摘 要：為了解都勻毛尖茶主產(chǎn)區(qū)茶園土壤養(yǎng)分狀況，采集該地區(qū)10個(gè)村鎮(zhèn)的茶園土壤樣本，分別采用pH計(jì)、重鉻酸鉀法和ICP-MS法對(duì)土壤的pH、有機(jī)質(zhì)和無機(jī)礦物元素進(jìn)行了測(cè)定分析。結(jié)果表明：都勻茶園土壤pH值在5.08～5.92，有機(jī)質(zhì)含量在13.21～46.57g/kg，不同茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量存在較大差異。土壤中Fe元素含量豐富，部分茶園的K、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn、Se和B元素含量處于缺乏的水平，Pb、Cr、Hg、As和Ni元素含量未超標(biāo)，處于安全水平，僅有少數(shù)茶園土壤中Cd元素超標(biāo)。茶園應(yīng)根據(jù)土壤營養(yǎng)元素狀況，適量施有機(jī)肥和微量元素肥料，以有利于茶樹生長及品質(zhì)的提升。

　　關(guān)鍵詞：都勻毛尖茶;土壤環(huán)境;有機(jī)質(zhì);礦物元素;ICP-MS

　　1 引言

　　都勻市處于貴州省南部，四季分明，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒，雨量充沛，從而孕育了國家地理標(biāo)志產(chǎn)品——都勻毛尖。毛尖茶不僅含有豐富的化學(xué)成分(如茶多酚、氨基酸、可溶性糖和黃酮類物質(zhì)等)，同時(shí)還擁有人體必需的多種微量元素(如Zn、Mg、Mn、K和Mo等)。相關(guān)研究表明，茶樹是一種富集無機(jī)元素能力很強(qiáng)植物，可富集的礦物質(zhì)元素達(dá)到30多種，其含量約占4%～6%[1]。

　　土壤為茶樹提供了正常生長代謝所必不可缺的礦物元素，在其生長過程中若無機(jī)元素的攝入不足，可能會(huì)導(dǎo)致植物生理功能失調(diào)，并引發(fā)多種病害，比如：缺乏銅元素會(huì)抑制根系生長，缺乏鐵元素會(huì)造成葉片失綠[2]。此外，一些微量元素作為茶葉的有效組成成分，同時(shí)也會(huì)對(duì)茶葉中營養(yǎng)物質(zhì)(如氨基酸、可溶性糖和咖啡因等)的積累起到關(guān)鍵的作用，最終會(huì)直接影響到茶葉品質(zhì)。茶樹葉面噴施微量元素的相關(guān)研究表明：茶樹噴施含微量元素的葉面肥后，有利于氨基酸等物質(zhì)的合成與積累[3];經(jīng)噴施茶葉專用葉面肥后，茶葉開采期提前，并提高茶葉感官品質(zhì)，其中兒茶酚含量明顯增加[4];除噴施微量元素肥外，茶樹可以直接吸收土壤中的礦物元素，以滿足其生長代謝的需要。因此，開展茶園土壤礦物質(zhì)元素研究，制定合理施肥管理措施，對(duì)茶葉提質(zhì)和增量具有重要意義。

　　目前，礦物質(zhì)元素的分析方法主要有分光光度法、原子熒光法、原子吸收法、電感耦合等離子發(fā)射光譜法和電感耦合等離子質(zhì)譜法等[5-10]。其中，電感耦合等離子質(zhì)譜法具有操作簡(jiǎn)便、快速、干擾少和靈敏度高等特點(diǎn)，被廣泛用于食品、醫(yī)藥、化工和環(huán)境領(lǐng)域等，例如，王沖等采用微波消解結(jié)合ICP-MS檢測(cè)了郫縣豆瓣醬中14種礦物質(zhì)元素的含量及分布情況[11];廖菽歡等利用常壓硫酸體系預(yù)處理土壤和水系沉積物后，通過ICP-MS從樣品中檢測(cè)到16種稀土元素[12];楊雯懿等通過建立ICP-MS法測(cè)定18種白酒中14種無機(jī)元素的含量，確定了白酒中無機(jī)元素含量分布規(guī)律及其白酒品種之間的相互關(guān)系[13]。

