全 文 ：中国生态农业学报 2009年 3月 第 17卷 第 2期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, March 2009, 17(2): 225−229
* 中国地质调查局、福建省地质调查研究院资助项目
** 通讯作者: 王果(1957~), 男, 博士, 教授, 主要从事土壤环境化学与污染生态研究。E-mail: gwang572003@yahoo.com.cn
郑丽燕(1982~), 女, 在读硕士, 主要从事茶园土壤肥力研究。E-mail: zliyan1226@163.com
收稿日期: 2008-02-28 接受日期: 2008-06-30
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.00225
福建铁观音茶园土壤氮素状况研究*
郑丽燕 1 侯玲利 1 陈炎辉 1 郭雅玲 2 卓晶晶 1 王 果 1**
(1. 福建农林大学资源与环境学院 福州 350002; 2. 福建农林大学园艺学院 福州 350002)
摘 要 为了解铁观音茶园土壤氮素供应能力, 对福建安溪、永春和华安 14个铁观音生产乡镇 150个铁观音
茶园表土及相应茶叶进行了调查。结果表明: 供试茶园土壤全氮含量处于中低水平, 平均值为 0.79 g·kg−1,
碱解氮含量处于中高水平, 平均值为 95.56 mg·kg−1, 全氮含量与碱解氮含量呈显著正相关。有机质及阳离
子交换量与土壤全氮和碱解氮含量均呈极显著正相关。不同土壤类型全氮含量依次为水稻土改种>黄壤>红
壤>黄红壤>赤红壤, 质地黏重的土壤氮含量较高。茶树新梢氮含量变幅为 8.1～141.8 g·kg−1, 平均值为 23.7
g·kg−1, 与土壤碱解氮含量无显著相关性。土壤碱解氮含量是否能作为茶园土壤供氮能力的指标以及在铁观
音茶树的营养诊断时茶树新梢的氮素含量是否能作为茶树缺素的诊断指标有待进一步研究。福建铁观音茶园
土壤应注意增施有机肥, 避免过度施用速效氮肥。
关键词 铁观音 茶园 土壤 茶叶 氮素 福建省
中图分类号: S158.3; S571.1 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)02-0225-05
Soil nitrogen status in Tieguanyin tea plantation of Fujian Province
ZHENG Li-Yan1, HOU Ling-Li1, CHEN Yan-Hui1, GUO Ya-Ling2, ZHUO Jing-Jing1, WANG Guo1
(1. College of Resources and Environmental Sciences, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China;
2. College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China)
Abstract An investigation on the content and availability of nitrogen in surface soil and corresponding nitrogen concentration in
tea leaf was conducted in 14 major Tieguanyin tea-producing areas in Anxi, Yongchun and Hua’an Counties of Fujian Province. The
objective of the research was to determine N supply capacity of soil of Tieguanyin tea plantation in Fujian Province. To that end, 150
surface soil samples and corresponding tea leaves were collected and analyzed. The results show that total soil N is medium to low
with an average of 0.79 g·kg−1. Alkali-hydrolysis N is medium to high with an average of 95.56 mg·kg−1. Total soil N is signifi-
cantly correlated with alkali-hydrolysis N. Organic matter content and CEC have significant correlations with both total and al-
kali-hydrolysis N. Total soil N content also depends on the parent soil, and decreases in the following order: paddy rice soil > yellow
soil > red soil > yellowish red soil > lateritic red soil. Soil with higher clay content contains higher total N. N concentration in tea leaf
ranges from 8.1~141.8 g·kg−1, with an average of 23.7 g·kg−1. No significant correlation exists between tea-leaf N and soil al-
kali-hydrolysis N. The use of alkali-hydrolysis N as a source of soil nitrogen and tea-leaf N concentration index to monitor N defi-
ciency in tea plants is subject to further research. More organic manure is required for the tea plantations in Fujian Province. It is
important to avoid over application of N fertilizer.
