科 研 立 项 论 文
种植茶树与生态环境相互影响研究
郑培勇
院 系： 环境与生命科学系 专 业： 资源环境与城乡规划管理 班 级： 102 学 号： ********* 指导教师： ** 职 称： 教授
二零一二年十一月
1
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文（设计），是本人在导师的指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学生签名： 年 月 日
指导声明
本人指导的 同学的毕业论文（设计）题目大小、难度适当，且符合该同学所学专业的培养目标的要求。本人在指导过程中，通过网上文献搜索及文献比对等方式，对其毕业论文（设计）内容进行了检查，未发现抄袭现象，特此声明。
指导教师签名： 年 月 日
2
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
目 录
1生态环境对茶树的影响
1.1
光
1.1.1
光照强度
1.1.2光照时间 1.1.3光质 1.2温度
1.2.1温度对茶树生育的影响 1.2.2温度对茶树生理的影响 1.2.3茶树的受害温度 1.3水分
1.3.1茶树对水分的需求 1.3.2茶树旱害 1.3.3茶树湿害 1.4大气
1.4.1二氧化碳对茶树的影响 1.4.2氧对茶树的影响 1.4.3氮对茶树的影响 1.5土壤
1.5.1茶园土壤三相比 1.5.2茶园土壤PH
3
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
2植茶对生态环境的影响 2.1 茶园对大气的调节作用 2.2 茶树对气温的影响
2．3 茶园的水土保持和稳定水文 2.4 种植茶树对土壤的影响 2.4.1改良土壤和防风固沙 2.4.2施肥对土壤的影响
4
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
种植茶树与生态环境相互影响研究
郑培勇1，兰天祥2，何静3
（环境与生命科学系 指导教师：陈菁）
【摘要】就对种植茶树与生态环境相互影响进行了分析，并对实现茶树种植和生态环境保护双赢的对策进行了探索，为我国茶叶经济可持续发展提供借鉴。 关键字：种植茶树，生态环境
中国是茶树的原产地，在漫长的生产实践中，人们早就注意到茶树与环境的之间的关系，1200多年前陆羽《茶经》中描述了茶树的生态习性与生态环境的关系。中国古老茶园结构经历了演变，先是茶树与其他树木、粮豆和经济作物混种茶园；随着商品生产发展，出现了专业性茶园。由于制茶烧柴对林木的消耗，造成区域性生态恶化；20世纪50年代，开始发展等高裁、合理密植茶园，茶树本身改善了茶园种植结构，山区开成梯台，设排水沟，修建道路，以保持水土，涵养水源。提倡园内外种植遮阴树，防护林，具有较好的生态效益和经济效益。为了适应进一步发展茶叶高生产，追求更高的经济效益，从茶树生态学角度出发，要使茶园结构稳定，资源永续利用，生态有所改良，环境不致恶化，需要以生态学、经济学、生态经济学的原理作指导，遵循生态规律、经济规律、生态经济规律来建设茶园，让茶树与各个环境因子形成一个良好的生态系统，根据各茶区的特点和因地制宜的原则，建设人工复合生态系统的茶园，才能达到高产、优质、高效的目的。
1生态环境对茶树的影响
茶树生育需要一定的环境条件，在适宜的生态环境因子条件下，茶树能正常地生长发育，反之，则影响茶树生育。茶树所需要的环境因子条件包括光、温度、大气、水分以及土壤。
1.1光
阳光是茶树进行光合作用制造有机物质所必需的能源，茶树对光照有严格的要求，主要指光照强度、光照时间和光质三方面1.1.1光照强度
茶树光合作用强弱，很大程度上取决于光照强度。当CO2、水分和温度能满足茶树需要时，光合作用强度随光照强度的增加而增加，制造的有机质也随之增多；反之，光照减弱，光合作用强度也随之减弱。茶树原产于亚热带森林之中，形成耐阴、喜阳的特征。强度遮光的茶苗外表形态表现为茎干纤细而长，叶子甚小，且有些黄化；中度遮光的茶苗外表形态则与前者不同，植株高矮居中，叶大色绿，叶面
5
【1】
。
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
