张文丽　谢恒　李涛　王丹丹

摘要：采用野外调查和室内分析相结合的方法，以湖北五峰主茶区3个不同绿茶茶园为研究对象，综合分析不同土壤质地和管理模式对茶园土壤性质及茶叶品质的影响。结果表明，质地为沙质壤土的茶园1，其茶叶的茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量最高，与其土壤各项理化性质、土壤微生物数量及脲酶活性均较佳有关。天然茶园2的土壤颗粒组成中，黏粒含量较高、沙粒含量较低，有利于维持土壤的保水、保肥能力。粉沙质壤土的茶园3的茶叶品质与茶园2的茶叶品质相当，可能是茶园3的土壤pH偏低、土壤磷素不佳、微生物活性不够导致。建议对茶园3的土壤pH进行调节，改善土壤的微生物活性，同时增施磷肥，改善土壤磷素水平。

关键词：土壤质地；管理模式；茶叶品质；土壤微生物

中图分类号：Q948.11；S571.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）10-1824-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.10.007

Effects of Different Soil Texture and Management Pattern on Soil Properties

and Tea Quality of Tea Garden

ZHANG Wen-li， XIE Heng， LI Tao， WANG Dan-dan

（College of Biological and Pharmaceutical Sciences， China Three Gorges University， Yichang 443002，Hubei，China）

Abstract： Based on the field survey and laboratory analysis， the effects of different soil texture and management pattern on soil properties and tea quality of tea garden were researched， which took three different green tea garden under different soil texture and the management pattern in main producing areas of Wufeng， Hubei province asthe research object. The results showed that the soil texture of tea garden 1 was sandy loam. Its contents of tea polyphenols， amino acid， and caffeine were the highest， which were related to its good soil nutrients content， the high number of soil microorganism and soil urease activity. Higher clay/sand is helpful to maintain soil moisture and soil fertility in tea garden 2， which might be related to its higher aboveground species diversity. The tea quality of tea garden 3 was as much as of tea garden 2. The main reasons might be the lower soil pH， poor soil phosphorus and low microbial activity in tea garden 3， which should be paid attention to improve its soil pH and the increase of phosphorus.

Key words： soil texture； management pattern； tea quality； soil microorganism

優质安全的茶叶依靠土壤质地、养分条件和茶园的生态管理[1]。湖北省五峰县属亚热带温湿季风气候区，雨水比较充沛，独特的自然环境和土壤条件较适宜优质茶叶生长。五峰县是“宜红”茶的发源地和核心产区。全县拥有茶叶面积1.27万hm2，茶叶年产量1.95万t，年产值7.99亿元，其茶叶产量和产值居全国产茶县前列。随着当地茶园生产规模扩大、管理集约化水平大幅提升，诸多茶园的土壤质地势必会发生累积性恶变，如土壤养分有效性降低、土壤酸化、土壤微生物数量下降、土壤酶活性降低等，进而降低茶叶品质和产量，影响茶园的可持续发展[2]。因此，研究不同土壤质地、不同管理模式下茶园土壤的理化性质、微生物数量、脲酶活性，以期探明影响当地茶叶品质的土壤因子，为五峰茶园土壤改良、茶产业可持续性发展提供依据，为该区域复合生态茶园模式奠定基础。

1 材料与方法

1.1 样品采集

选择五峰县采花乡茶区3个代表性的种植10年的绿茶茶园为研究对象，试验样地基本特征见表1。茶园1、3是集约化、单一种植的密植型茶园，但两个茶园的土壤质地明显不同，茶园1土壤沙砾多；茶园2是不进行任何茶园管理措施的天然茶树，茶树分布稀疏、树下杂草丛生。

在每个茶园确定5个采样点。各样点以S形取3～5个取样深度为20 cm的土样混合。每个茶园5个混合土样，共15个土样。采摘1芽3叶新梢，测定茶叶品质成分。

1.2 方法

1.2.1 样品处理 土壤样品按常规方法处理，剔除石块、肉眼可见的植物根系等，风干、研磨、过筛，待测。部分土壤样品需冷藏待测。茶叶采摘后用去离子水冲洗干净后及时杀青、烘干，粉碎后过40目筛，待测。

1.2.2 样品测定 土壤粒径分布采用欧美克TopSizer激光粒度分析仪测定；土壤pH采用酸度计法测定；土壤有机质（SOM）采用重铬酸钾氧化-外加热法测定；土壤全氮（TN）采用凯氏定氮法测定；土壤铵态氮采用靛酚蓝比色法测定；土壤硝态氮采用紫外分光光度法测定；土壤全磷（TP）采用HClO4-H2SO4法测定；土壤速效磷（AP）采用NaHCO3法测定；微生物培养菌落计数采用稀释平板涂抹法测定。茶叶中茶多酚含量采用酒石酸铁比色法测定；游离氨基酸总量采用茚三酮比色法测定；咖啡碱含量采用紫外分光光度法测定；氟含量采用氟离子选择电极法测定。