Key words Tieguanyin, Tea plantation, Soil, Tea leaf, Nitrogen, Fujian Province
(Received Feb. 28, 2008; accepted June 30, 2008)
氮素是茶树需要的大量元素, 除以 CO2和 H2O
形式供应的碳、氢、氧外, 氮占茶树体内元素含量
的第一位 [1]。氮能提高茶树氨基酸和咖啡碱的含
量 [2], 在适宜用量范围内 , 茶叶产量与氮肥施用量
呈正相关。由于茶叶对氮素的需求量大, 铁观音茶
园普遍存在滥施化肥, 偏施氮肥的情况。同时由于
多数茶园仍采取撒施等不当施肥方式, 导致茶园氮
素利用率低下。虽然已有不少关于茶树的氮素营养、
226 中国生态农业学报 2009 第 17卷
茶园土壤的氮素含量状况、氮肥的施用及其对茶叶
产量和品质的影响等方面的研究 [3−7], 但缺乏对铁
观音茶园土壤氮素含量状况及其影响因素较为系统
的调查研究。铁观音是乌龙茶中的极品, 以其香高
味醇的特殊“观音韵”饮誉中外, 产品畅销海内外[8]。
详细调查铁观音主产区土壤氮素含量状况、有效性
及其影响因素, 对于铁观音茶园合理施用氮肥和铁
观音茶叶的可持续发展具有十分重要的意义。本研
究旨在调查福建省铁观音茶园主产区土壤氮素含量
状况及其与茶叶氮含量的关系, 为铁观音茶园合理
施用氮肥提供依据。
1 材料与方法
1.1 样品采集
土壤样品采集于福建省闽南铁观音茶叶主产区
安溪县、华安县和永春县的 14个主要产茶乡镇。供
试土壤 pH 在 2.85~5.15 之间, 平均值为 3.96, 整体
呈强酸性 ; 土壤有机质含量均值 20.6 g·kg−1, 变
幅为 5.8~51.7 g· kg−1; 土壤阳离子交换量为
5.85~28.08 cmol·kg−1, 平均值为 12.17 cmol·kg−1;
土壤以砂粒和黏粒含量为主 , 分别平均占 401.5
g·kg−1和 379.9 g·kg−1。主要土壤类型为黄壤、红
壤、黄红壤、赤红壤及水稻土改种茶园, 主要质地
类型为壤质黏土、黏土、砂质轻黏土和砂质黏土, 主
要岩石类型为砂岩、流纹岩、变质岩、流纹质凝灰
岩、凝灰岩、英安质凝灰岩、花岗岩及闪长岩。
共采集茶园表层(0~25 cm)土壤样品 150个。采
样时首先选择采样区, 在每个采样区内多点采集土
壤样品后混合形成混合样。土样按常规处理方法风
干、过筛后备用。在每个采样区, 同时多点采集茶
叶新梢叶片, 洗净杀青烘干、粉碎、过 0.5 mm 筛
备用。
1.2 测试方法
pH 值用水浸提(水土比 2.5︰1), 电位法测定,
有机质含量用重铬酸钾浓硫酸外加热法测定, 土壤
颗粒含量用吸管法测定, 阳离子交换量用中性醋酸
盐法测定, 碱解氮用碱解扩散法测定, 土壤全氮用
开氏法测定, 植株氮用 H2SO4-H2O2消煮－靛酚蓝比
色法测定[9−11]。
1.3 数据分析方法
数据分析采用 DPS及 Excel进行处理。
2 结果与分析
2.1 铁观音茶园土壤氮含量状况
由表 1 可知, 供试铁观音茶园土壤全氮含量变
幅为 0.11~2.15 g·kg−1, 平均值为 0.79 g·kg−1。《茶
叶产地环境技术条件》(NYT853-2004)中茶园土壤全
氮Ⅰ级(优良)、Ⅱ级(尚可)和Ⅲ级(较差)的指标分别
为>1.0 g·kg−1、0.8~1.0 g·kg−1、<0.8 g·kg−1 [12]。
供试茶园土壤全氮含量为Ⅰ级的占 24.7 %, Ⅱ级的
占 19.3 %, Ⅲ级的占 56.0 %。金谷、虎邱、长坑、
桃舟、西坪、祥华及仙都的全氮含量平均值均为Ⅲ
级, 且金谷、虎邱和桃舟 3个乡镇 100%土壤全氮含
量为Ⅲ级; 感德、横口与蓝田的全氮含量平均值介
于 0.8~1.0 g·kg−1之间; 芦田、大坪、龙涓和剑斗的
