江苏省典型茶园土壤酸化动态及调控措施研究

摘要

茶园土壤环境质量是影响茶叶产量和品质的主要因素之一,而茶园土壤酸化日趋严重已成为当前茶叶生产所面临的突出问题。江苏省是我国主要的茶叶生产省份之一,也是重要的出口茶叶生产基地。相关研究表明,江苏茶园土壤存在不同程度的酸化现象,并呈现酸化加剧的趋势;而茶园土壤酸化可能导致重金属和氟的活化,使得茶叶中转移和积累量增加,近年来江苏茶叶存在的铅、氟超标现象很大程度上就与茶园土壤严重酸化有关。本文采用定位调查、培养试验和田间试验的方法,分析了江苏省典型茶园土壤酸化的现状及发展趋势,探讨制约茶园土壤酸化的相关土壤性质,同时开展了酸化茶园土壤的调控措施研究,比较不同改良剂对酸化茶园土壤的改良效果,旨在寻求有效控制茶园土壤酸化危害的技术途径,从而为指导茶叶生产和茶园土壤管理提供理论和实践依据。本文主要研究结果如下:
　　 2008-2010年对江苏省21个典型茶园进行定位调查,结果显示,茶园土壤酸化非常严重。所有调查的茶园表层土壤pH值均低于茶树生长的最适值pH5.5,其中pH低于4.0的茶园比例高达42.8％。将本研究近期定位监测数据与课题组前期定位监测数据相结合,得到2003-2010年间江苏茶园表层土壤pH降低速率呈先增加后减小的变化规律,其中2007年土壤pH降低速率达到最大。江苏省部分茶园土壤下层土样(土层深度20cm以下)酸化增强,且土壤pH降低速率随着土层深度的增加呈加大的趋势,茶园土壤酸化现象呈向深度发展的严峻形势。
　　 在分析江苏省典型茶园土壤酸化现状及其发展趋势基础上,同时测定了茶园土壤的相关理化性质,结果显示:土壤pH降低速率与观测期初始土壤pH值、土壤交换性铝与交换性酸含量比值存在极显著的正相关关系;土壤pH降低速率与土壤有机质、土壤交换性盐基总量之间存在极显著的负相关关系;与土壤粘粒含量、土壤阳离子交换量(CEC)、土壤交换性钙含量存在显著的负相关关系。同时,茶园土壤酸化的动态变化还受到研究区域酸雨强度和频率的影响。
　　 为了后期对酸化茶园土壤进行田间改良试验,根据土壤性质与土壤pH变化之间的关系,先采用实验室培养的方法,选择了生物炭灰等6种不同种类和特性的单一及混合改良剂对酸性强度不同的酸化茶园土壤进行改良的比较试验。结果表明,茶园土壤酸性强度越低,使用改良剂后土壤pH升高幅度越大。6种改良剂对酸化茶园土壤pH提高效果由高到低依次为:秸秆干馏液＞木质素污泥＞粉煤灰＞粉煤灰与木质素污泥混合物＞粉煤灰与秸秆干馏液混合物＞炭灰。另外,大部分改良剂随着用量的增加,所改良的土壤pH呈升高的趋势,但秸秆干馏液未表现相同的规律,当秸秆干馏液在pH4.11和pH4.60的酸化茶园土壤中使用中等用量(用量3)的秸秆干馏液时,改良后的茶园土壤pH为最大值。改良剂的使用对茶园土壤的交换性酸和交换性铝、交换性盐基离子、交换性盐基总量和交换性盐基饱和度等交换性能和土壤有机质等土壤性质均有影响。
　　 最后,选择生物炭灰等4种不同类型改良剂对已发生酸化的茶园土壤进行田间改良试验,结果表明:改良剂施用于酸化的茶园土壤中,能提高土壤pH,降低土壤交换性酸和交换性铝含量,提高土壤交换性盐基离子和交换性盐基饱和度,提高土壤有机质含量。改良剂不同,对酸化茶园土壤的改良效果不同。