雷山县清水江组分布区茶叶种植区矿质元素分析

彭益书，陈 蓉，杨瑞东，张 建，文雪峰

（1.贵州大学资源与环境工程学院，贵阳 550025；2.贵州大学矿业学院，贵阳 550025；3.贵州大学农学院，贵阳 550025）

雷山县清水江组分布区茶叶种植区矿质元素分析

彭益书1，陈 蓉2*，杨瑞东1，张 建1，文雪峰3

（1.贵州大学资源与环境工程学院，贵阳 550025；2.贵州大学矿业学院，贵阳 550025；3.贵州大学农学院，贵阳 550025）

【目的】了解雷山县清水江组分布区茶叶种植区的矿质元素特征，进而判断研究区茶叶种植的适宜性。【方法】采集雷山县分布较广的清水江组分布区典型茶园的基岩、土壤和老茶叶样品共19份，分别测定了各样品矿质营养和潜在有害重金属共20个元素的含量。【结果】雷山县下江群清水江组分布区的基岩主要以变质岩中的变余砂岩、变余凝灰岩和板岩为主。这些基岩风化形成母质后，其发育的土壤以壤土为主。土壤继承了基岩中大多数元素的特征并富含Al，且潜在有害重金属元素As、Cd、Cu、Cr、Hg和Pb的含量均在无公害食品茶叶产地环境条件（NY 5020-2001）限定值范围内。老茶叶中大多元素主要继承了土壤和基岩的元素特性，且对Ca、K、Mn、P和S等富集能力较强。老茶叶中As、Cd、Cr和Hg等含量均远低于标准（NY 659-2003）的限定值，其Pb含量远低于标准（GB 2762-2012）中的限定值。【结论】研究区下江群清水江组分布区的土壤能够为茶树生长提供充足的矿质营养元素和安全的土壤环境，适宜茶叶种植。

茶叶；矿质元素；潜在有害重金属元素；生物富集系数；富集因子；雷山县

茶是一种很受欢迎的饮料，这主要是由于优质茶叶含丰富的矿质元素、氨基酸和茶多酚等有益成分且不含酒精。对于饮用者而言，优质茶不但可以补充一些营养元素，而且可以减轻精神疲劳和预防疾病。茶叶中有益成分对消化系统、神经系统、血压和心血管功能等有益[1]。然而，茶叶等作物品质的影响因素有很多，据其类型大致分为生态环境、地质环境和人类活动3方面[2]。生态环境（如气候、海拔、植被覆盖率等）是满足茶树生长所必需的条件之一；地质环境（地层、基岩类型、土壤元素地球化学等）是影响茶叶品质的决定性因素；人类活动（茶叶种植和管理方式、采集、加工、储存等）是影响茶叶生长和品质的重要因素。农作物品质的优劣，又与其所在区域的农业地质背景条件有着密切的关系[2]。海拔与茶多酚和水浸出物成正相关、与氨基酸呈负相关、与咖啡碱呈不显著负相关[3]。茶叶中多种矿质元素含量会因气候、土壤、管理措施、茶树品种、鲜叶成熟度和加工方式等不同而表现出明显的差异[4]。在生态环境和人为活动都相似的情况下，地质环境（尤其是矿质元素）对茶叶品质的影响尤为重要。在茶树品种、气候、管理和加工方式等相似的条件下，茶叶品质优劣取决于地质环境[5]，地质环境是控制茶叶品质的先决条件之一[6]。茶叶的矿质元素含量受产区影响，进而可以通过矿质元素分析研究茶叶产地特性[7]。此外，周定生[8]认为雷山县生态环境条件优越，大部分区域适宜茶树的生长。本文主要从矿质元素方面分析雷山县清水江组分布区的典型茶园，从基岩-土壤-茶叶体系来观察元素的迁移变化情况，为研究区优质茶叶规模化种植提供基础数据和理论参考。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

雷山县地处黔东南苗族侗族自治州西南部，坐标为东经 107°55′～108°22′、北纬 26°02′～26°34′。苗岭山脉自西南向东北横亘全境，地势东北高，西南低，最高峰雷公山海拔为2178.8 m，最低海拔位于南部背略亚麻河口为484 m，相对高差1694.8 m，境内山峦重叠，谷深壑幽。出露地层多为元古界下江群，震旦系和新生界仅有零星出露。研究区属台状高中山、波状中山、脊状低中山及低山峡谷地貌，溪河深切，崩塌滑坡、沟蚀等动力地质现象十分普遍。气候属于北亚热带季风湿润气候区，大部分地区年均气温在14～15℃之间，无霜期 248～259 d，年降雨量1250～1500mm，年日照1225 h，日照率为28%，气候温和，雨量充沛，雨热同步，无霜期较长，土壤多呈酸性，适宜发展农林牧业[9]。