全氮均值均大于 1.0 g·kg−1, 属于优良级别。
表 1 福建省铁观音茶园土壤全氮含量状况
Tab. 1 Soil total N contents of Tieguanyin tea plantations in Fujian Province
等级分布 Grade rating (%) 采样区
Location
样本数
Sample number
含量范围
Range (g·kg−1)
均值
Average (g·kg−1) Ⅰ Ⅱ Ⅲ
金谷 Jingu 3 0.33~0.52 0.45±0.10 0.0 0.0 100.0
虎邱 Huqiu 5 0.23~0.68 0.48±0.18 0.0 0.0 100.0
长坑 Changkeng 17 0.11~1.16 0.55±0.26 5.9 5.9 88.2
桃舟 Taozhou 4 0.39~0.79 0.62±0.17 0.0 0.0 100.0
西坪 Xiping 29 0.13~1.18 0.68±0.27 6.9 27.6 65.5
祥华 Xianghua 20 0.38~1.07 0.68±0.18 15.0 15.0 70.0
仙都 Xiandu 6 0.29~0.99 0.69±0.26 0.0 33.3 66.7
感德 Gande 20 0.18~1.84 0.83±0.38 35.0 10.0 55.0
横口 Hengkou 7 0.76~1.15 0.95±0.14 28.6 57.1 14.3
蓝田 Lantian 8 0.28~1.36 0.96±0.34 37.5 37.5 25.0
芦田 Lutian 8 0.70~1.38 1.03±0.24 50.0 25.0 25.0
大坪 Daping 7 0.57~1.68 1.10±0.45 57.1 0.0 42.9
龙涓 Longjuan 13 0.69~2.15 1.20±0.41 61.5 30.8 7.7
剑斗 Jiandou 3 1.07~1.53 1.30±0.23 100.0 0.0 0.0
总计/平均 Total/average 150 0.11~2.15 0.79±0.36 24.7 19.3 56.0
第 2期 郑丽燕等: 福建铁观音茶园土壤氮素状况研究 227
表 2 福建省铁观音茶园土壤碱解氮含量状况
Tab. 2 Soil alkali-hydrolysis N contents of Tieguanyin tea plantations in Fujian Province
等级分布 Grade rating (%) 采样区
Location
样本数
Sample number
含量范围
Range (mg·g−1)
均值
Average (mg·g−1) Ⅰ Ⅱ Ⅲ
桃舟 Taozhou 4 61.75~97.53 78.86±17.44 0.0 100.0 0.0
长坑 Changkeng 17 22.88~172.77 80.57±34.21 17.6 70.6 11.8
金谷 Jingu 3 56.01~126.05 82.97±37.70 33.3 66.7 0.0
剑斗 Jiandou 3 63.04~112.68 83.21±26.09 33.3 66.7 0.0
虎邱 Huqiu 5 55.73~116.14 88.53±22.79 20.0 80.0 0.0
大坪 Daping 7 43.51~148.94 92.41±43.96 42.9 42.9 14.3
西坪 Xiping 29 37.98~168.87 92.56±30.96 31.0 62.1 6.9
祥华 Xianghua 20 55.90~133.29 93.02±19.56 35.0 65.0 0.0
芦田 Lutian 8 67.19~187.44 101.68±36.63 37.5 62.5 0.0