强度遮光 中度遮光 不遮光 图2 茶树叶片光合作用的光响应
图1 不同遮光强度下茶苗的生态表现 1.7月3日 2.7月13日 3.10月14日 4.2月4日 5.月11日
隆起，植株发育良好；不遮光的茶苗则生长较矮，节间密集，叶子大小处于前两者之间，叶色呈深暗色，嫩叶叶面粗糙，但茎干粗壮，（图1），表明，茶苗在微弱的辐射下仍能生存，但植株茎干细长，发育不良。反之，在强光的情况下则茶苗具有显著抑制节间伸长作用
【2】
。MaheshwariS.C.等（1983）认为，遮
阴能大大改进茶树的氮校应，在某种情况下，遮阴似乎取代氮，在遮阴条件下，不施肥的茶树比不遮阴不施肥的产量高；在土壤有机质含量高，阳光充足的茶园中，遮阴增加的产量比每公顷施氮90kg增加的产量要多。因此，茶树适度遮阴是有必要的，可以通过种植遮阴树来实现。 茶树叶片光合速率对光强度的响应如图2所示。夏、秋、冬和春季茶树叶片光饱和点分别为570～760、570、300、和400μmolm -2 s -1；光补偿点依次为20.0、17.5、22.5和25.0μmolm -2 s -1。光合作用的光吸收曲线最初部分的斜率为表现量子产额和量子效率，其倒数为表现量子需要量，结果表明，夏、秋、冬和春季茶树叶片光合表现量子需要量分别为20.0、19.2、25.0和27.8。说明茶树叶片光合量子效率、光饱和点和补偿点因季节而异，当中午阳光强度远超过茶树光合作用对能量的需求, 而且对茶树光合作用还有抑制作用1.1.2光照时间
光照时间的长短，与茶树生育关系密切。茶树原产于低纬度，一般属短日照植物，但少数表现为中性植物。在低纬度地区茶树全年生长，在南纬17度以南和北纬22度以北地区，茶树明显表现为季节性生长，并随纬度的增加，冬季茶树休眠持续时间愈久。休眠随是对低温的防御，但不能归于低温引起休眠。白天和黑夜的相对长度叫做光周期。茶树冬眠与光周期反应有关系（Schoorel,1949）。三井和原田（1962）曾在日本比较了不同品种茶树对3个日长分别为8、11、14h的反应。结果表明，在长日下生长良好，茎高、叶数反应明显（表1）4。Baura等（1969）根据从赤道到30°N或30°S的地区茶树每月产量分布和平均日长的资料证明，当冬季有6周白昼日长短于11.25h，灌木型茶树就要通过一个相对的休眠期，它出现在16～18°S以南的地区，日长愈短，休眠期愈长；反之，用人工延长日长至13h，便打破茶树冬季休眠，促进茶树生长，并抑制茶树开花。在短日照季节用赤霉素处理（幼龄茶树上注射10ppm和40ppm），能刺激茶树在短日照条件下生长。
6
【】
【3】
。
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
表1 日照长度与秋茶生育的关系
（原田，1962）
日照时数 印杂131 红誉 北 丰绿 大和绿 1.1.3光质
8h 15.6 5.2 11.6 7.4 3.8 新梢长度（cm） 11h 20.2 8.1 17.2 18.7 5.1 14h 47.9 25.9 26.6 26.7 10.5 自然光照 22.2 16.4 18.7 9.3 6.9 可见光是茶树进行光合作用，制造有机物质的主要光源。表2显示不同光质下生长的茶树叶片叶绿素总量按干比重百分率计，以蓝、紫光和绿光下最高；按mgdm-2计，蓝紫光下高于白光；黄、红光和 绿光下稍低于白光；叶绿素a和叶绿素b的比值都低于白光，特别是蓝、紫光和绿光下茶树叶片叶绿素
表2 不同光质光下茶树叶片叶绿素含量变化
（陶汉之等，19）
光 质 叶绿素总和 干重% 黄 红 绿 蓝 紫 白 0.769 0.785 0.875 0.5 0.826 0.741 mgdm-2 叶绿素a 干重% 0.553 0.558 0.628 0.624 0.580 0.550 mgdm-2 叶绿素b 干重% 0.216 0.227 0.247 0.271 0.245 0.191 mgdm-2 叶绿素a/叶绿素b 2.56 2.46 2.54 2.30 2.38 2.88 5.031 5.337 5.726 6.886 6.230 5.730 3.618 3.794 4.108 4.801 4.385 4.250 1.413 1.543 1.618 2.085 1.845 1.475 注 1987年5月26日测定，成长叶 b提高最多，有利于对蓝紫光的吸收