雷山县茶叶种植历史久远，至今已有1000多年的历史，名茶较多，如“银球茶”、“龙珠茶”、“清明茶”、“天麻茶”、“云雾绿茶”和“珍珠茶”等。中国国际茶文化研究会授予雷山县“中国茶文化之乡”，雷公山银球茶被授予“中华文化名茶”荣誉称号。在国家质检总局刚刚发布的2015年第127号公告中，雷山县与凤岗县、湄潭县的茶叶种植区被列为“国家级出口食品农产品质量安全示范区”。

1.2 实验材料

本课题组于2015年5月对雷山县变质岩分布区的茶叶种植区进行调查。经资料分析及现场调查，雷山县茶叶种植区主要分布在地层分布较广的清水江组第一段和第二段的变余砂岩、变余凝灰岩分布区，其次清水江组第三段和番召组地层也有零星分布。因而，本文主要调查和研究雷山县清水江组第一段和第二段分布区的典型茶园。土壤剖面是据该地层出露土壤剖面的情况选取最具代表性的剖面，采样位置如图1所示。具体采样情况：选取清水江组第一段分布区茶叶种植区五星村的典型剖面（采集凝灰质变余砂岩、强风化凝灰质变余砂岩、靠近强风化基岩的黄色原生土、黄色原生土之上的棕黄色原生土和最上面表层棕黑色表土以及对应种植区老茶叶各1件）、清水江组第二段分布区茶叶种植区陶尧的典型剖面（采集两个基岩类型的剖面：变余砂岩、黄棕色原生土、棕黑色表土和对应种植点的老茶叶以及变余层凝灰岩、棕黄色表土和对应种植点的老茶叶各1件）、新塘水库剖面（采集变余砂岩、黄色原生土、棕色表土和相应种植点的老茶叶各1件）和清水江组第三段分布区大塘剖面（采集砂岩和棕黄色原生土各1件），合计老茶叶（品种属于龙井茶）4件、基岩6件、原生土5件和表土4件共19件样品。老茶叶样品主要采自春茶采摘过后留下的当年生成熟叶，根据采样点种植情况选取3～5点采集混合样1000 g左右；表层土样品是除去地表0～5cm的覆盖物后采集其下15～20cm以内的新鲜土壤1000 g左右（每个采样点的采样位置与老茶叶采样位置相对应）；原生土样品根据选取剖面的实际情况（土层厚度、颜色和质地等）确定采样位置并采取约1000 g左右；基岩样品用地质锤敲去表层，从新鲜面上再敲下基岩500～1000 g。

图1 采样位置及地层分布图Figure 1 Sampling location and the stratum distribution

1.3 样品处理及分析方法

1.3.1 基岩样品

将基岩样品用实验室高压水冲洗以除去表面泥土和其他杂物，然后放入恒温鼓风干燥箱中，在105℃条件下烘干，称取烘干后的样品100 g左右送至澳实分析检测（广州）有限公司，应用电感耦合等离子体发射光谱（ICP——AES，Agilent VISTA）和电感耦合等离子体质谱（ICP——MS，Agilent 7700x）测定元素含量[10]。

1.3.2 土壤样品

将土壤样品（表土及原生土）剔除根系、砾石及其他杂物后，放入恒温鼓风干燥箱中，在30℃条件下烘干，将烘干后的样品过2mm的尼龙筛，称取过筛后的样品10 g用pH计测定土壤样品的pH值（水土比1∶2.5），另外称取100 g左右送至澳实分析检测（广州）有限公司，应用ICP—AES和ICP—MS测定元素含量[10]。

1.3.3 茶叶样品

将茶叶样品用实验室高压水冲洗2～3次（以充分地除去茶叶表面的其他杂物），再用去离子水润洗1～2次。将清洗后的样品放入恒温鼓风干燥箱中在50℃条件下烘2 h，再调到30℃烘干。称取烘干后的样品20 g，应用玛瑙研钵研磨并全部过100目的尼龙筛。将过筛后的茶叶样5 g左右送至澳实分析检测（广州）有限公司，应用ICP—AES和ICP—MS测定元素含量[11-12]。