1.2.3 养分评价标准 依据绿色食品产地环境技术条件（NY/Y391-2000）[3]、茶叶产地环境技术条件（NY/Y853-2004）[4]和优质、高效、高产茶园土壤营养诊断指标[5]，将茶园土壤的肥力、pH分为3级（表2）；同时根据国际制土壤质地分级标准进行土壤质地确定（表3）。

2 结果与分析

2.1 茶园土壤颗粒的组成

土壤颗粒是构成土壤固相的物质，是土壤结构形成的基础。其粒径大小、组合比例对土壤水分和孔隙结构等的物理性状有较大的影响。由图1可知，在0～20 cm土层，就沙粒含量而言，茶园1最高（46.0%），显著高于茶园2（29.2%），与茶园3（38.9%）差异不显著。茶园1的粉沙含量（46.9%）显著低于茶园2（59.1%）和茶园3（52.9%）；茶园2的黏粒含量显著高于茶园1和茶园3。根据国际制土壤质地分级标准，茶园1属于沙质壤土，茶园2和茶园3属于粉沙质壤土。

在一定程度上，土壤颗粒的黏粒与沙粒的比（黏/沙）可反映土壤的质地。沙粒是土粒中最粗的部分，土壤持水能力随沙粒含量增加而减弱[6]。而土壤黏粒含量高，土壤孔隙就会越小，从而保水、保肥性会增强。本研究中3个茶园的土壤黏粒含量较低，均在10%左右（图1）。由图2可知，3个茶园土壤的黏/沙的比例大致在0.1～0.4范围内；无人为管理的茶园2的土壤黏/沙最大。比较3个茶园的土壤含水量发现，无人为管理的茶园2最高，粉沙质壤土的茶园3次之，而沙质壤土茶园1最低。推测茶园2、茶园3土壤含水量较高应该与土壤中较高的黏粒含量和较低的沙粒含量有关。

2.2 茶园土壤的化学性质

酸性土壤是茶树生长所必需的生态条件。根据茶园土壤养分分级标准，一般认为茶园土壤pH以II级标准为优质高产高效茶园土壤养分标准。由表4可知，茶园1、茶园2、茶园3之间土壤pH差异显著。沙质壤土茶园1的土壤pH（6.46±0.03）处于I级标准，偏高；粉沙质壤土的茶园2和茶园3土壤pH小于6，处于II级标准，适宜。

土壤有机质（SOM）是土壤中各种营养元素的重要来源，可表征土壤肥力。茶园1、茶园2、茶园3之间土壤有机质含量差异显著。沙质壤土茶园1的SOM含量最高（47.96±1.07 g/kg），无人为管理的粉沙质壤土茶园2的SOM含量最低，为（19.51±0.52） g/kg（表4）。根据茶园土壤养分分级标准，茶园2处于土壤II级水平，茶园1和茶园3均处于土壤I级水平。

土壤全氮（TN）代表土壤氮素的总贮量，用于衡量土壤的基础肥力。其中，铵态氮和硝态氮是植物可以直接吸收与利用的氮源。本研究中3个茶园的TN无显著差异，且根据茶园土壤养分分级标准均达到I级标准。茶园1和茶园3的铵态氮（AN）和硝态氮（NN）含量均显著高于茶园2（表4）。

土壤全磷（TP）是茶叶磷素的主要来源。茶园1、茶园2、茶园3之间土壤TP含量差异显著，茶园1的TP含量最高（0.96±0.01 g/kg），茶园2的TP含量最低，为（0.31±0.01） g/kg（表4）。根据茶园土壤养分分级标准，茶园1达到了土壤I级水平，茶园3处于II级水平，茶园2处于III级水平。速效磷（AP）经常作为重要的指标来说明土壤磷素肥力的供应情况。本研究表明，茶园1的土壤AP含量最高，茶园3次之，茶园2最低，为（1.42±0.07） mg/kg（表4）。根据茶园土壤养分分级标准，茶园1土壤达到了I级水平，茶园3处于II级，接近于I级水平，茶园2处于III级水平。

2.3 茶园土壤生物特征

茶园土壤中微生物的数量是影响茶树生长和茶叶质量的重要因素。通常土壤微生物数量多、活性强，可以提高茶园土壤有机质含量，提高土壤肥力[7]。由图3可知，茶园2土壤中霉菌、细菌、放线菌的数量均最高；茶园3土壤中霉菌、细菌、放線菌的数量均最低。茶园1和茶园2微生物总数显著高于茶园3（P<0.05）。茶园1和茶园3土壤细菌占总微生物量比例明显高于茶园2，而茶园2土壤中的放线菌占比明显高于茶园1、茶园3。土壤脲酶活性的检测发现，茶园1土壤脲酶活性显著高于茶园2、茶园3（P<0.05）（图4）。