　　都勻市作為貴州省的主要產(chǎn)茶區(qū)之一，其茶園面積達(dá)2.522萬hm2。在茶園管理方面，大多數(shù)茶農(nóng)主要依靠經(jīng)驗(yàn)或習(xí)慣對(duì)茶園土壤進(jìn)行施肥調(diào)控，這可能會(huì)導(dǎo)致土壤有效礦物元素含量失去平衡，從而影響茶葉的產(chǎn)品質(zhì)量。不同的茶園由于所處地域環(huán)境不同，其土壤中礦物質(zhì)元素也會(huì)存在較大差異，因此，通過借助科學(xué)的分析方法，明確茶園土壤中礦物質(zhì)元素分布特征，為后續(xù)指導(dǎo)茶園施肥管理及土壤重金屬污染修復(fù)治理具有重要的意義。本研究采用pH計(jì)、重鉻酸鉀法和微波消解系統(tǒng)結(jié)合ICP-MS法對(duì)都勻市主要產(chǎn)茶地的茶園土壤酸堿度、有機(jī)質(zhì)和無機(jī)礦物元素進(jìn)行分析，確定10個(gè)茶園土壤中的pH、有機(jī)質(zhì)及31種礦物元素的分布規(guī)律及特征，旨在為后期都勻茶園的施肥管理調(diào)控及生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)茶葉提供科學(xué)依據(jù)。

　　2 材料與方法

　　2.1 采樣地概況 采樣地位于貴州省南部都勻市(25°51′～26°26′N，107°7′～107°46′E)，該區(qū)域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)溫潤氣候，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒，降水量充沛，年均降雨量1431.1mm，年均氣溫16.1℃，無霜期300d左右，境內(nèi)地貌以山地為主，屬于喀斯特地貌，海拔高差大。境內(nèi)現(xiàn)有茶園面積約2.47萬hm2，是中國十大名茶都勻毛尖的原產(chǎn)地。

　　2.2 樣品采集與處理 根據(jù)都勻茶園分布情況和代表性，涵蓋都勻10個(gè)不同位置的茶園(團(tuán)山-1、團(tuán)山-2、團(tuán)寨、坪陽-1、坪陽-2、擺忙、光輝、高寨、壩固、清塘)，采樣時(shí)間2016年6月中下旬，采集深度0～30cm土層，每個(gè)茶園在尚未施肥的茶棚下按多點(diǎn)混合法取樣，具體采樣方法見文獻(xiàn)[14]，取8～10個(gè)小樣點(diǎn)土壤，去除石子和根系等雜物后混合均勻作為1個(gè)監(jiān)測(cè)混合樣(土壤樣品重量不小于2kg)，自然風(fēng)干后研磨，過80目篩，密封保存，備用。

　　2.3 主要試劑及儀器 硝酸、30%過氧化氫、氫氟酸均為優(yōu)級(jí)純，購自國藥試劑，各元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心;實(shí)驗(yàn)用水為超純水。MDS-10微波消解儀：上海新儀微波化學(xué)科技有限公司;iCAP-Q型電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)：美國賽默飛世爾科技公司。

　　2.4 樣品測(cè)定方法

　　2.4.1 土壤酸堿度和有機(jī)質(zhì) 土壤pH值利用pH計(jì)測(cè)定(水土質(zhì)量比為2.5∶1);有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀熱容量法測(cè)定[15]。

　　2.4.2 樣品前處理 準(zhǔn)確稱取0.1000g土壤樣品置于聚四氟乙烯消解罐內(nèi)，加入3mL HNO3浸泡2h后，分別加入1mL HF、1mL H2O2混勻，旋緊消解管蓋，放入微波消解儀，按照表1的消解程序進(jìn)行消解。待消解完成后，在120℃趕酸2h，完畢后冷卻至室溫，將溶液轉(zhuǎn)至于50mL容量瓶中定容后，采用ICP-MS測(cè)定元素濃度，同時(shí)全程做空白對(duì)照試驗(yàn)。

　　2.4.3 ICP-MS測(cè)試參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)曲線制作 元素標(biāo)準(zhǔn)曲線制作步驟：精密吸取各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液50uL，置于50mL容量瓶，%硝酸定容，配置一系列1μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液。精密吸取儲(chǔ)備液，用1%硝酸定容于50mL量瓶，配制成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)品溶液，依次經(jīng)ICP-MS測(cè)定，根據(jù)各元素測(cè)定結(jié)果，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。ICP-MS參數(shù)設(shè)置：動(dòng)能歧視(KED)模式，等離子體射頻功率1400W，霧化器流速1.10L/min，輔助氣流速：0.80L/min，載氣流量：1.0L/min，冷卻氣流速14.0L/min，采樣深度5.0mm，采樣錐孔徑1.0mm，截取錐孔徑0.7mm，采集時(shí)間20s，掃描方式：跳峰，掃描次數(shù)3次，重復(fù)測(cè)定3次。