【5】
。自然界的光谱中，紫外线含量较丰富，其中短波部分对生育有
抑制作用，而长波部分有一定的刺激作用；红外线虽不能为叶绿素吸收，却能使土壤、水分、空气和叶片本身吸热增温，为茶树的生育提供热能。
1.2温度
茶树对温度有一定的要求，与生育有密切关系。 1.2.1温度对茶树生育的影响
茶树品种不同，生态环境不同，新梢生育对温度的要求也不一样。如春梢萌发的起始温度，多数品种在气温稳定10℃以上，福建铁观音品种要在12℃以上才开始萌动。但据王融初观察认为，毛蟹春梢萌发的起始温度是9.5℃；又据王怀龙观察，在江西婺源茶区早芽型的春梢萌发在日平均温度≥6℃，中芽型为≥8℃，迟芽型为≥10℃。茶树新梢生长的最适温度也各不相同，是茶树对环境条件综合作用长期适应的结果。如据贵州省农业科学院所观察，认为多数品种在20～25℃的范围内新梢生长快，每日平均伸长1.3mm以上，有的超过2mm；当气温高于25℃或低于20℃时新梢生长即减慢。日本中山仰等人认为，有些茶树品种的新梢在20℃时生长良好，另一些品种则需要30℃，或更高一些温度达35℃才适宜。
7
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
茶树花芽分化时要求的温度比新梢生长要高，因此在6～8月当温度达25～35℃时，时花芽分化的盛期。花芽分化所需积温为1200℃左右，温度愈高花芽分化发育愈快，呈高度相关。 1.2.2温度对茶树生理的影响
当光强和CO2等因素不受时，温度是影响茶树光和作用速度的非常重要因素，茶树的光和速度是随温度降低而降低，随温度上升而增高，并且在某种温度范围内出现最大的光和速度，这时如果温 度进一步上升，则光和速度就开始下降（表3）。植物种类不同光和作用的适宜温度有很大不同。一般C4植物光和适宜温度高，C3植物光和作用适宜温度低，茶树C3是植物，所以其光和作用适宜温度较低。
呼吸作用是一种酶促的生物化学过程，所以酶促反应与温度有非常密切的关系。一般在0～45℃范围内，茶树呼吸作用是随温度的上升而增强，45℃时呼吸作用最旺盛，温度在继续升高至50～55℃,呼吸作用实际上就开始下降了，尤其当茶树长时间处在这个温度条件下，显然所必须的酶就开始迅速变性。美国Chrispeeis等曾研究温度对光合、呼吸和植物生长的影响结果表明，为了获得茶叶的高产优质，必须提高光合作用效率和适当降低呼吸作用，则温度应控制在25～35℃之间。但在生产上大面积控制茶园气温是困难的，只有采取农业措施如遮阴，地面铺草等来控制叶温和地表温度。
表3 光和作用与温度关系 （中国农业科学院茶叶研究所）
测定期间平均温度（℃） 22 29.5 34 39 平均光和强度(CO2mg/dm·h) 5 14 28 10 21.2.3茶树的受害温度
茶树对环境的适应能力有一定的限度，当外界环境条件中出现某因子超出茶树能适应的界限
时，会使茶树受害。例如，过低温度将对茶树产生危害，而低温分为冷害和冻害两种类型。凡>0℃的低温为害茶树，称为冷害；凡<0℃的低温为害茶树，则称冻害。茶树耐低温的能力，随品种、其他气象因子、农艺措施、树龄、器官、生态因子等条件而发生变化。例如，当气温下降到-2℃时茶花大部分死亡；茶芽萌发后，气温降到1～2℃，也会是茶芽枯焦。大叶种的茶树能耐温-5℃左右低温；中小叶种一般可忍受-10℃左右的低温。由于原产地属亚热带，故茶树畏寒，12℃以上才 好能萌芽生长，最适温度15～25℃，高于30℃生长缓慢，35℃以上即很难生长。此外，温度对茶叶品质的影响很大，绿茶中，春茶品质最好、秋茶第二、夏茶最差，原因是温度越高氨基酸含量越少，而绿茶的滋味鲜爽就决定于氨基酸的含量。红茶相反，决定红茶品质的茶多酚含量随气温升高而增加，故红茶中夏茶品质最好。
1.3水分
茶树是一种叶用植物，对水分有很高的需求，水分在茶树生长发育的全过程中是十分重要的。
8
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
1.3.1茶树对水分的需求
