植物的生长发育与土壤因子的关系十分密切，土壤理化性质的不同以及土壤母质条件等，都可能影响群落结构、物种多样性和生产力水平[1]。土壤理化性质对茶树生长发育以及茶叶产量和品质产生明显的影响，特别是茶叶品质与土壤养分含量存在密切的关联性[2]。环境和生态因子随着山体位置的不同会有很大的差异，因此山地植物群落的垂直梯度变化是生态学家研究植被—环境相互关系的重要对象[3]，山体位置的变化会导致温度、水分、光照等多种环境因子的变化，进而引起山地区域小气候、土壤理化特征等环境系统的梯度效应[4]。土壤含水量可以改变土壤表面反照率、土壤热容量和植被生长状况，通过感热、潜热传导影响短期气候变化[5]；土壤温度代表了土壤的热力状况，其变化将影响表层土壤水分的运动和相变过程，从而影响地表水分循环[6]。本研究通过对武夷学院茶山不同位置土壤的理化性质进行对比分析，了解武夷学院茶山的土壤状况，为武夷学院茶山及茶树种质资源圃的规划建设提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区选择在武夷学院校园茶山（118°00'E，27°73'N），属于中亚热带季风气候区，地貌类型属典型的丹霞地貌。岩石表层以黄壤、红壤为主。根据多年的有关数据显示，武夷山地区一年的平均气温在17.9℃，降水量丰富，约2000mm，平均相对湿度80%。在这样的条件下可以为茶树的正常生长发育提供适当的光照和水分。

1.2 样地设置及研究方法

1.2.1 样地设置

调查在2018年10月，以武夷学院校园茶山为研究对象，分别在茶山的山顶、山腰、山脚设置3个样地，采用土壤温度计观测5层土壤温度数据，包括地下5、10、15、20、25 cm，另外采用小米监测仪获得地下5 cm的土壤湿度数据。

1.2.2 土样采集

在土壤温湿度调查结束后，在3个样地各选取1个1 m×1 m大小的样方，按“S”形设置5个样点，采集深度在0～20 cm之间的土壤表层，然后将5份土壤装袋后均匀混合成1个样品，贴上标签进行编号，标签上注明采集地点、时间、采集人，共3个样品。带回实验室后，将土壤样品捏碎，自然风干。

1.2.3 土壤因子测定

测定如下土壤因子：土壤机械组成(比重计法）[7]、土壤有机质含量（重铬酸钾容量法）—外加热法[8]、土壤碱解氮（碱解扩散法）[9]、土壤速效磷（0.5 mol/LNaHCO3浸提-钼锑抗比色法）[10]、土壤速效钾（NH4OAc浸提-火焰光度法）[11]。

土壤温度数据的具体采集方法为8:00到18:00每隔2 h做一次记录，湿度则为监测仪每小时自动记录。

1.2.4 数据分析

试验完成后，土壤理化性质数据，土壤温湿度调查数据的初步整理利用Excel建库，然后利用SPSS对土壤理化性质含水量、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、pH进行单因素方差分析，并采用SNK对数据进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 土壤因子分析

对于不同样地间的土壤因子进行比较分析（表1）表明，不同样地的土壤含水量无显著差异。根据国际制土壤质地分级标准，3个样地的土壤质地组成均为壤土。粉砾含量随着海拔高度的增高而缓慢增加，呈现正比例关系。关于对茶树适宜pH范围的研究较多，一般认为pH值在4.5～6.5之间最适宜，通过表1可知山脚的pH与山腰、山顶的pH差异明显，但均符合茶树良好生长的最适宜pH。

茶山上土壤的理化性质会受到有机质含量的影响，直接影响到茶叶的品质。诸多的相关试验表明土壤有机质含量与茶叶中部分品质指标如茶多酚、氨基酸以及水浸出物等密切相关，产量多、品质良好的茶叶生产需要茶园土壤中有机质含量大于15 g/kg[12]。其中氮、磷、钾是茶树生长发育所必需的重要营养元素,齐大荃[13]的研究表明，土壤速效磷与茶叶的水浸出物和总糖量呈显著正相关,廖万有[14]也发现土壤速效磷中的铝磷酸盐与茶多酚、水浸出物呈显著正相关铁磷酸盐与茶叶品质成分呈正相关,但未达显著水平。钾含量在光合作用和氮素代谢等生理过程中起着非常重要的作用[15]。

表1 土壤因子数据分析Tab.1 Analysis of soil factor data注：A表示山脚土样；B表示山腰土样；C表示山顶土样；D表示SiO2；表中同列不同小写字母表示不同土样间差异显著（P＜0.05），含义下同。