2.4 茶园茶叶品质特征

茶汤的滋味是茶叶品质中许多因素中的核心。茶叶主要呈味物质有茶多酚、氨基酸、咖啡碱和糖类等。其中茶多酚的含量不仅呈味，而且决定茶叶的色泽，也是茶叶中有保健功能的主要成分之一。而绿茶中的氨基酸含量高，茶叶滋味浓，香气好。由表5可知，茶园1的茶叶茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量均显著高于茶园2和茶园3；茶园2和茶园3的茶叶茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量无显著差异。3个茶园的茶叶中，氟的含量适中，具体表现为茶园1最低，茶园2最高。

3 小结与讨论

土壤质地与土壤的保水、保肥能力密切相关。本研究结果表明，沙质壤土的茶园1的土壤肥力与土壤微生物数量及活性，以及茶叶的主要品质均明显高于粉沙质壤土的茶园3。茶园3的土壤pH较低（4.70），自然土壤植茶后，土壤理化性质最明显的变化是土壤pH会显著降低[8]。Koga等[9]曾采用热量测定法研究茶园土壤微生物，发现当pH低于6.0时，微生物的生长活性随着pH的降低而减弱。本研究结果与该结果类似，pH为6.46的茶园1和pH为5.30的茶园2，它们的土壤微生物总数量较高；而pH为4.70的茶园3，其土壤微生物总量最低，土壤脲酶的活性也不高。从中国茶园土壤的实际情况分析，茶叶品质较高的土壤pH应为5.0～6.5[10]。因此，茶园土壤pH不应太低，建议对茶园3的土壤pH进行调节，改善土壤的生物活性，以提高土壤肥力。

此外，茶园3土壤的TP和AP较低，均处于II级标准。而土壤磷是影响茶叶产量和品质的最重要元素，如土壤磷含量增加有利于茶多酚和水浸出物的增加[10]，磷素能促进茶叶糖类向茶多酚转化与积累[11]，而茶叶中氨基酸形成所需的ATP是高磷化合物[12]。因此，茶园3较低的土壤磷素水平限制了其茶叶的品质。建议对茶园3进行增施磷肥，改善土壤磷素水平，以达到提高茶叶品质的目的。

茶园2为闲置的荒地，尽管无施肥和任何的人为管理活动，但其茶叶的品质却跟集约化种植的茶园3相当。相对于长期施肥的茶园3，茶园2的土壤性质除有机质含量不高、磷素含量较有限外，其土壤含水量最高，土微生物数量最多，土壤氮素含量达到I级标准。这可能与茶园2地上杂草丛生，物种多样性相对于其他茶园丰富有关。有研究表明，多物种群落茶园的土壤物理性状较纯茶园优良，这与间作植物落叶及根系生长影响土壤生物作用有关[13，14]。本研究中茶园2的土壤颗粒组成中，黏粒含量较高、沙粒含量较低，比较有利于维持土壤的保水、保肥能力。因此，探讨以茶为主，多种物种组合、立体种植的复合生态茶园模式很有必要。

参考文献：

[1] 刘美雅，伊晓云，石元值，等.茶园土壤性状及茶树营养元素吸收、转运机制研究进展[J].茶叶科学，2015，35（2）：110-120.

[2] 黄运湘，曾希柏，张杨珠，等.湖南省丘岗茶园土壤的酸化特征及其对土壤肥力的影响[J].土壤通报，2010，41（3）：633-638.

[3] NY/T 391-2000，绿色食品产地环境技术条件[S].

[4] NY/T 853-2004，茶叶产地环境技术条件[S].

[5] 尹 杰.高产优质茶园施肥原理与技术应用[J].耕作与栽培，2007（6）：52-54.

[6] 李 卓，冯 浩，吴普特，等.砂粒含量对土壤水分蓄持能力影响模拟试验研究[J].水土保持学报，2009，23（3）：204-208.

[7] 杨清平，毛清黎，杨新河.不同生态茶园土壤微生物及脲酶活性研究[J].湖北大学学报（自然科学版），2014，36（4）：300-302，306.

[8] OH K，KATO T，LI Z P，et al. Environmental problems from tea cultivation in Japan and a control measure using calcium cyanamide[J].Pedosphere，2006，16（6）：770-777.

[9] KOGA K，SUEHIRO Y，MATSUOKA S T，et al. Evaluation of growth activity of microbes in tea field soil using microbial calorimetry[J].Journal of Bioscience and Bioengineering，2003， 95（5）：429-434.

[10] 胡明宇，林昌虎，何騰兵，等.茶园土壤性状与茶叶品质关系研究现状[J].贵州科学，2009，27（3）：92-96.

[11] 陈志丹，孙威江，陈泉宾.茶园土壤性状与绿茶品质关系的研究进展[J].茶叶科学技术，2009（1）：16-19.

[12] 陶汉之.磷对茶树生育与生化成分的作用[J].茶叶通报，1981（6）：7-9.

[13] 翁伯琦，吴志丹，尤志明，等.茶树有机栽培及对土壤生态环境的影响[J].福建农业学报，2008，23（4）：429-435.

[14] 彭 萍，侯渝嘉，徐 泽，等.不同类型群落茶园生态效应研究[J].西南农业学报，2004，17（6）：769-772.