茶树对降水的要求一般认为，年应有1000～1400mm.在茶树生长期中，月降水量有100mm，能基本满足生长需要，如连续几个月的降水量低于50mm，将影响茶叶产量。年降水量少于1000mm的茶区，只要降水量在生长季节里分布均匀合理，茶树亦能正常生长。另外亦可用干燥指数来表示茶树对水分的要求，干燥指数是指≥10℃期间蒸发量与降水量的比值。根据李倬（1980）研究，年干燥指数小于1的地区，如其他生态因子能满足，则基本上适宜茶树种植；年干燥指数接近0.7的地区，茶树生长良好，品质亦高。对空气湿度的要求，一般认为，茶树生长期间，空气湿度在80%～90%较适宜，小于50%时新梢生长受抑制，低于40%对茶树有害。空气湿度大，一般茶树的新梢叶片大，节间长，叶片薄，产量高，而且新梢持嫩性强，叶质柔软，内含物丰富，茶叶品质亦较好。对土壤湿度的要求，一般认为，70%～90%的田间持水量，对茶树生长最为适宜。 1.3.2茶树旱害
在茶树分水代谢供不应求的现象超过其进行正常生理活动所需水分时，便发生水分亏缺现象，而引起水分亏缺的气候状况，称为干旱。由于干旱不及时供水，造成茶树缺水，超过一定限度后，会发生机能结构的伤害。表现在以下几方面：因缺水而引起茶树萎蔫，导致各器官、组织间的水分按各部位的水势高低而从新分配，缺水时根尖很容易死亡，破坏了根系和土壤的密切接触，丧失吸水和吸收营养的能力；缺水引起气孔阻力增大，叶绿体受损，色素破坏，光合作用明显降低。在干旱条件下（日最高气温达40℃，大气相对湿度最低值为50%左右），测定不同土壤含水量下，茶树一芽和第二叶的水势结果（图3A）表明，当土壤含水量为6.6%时，叶水势日变化最低值为-1.493MPa，并一直维持一个很低的水平，下午6时叶水势仍为回升，这是永久萎蔫的特征，为土壤干旱造成。当土壤含水量为11.23%和22.90%（灌溉）时，叶水势日变化呈单峰型。前者茶树呈现暂时萎蔫，叶水势最低值为-1.42MPa；后者叶水势最低值为-0.9MPa.显然，虽处于大气干旱下，因土壤含水量较高，茶树正常生长（图3B），避免了大气干旱的危害。6
【】
图3 茶树新梢生长、叶水势和土壤水分的关系
A.1、2、3.示土壤含水量分别为22.9%、11.23%、6.6%时的叶水势B.茶树生长量
9
0.1MPa
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
1.3.3茶树湿害
茶园土壤含水量超过田间持水量是，茶树发生湿害。或者说，茶园土壤因水分过多对根呼吸发生阻碍的现象，成为茶园湿害。茶树根系生长需要充足的氧气，当土壤过湿，土壤全部空隙充满水分，土壤缺乏氧气，茶根进行氧呼吸。无氧呼吸产生酒精，引起酒精中毒，破坏原生质结构；产生能量少，不足以维持茶树正常生理活动需要，要达到有氧呼吸中释放能量水平，就要消耗更多的有机物；无氧呼吸缺乏有氧呼吸过程中形成的许多中间产物，使各种重要化合物不能形成，破坏物质代谢。短时间的无氧呼吸，阻碍根系对水、肥的吸收，地上部枝叶生长明显受到抑制；无氧呼吸持续过久，根系失去吸收水、肥和蛋白质合成等功能，茶根溃烂。整株死亡。7防止湿害发生的办法主要是建立排灌系统，降低地下水位和土壤的还原作用；土壤粘重的要改良土壤，改善通气条件，或以客土改良土壤质地，提高土面；开沟吊槽的茶园，行间要深挖等，使土壤的物理性和化学性良好。
【】
1.4大气
空气是茶树赖以生长发育的生态因子之一。大气虽然对茶树来说是很重要的生态因子，是茶树
生态所必须的条件，但并不是所有空气成分都是茶树生育所需，而对茶树生育有作用的气体主要是二氧化碳、氧和氮。
1.4.1二氧化碳对茶树的影响
CO2在大气成分中是生态意义最大的因子，它不仅是茶树有机物质生产的碳源，对光合作用有较大的影响。由于空气中CO2含量低，只要少许变动就对茶树光合作用有很大影响，茶树又是耐阴作物，其光合作用是以CO2的多少为转移的。酒井慎介（1977）的研究表明，CO2浓度与叶片光合强度呈二次回归相关，其CO2的补偿点为60ppm。一般在CO2补偿点以上，随CO2浓度增加，茶树光合强度即迅速增加，但当达到一定范围后，光合强度增加速度趋于缓慢，最后光合作用不随CO浓度的增加而增加，即达到茶树光合作用CO的饱和点。据中山仰（1972）测定结果表明，在相当于大气中CO2浓度的0.5～6倍范围内，0.5～4倍时光和作用不断增加，达到4倍以上时，光和作用强度反而下降，即空气中CO2浓度达到1200ppm左右时，茶树光和强度仍有增强，超过这个范围，光和强度才有下降。因此茶树光和作用CO2饱和点约为1300ppm.
