陕南茶区土壤现状研究概述

庞瑞　吕博　韩瑞芳　王爽　赵玲双　何家欢　田原　刘赟妮　赵佐平

摘要 为了解陕南茶园土壤污染现状，加强茶园综合管理，指导农户科学种植，以陕南茶园土壤监测结果结合近几年有关茶园土壤污染资料，概述了陕南茶园目前土壤现状。结果表明：陕南茶园茶区土壤pH值约为5.0，呈酸性，能够满足茶树生长的土壤酸碱度条件。陕南茶园土壤重金属含量现状水平符合有机茶园土壤环境质量标准。

关键词 茶园；土壤；现状；重金属；防治措施；陕南

中图分类号 X825 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）21-0162-02

茶叶饮品被誉为“世界三大饮料之一”，是被大众认可的一种健康饮料，已有2 000多年的历史[1]。陕西属中国四大茶区中的江北茶区，汉中茶区一般在春至夏末期间采摘茶鲜叶制茶，主要产茶县有南郑、城固、镇巴、西乡、宁强等。近年来，随着人们对食品质量安全关注度的提高，特别是茶葉作为饮品，其绿色有机生产尤为重要。而重金属污染成为时下最受关注的食品质量安全指标，在茶叶生产中也不例外。Cu在一定含量范围内可维持植物的正常生长发育，但植物所吸收的Cu超过一定限度时，植物的质量和产量就会明显降低[2-3]。Cd是毒性较大的重金属之一，其可刺激呼吸道并被人体吸收，对肾脏有明显损害[4]。Cr分为三价铬和六价铬，其在植物中的含量超过一定限量之后，都可对植物株体造成一定损害，从而危害人体健康[5]。Zn是植物生长发育过程中的必要元素，其与叶绿素的合成有关，但过量的Zn会影响植物根系的生长，阻碍植物的正常生长发育，使植株地上部分坏死[6-7]。Ni过量会直接造成植物的损伤，影响植物的结实，从而使产量降低[8-9]。

目前，有关重金属污染的报道较多[10-14]，但有关陕南茶园土壤环境质量的相关报道并不多，因此本文以陕南茶园土壤监测结果结合近几年有关茶园土壤污染资料，概述了陕南茶园目前土壤现状，提出了具体的减轻陕南茶园污染的措施，使该区域茶园始终保持有机茶园种植水平，以期为陕西省茶区生态系统的保护以及陕西茶叶的质量控制提供科学依据。

1 陕南茶园产地概况

陕南地区自然环境独特，气候和土壤条件优越，是我国西北地区唯一适合种茶的地区，其种植的茶叶香高、味浓、无污染，富含氨基酸及硒、锌等微量元素，品质优于南方茶叶。汉中产茶始于商周，兴于秦汉，盛于唐宋，繁荣于明清，是茶叶原生地和优生区，也是茶文化的重要发祥地之一。汉中茶区属古老的巴蜀茶区的最北缘，茶区土壤偏酸，土层深厚，有机质含量高，且富含锌、硒等微量元素。截至2013年，汉中茶园总面积达到5.94万hm2，其中投产园3.63万hm2。茶园面积在0.67万hm2以上的县4个，面积在666.67 hm2以上的镇39个，现代茶叶园区 17个，其中省级园区5个，市级园区12个。

2 陕南茶园土壤现状

2.1 茶叶主产区土壤pH值

土壤是茶树生长的基础，土壤在形成过程中受母质、气候、生物因素、地形、成土时间及人类活动综合作用的结果。酸碱性是土壤的基本特性，土壤中有机质的含量在很大程度上决定着土壤的肥力，而土壤的酸碱性会因土壤中有机质的含量而受影响[15]。茶树对土壤pH值的要求十分严格，土壤的酸碱度对茶树的生长起着决定性作用，所以茶树合理施肥的前提条件是准确掌握土壤的酸碱性[13]。一般茶树在土壤pH值为4.0～6.5时均可生长，pH值为4.5～5.5时最适合[16]。土壤pH值超过6.5会造成茶树生长不良，甚至不能成活。陈婵婵等[17]研究得出西乡县、南郑县、勉县、城固县、宁强县5个茶区土壤pH值约为5.0，都在最适合的pH范围之内，能够满足茶树生长的土壤酸碱度条件。

而本研究在2014年对陕南茶叶主产区的南郑、城固、镇巴、勉县、洋县、宁强、略阳、西乡等土壤表层测定其pH值为4.32～6.66，偏酸性，适合茶树生长，易于耕作。尽管陕南茶园目前土壤检测pH值适宜茶树生长，但应有防患意识，因为虽然茶树是一种喜酸植物，但当土壤的pH值小于4.0时，长势较差。在木耳山茶叶基地约20 hm2茶园表现为死叶、秃斑的严重衰老现象，经化验后得知：土壤pH值为3.0，土壤极强酸性是茶树衰老的主要原因。这就充分表明土壤酸化后会直接影响农作物的生长，到一定程度还会出现生长停滞的现象，六峰铁家湾丁家河坪的土壤pH值测定结果为3.5，属于极强酸性土壤，不仅粮食作物不能生长，连药材都生长不良。