根据表2可知，不同样地土壤中的速效磷和速效钾含量差异极显著，有机质和碱解氮含量差异显著。山脚的有机质、碱解氮、速效磷含量要远远高于山腰和山顶，而山顶的含量则要略微高于山腰，无明显的差异。可以得知，只有山脚土壤的土壤因子含量能够基本满足茶树正常生长发育的需要。而土壤速效钾在3个样地的含量分布较为稳定，但却远远无法满足茶树的生长需要。造成以上这些情况的原因可能是这些土壤因子都可能会因为被植物吸收以及水土流失而被去除，在试验期间降水量丰富，较多的水土流失导致土壤因子随表层土壤逐渐的流失到山脚，以致于山脚土壤的除钾之外其他土壤因子含量要明显的高于山腰和山顶。

表2 土壤因子数据分析Tab.2 Analysis of soil factor data

2.2 土壤温湿度变化特征分析

2.2.1 土壤温度日变化特征

从观测期间选择3个不同的天气分别为晴天、阴天、雨天来进行土壤温度的日动态特征。浅层土壤温度受到天气的影响较大，而深层土壤温度的变化趋势比较平稳，所以浅层土壤比深层土壤的变化幅度明显。

从图1可以看出，在晴天3个观测点的土壤温度变化趋势基本接近，尤以5 cm的温度日变化最为明显。10～25 cm土层土壤温度随着土层深度的增加可以看到日变化波动越小。在8:00时随土层深度增加温度更高，在18:00各土层土壤温度趋于接近，可知夜晚表层温度降温幅度更大。所有土层的土壤温度最高值出现在12:00-14:00左右。

阴天和雨天（图2、3）在相同观测点土壤温度变化较一致，山顶5 cm和10 cm的土层土壤温度变化幅度接近且变化幅度较大，其余各层变化幅度较小。而山脚与山腰中5 cm土层土壤温度要明显的低于其余各层，变化幅度最大。在一天中，随着土层深度的增加温度反而越高，并且峰值的出现要滞后于晴天。在这3日中，通过对比可以发现土层越深的土壤温度日变化越趋于平稳，5 cm的土层土壤温度日变化波动最大。

图1 10月8日土壤温度日变化特征（晴天）Fig.1 Daily dynamics of soil temperature on October 8

图2 10月19日土壤温度日变化特征（阴天）Fig 2 Daily dynamics of soil temperature on October 19

图3 10月21日土壤温度日变化特征（雨天）Fig 3 Daily dynamics of soil temperature on October 21

2.2.2 土壤温度十月份动态特征

在山腰观测点在10月11日到15日由于仪器丢失而导致数据缺失。通过对图4进行对比分析，从2018年10月2日到11月1日3个观测点各层土壤温度在不同的深度上的变化趋势有着很高的一致性。随之土层深度的增加，土壤温度的变化幅度变小。

山顶的整体温度高于山脚和山顶，原因是随之海拔高度的增加，气温会相应的下降，而外界气温又是干扰土壤温度的主要因素。在经过10月10日的降雨后出现强降温，10月10日之前5 cm土层土壤温度与其它各层相比温度明显要高波动更大，之后开始进入雨季，温度也趋于稳定但略有所波动。山脚和山顶的各土层土壤温度变化幅度与波动也都趋于相同。在10月10日之后随着土层深度的增加温度随之增高，说明越接近地表的土层越容易受到外界气候的影响。

图4 土壤温度十月份动态Fig 4 Soil temperature in October dynamics

2.2.3 土壤湿度日变化特征

选取三个不同天气的土壤湿度数据来进行分析，日期和天气分别为10月8日晴天、10月19日阴天、10月21日雨天。从图5可以看出，8号、19号土壤湿度日变化平稳，幅度较一致，19号湿度比8号大是因为18号出现降雨。21号土壤湿度日变化较大，因为伴随着降雨，土壤湿度出现起伏较大。在湿度增加和降低的过程中，可以发现增湿过程比较迅速而湿度降低的过程缓慢，从0时到8时、18时到次日0时，土壤持续增湿14h。最小值出现在0时到2时土壤湿度为21%，最大值出现在23时土壤湿度为34%。

图5 土壤湿度日变化Fig.5 Daily changes in soil moisture

2.2.4 土壤湿度十月份变化特征

根据图6可以看出，在10月22日土壤湿度达到了最大湿度为26.0%，最小湿度出现在10月7日值为10.4%。从10月2号到10月9号土壤湿度保持在稳定范围内大概在10%到11%左右，从10月10日到10月26日中间14号、15号、21号、24号、25号这五天时间里有降雨，所以土壤湿度在这段期间内缓慢波动上升直到10月26日天气逐渐转晴之后土壤湿度开始持续缓慢下降，表明土壤湿度与外界气候条件的关系密切。总的来说在观测期间内土壤湿度呈现“平稳-起伏上升-稳定降低”变化趋势。