1.3.4 生物富集系数

生物富集系数指的是植物中元素含量与其生长土壤中相应元素含量的比值，用于评价该元素在植物中的富集能力。为表示植物中As的生物量，将生物富集系数定义为As在植物中和土壤中的含量比值[13]。

1.3.5 富集因子

富集因子表示一个元素的相对丰度，是一个鉴别元素自然来源或人为活动来源的工具。K.A.Rahn首先提出富集因子概念，用来判断一个特定元素相对于地壳来源的丰度情况[14]。富集因子用于判断空气颗粒物中微量元素[15]、沉积物和土壤中重金属[10，16-17]的人为活动来源和自然来源。富集因子的计算公式[10]如下：

2 结果与分析

2.1 地质环境特征

2.1.1 研究区基岩地层

研究区出露地层主要以元古界下江群为主，震旦系和新生界仅有零星出露。元古界下江群又以番召组（Pt3f）和清水江组（Pt3q）地层分布较广（见图1）。清水江组（Pt3q）地层主要分布在达地水族乡、望丰乡、朗德镇等全区，大塘镇、丹江镇、西江镇一带和永乐镇南部的大部分地区，桃江东部的部分地区；番召组（Pt3f）主要分布在桃江大部分地区，永乐镇、大塘镇、丹江镇、西江镇、方祥乡的部分地区；乌叶组（Pt3w）主要分布在西江镇、方祥乡和永乐镇的部分地区；甲路组（Pt3j）主要分布在方祥乡的部分地区；震旦系南沱组（Zan）主要出现在西江镇附近，新生界仅见于雷山县城以南的断陷盆地中。研究区清水江组（Pt3q）主要以清水江组第一段（Pt3q1）地层为主，其基岩主要由灰至深灰色块状变余凝灰岩、浅炭至烟灰色厚层至块状变余砂岩、灰色中厚层状变余层凝灰岩、凝灰质粉砂质板岩组成；其次为清水江组第二段（Ptq2）地层，该地层基岩以灰色薄层至中厚层状变层凝灰岩为主，夹变余砂岩及板岩；清水江组第三段（Pt3q3）地层在该区分布较少，该地层基岩为浅灰、浅灰绿色薄层状硅质绢云母板岩、粉砂质绢云母板岩。

2.1.2 土壤物理性状

雷山县清水江组分布区大部分表土的土壤团粒结构好，透水透气性好；原生土的土壤团粒结构一般，且基岩节理和裂隙发育，为茶树的生长起到固定作用，适宜茶叶等作物生长。经野外调查，研究区典型茶园土壤多数为凝灰质砂岩、凝灰岩、变余凝灰层砂岩、变余砂岩、板岩等风化发育形成的土壤。此外，研究区土壤pH值基本上呈现出表土＜原生土的趋势，且从上往下逐层递增的趋势（见表1）。茶叶种植区的土壤均呈酸性，pH平均值在4.6左右。茶树虽为喜酸性作物，但过度偏酸或偏碱会影响茶树生长及矿质营养元素吸收，从而影响茶叶品质。

2.1.3 基岩和土壤中元素地球化学特征

研究区基岩、原生土和表土中元素丰度多数呈现出相似性：基岩、原生土和表土中各元素丰度最大的为 Al，最小的为 Cd；除 K、Ca、S、Mn、Sr、Pb 和As元素丰度顺序不一致外，研究区基岩、表土和原生土中元素平均含量的大小顺序为Al＞Fe＞Mg＞Na＞P＞Zn＞Cr＞Cu ＞Ni＞Mo＞Sn＞Hg＞Cd（见表1）。基岩、原生土和表土中元素平均值均大于1000μg/g的有Al、K、Fe和 Mg，在 10～100μg/g 范围内的有 S、P 和Mn，在 1～10μg/g 范围内的有 Pb、Sr、Cu 和 Cr，在0.1～1μg/g范围内的有Mo和Sn。由图2可知，研究区原生土、表土中大部分元素如 Al、Fe、K、Mg、Na、Mn、Mo、Ni、Sr、Zn、As、Cr、Cu、Pb 都呈现出在基岩中含量高，其原生土和表土中相应元素含量也高，说明土壤中多数元素继承了基岩中元素的特征。