通过施用CO气肥可以很好的提高CO2浓度，但只有一小部分被茶树吸收，大部分都逸散到空气中，浪费大，还只限于在室内施用。国内外常用的CO2肥源有固态CO2（干冰），液态CO2，工厂废气和液化石油气燃烧等。固态、液态成本高，只适用于小面积实验应用，工厂废气虽然成本低，但其中含有多种有毒气体。以液化石油气燃烧成本低，效果好。据计算，每公斤液化石油燃烧可产生3kgCO2。间接提高CO2含量的措施有：增施有机肥料来提高土壤中的CO2浓度，一般排水良好的土壤CO2含量在1%左右，大量施用有机肥料或压入绿肥后，土壤中CO2含量可超过2%或更多。还有种植防护林和遮荫树，减低风速，减少空气流动，使CO2不易扩散，可以相应地维持茶树冠面上空CO2浓度等，
10
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
都有利于茶树光和作用和物质生产。8 1.4.2氧对茶树的影响
O2对茶树的生态作用，最主要是影响茶树的呼吸作用。茶树为了进行生命活动需要能量，而能量都是来自碳水化合物的分解，也即从碳水化合物里摄取利用光和作用所固定的太阳能，这就必须通过呼吸作用。
一般生物呼吸作用有两种，一为有氧呼吸，其反应式为：
【】
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+674kcal
如在缺氧的情况下，虽然葡萄糖可酵解并产生能量，但释放出的能量只有有氧呼吸的1/28，而且再此过程中产生酒精，易使细胞遭受毒害，其反应式为：
C6H12O6→2C6H5OH+2CO2+24kcal
有氧呼吸是茶树主要的呼吸方式，故茶树进行正常呼吸必须有O2参与，O2不足直接影响茶树的呼
吸强度和呼吸性质。一般来说，只要茶树叶片气孔张开，即能保证O2的适量供应。目前还未发现大气中O2对茶树生长发育有亏缺现象，然而土壤空气中O2的浓度常有亏缺。中山（1958）指出，茶园土壤空气中O2的含量低于20%以下时，茶树根系呼吸强度就减低20%；当土壤空气中O2浓度降至15%以下时，茶树根系的生育就明显受到抑制，时间较久，茶树生长机能也要受到衰退的影响，尤其在土壤出现滞水时，恶化了土壤中的供O2状况，使O2更为缺乏，茶树即生长不良，往往导致茶树幼苗根系发黑腐烂，死亡率很高。高产茶园要求有结构的土壤使排水、通气性良好，以保证茶树根系O2的及时供应。在茶园管理上，也要经常调节土壤的通气性，是土壤空气与大气进行交换。 1.4.3氮对茶树的影响
氮是与茶树生命联系最密切的要素，不仅是茶树体原生质蛋白的主要成分，而且也是核酸、叶绿
素、各种酶等关系到茶树体内代谢的多种重要化合物的构成成分，也是维生素、氨基酸、咖啡碱的组成成分，所以它对茶叶的产量和品质都有很大的影响。茶树芽叶中含氮量占干物质重的4%～5%，它在茶树各器官的分布，以叶片中含量最高，而茶树又是叶用作物，每年要从茶树上采收大量芽叶，因此茶树是耗氮量较高的作物，其丰产性极大地取决于氮的供应。缺氮茶树的物质生产就要受到巨大影响，因为茶树氮素代谢的有效性与氮素代谢密切结合在一起，结合氮的能量及碳的骨架都来自碳代谢，而茶树的合成作用及由此而形成新的组织，又受氮供应的。然而空气中的氮，茶树要直接获取它以供应自身需要，从能量来说是困难的，虽然氮是可以和CO2一起通过气孔进入茶树体，但茶树细胞中的酶只能还原CO2。茶树主要的氮素来源是可以从空气中吸收氨，而空气中氨的含量甚微，因此茶树只能利用土壤中的含氮化合物，如无机铵盐、盐和亚酸盐，以及少量的有机氮化合物，如酰胺态氮和尿素态氮等。9在风化的母质中，微生物少，含氮量甚微，因此新开垦的茶园，一定要深耕施基肥，以熟化土壤，培养土壤中有益的固氮微生物，并施用化学氮肥，以满足茶树生育的需要。
