河南省鲁山县宜茶区研究

赵玉明，梁亚红，张久铭，程立平，李晓闯

平顶山学院，467000

河南省茶树种植历史悠久，是我国茶叶主产区之一。2010年茶园面积达6.51万hm2，干毛茶产量达4.2万t[1]。为进一步加快茶产业发展，河南省政府相继出台《河南省人民政府办公厅关于印发河南省茶产业发展规划（2011—2020年）的通知》等文件，指出力争到2015年，茶园面积达到13.33万hm2；到2020年，茶园面积达到20万hm2。

鲁山县位于河南省中部偏西，伏牛山与外方山东麓，淮河水系的沙河上游，经度112°14′E～113°14′E，纬度 33°34′N～34°00′N，总面积2 432.32 km2。县内有悠久的植茶历史，四棵树乡代坪村现还存活着1773年清朝乾隆年间从安徽引进的茶树20余棵；20世纪60年代，四棵树、团城、仓头、赵村、张良等乡镇都曾有过较大面积的茶园，张良镇姚吴程村至今还留存茶园0.67余hm2。因此，2011年，鲁山县被省政府纳入河南省茶叶生产加工辐射带，鲁山县政府通过考察、论证，决定在县城南部及西南部丘陵山区建立“南茶北移”示范基地。县内部分农民和企业家从信阳、福建等地先后引进福云6号、金观音和金桂等茶树品种，在尧山、赵村、下汤、背孜、张良等乡镇种植了近百公顷，其中，张良镇杨李沟村被县政府指定为“南茶北移”重要试验、驯化基地和示范点，种植茶树20余hm2。2014年，鲁山县遭遇严重干旱，部分地区茶树大面积死亡，其中，杨李沟村示范点70%茶树死亡。因此，通过调研分析确定鲁山县的宜茶范围就成为一个刻不容缓的课题。

一、茶区环境条件

茶树的生长受多种因素影响，但大致可归纳为气候、地形地貌、土壤3个方面。

1.气候条件

茶树原产于云贵高原，一般在10℃以上的环境能正常生长，20～25℃时生长最快；但耐寒性较差，低于－10℃的地区不适宜种植茶树[2-3]，故历史时期植茶北界一般不超过30°N[4]。20世纪60年代“南茶北移”中发现通过采取一定的防寒措施，经过多年适应的茶树能耐更低一些的低温。青岛茶农通过在茶树根部铺碎草、压土等防寒措施，使茶树在1976—1977年冬经历了－19℃的低温后并没有大量死亡[5]。河北省灵寿县国营漫山林场的试验表明，塑料大棚的棚内温度可比棚外高4～6℃，2000年冬季，茶园在经受了长达20 d的日最低气温低于－15℃，极端低温达－21℃的严寒期后，仅发生轻微冻害[6]。王有希等[7]指出，灵寿县五岳寨冬季最低气温通常低于－20℃，即使采用竹片塑料大棚进行防寒，茶苗夜间也可能遭受结冰冻害影响，但栽种4年之后茶树仍能健康成长并产出清香醇厚的好茶。由此可见，“南茶北移”研究使得茶树特别是耐寒驯化的茶树对气候的要求明显降低，使北方广大土地具有了植茶的可能性。

2.地形地貌条件

据调查，茶园多分布在坡度30°以下的中低山和丘陵区[2,8-9]。海拔超过1 000 m的山区，易受低温冻害影响，通常不宜植茶[2]；海拔较低的平原区因地下水位高且不易排水，易在雨季积水形成涝渍，导致根系腐烂，同样不宜植茶[10]。

3.土壤条件

茶树生长对一般土壤条件都具有较宽的适应性，唯独对土壤酸碱度要求比较严格[5]，而成土母岩又对土壤酸碱度具有明显的影响。因此，一个地区是否宜茶，主要考虑土壤酸碱度和成土母岩两方面因素。

适宜的土壤酸度是茶树栽种的关键。据研究，适宜茶树生长的土壤pH上限一般不超过6.8[10-13]。这是因为植物体内的缓冲物质主要是有机酸和磷酸盐，前者的缓冲力偏酸性，后者则偏中性和碱性，而茶根汁液中磷酸盐含量极低，在pH值高于6.7时，几乎没有缓冲能力，这意味着茶树只适应于酸性土壤环境[11]。湖南省邵东县调查显示，当土壤pH为6.8时，二年生的良种扦插苗，叶片灰绿失光，用手一拨随即脱落，地下部基本不发新根，稍遇干旱即枯死[12]。因此，超过pH 6.8这一限度，茶树生育不良，严重的甚至死亡，不宜大面积种植[14]。茶树土壤pH的下限不明显，pH 4.0以下仍能良好生长[13,15]；水培结果甚至表明，茶幼苗在pH 3.5时仍能正常生长[16]。对湖南省茶园土壤pH的调查也显示，活性酸度（用水浸提的土壤pH值）可低至3.5，代换性酸度（用中性盐浸提的pH值）可低至3.0[11]。总之，茶树适宜生长在pH不高于6.8的酸性土壤上。