研究区茶园表土仅有元素 Al、As、Cd、Hg 含量比背景值高，具有一定富集（见图3）。且清水江组第三段中基岩（大塘基岩）和原生土（大塘原生土）与清水江组第二段和清水江组第一段中的基岩（陶尧基岩1、陶尧基岩2、新塘基岩、五星村基岩）和原生土（陶尧原生土、新塘原生土、五星村原生土）中多数元素地球化学特征相似（见图4）。

图2 研究区基岩、土壤、茶叶体系中元素含量Figure 2 The concentrations of elements of the bedrock，soil and old tea in the research area

图3 研究区表土中元素含量与中国背景值比值Figure 3 Ratios between the concentrations of elements of topsoil in the research district and the background values in China

2.1.4 表土的富集因子

由表2可知，研究区表土和原生土中Ca、Fe、Mg、Na、Mn、Mo、Ni、Sn、Sr、Cr和 Cu 的富集因子均小于 1，属于不富集；K、P、Zn、S、Hg和 Cd 的富集因子除个别土壤略超过1但都小于3（属轻度富集）外，大多数土壤中的富集因子均小于1（属不富集）；Pb的富集因子除大塘原生土的大于3（属中度富集）外，其余都属于轻度富集；As的富集因子都大于3（属中度富集），个别甚至出现中度严重富集、严重富集。

2.2 老茶叶中元素地球化学特征

2.2.1 老茶叶中各元素含量

研究区老茶叶中元素含量平均值的大小顺序为 K＞Ca＞S＞P＞Al＞Mn＞Mg＞Na＞Fe＞Zn＞Sr＞Cu＞Ni＞Pb＞Cr＞Sn＞As＞Hg＞Cd＞Mo（见表1）。老茶叶中元素平均值大于 1000μg/g 的有 K、Ca、S、P、Al、Mn、Mg和 Na，在 10～100μg/g 范围内的有 Fe、Sr和 Zn，在1～10μg/g范围内的有 Cu 和 Ni，在 0.1～1μg/g 范围内的有 As、Cr、Pb 和 Sn，在 0.01～0.1μg/g 范围内的有 Cd、Hg 和 Mo。研究区老茶叶中 Cd、Cu、Hg、Na、Ni、Mg、Sn、Sr和 Zn 与表土、原生土和基岩中相应含量变化大体上一致，基岩、表土、原生土中元素含量高的，其在老茶叶中也高（见图2），说明老茶叶中多数元素继承了表土、原生土和基岩中元素的特征。

2.2.2 老茶叶中各元素的生物富集系数

研究区老茶叶对Ca、K、Mn、P和S等具有较强的富集能力。如表3所示，雷山老茶叶对Ca、K、Mn、P和S生物富集系数平均值均大于1，其中Ca（生物富集系数在1.60～53.00范围内，平均值为18.91）、K（0.91～1.52，1.14）、Mn（3.48～6.92，5.18）、P（1.31～7.05，5.06）、S（4.38～14.00，7.80）；老茶叶中元素生物富集系数平均值在 0.1～1 之间的有 Cd、Cu、Hg、Na、Ni、Mg、Sn、Sr和 Zn；生物富集系数平均值在 0.01～0.1 之间的有 Al、Cr、Mo 和 Pb；As和 Fe 的生物富集系数平均值均小于0.01。

图4 研究区原生土和基岩中元素含量Figure 4 The concentrations of elements of the primary soil and bedrock in the research area