蓝田 Lantian 8 37.79~186.41 101.74±44.18 62.5 25.0 12.5
感德 Gande 20 57.01~161.77 103.95±29.42 55.0 45.0 0.0
龙涓 Longjuan 13 37.76~208.92 104.49±48.58 46.2 46.2 7.7
横口 Hengkou 7 75.03~127.86 108.71±19.16 71.4 28.6 0.0
仙都 Xiandu 6 55.08~189.04 115.15±43.76 66.7 33.3 0.0
总计/平均 Total/average 150 22.88~208.92 95.56±33.21 39.3 56.0 4.7
由表 2 可知, 供试茶园土壤碱解氮含量范围为
22.88~208.92 mg·g−1, 平均值为 95.56 mg·g−1。
《茶叶产地环境技术条件》(NYT853-2004)中茶园土
壤有效氮Ⅰ级(优良)、Ⅱ级(尚可)和Ⅲ级(较差)的指
标分别为>100 mg·kg−1、50~100 mg·kg−1、<50
mg·kg−1 [12]。供试土壤属于Ⅰ级、Ⅱ级的分别占
39.3%和 56.0%, Ⅲ级的仅占 4.7%; 其中各采样地
(乡镇 )茶园土壤碱解氮含量的平均值均大于 5 0
mg·kg−1。由此可见供试土壤碱解氮含量较为丰富,
供氮能力较强。但各茶园土壤碱解氮含量变幅较大。
供试茶园土壤全氮含量偏低 , 但碱解氮含量较高 ,
这可能与铁观音茶园长期大量施用氮素化肥有关。
供试土壤全氮含量与碱解氮含量呈极显著正相关 ,
y= 57.55x + 49.81, r=0.615**[n=150, P0.05(150)=0.159,
P0.01 (150)=0.208], 与孙冬梅等[13]的研究相吻合。
2.2 铁观音茶园土壤氮含量的影响因素
2.2.1 有机质及 CEC对土壤氮含量的影响
有机质与土壤全氮含量呈极显著正相关。有机
质与全氮的相关方程为: y=0.033 3x + 0.11, r=0.764**
(n=150); 与碱解氮的相关方程为 : y=2.543x +
43.233, r=0.624**(n=150)。有机氮是土壤氮的主要存
在形态, 有机质含量直接对土壤氮素储量及供应能
力产生影响。
阳离子交换量与土壤全氮含量极显著正相关 :
y=0.032x + 0.399 2, r=0.389**(n=150); 与碱解氮含量
也呈极显著正相关 : y=1.739 2x+74.344, r=0.224**
(n=150)。土壤中阳离子交换量的大小主要与土壤胶
体表面的负电荷多少有关, 而土壤胶体所带负电荷
的多少又与有机质(主要是腐殖质)含量相关, 有机
质含量高的土壤胶体表面负电荷多, 阳离子交换量
也较高。因此阳离子交换量与土壤全氮和碱解氮的
显著相关可能体现了有机质的间接影响。
2.2.2 土壤类型对土壤氮含量的影响
不同类型茶园土壤全氮及碱解氮含量为水稻土
改种>黄壤>红壤>黄红壤>赤红壤。赤红壤由于海拔
低、气温较高、有机质分解较快, 故土壤有机质含
量较低, 土壤全氮及碱解氮含量也较低; 黄壤海拔
高、湿度大、气温较低, 有机质易累积, 故有机质含
量较高, 土壤全氮及碱解氮含量也较高; 红壤和黄
红壤则介于赤红壤和黄壤之间。郑迟生[14]等的研究
表明福建山地土壤全氮含量为山地草甸土>黄壤>红
壤>紫色土>砖红壤性红壤, 与本研究结果相吻合。
水稻土由于人为耕作历史长, 且经常处于淹水还原
状态, 有利于土壤有机质的累积, 故土壤有机质含
量较高, 土壤全氮及碱解氮含量也较高。
2.2.3 土壤粒级及质地对土壤氮含量的影响
供试土壤的质地类型主要为壤质黏土、黏土、
砂质轻黏土和砂质黏土。不同质地土壤全氮及碱解