【】
1.5土壤
11
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
茶园土壤是地面上能够生长茶树的疏松表层，它提供茶树生活所必须的矿质元素和水分。由于茶树
与土壤之间有频繁的物质交流，因此土壤是一个重要生态因子。 1.5.1茶园土壤三相比
高产茶园土壤三相比分布，20cm以上的表土层疏松，孔隙度大，有利于积蓄降水，保持水分和空气交流，即液相加气相应稍大于固相，如这一土层深度能达到30～40cm，更有利于茶树的生育和土壤微生物的活动。土壤三相比的均匀分布对茶树生育产生极为良好的影响，一般认为是这种土壤生产力高的原因之一。表4为四种不同土壤条件下茶树生长的状况，其土壤三相比如图4所示。Ⅰ类土壤深厚，理 化性状良好, 在70cm内土体呈暗褐色, 有机质含量达2.82%, 疏松多孔, 在100cm内容量多在1.2g·cm-3左右, 孔隙度高达55%, 上、下土层的三相体积比变动不大, 茶树主根深扎, 根系分布幅度大, O～10cm内土层须根只占总吸收根的23.4%；Ⅱ类土壤活图层13cm左右，3 0cm以下即有未风化的片岩石块, 土壤容量高达1.5g·cm-3, 孔隙度为43%, 整个土层固相比例大, 水、气相在各层次分布也不均匀, 茶树主根不能深扎, 须根大都水平分布在土壤表层, 0～10cm土层须恨占总吸收根的85.7%；Ⅲ、Ⅳ类土壤是发育在下蜀黄土母质上的粘盘黄棕壤，PH6.06.5，土层深厚，土体粘重板结，表土有机质含量仅有1.05%。Ⅲ类土壤行间未挖，Ⅳ类土壤在茶籽播前进行了开沟吊槽，槽深40cm，沟内40cm以上土壤容重为1.2g·cm-3左右，而40cm以下沟底和行间( 17cm的耕作层除外) , 土壤容量都增大到1.5 g·cm-3, 孔隙度相应减少到43%左右。40cm以上处液相比率提高, 气相则大为减少.可见，Ⅰ类土壤，茶树生长旺盛；Ⅱ类土壤，在干旱季节极易引起茶树水分亏缺，代谢失调，生长受阻，叶片早衰；Ⅲ类土壤粘重、板结，透水性差，生长不良；Ⅳ类土壤积水缺氧，引起湿害，整株死亡。
【10】
12
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
图4 茶园土壤三相比分布状况
（陶汉之，1977）
表4 茶树生长与土壤三相比的关系
（陶汉之，1977）
土壤类型 枝叶干重（g） 枝 重 101.0 29.2 37.7 8.1 叶 重 15.5 0.3 0.0 0.0 根系干重（g） 总 重 136.8 28.8 20.7 8.2 吸收根 2.4 1.8 1.5 0.8 主根长 （cm） 010cm土壤层吸收根所占比例（% 68.0 28.0 35.0 7.2 23.4 85.7 55.2 60.0 1.5.2茶园土壤PH
茶树对土壤酸反应敏感，喜酸性土壤，适宜种茶的土壤PH为4.5～6.5，而以PH5.2～5.6为最好。世界产茶地的土壤反应差异不大，印度北部土壤PH5.4～6.0，原苏联高加索是5.0～5.5，日本认为土壤PH5.0～6.0，茶树生育最好。我国各茶区对最适土壤PH提法不相一致。据中国科学院杭州茶叶研究所调查资料，亩产干茶200～250kg的茶园，土壤PH都在4～5之间，少数在4以下，而PH5以上的并不多见；亩产500kg干茶的茶园，也都在PH4.0～4.7。祁门茶科所指出，PH4.0～4.5是茶树生育最适酸度；湖南省主要高产茶园土壤PH3.5～4.5。林智等（1990）
【11】
采用盆栽法研究土壤PH对茶树生长、