3 讨论与结论

3.1 研究区茶叶中含有丰富矿质营养元素且潜在有害重金属元素含量较低

由于茶树生长过程中的生理特征变化，老茶叶中多数元素含量一般比茶叶（嫩）中的高。与茶叶中Mg最佳浓度在 0.1～0.18%范围内[24]及 Al（0.01%～0.07%）、Ca（0.14%～0.56%）、K（1.65%～2.50%）、Mn（200～4000μg/g）、P（400～1200μg/g）、Zn（20～65μg/g）、Cu（7.3～27.74μg/g）、Mo（0.5～5μg/g）[25]相比，该区老茶叶中 Ca、K、Mg、Mn、Cu 刚好在最佳浓度范围内，而Al和P偏高、Mo和Zn偏低。P、K、Cu和Zn在年轻的叶、茎、根等植物器官（干物质）中的浓度要比老的植物器官中的高，Ca、Mg、Mn、Fe 和 Al则相反[26]；这主要是由于年轻的植物器官中含有较大的液泡和细胞质且细胞壁分离得较少，而老的植物器官中含有较多的细胞壁[27]。Ca、Al和F在老茶叶中的含量高于嫩叶中的[28]。Mg、Cu、Zn、Ni在嫩茶叶中含量要高于老茶叶中的含量，而 Al、Fe、Mn、Cr、As、Pb 等则刚好相反[29]。福鼎大白茶树老叶中Al、Fe和F等比嫩叶中的高[30]。一般情况下，As、Cd在茶树体内由高到低的分布次序是：吸收根＞茎（生产枝）或主根＞老叶（当年生成熟叶）＞新梢（1芽2叶）[31]。P、Zn、S、Cu、K、Mg在幼嫩的茶尖含量高，并由上而下随着叶位下降、叶片趋于老化成熟而递减，Al、Mn、Ba、V 则呈现出相反趋势[32]。因此，茶树生长过程中，嫩茶叶中 P、Zn、S、Cu、K、Mg、Ni等营养元素含量相对较高，而老茶叶中 Ca、Al、Fe、Cr、As、Pb、Cd、Mn、Ba 和F等较嫩叶富集。说明多数营养元素在嫩茶叶中的含量较老茶叶中高，为其快速生长提供条件；而且大部分潜在有害重金属元素在老茶叶中的含量较嫩茶叶中高，这可能与其代谢缓慢及机能老化有关。此外，研究区老茶叶中As、Cd、Cr和Hg均远低于标准（NY 659-2003）[21]中相应元素的限定值，Pb远低于标准（GB 2762-2012）中Pb的限定值[22]。因此，在以老茶叶作为饮用茶叶使用时，一般应注意其潜在有害重金属含量，但研究区老茶叶中潜在有害重金属含量均远低于安全限定值，对人体健康没有不利的影响。

表2 研究区表土和相应原生土中的元素富集因子Table 2 Enrichment factors of the elements of the topsoil and primary soil in the research area

表3 研究区老茶叶中元素的生物富集系数Table 3 Bioconcentration factors of the elements of the old tea in the research area

此外，茶叶中各元素的浸出率是不同的，高浸出（浸出率大于55%）元素有K、Na等，中等浸出（浸出率在 20%～55%之间）的有 Al、Cu、Mg、Mn、P 和 Zn等，不易浸出（浸出率小于 20%）元素有 As、Ca、Cd、Fe、Mo、Pb、S、Sn 和 Sr等[33]。该区茶叶中多数矿质营养元素含量丰富且泡制的茶汤中元素浸出率较高（如 K、P、Al、Mn、Mg 和 Na），因而茶汤能为人体补充一定的矿质营养元素。相比Na来说，茶叶能为人体提供Mn和K，这可能有益于高血压患者[34]。同时多数潜在有害重金属含量不但较低，而且大部分属于不易浸出元素（如As、Cd和Pb）。由此可以推断研究区茶叶中潜在有害重金属含量低，对人体健康没有不利影响。

3.2 茶叶中元素与地质环境关系

茶叶中多数元素主要来源于土壤，而土壤中这些元素又受基岩控制。茶叶中的无机组分是由非金属元素C、H、O和N形成的碳水化合物和其他元素Ca、Mg、P、K、Fe、Si、Al、Zn、Cu、Mn、Mo 等组成，并参与茶叶活性酶、叶绿素等物质形成和转化，是影响茶叶生命活动的主要组分[25]。茶树生长所必需的养分 有 C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、Cl、Mo、B等，其中除C、H、O三者主要来自大气中的CO2和H2O外，其他的养分主要由土壤供应[35]。同一岩（地）层单位在不同地点有着相同的岩-土系统迁移规律，基岩控制了土壤中微量元素区域分布特点[36]。此外，某元素的富集因子小于或接近1说明该元素主要来源于自然风化[37]，富集因子大于2则说明该元素主要来源于人为活动输入[17]，富集因子大于2，其值越大就说明其受人为活动输入的影响就越大[10，35]。说明研究区土壤除As、Pb和个别种植点的S、Hg主要来源于人为活动输入的影响外，其余元素来均主要源于自然风化。因此，这也进一步说明老茶叶中多数元素主要继承土壤中元素的特征，而土壤中这些元素又继承了基岩中元素的特征。