成土母岩是土壤发育的基础，影响着土壤的质地、矿质元素和酸碱度等。据研究，宜茶土壤的成土母岩多为花岗岩、石英砂岩、酸性凝灰岩和片麻岩，它们的共同特点是母质富含长石、高岭土和云母类矿物，风化后有利于钾、硅、铝的析出和积累，因而它们发育的土壤都有高硅、低钙及砂性质地的特征，其硅含量一般可达65%以上；相反，当成土母岩为石灰岩、白云岩等碳酸盐岩、钙质泥页岩和玄武岩时，形成的土壤多具有低硅、高钙、高镁等特征，会影响茶叶品质或不利于茶树生长[17-24]。

二、鲁山县宜茶性分析

1.鲁山县气候宜茶性分析

鲁山县地处亚热带与暖温带过渡区，四季分明，年均气温14.8℃，最冷月（1月）平均气温0.7℃，极端最低气温－18.1℃；≥10℃年活动积温为4 500～4 600℃，热量丰富；年日照时数2 068.8 h，光照充足[25-27]；年均降雨量830～950 mm，自西南向东北递减，西南部花岗岩区可达900～1 200 mm，东北部石灰岩丘陵区和东部平原区逐渐降低到800 mm左右[28-32]。

根据茶树生长的气候条件，鲁山县的热量、光照和降水均能满足茶树的生长，但冬季1月份的－18.1℃极端低温使茶树成功越冬的可能性很小，因此除四棵树乡代坪村可能因为特殊的地理环境而有小范围的茶树种植历史外，鲁山县没有大规模的茶树栽培历史。但“南茶北移”成功之后，通过采取一定的防寒措施，如在茶树根部铺碎草、压土等，或建立塑料大棚、小拱棚等，特别是经过耐寒驯化的茶树完全能够忍受冬季1月份偶尔出现的－18.1℃的极端低温天气。20世纪60年代，鲁山县四棵树、团城、仓头、赵村、张良等乡镇都曾成功进行了大面积的茶树种植，表明气候条件已不再是鲁山县茶树生长的限制因素。

此外，受大陆性季风气候影响，鲁山县旱灾现象也比较普遍，对茶树的种植非常不利。比如，鲁山县2014年的严重干旱就曾导致新栽茶园大面积死亡。因此，鲁山县发展茶园时，应选择耐旱茶树品种，并在茶园中建有完备的喷滴灌等农田水利设施。

总之，鲁山县气候条件完全能够满足茶树的生长，但建议选择耐寒耐旱茶树品种，并做好防寒防旱措施。

2.鲁山县地形地貌宜茶性分析

鲁山县地势西高东低，北、西、南三面环山，东部为沙河冲积平原，最高海拔2 153.1 m，最低海拔90.1 m。境内自西向东可分为中低山区、丘陵区和平原区（包括水面）3部分，面积分别为 1 130.06 km2、736.26 km²和566.00 km²，分别占县域总面积的46.46%、30.27%和23.27%，适合种植茶树的中低山区和丘陵区合计面积1 866.33 km²，占县域面积的76.73%，理论上宜茶区较大。

在30 m分辨率的DEM（数字高程模型）形成的不同地貌分区地面坡度分布图中：若以30°为界划分宜茶区[2]，中低山区和丘陵区宜茶面积分别为1 064.17 km²和735.90 km²，分别占中低山区的94.17%和丘陵区的99.95%；若以25°为界划分宜茶区[8]，中低山区和丘陵区宜茶面积分别为985.86 km²和734.42 km²，分别占中低山区的87.24%和丘陵区的99.75%；若以20°为界进行划分[9]，中低山区和丘陵区宜茶面积分别为852.74 km²和729.12 km²，分别占中低山区的75.46%和丘陵区的99.03%。