氮含量平均值依次为壤质黏土≈黏土>砂质轻黏土>
砂质黏土。砂粒含量与土壤碱解氮含量之间呈显著
负相关: y=−0.548 3x+117.58, r=−0.199*(n=150); 粉
粒含量与土壤碱解氮含量的相关性达显著水平: y=
0.732 2x + 79.383, r=0.203*(n=150), 这与安国英[15]
等的研究相吻合。由于较细土粒比表面积大, 土粒
本身暴露出更多的正电荷位并与带负电荷的腐殖质
结合 , 形成较多的团粒结构 , 使土壤的质地较好 ,
228 中国生态农业学报 2009 第 17卷
而砂粒与较细土粒相比, 则颗粒大、正电荷位少, 与
有机质结合机会较少, 形成的砂质土壤中团粒结构
较少, 土壤质地较差, 因而粉粒中有机质含量高而
砂粒中有机质含量低, 而上文已说明土壤中氮素含
量与土壤有机质含量之间呈极显著正相关, 故土壤
氮含量与粉粒含量呈正相关与砂粒含量呈负相关 ,
且质地较黏的土壤中氮含量较高, 而质地较砂的土
壤中氮含量较低。
2.2.4 母岩类型对土壤氮含量的影响
由表 3 可知, 不同母岩类型上发育的茶园土壤
全氮含量依次为砂岩类>流纹岩类>变质岩类>流纹
质凝灰岩类>凝灰岩类>英安质凝灰岩类>花岗岩类
>闪长岩类, 而碱解氮含量为变质岩类>流纹岩类>
砂岩类>流纹质凝灰岩类>英安质凝灰岩类>凝灰岩
类>花岗岩类>闪长岩类。砂岩属于沉积岩, 其中可
能含有一定量的生物遗骸或生物新陈代谢物质, 因
此砂岩上发育的土壤有机质含量较高, 含氮量也相
对较高。花岗岩及闪长岩上发育的土壤大部分属于
砂质黏土, 其有机质含量较低, 因而全氮含量也较
低; 凝灰岩风化形成的土壤粒度较细, 孔隙度较高,
颗粒比表面积大 , 其上发育的土壤全氮含量也较
高。但从显著水平看, 各岩石类型间差异不大, 这可
能是由于长期的人为耕作施肥等措施的影响, 一定
程度上淡化了母岩对土壤氮含量的影响。
表 3 福建省铁观音茶园岩石类型与土壤氮含量的关系
Tab. 3 Relationships between rock types and soil nitrogen content in Tieguanyin tea plantation in Fujian Province
全氮 Total N 碱解氮 Alkali-hydrolysis N
显著水平 Sig. 显著水平 Sig. 岩石类型
Rock type 含量 Content
(g·kg−1) 0.05 0.01
含量 Content
(mg·kg−1) 0.05 0.01
砂岩类 Sandstone 1.32±0.50 a A 108.99±63.09 ab AB
流纹岩类 Rhyolite 1.08±0.07 ab AB 116.07±18.27 a A
变质岩类 Metamorphic rock 1.05±0.31 abc ABC 125.88±23.73 a A
流纹质凝灰岩类 Rhyolitic tuff 1.03±0.34 abc ABCD 103.27±37.12 abc ABC
凝灰岩类 Tuff 0.93±0.37 bcd ABCD 91.36±35.94 abcd ABCD
英安质凝灰岩类 Dacite tuff 0.76±0.32 cde BCDE 101.83±31.25 abcd ABCD
花岗岩类 Grinate 0.66±0.25 cde CDE 84.45±25.75 bcd ABCD
闪长岩类 Diorite 0.59±0.26 e CE 77.55±26.89 bd BD
2.3 茶叶氮含量及其与土壤氮含量的关系
2.3.1 茶叶氮含量状况
由表 4 可知 , 供试铁观音茶叶平均氮含量
为 22.8 g·kg−1, 变幅较大, 从 8.1 g·kg−1到 45.8
g·kg−1, 其中以虎邱的茶叶氮含量最低 , 平均为