土壤酸化会导致施肥无效，如施磷后仍然缺磷，施钾后仍然缺钾，土壤酸化后会影响肥料的有效性，不仅会影响大量元素的有效性而且还会影响微量元素的有效性；土壤中的有毒物质对作物产生毒害，即土壤酸化还会导致土壤中矿物铝变成可溶性的离子铝，会游离到植物根部表层，形成难以溶解的碳酸铝，从而让植物得不到水分和无机盐，最终导致植物脱水或者根部窒息死亡。一方面在雨水充足条件下茶园土壤pH值偏低即土壤酸化会导致土壤养分丢失，土壤的物理、化学和生物特性劣化，土壤肥力衰退，同时释放出致害铝离子和重金属等污染物，降低茶叶品质[18-19]；另一方面会造成土壤有机物分解不完全，土壤中有机酸积累，降低土壤的氧化还原电位，阻碍茶叶生长[20]。此外，随着土壤pH值的减小，盐基离子会被淋失，尤其是茶树重要的营养元素镁离子[21]。

2.2 茶叶主产区土壤重金属含量及评价

2.2.1 茶园土壤中重金属含量。冯 雪等[22]对陕南茶园土壤重金属的评价结果得出：4种重金属元素Cu、Cd、Pb、Cr在5个茶园主产区城固、勉县、宁强、南郑、西乡地区土壤中含量均未超标，但由于不同地区污染源不同，导致不同地区含量具有差异。按照土壤重金属评价标准，Cu的平均含量在城固达到国家环境质量2级标准，在西乡、南郑、宁强、勉县处于1级水平，Cd、Pb和Cr平均含量在5个地区都处在1级水平，均符合有机茶园土壤环境质量标准[18]。就Pb来看，虽然各茶区的平均含量均达到国家1级标准，但由于宁强和城固部分茶园距公路较近，汽车尾气的排放和干湿沉降使土壤Pb含量偏高[23-26]。

2014年，本研究通过对陕南茶园主产区的南郑、城固、镇巴、勉县、洋县、宁强、略阳、西乡等8个县区的茶园土壤采样调查，分析测试了Cd、Cu、Ni、Cr和Zn等元素。各重金属元素平均含量大小顺序为Zn>Cr>Ni>Cu>Cd，其中Zn含量最高，平均值达102.78 mg/kg。根据农业标准绿色食品产地环境条件中土壤环境质量标准限值可知，汉中茶区Cd、Cr含量均未超过绿色食品产地土壤限量标准。

2.2.2 茶园土壤的重金属评价。陕南茶园土壤重金属含量差异较大，因而茶园土壤单项污染指数在不同茶区也有很明显的差别。冯 雪等[22]在陕南茶区茶园土壤重金属的监测和污染评价中采用单因子指数法和Nemerow污染指数法得出结果：单因子污染指数分别在汉中的西乡、城固、宁强、勉县、南郑都没有超标，且单因子污染指数在汉中4个茶区中最小为0.060，最大為0.600，充分表明土壤未受重金属污染，土壤综合污染指数均小于0.700，土壤环境质量总体上处于清洁无污染的安全级别[14]。

而本研究对陕南8个县区的土壤重金属元素Cu、Ni、Zn、Cr等分析评价可知，Cu、Ni、Zn、Cr的单因子污染指数分别为3.27、3.43、2.89和1.59。茶区土壤各重金属的平均单一污染系数表现为Zn>Cu>Cr>Ni>Cd，同时利用潜在生态危害指数法能够综合考虑各重金属元素的浓度、毒性水平、生态敏感性以及协同作用[27]，考虑因素较全面。根据潜在生态危害指数法进行评价，茶区土壤重金属元素的潜在生态风险指数范围为0～17.16，均远低于40，表现为清洁安全现状。

2.3 茶园农药风险评价分析

从当前茶叶中农残情况看，可总结如下：氰戊菊酯、甲氰菊酯和优乐得在我国出口茶叶农残超标排前3位，六六六和DDT问题较小，三氯杀螨醇的残留问题不容忽视。在茶园调查中发现部分茶农喷施农药吡虫啉、乐果、啶虫脒、马拉硫磷、敌百虫和波尔多液等。尽管吡虫啉是新型烟碱类杀虫剂，具有内吸性强、持效期长的特点，是一种高效低毒杀虫剂，对病虫害的防效良好[28-30]，但吡虫啉水溶性较强。而农药在水中的溶解度愈高，在泡茶时进入茶汤中的浸出率也愈高。因此，必须禁止水溶性高的农药在茶叶生产中使用。

3 防治措施

3.1 施用有机肥

有机肥中含有大量的有益微生物，它们不仅可以分解土壤中的有机物，增强土壤的团粒结构，改善土壤组成，还能抑制有害病菌的繁殖；此外，有机肥对土壤酸化有很大的缓冲作用。但需要注意的是，为了避免有机肥腐解，加剧土壤酸化，施用前须充分腐熟。

3.2 推广水不溶性低毒低残留化学农药

有试验表明，茶叶中的农药残留在泡茶时的浸出率与农药在水中溶解度密切相关，农药在水中的溶解度愈高，泡茶时进入茶汤中的浸出率也愈高。因此，禁止在茶叶生产中使用水溶性高的农药。

3.3 避免重金属污染

在选择茶园位置时，严格按照有机茶园要求进行选址种植，避开已有的污染源；已发展起来的应建立防护林带。施用化学肥料过程要注意各类有害元素的引入；提倡因土施肥，配方施肥。

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