叶品质和矿质元素吸收的影响结果表明，茶树生长最适PH是5.06.0，最佳PH为5.5在土壤PH5.5条件下，茶叶中水浸出物、氨基酸、茶多酚和咖啡碱含量较高，有利于茶叶品质，并促进铝、锰、钙、钼和硼的吸收。
2植茶对生态环境的影响
茶树生长发育需要一定的生态环境即生态环境各个环境因子对茶树的影响，同样，植茶也会对生态环境的生态因子进行影响。
13
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
2.1 茶园对大气的调节作用
受到全世界关注的全球气候反常变化, 其直接原因是大气温室气体含量的增加。主要的温室气体( CO2 , CH4 , 和N2O) 均与森林有密切关系。茶园中的茶树和其他植物通过光合作用, 大量吸收并固定主要的温室气体CO2 , 转化为有机物。同时, 通过呼吸作用释放出O2 , 从而在大气平衡中起着至关重要的作用。另一方面, 茶树的破坏( 采伐、烧垦等) 又释放出大量的CO2、CH4 和N2O 等, 进入大气层, 从而增加温室效应。
2.2 茶树对气温的影响
茶树是常绿阔叶植物。茶园建立以后, 茶树经过同源隔离分居之后, 由于各自所处的地理和气候条件的差异, 在经过漫长历史的繁衍过程, 引起茶树自身的缓慢生理变化和物质代谢的逐渐改变, 从而使茶树向着适应各自的气候、土壤条件, 改变形态结果和代谢类型而发展, 形成了茶树的不同的生态型:位于热带高温、多雨、炎热地带的, 逐渐形成了湿润、强日照形状的大叶种和小叶种灌木型的茶树; 位于温带气候条件的地带, 逐渐形成了耐寒、耐旱性状的中叶种和小叶种灌木型茶树; 位于上述两者之间的亚热带气候条件的地区, 则逐步形成了具有喜温、喜湿性状的小乔木型或者灌木型茶树
【12】
。由
此, 茶树的种植减少了太阳光直射地面, 茶园气温会下降。特别是一些间作茶园, 对太阳的高温直射产生了一定的作用。
2．3 茶园的水土保持和稳定水文
茶树根系发达, 根的深度一般可达60 cm～80 cm, 根幅一般可达为100 cm 以上
【12】
, 这样使茶
树固持的土壤多。加之成年茶树树冠面积大, 覆盖度能达90%以上, 可避免雨水的直接冲刷, 并且能将降雨部分截留或者全部截留, 从而减少了地表进径流。茶园地膜覆盖后, 行间水土流失量降低85%左右
[ 13]
, 行间铺草能降低水土流失量62%左右, 减少土壤水分蒸发45% 以上
[ 13]
,土壤含水量提高60% 以
上
[14]
。7～9 月分旱季红壤茶园铺草, 0～50cm 土层土壤湿度保持在田间持水量的80%以上, 而对照区
【15】
多处在80%以下, 旱季铺草茶园表层和根层土壤平均含水量分别高于对照5%和3. 4%
[ 16]
。同时, 茶
园的蒸发对环境体系的温、湿度和水分的平衡起到重要作用。对于一个已经成型的茶园, 其实就是一个小型的森林系统。它的一个重要的功能就是保持河流水文的稳定状况, 即对洪水流量和枯水流量的消减和补充。茶园通过大叶种和小叶种灌木型的茶树; 耐寒、耐旱性状的中叶种和小叶
种灌木型茶树; 小乔木型或者灌木型茶树、草本层和凋落物层对降水层截留, 以及林分滞留、强大的蒸腾、林地土壤良好渗透性等过程, 使林地的地表径流减少, 甚至为零, 从而起到减小洪水和延缓洪峰的作用, 涵养了水源、稳定了水文。
2.4 种植茶树对土壤的影响
2.4.1改良土壤和防风固沙
茶树是多年生植物，一经种植，少则十来年，多则数十或上百年，故茶园土壤具有连作累加效应，生产中容易发生连作障碍
【17】
。因此，茶园土壤特性多年来一直是研究的热点。彭萍等（2007）
14
【18】
针对
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
