我国茶园施肥现状与减施潜力分析[J].植物营养与肥料学报,2019,25(3):421-432.
[5]中华人民共和国农业部.绿色食品产地环境技术条件(NY/T391-2000)[S].北京:中国标准出版局,2000.
作者:张忠梁1,2,舒英格1*
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