12.2 g·kg−1; 而以西坪茶叶氮含量变幅最大, 从 8.1
g·kg−1到 45.8 g·kg−1。
2.3.2 茶叶氮含量与土壤氮含量的关系
供试铁观音茶园土壤碱解氮含量与茶树新梢中
的氮含量无显著相关性, 说明茶树新梢中的氮含量
与土壤碱解水平相关性不大, 这与胡承孝[16]等的研
究相一致。茶树的地上部停止生长时, 地下部仍有
吸收氮的能力, 这时吸收的氮素大部分贮存在根系
中, 茶树在氮素供应不足时, 根系所吸收的氮转运
到茶树各器官 , 尤其是向叶片内运输的数量较大 ,
其余部分存在细根中[17]。因此茶树新叶中的氮与土
壤碱解氮含量无显著相关性。土壤碱解氮含量是否
能做为茶园土壤供氮能力的指标以及在铁观音茶树
的营养诊断时茶树新梢的氮素含量是否能做为茶树
缺素的诊断指标有待进一步研究。
表 4 福建省铁观音茶叶氮含量变化
Tab. 4 Nitrogen concentrations in Tieguanyin tea leaves in
Fujian Province g·kg−1
采样区
Location
样品数
Sample
number
范围
Range
平均值
Average
虎邱 Huqiu 5 8.9~17.5 12.2±4.01
仙都 Xiandu 6 12.2~15.1 13.7±1.08
西坪 Xiping 27 8.1~45.8 18.9±9.30
金谷 Jingu 3 17.4~22.7 20.4±2.71
感德 Gande 18 12.0~27.2 20.9±4.30
祥华 Xianghua 21 14.2~27.2 21.3±2.99
长坑 Changkeng 17 14.2~27.8 22.8±3.24
横口 Hengkou 5 22.3~28.0 24.4±2.25
龙涓 Longjuan 13 20.5~29.8 24.5±3.10
桃舟 Taozhou 4 24.7~30.6 26.6±2.68
芦田 Lutian 7 27.1~35.5 31.1±2.83
大坪 Daping 8 27.6~39.5 31.8±3.92
蓝田 Lantian 8 20.4~41.9 32.1±7.69
剑斗 Jiandou 3 31.7~41.6 36.0±5.08
总计/平均 Total/average 145 8.1~45.8 22.8±7.37
2.4 铁观音茶园土壤氮素管理
由于铁观音茶园土壤有机质含量及阳离子交换
第 2期 郑丽燕等: 福建铁观音茶园土壤氮素状况研究 229
量与土壤全氮含量及碱解氮含量呈极显著正相关 ,
且质地较好的土壤氮含量较高, 在氮素管理上应增
施有机肥, 以提高土壤有机质含量及阳离子交换量,
改良土壤质地, 提高土壤氮素储量。其次, 铁观音茶
园土壤碱解氮含量较高, 施肥上应避免过度施用速
效氮肥、偏施氮肥的情况, 以利于养分的平衡和减
少面源污染。虽然铁观音茶园土壤中的碱解氮含
量较高, 但全氮含量并不高, 且铁观音茶叶中的氮
含量与土壤中碱解氮含量无显著相关关系, 在铁观
音茶园氮素管理上要做到选择正确的施肥方式和施
肥时间合理施肥 , 避免氮素损失 , 以提高氮肥利
用率。
3 结论
福建铁观音茶园土壤全氮含量处于中低水平 ,
但碱解氮处于中高水平, 全氮含量与碱解氮含量呈
显著正相关。土壤有机质含量和阳离子交换量与土
壤全氮和碱解氮含量呈极显著正相关。铁观音茶园
应增施有机肥, 适当控制速效氮肥的施用量, 以提
高土壤全氮储量, 改善土壤氮素的供应潜力。不同
土壤类型土壤氮含量依次为水稻土改种>黄壤>红壤
>黄红壤>赤红壤, 质地黏重的土壤氮含量较高。不
同茶区植株新梢氮的含量差异较大, 与土壤碱解氮
无显著相关。
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