3.3 研究区茶叶生物富集能力

研究区老茶叶中Ca、K、Mn、P和S的生物富集系数均值都大于1，说明该区老茶叶对Ca、K、Mn、P和S等具有较强的富集能力。埃塞俄比亚Wushwush茶园中无性系茶树对K和Mn具有高富集能力[38]。广西两茶园中茶叶对Ca和Mn的富集能力较强[39]，皖南典型茶园老茶叶和嫩茶叶中都对Mn有一定的富集作用，尤其是在老茶叶中[29]，说明茶叶对Ca、K、Mn、P和S等的富集能力较强，尤其是Mn和S。因此，茶叶可能对Ca、K、Mn、P和S具有较强的富集能力。

3.4 研究区茶叶种植的适宜性

研究区以板岩、变余凝灰岩和变余砂岩为主，这为优质茶叶生长提供基础条件。浙江省优质茶叶主要生长在花岗岩、石英砂岩、变质岩系（片麻岩为主）及部分凝灰岩上[40]。贵州泥盆系邦寨组的灰黄色石英砂岩、砂质页岩、砂质泥岩分布区茶叶品质好[41]。此外，雷山县另一分布较广的地层为番召组（Pt3f），该地层又以番召组第二段（Pt3f2）为主，其基岩以灰绿、灰、深灰色薄层至中厚层状绢云母板岩、硅质绢云板岩、粉砂质板岩、凝灰质板岩等为主且夹少量变余砂岩；其次为番召组第一段（Pt3f1）地层，其基岩主要为浅灰至烟灰色中厚层至块状变余砂岩与粉砂质板岩及硅质绢云母板岩互层。因而雷山县番召组地层的基岩与清水江组的类似。并且这两个地层都处在相近的地理位置和生态环境，其基岩风化形成土壤的环境相似。因此，可以推断雷山县番召组分布区可能是潜在的茶叶种植适宜区。

研究区茶园表土仅有元素 Al、As、Cd、Hg 含量比背景值高，具有一定富集。虽然变质岩形成的土壤相对较薄且微量稀土元素含量低[42-43]，但木本植物根系深入并从原生土层、强风化层，甚至是基岩的节理或裂隙中吸收营养元素，或从风化的基岩中吸收元素[42]。故该区能为茶树提供丰富的营养元素。这正解释了研究区茶树虽然生长在部分矿质营养元素相对贫乏的土壤中，但茶叶中的矿质营养元素并不缺乏的现象。此外，表土中各潜在有害重金属As、Cd、Cu、Cr、Hg 和 Pb 含量均在无公害食品茶叶产地环境条件（NY 5020-2001）限定值[20]内，且 Cu、Cr和Pb远低于该限定值。茶树作为一种多年生喜酸聚Al性植物。Al在茶树中生长、营养元素吸收和茶叶中有效成分合成等方面起着重要作用。Al能够促进茶树生长发育、光合作用和Ca、K等矿质营养元素的吸收，抑制高浓度氮肥造成的危害，还参与茶氨酸转化合成儿茶素的过程[32]。因此，研究区茶园土壤中富含Al和变质岩风化形成特殊的土壤剖面以及基岩节理或裂隙（特殊的地质环境）能够为茶树生长提供丰富的矿质营养元素和安全的土壤环境。而清水江组第三段中基岩和原生土与清水江组第二段和清水江组第一段中的基岩和原生土中多数元素地球化学特征相似，这可以推断该地层分布区的土壤与清水江组第一段和第二段的相似，适合茶叶种植，但需注意Pb含量。

此外，研究区茶叶种植区的土壤均呈酸性，pH平均值在4.6左右。然而，茶叶种植土壤的pH在5.0～6.0之间较好，有利于茶叶对矿质营养元素Al、Mn、Ca、Mo、Be的吸收，且在此环境下生长的茶叶相关品质指标整体上也较好[44]。一般认为茶树适宜的pH上限为6.0～6.5，超过这一范围就难以生长，但pH下限不明显，4.0以下也能生长[45]，但pH过低对茶叶产量和品质都有影响。因此，研究区部分茶园出现了土壤酸化现象，应注意对其土壤的改良，尤其是种植时间较长的茶园。而土壤酸化改良可根据茶园土壤的具体情况选择一些适合的措施，如控制酸雨、合理施用氮肥、施用化学改良剂（白云石粉、生理碱性肥料、有机物料[46]及石灰氮[47]）。

