蘇有健，王燁軍，張永利，羅毅，廖萬有

安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，245000

茶樹（Camellia sinensis）是喜酸性植物，適合生長于pH 4.0～6.5的土壤中，其中pH 5.0～5.5最適宜，當pH低于4.0時茶樹生長受到限制，并且土壤的理化性狀也會發(fā)生惡化，影響茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)[1-3]。茶園由于傳統(tǒng)粗放型的栽培管理模式，使得茶樹根際微域長期聚鋁并分泌大量有機酸，加之長期施用化肥、酸雨沉降等原因，導(dǎo)致土壤逐步酸化。當前茶園土壤酸化日益嚴重，已成為影響茶園健康可持續(xù)發(fā)展的主要問題，引起了各國茶葉科技工作者的關(guān)注。本文就茶園土壤酸化現(xiàn)狀、引起酸化的原因、酸化導(dǎo)致的危害以及土壤酸化阻控與改良措施等方面取得的研究進展進行綜述，以期為我國茶園土壤酸化改良和優(yōu)質(zhì)茶葉原料的形成提供參考依據(jù)。

一、茶園土壤酸化現(xiàn)狀

我國茶園土壤呈現(xiàn)出明顯酸化趨勢始于20世紀80年代中后期，浙江等6省茶園土壤pH值在5.0以下的占70%左右（其中pH值低于4.0的占12.5%）[4]。根據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所吳洵等在1986—1990年對江西、湖南、廣東、廣西、貴州和安徽等省的低丘紅壤茶園pH值調(diào)查，pH值在5.1～6.0的茶園僅占23.2%，pH在4.1～5.0的占58.3%，pH＜4.0的茶園也有相當比重，達12.5%，且發(fā)現(xiàn)有不少pH值在3.0以下的茶園。蘇、浙、皖3省茶園最適宜茶樹生長的土壤由1990—1991年的59.4%下降到了1998年的20.3%[4]。茶園土壤的酸化不僅直接影響茶葉的生產(chǎn)和茶葉品質(zhì)的提高，還可導(dǎo)致土壤養(yǎng)分貧瘠化和土壤肥力的下降[5-7]。21世紀初，在國家茶產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系平臺的支持下，調(diào)查取樣分析了全國13個省市主要茶區(qū)的茶園土壤，共計2 135份，pH小于3.5的占5.3%、pH 3.5～4.0的占10.3%、pH 4.0～4.5的占56.7%、pH 4.5～5.0的占17.5%、pH大于5的占10.2%，平均酸化速率為每年0.05 pH?？梢姡覈鑸@土壤酸化日趨加重，土壤pH值適宜的茶園比例在不斷減少[8-10]。

二、茶園土壤酸化的主要成因

引起茶園土壤酸化的因素是多方面的，如土壤脫硅富鋁化過程、茶樹自身生物化學(xué)循環(huán)、化學(xué)氮肥的過量施用、酸沉降等。土壤酸化本是一個較為緩慢的自然過程，但近幾十年來由于高強度人為活動的影響，土壤酸化的進程日益加劇，對生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害加重，熱帶和亞熱帶地區(qū)茶園土壤酸化情況尤為嚴重。

1.茶園土壤自然酸化過程

由于茶園大都分布在熱帶、亞熱帶山地丘陵地區(qū)，在高溫、多雨的氣候條件下，極易發(fā)生脫硅富鋁化過程，土壤中的鹽基離子淋失嚴重，鐵、鋁則相對富集。當降雨量大于蒸發(fā)量時，土壤中可以發(fā)生淋溶過程，即進入土壤中的水帶著土壤中的可溶性物質(zhì)沿剖面向下遷移進入地下水，或隨地表徑流進入地表水。由于H+的性質(zhì)非常活潑，當降雨中含有H+或土壤中有H+產(chǎn)生時，會消耗土壤中的堿性物質(zhì)；另一方面，土壤中的堿性物質(zhì)也可在淋溶過程中隨水分遷移流失。這兩個過程使土壤中的堿性物質(zhì)不斷消耗，土壤的酸堿平衡被破壞，土壤逐漸呈酸性反應(yīng)。其次，在茶樹生長過程中會吸收土壤中大量的鹽基離子，為了維持土壤電荷平衡，植株會向土壤中釋放大量的H+，使土壤酸化[11-12]。茶樹的采摘過程也會帶走大量的鹽基離子，使土壤中的鹽基飽和度下降，H+、Al3+濃度增加，使土壤進一步酸化[13]。

茶園土壤中含有多種有機酸，有機酸是茶園土壤物質(zhì)的重要組成部分[14]，茶樹根系分泌的有機酸也是導(dǎo)致茶園土壤酸化的一個重要因素。茶樹在生長過程中會產(chǎn)生多酚類等有機化合物，以分泌物或凋落物的形式進入土壤[15]。凋落物中酚類物質(zhì)主要是以單寧酸為主的一類具有羥基芳香環(huán)功能團的化合物[16]，有研究表明在低濃度范圍內(nèi)，隨著單寧酸濃度的增加，土壤中活性Al含量增加，其原因是有機酸引起土壤酸化，從而活化了土壤中的Al[17]。