图6 土壤湿度十月份变化Fig 6 Changes in soil moisture in October

3 小结

对武夷学院茶山土壤生态因子进行调查研究，结果表明3个样本区的土壤类型为壤土，土壤pH值在5～6，偏酸性，适宜茶树的生长。其中山脚土壤中有机质、碱解氮、速效磷的含量要远远高于山腰和山顶的含量，而3地的速效钾含量都极度缺乏，可以知道山脚所含营养元素相较于山腰和山顶更适合茶树的正常生长发育需要。同时应该对茶山施用钾肥，对山腰和山顶施用氮肥和磷肥，以改良土壤，使茶树有一个更适宜的生长条件。

土壤温湿度基本特征分析：土壤温度日变化在晴天最高值出现在12:00到14:00左右，阴天与雨天相对滞后。晴天随着土层深度的增加变化波动越小，5 cm土层波动尤其明显，而阴天和雨天波动相较于晴天表现的比较平稳且随之土层深度的增加土壤温度也更高与晴天相反。在不同天气下，越深的土层之间的土壤温度变化幅度越接近，表明土壤温度主要受外界条件的影响，主要作用在5 cm和10 cm的土层。土壤湿度日变化晴天与阴天无明显波动，阴天湿度要高于晴天。在雨天随着降雨湿度也随之上升，波动明显。

土壤温度10月份变化3个样地之间的的变化趋势基本一致，土壤温湿度在10月2日到10月9日在一定范围内波动，随着10月10日的降雨，气温骤降，土壤温度受到影响也随之下降之后趋于稳定，而此时土壤湿度开始增高直至10月26日开始缓慢下降。其中出现变化的原因皆是由于外界天气变化而导致的。

植物生长主要受其生存环境条件所制约。浅层土壤水热变化对外界扰动十分敏感，直接影响着表层植被的生长和繁衍[16]。其中土壤中有机质、氮、磷、钾等营养物质和土壤水热条件都对茶树的生长有着显著影响，通过对土壤生态因子的深入研究，能够为如何改善土壤条件提供理论依据，从而为茶树生长创造更良好的生长环境，提高茶叶的产量及品质。

[1]孙小丽,康萨如拉,张庆,等.荒漠草原物种多样性、生产力与气候因子和土壤养分之间关系的研究[J].草业学报,2015,24(12):10-19.

[2]陈默涵.有机物料对黔中山区茶园土壤养分水分与茶树生长的影响[D].贵阳：贵州大学,2018.

[3]李军玲,张金屯.太行山中段植物群落物种多样性与环境的关系[J].应用与环境生物学报,2006,12(6):766-771.

[4]GASTON K J.Global patterns in biodiversity[J].Nature,2000,405(6783):220-227.

[5]李巧萍,丁一汇,董文杰.土壤湿度异常对区域短期气候影响的数值模拟试验[J].应用气象学报,2007,18(1):1-11.

[6]梁晓,郑小谷,戴永久,等.EnKF中误差协方差优化方法及在资料同化中应用[J].应用气象学报,2014,25(4):397-405.

[7]杨乐苏,于彬.比重计法测定酸性土壤机械组成的方法改进[J].河南林业科技,2005(3):43-44+52.

[8]刘新.土壤有机质的测定方法研究[J].河南农业,2019(7):19.

[9]莎娜,张三粉,骆洪,等.两种土壤碱解氮测定方法的比较[J].内蒙古农业科技,2014(6):25-26+33.

[10]叶祥盛,童军,赵竹青.流动注射分析法与钼锑抗比色法分析土壤有效磷含量的比较[J].河北农业科学,2011,15(1):160-164.

[11]何琳华,曹红娣,李新梅,等.浅析火焰光度法测定土壤速效钾的关键因素[J].上海农业科技,2012(2):23.

[12]籍瑞芬.蒙山茶区土壤宜茶性研究[D].成都：四川农业大学,2005.

[13]齐大荃,薛武彪,童坚,等.茶汤中磷的测定[J].中国茶叶加工,1994(1):45-47.

[14]廖万有.茶树磷素营养的研究概况与发展趋向[J].茶叶,1993(1):22-24.

[15]雷琼.茶树钾素营养研究现状及展望[J].茶叶通讯,2002(4):29-32.

[16]王俊峰,吴青柏.气温升高对青藏高原沼泽草甸浅层土壤水热变化的影响[J].兰州大学学报(自然科学版),2010,46(1):33-39.

文章来源：武夷学院学报 网址: http://wyxyxb.400nongye.com/lunwen/itemid-46527.shtml

上一篇： 高校教学科研仪器设备使用调查分析 ——以武
下一篇： 经济体制改革论文_念好三字诀 推动发展再提速