但鲁山县脆弱的生态环境和严峻的水土流失形势使茶树不宜在陡坡上种植。据调查，坡度较大的低山丘陵区内，植被覆盖度高的封山育林区土壤侵蚀模数在200 t/km²·a左右；但植被覆盖度差的地区土壤侵蚀模数通常在1 000 t/km²·a以上，严重者甚至高达10 000 t/km²·a[28,33]。因此，建议将国际上常用的陡坡下限坡度15°作为宜茶区界限[34]，则中低山区和丘陵区宜茶面积分别为656.34 km²和710.64 km²，分别占中低山区的58.08%和丘陵区的96.52%。

由于茶树在海拔1 000 m以上的山区易受低温冻害影响，易死亡，因此以其为界将鲁山县DEM划分为宜茶区和非宜茶区（图1）。结果显示，鲁山县丘陵区均为海拔不超过1 000 m的宜茶区；中低山区海拔不超过1 000 m的宜茶区面积为1 047.79 km²，占中低山区的92.72%；而海拔超过1 000 m的非宜茶区面积只有82.27 km²，主要分布在中低山区的西部和西南部边界线附近。

图1 鲁山县海拔高度宜茶区分布图

将地貌分区、地面坡度和海拔高度3个方面的宜茶范围进行叠加分析，鲁山县平原区地势较低，容易发生涝渍，不宜植茶；丘陵区除坡度较大的坡中部位外均可植茶，宜茶面积710.64 km²，占丘陵区的96.52%；中低山区坡度较小的坡面中下部和地形比较平坦的沟谷地带适宜植茶，宜茶面积635.54 km²，占中低山区的56.24%（图2）。

图2 鲁山县地形地貌宜茶区分布图

3.鲁山县成土母岩宜茶性分析

鲁山县的区域地质构造属秦岭地层区豫西小区。境内出露地层较全，存在太古界至今多个时代的地层[31-32]。其中，太古界片麻岩分布在张店乡东北部，仓头乡、瓦屋乡、背孜乡一带；中元古界安山岩、石英砂岩分布在赵村乡北部、瓦屋乡北部、背孜乡东部、马楼乡南部，张良镇南部；上元古界石英砂岩、白云岩分布在瓦屋乡的北部，磙子营的南部；震旦系页岩、粉砂岩分布在瓦屋乡岳村北部，梁洼镇西部和下汤镇北部；寒武系石灰岩、白云质灰岩、页岩、砂岩分布在梁洼镇南断店村、半坡阳村一带，瓦屋乡岳村北部和下汤镇北部；二叠系泥岩、砂岩和白垩系砾岩、砂岩均出露在梁洼镇一带；新近系砂质泥岩分布在董周、张飞沟一带的垄岗边；第四系亚粘土、亚砂土分布于河流两岸及平原一带。

鲁山县境内岩浆活动在嵩阳期、王屋山期、晋宁期、燕山期和喜马拉雅期均有表现[29]。嵩阳期、王屋山期和晋宁期岩浆岩形成时间早，受后期地质构造作用影响已变质为片麻岩类、安山岩类，主要分布在车村—下汤断裂以北。燕山期岩浆岩发生在早白垩世陆内拉张环境下，主要分布在车村—下汤断裂以南，岩性主要为中酸性花岗岩[35]。喜马拉雅期岩浆岩为第三纪末的裂隙式喷发物，分布在梁洼及段店矿区石炭系地层中，包括火山岩和超浅层侵入岩，火山岩主要为安山岩及凝灰岩；超浅成侵入岩主要为角闪粗面岩[32,36]。

总之，根据茶树生长的成土母岩条件，可将鲁山县的成土母岩分为酸性母岩和非酸性母岩两大类，前者包括花岗岩、片麻岩、安山岩、石英砂岩及其他碎屑岩类，呈弱酸性，具有高硅低钙特征，适宜种植茶树；后者主要包括碳酸盐岩，集中分布在昭平台库区附近、辛集乡一带以及仓头乡北部一带的丘陵区，分布范围较小，呈碱性，具有低硅高钙特征，不适宜种植茶树。此外，因昭平台水库等水域不适合栽培茶树，为方便描述，将它也纳入非酸性母岩区。经过统计，鲁山县成土母岩宜茶区的面积高达2 345.73 km²，占整个县域的96.44%；而非宜茶区面积只有86.59 km²，只占县域面积的3.56%。