2.茶園土壤酸化的人為因素

茶園土壤自然酸化過程的速度一般是相對緩慢的。然而，近幾十年來由于人為活動的強度不斷增加，特別是化學(xué)氮肥的過量投入，使得大量外源H+不斷進入土壤，加速了茶園土壤酸化進程。茶樹是葉用作物，對氮肥的需求比其他作物要高很多，為保證茶葉高產(chǎn)，向茶園中施入大量的氮肥。每年因為采摘大約要消耗純氮135 kg/hm2，所以為了維持茶園土壤肥力水平，每年至少需要向土壤中補充375 kg/hm2的氮肥[18]。由于茶園傳統(tǒng)施肥管理中，偏施氮肥，特別是銨態(tài)氮肥和酰胺態(tài)氮肥，而NH4+與鹽基離子競爭吸附位點，從而造成鹽基離子的淋溶，促進土壤酸化。有研究表明每年向1 hm2土壤中施入500 kg的氮會產(chǎn)生32.5 kmol的H+[19]。另外，氮肥的投入，增加了作物產(chǎn)量，將帶走更多的鹽基離子，留下更多的H+，加速了土壤酸化，這是施氮肥導(dǎo)致土壤酸化的間接原因[13]。

3.酸沉降

酸雨是導(dǎo)致土壤酸化的原因之一。酸雨中的H+與土壤膠體表面吸附的鹽基離子進行交換，被交換下來的鹽基性離子隨滲漏水淋失，同時土粒表面的H+又會自發(fā)地與礦物晶格表面的Al發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成交換性Al。酸沉降導(dǎo)致土壤溶液中SO42-和NO3-濃度增加，也促進了鹽基離子的淋失，加速了土壤酸化[20]。在酸雨影響下，SO42-、NO3-、有機陰離子是加速土壤酸化和鹽基淋溶損失的主要陰離子，外源H+的進入會加速鋁離子水解。自然因素與人為因素導(dǎo)致土壤酸化的實際酸化速率差異表明：HCO3-、RCOO-在土壤剖面中的淋失狀況可反映自然土壤的酸化速率，而SO42-和NO3-淋溶產(chǎn)生的質(zhì)子負荷揭示土壤受人為因素影響的酸化速率。

三、茶園土壤酸化的危害性

土壤化學(xué)性狀惡化，土壤中營養(yǎng)元素的有效性及保肥供肥能力下降，鹽基飽和度降低，土壤緩沖性能下降，硅鋁酸鹽溶出，加劇酸化。另外隨著pH降低，氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等養(yǎng)分的有效性降低，從而影響了茶樹對養(yǎng)分的吸收和利用效率。

土壤物理性狀不良，土壤水穩(wěn)性團聚體結(jié)構(gòu)崩解，物理性狀變差，容重和緊實度增加，通透性下降，土壤板結(jié)，地力下降。水分和養(yǎng)分利用效率低。隨著酸性的增強，土壤中的腐殖質(zhì)多變?yōu)榭扇苄缘母菜?，易于淋失，含量低，又缺乏鈣素，同時由于土壤膠體吸收了較多的氫離子，進而土壤難以形成良好的團粒結(jié)構(gòu)。

隨著土壤環(huán)境的酸化，土壤微生物群落的分布與豐度受到影響，土壤微生物的種群和數(shù)量減少，微生物的生長和活動受到抑制，根際病害增加，土壤有機物分解和土壤中C、N、P、S的循環(huán)轉(zhuǎn)化受阻。

酸化對土壤環(huán)境安全的影響，隨著土壤酸度增強使得某些重金屬元素的溶解性、移動性、有效性增加，將導(dǎo)致茶樹被動吸收和積累重金屬，污染水體，增加環(huán)境負荷。

四、茶園土壤酸化阻控與改良措施

1.化學(xué)改良

通過施用白云石粉（CaCO3+MgCO3），對長期過量施用化學(xué)氮肥所引起的茶園土壤酸化改良效果較好，白云石粉含有大量鈣鎂離子能快速和穩(wěn)定增加土壤的陽離子交換量。當土壤pH＜4.0時，建議施用白云石粉進行改良。白云石粉施用量的確定，如黃紅壤酸化茶園，若將土壤pH值從3.9左右調(diào)整至5.0，每畝一次性需施用250～300 kg的白云石粉，建議在秋季結(jié)合深耕施入，耕深控制在25～30 cm。

2.有機改良

利用有機無機復(fù)合型酸化改良劑和生物有機肥協(xié)同作用調(diào)節(jié)酸化茶園土壤pH，提高土壤有機質(zhì)，補充由于土壤酸化而造成的鹽基離子淋失，增強土壤緩沖性能，緩解酸化速度。當土壤4.0≤pH≤4.5時，建議施用有機無機復(fù)合型改良劑進行改良。如黃紅壤酸化茶園，若將土壤pH值從4.1左右調(diào)整至5.0，每畝一次性需施復(fù)合型改良劑250 kg+有機肥100 kg，建議在秋季深耕施入，耕深控制在20～25 cm。

3.物理改良

利用新型材料生物質(zhì)炭多孔隙的表面特性和豐富的芳環(huán)結(jié)構(gòu)，為土壤微生物寄存提供附著位點和空間，同時調(diào)控土壤微環(huán)境的理化性質(zhì)，增加離子交換的位點，提高土壤CEC。當土壤4.2≤pH≤4.5時，通過施用新型材料生物炭，提高土壤的吸附性能，減少鹽基離子的淋失，增加土壤有機碳，進而提升土壤pH。每畝年用量300 kg，連續(xù)3年為一周期，建議在秋季深耕施入，耕深控制在25～30 cm。同時，注重有機無機相結(jié)合的肥料結(jié)構(gòu)，通過增施有機肥提高土壤緩沖能力來緩解土壤酸化，維持酸化土壤的改良效果，防止酸化的反復(fù)。

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