　　3 結(jié)果與分析

　　3.1 茶園土壤的化學(xué)特性 土壤pH受其形成過程多個(gè)因素的影響，如生物、氣候、地質(zhì)和水文等，它是影響土壤肥力的一個(gè)重要因素。有機(jī)質(zhì)是土壤的主要組成成分之一，可以作為衡量土壤肥力的重要指標(biāo)之一[16]。由表2可知，都勻毛尖茶10個(gè)主產(chǎn)區(qū)的茶園土壤pH整體呈現(xiàn)弱酸性環(huán)境，其變化范圍為5.08～5.92。相關(guān)研究表明，茶樹是一種喜酸性植物，土壤pH值一般在4.5～6.0，其中優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的茶園土壤最適宜pH值為5.5左右[17]。分析結(jié)果表明，多個(gè)茶園土壤pH值符合優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶樹生長條件，如團(tuán)山、坪陽、高寨和壩固。通過分析土壤樣品的有機(jī)質(zhì)發(fā)現(xiàn)，都勻毛尖10個(gè)產(chǎn)區(qū)茶園土壤的有機(jī)質(zhì)含量在13.21～46.57g/kg。茶園土壤等級(jí)以有機(jī)質(zhì)含量劃分為：優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園(>20g/kg)、Ⅰ級(jí)(>15g/kg)、Ⅱ級(jí)(10～15g/kg)和Ⅲ級(jí)(<10g/kg)[18]。都勻10個(gè)茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量存在較大差異，其中團(tuán)山-1和壩固有機(jī)質(zhì)含量較高(>40g/kg)，團(tuán)山-2、坪陽-1、坪陽-2和高寨茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量均高于20g/kg，以上茶園符合優(yōu)質(zhì)茶園的標(biāo)準(zhǔn)。擺忙和清塘茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量較低(<15g/kg)，后期在施肥管理時(shí)，應(yīng)追加有機(jī)肥提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量。

　　3.2 礦物元素標(biāo)準(zhǔn)曲線 利用ICP-MS按照方法1.4.3的操作步驟對(duì)31種混合標(biāo)準(zhǔn)元素溶液進(jìn)行測(cè)定，以待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)元素濃度為橫坐標(biāo)，信號(hào)響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，繪制過原點(diǎn)的元素濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。31種元素標(biāo)準(zhǔn)曲線結(jié)果見表3。由表3可知，所有元素線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999，所得元素標(biāo)準(zhǔn)曲線能夠滿足定量分析要求。

　　3.3 茶園土壤中常量元素狀況 礦物元素K、Ca、Na和Mg是植物生長發(fā)育所需的常量營養(yǎng)元素，其中Ca和Mg能起到促進(jìn)植物光合作用和提高植物抗性的作用[19]。常量無機(jī)元素的缺乏會(huì)影響茶樹的生長和茶葉品質(zhì)。對(duì)都勻10個(gè)茶園土壤中K、Ca、Na和Mg含量進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)果見表4。由表4可知：茶園土壤中K含量分布范圍為12.85～51.07mg/kg，其中團(tuán)山-1土壤中K元素含量最高可達(dá)51.07mg/kg，其次分別為團(tuán)寨、擺忙的茶園，均達(dá)大于40mg/kg，最低為坪陽-2，僅為12.85mg/kg。土壤中Ca和Na含量分布范圍分別為19.88～25.74mg/kg、10.70～14.68mg/kg，10個(gè)茶園的Ca和Na元素含量分布較均勻。土壤中Mg含量分布范圍為8.03～37.41mg/kg，其中壩固茶園土壤Mg元素含量最高(37.41mg/kg)，其次為擺忙(26.57mg/kg)，最低為高寨(8.03mg/kg)，表明不同茶園土壤中Mg元素含量存在較大差異。經(jīng)過與已報(bào)道的土壤肥力指標(biāo)和土壤有效態(tài)中微量元素含量的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比較[18]，發(fā)現(xiàn)都勻茶園土壤普遍缺乏K、Ca和Mg元素，后期在茶園施肥管理中適當(dāng)提高土壤中K、Ca和Mg含量，為茶樹生長提供優(yōu)質(zhì)土壤環(huán)境。

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