4.鲁山县土壤酸碱度宜茶性分析

根据南京土壤研究所绘制的全国1∶100万土壤类型图，鲁山县不同土壤所占比例由大到小依次为褐土（30.84%）、黄褐土（28.25%）、棕壤（11.98%）、粗骨土（10.40%）、潮土（6.53%）、黄棕壤（5.69%）、冲积土（3.43%）、石质土（0.69%）和黄绵土（0.30%），前四者所占比例较大，合计面积达1 981.61 km²，占县域总面积的81.47%，为鲁山县的主要土壤类型。其中，褐土和黄褐土为鲁山县的地带性土壤，面积分别为750.13 km²和687.13 km²，以沙河为界，前者主要位于沙河北部，后者主要位于沙河南部以及东部平原区；棕壤和黄棕壤为沙河南部花岗岩母质上发育的山地土壤，面积分别为291.39 km²和138.40 km²，但前者所处部位较高，后者所处部位较低；石质土面积16.78 km²，为沙河北部片麻岩、安山岩区表土被侵蚀后裸露母岩上发育的薄层土壤；粗骨土和冲积土主要存在于山区沟谷和河道中，面积分别为252.96 km²和83.43 km²，在花岗岩、片麻岩和安山岩分布区均有分布，但粗骨土主要分布于花岗岩分布区，冲积土主要分布于片麻岩、安山岩分布区；潮土面积158.83 km²，主要分布在平原区附近地下水位较高的地区；黄绵土面积7.30 km²，则只分布在辛集乡附近。

有学者对鲁山县不同土壤的酸碱度研究发现：棕壤或黄棕壤pH为5.0～6.5，呈酸性至微酸性[37]，但下蜀黄土上发育的棕壤或黄棕壤pH为6.91～8.11，且随土层深度增加逐渐增大[38]；黄褐土pH一般为6.4～6.7，但下蜀黄土上发育的黄褐土pH为6.4～7.1[39]；褐土pH为6.4～8.6，但不同褐土亚类土壤pH不同，淋溶褐土pH在6.4左右；潮褐土和黄土质褐土pH分别在8.1和8.6左右[40]。

总之，根据茶树对土壤酸碱度的要求和鲁山县土壤酸碱度情况，可在1∶100万土壤类型图中将鲁山县的土壤划分为酸性土和碱性土两大类，其中，将钙质粗骨土、黄土质石灰性褐土、黄土质淋溶褐土、黄土质棕壤和壤质坡黄绵土等钙质土归为不适宜种植茶树的碱性土，将褐土、褐土性土、冲积土、中性石质土、中性粗骨土、灰潮土、黄棕壤、黄褐土、麻砂质棕壤和麻砂质棕壤性土等非钙质土归为适宜种植茶树的酸性土，得到鲁山县适合栽培茶树的土壤空间分布图（图3）。结果表明，鲁山县宜茶土壤面积达1 777.05 km²，占县域总面积的73.06%，与杨卫平等[40]对鲁山县土壤pH值的分析结果基本一致。

图3 鲁山县土壤宜茶区分布图

5.鲁山县宜茶区综合分析

图4 鲁山县宜茶区分布图

将鲁山县气候、地形地貌、成土母岩和土壤酸碱度宜茶区进行叠加分析，得到鲁山县宜茶区分布图（图4）。经统计，鲁山县宜茶面积1 067.88 km²，占县域总面积的43.90%，主要分布于坡度较缓的坡面中下部和沟谷地带。其中，中低山区宜茶面积达504.12 km²，丘陵区宜茶面积达563.76 km²，分别占中低山区的44.61%和丘陵区的76.57%。

三、结论

1.鲁山县气候条件完全能够满足茶树的生长，但应选择耐寒耐旱茶树品种，并做好防寒防旱措施。

2.鲁山县的中低山区和丘陵区理论上适宜栽培茶树，但陡峭的地形、脆弱的生态环境、严重的水土流失现状和高海拔都不利于茶树栽培。因此，建议采用地形坡度15°和海拔高度1 000 m为界划分宜茶区，则鲁山县中低山区宜茶面积635.54 km²，占中低山区总面积的56.24%；丘陵区宜茶面积710.64 km²，占丘陵区总面积的96.52%；其他地区不适宜栽培茶树。

3.鲁山县的成土母岩可分为适合栽培茶树的酸性母岩和不适合栽培茶树的非酸性母岩，其中，适宜栽培茶树的酸性母岩面积高达2 345.73 km²，占整个县域的96.44%。

4.鲁山县的土壤可分为适宜栽培茶树的酸性土和不适宜栽培茶树的碱性土，其中，适宜栽培茶树的酸性土面积1 777.05 km²，占县域总面积的73.06%。

5.对气候、地形、土壤和成土母岩的综合分析表明，鲁山县宜茶面积1 067.88 km²，占县域总面积的43.90%，主要分布于坡度较缓的坡面中下部和沟谷地带。其中，中低山区和丘陵区宜茶面积分别为504.12 km²和563.76 km²，分别占中低山区的44.61%和丘陵区的76.57%。