综上所述，雷山县下江群清水江组分布区的基岩以变余砂岩、变余凝灰岩和板岩等变质岩为主。这些基岩风化形成土壤母质，其发育的土壤以壤土为主。土壤继承了基岩中多数元素的特征并富含Al，且潜在有害重金属 As、Cd、Cu、Cr、Hg、Pb 含量均在无公害食品茶叶产地环境条件（NY 5020-2001）限定值范围内。研究区茶园土壤中富含Al和变质岩风化形成特殊的土壤剖面（基岩节理或裂隙）能够为茶树生长提供充足的矿质营养元素和安全的土壤环境。老茶叶中多数元素主要继承了土壤和基岩中元素的特征，且对Ca、K、Mn、P和S等富集能力较强。老茶叶中As、Cd、Cr和Hg含量均远低于标准（NY 659-2003）的限定值，其Pb含量远低于标准（GB 2762-2012）中的限定值。此外，老茶叶中潜在重金属含量一般比嫩茶叶的要高，故推断该区清水江组分布区茶叶潜在重金属含量均在安全范围内。因此，研究区下江群清水江组分布区主要以变余砂岩、变余凝灰岩和板岩分布为主，这些基岩风化发育形成的土壤能够为茶树生长提供优良安全的土壤环境，适宜茶叶种植。同时，研究区下江群番召组分布区基岩类型与清水江地层的相似，由此推断下江群番召组分布区可能是潜在的茶叶种植适宜区。这可以作为下一步调查研究对象，为后期茶叶规模化种植提供参考和依据。此外，研究区部分茶园出现了土壤酸化现象，应注意对其土壤的改良，尤其是种植时间较长的茶园。

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Analysis on Mineral Elements of Camellia sinensis Plantations in the Qingshuijiang of Leishan County

PENG Yi-shu1，CHEN Rong2*，YANG Rui-dong1，ZHANG Jian1，WEN Xue-feng3
（1.College of Resource and Environmental Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China；2.Mining College of Guizhou University，Guiyang 550025，China；3.College of Agriculture，Guizhou University，Guiyang 550025，China)

【Objective】The main objective of this study was to understand themineral elements of C.sinensis plantation in the Qingshuijiang Formation distribution of Leishan County，and to evaluate the suitability of the tea cultivation in the area.【Methods】19 samples including bedrock，soil and old tea were collected and 20 kinds ofmineral elements and potentially harmful heavy metals were determined.【Results】 The stratum in the Qingshuijiang of Xiajiang group mainly were metamorphic sandstone，blasto tuff and slate of metamorphic rock.The loam was developed from weathering the soil parent materials which came from the bedrocks with abundant Al.The concentrations of potentially harmful heavy metals such as As，Cd，Cu，Cr，Hg and Pb were below the standard limit value of pollution-free food for the planting soil of tea production area (NY 5020-2001).Mostly elements of old tea resulted from their soil and bedrock and old tea had strong accumulation ability to Ca，K，Mn，P and S.The potentially harmful heavy metals(e.g.，As，Cd，Cr and Hg)in old tea were much lower than the limit standard values（NY 659-2003）and Pb concentration was much lower than the limit standard value（GB 2762-2012）.【Conclusions】The soil of Qingshuijiang Formation distribution is abundant inmineral elements and is safe and suitable for tea growth and cultivation.

Camellia sinensis；mineral elements；potentially harmful heavy metals；bioconcentration factor；enrichment factor；Leishan County

P595；X56；S151.9

A

1000-2650（2017）03-0359-11

10.16036/j.issn.1000-2650.2017.03.012

2016-12-14

国家自然科学基金（41463009，41563011）；贵州省教育厅创新群体重大研究项目（黔教合KY字[2016]024）资助。

彭益书，博士研究生，主要从事土壤地球化学研究，E-mail：pengys520@126.com。*责任作者：陈蓉，教授，主要从事农业地质与环境地质科研与教学，E-mail：re.rchen@gzu.edu.cn。

（本文审稿：刘 洋；责任编辑：巩艳红；英文编辑：徐振锋）