巴蜀茶区黄壤分析研究植茶对土壤环境效应结果表明，黄壤开垦种茶后，在茶树连年生长和茶园耕作培肥综合作用下，土壤主要物理性质得到显著而持续的改善，持续土壤pH 下降，交换性氢和铝增加，盐基饱和度降低，但盐基绝对数量基本维持平衡，土壤阳离子交换量增加，土壤的有机质、有效氮磷钾、氮磷全量有大幅度增加，Cu 有效性增加伴随全量有所上升，Mn 有效性增加幅度较大，Fe 有效性下降，这些变化虽大仍在合理范围；Hg 有效性下降则属良性的变化，持续植茶后土壤3 大类群微生物数量比自然土大幅增加，但种植30 年与50 年之间变化不大。茶树是土壤永续利用的屏障, 茶树通过代谢过程及生态功能, 改善了土壤的不良理化性状, 发挥土地生产潜力。茶树营造的绿色空间, 改善了茶园温湿条件, 调节了土壤温度和湿度; 茶园中凋落的物层有减少冲蚀和截滞地表径流、增加土壤腐殖质和营养元素及提高土壤保水、保肥能力; 土壤生物类群深入土层, 有提高土壤生物生化活性和促进生物培肥的作用; 根系深入土层, 能够促进土壤熟化过程, 改善土壤结构的风速, 减少了风对土壤的侵蚀和风沙的危害2.4.2施肥对土壤的影响
增加土壤养分无论施用有机肥料或无机肥料都能增加土壤养分。无机肥料大多易于溶解,施用后除部分为土壤吸收保蓄外,作物可以立即吸收。而有机肥料,除少量养分可供作物直接吸收外,大多数须经微生物分解,作物方能利用。在分解过程中,会产生二氧化碳以及各种有机酸和无机酸。二氧化碳除被植物吸收外,溶解在土壤水分中形成的碳酸和其它各种有机酸、无机酸都有促进土壤中某些难溶性矿质养分溶解的作用,从而增加土壤中有效养分的含量。有些肥料(如石灰、石膏)除直接增加土壤养分,还能通过调节土壤反应,提高土壤中有效养分的含量。改善土壤结构施用有机肥料和含钙质多的肥料,除了能增加土壤养分外,还能促进土壤团粒结构的形成。因为有机肥料在土中微生物的作用下,进行矿化作用增加土中有效养分,同时,增加土壤腐殖质含量。腐殖质在土中遇到钙离子就会和土粒凝聚在一起形成水稳定性团粒结构。改善粘土的坚实板结以及沙土的跑水漏肥等不良性状,提高土壤肥力。改善土壤的水热状况一般有机质都有吸水和保水的能力,特别象腐殖质这一类亲水胶体,保水能力更强。土壤中的腐殖质和粘土粒结合形成团粒,在团粒内部有许多毛管孔隙,也能保存很多的水分,能被植物利用。由于腐殖质是综黑色的物质,土壤中腐殖质含量多,土壤颜色较深,可增加吸收日光热能,有利于提高土温。同时,腐殖质保水能力强,比热较大,导热性小,土壤温度变化慢,有利于作物生长。增加生理活性物质增施有机肥能促进微生物的活动。由于微生物活动的结果,除了增加土壤中的矿物质营养和腐殖质以外,还能产生多种维生素、抗生素、生长素等,具有促进根系发育,刺激作物生长,增强抗病能力。
【21
【20】
【19】
。同时, 茶树的种植降低了地面
。
参考文献
[1]王镇恒. 茶树生态学[ M] . 北京: 中国农业出版社,1995.5
[2]潘根生等，茶树栽培生理生态，北京：中国农业科学技术出版社，2006.5,312 [3]陶汉之，茶树光合日变化的研究，作物学报，1991,17（6）：444～451
15
郑培勇 种植茶树与生态环境相互影响的研究
[4]王镇恒. 茶树生态学[ M] . 北京: 中国农业出版社,1995.～65
[5]陶汉之等，茶树光合作用与广质的关系，植物生理学同讯，19,1:19～23 [6]陶汉之，茶树的水势和灌溉的生理指标，中国茶叶，1980,4:12～14
[7]河合惣吾，浙江农业大学茶叶系茶树栽培教研室译，茶树的湿害与土壤种类的关系，茶叶季刊，1975，3：48～52 [8]王镇恒. 茶树生态学[ M] . 北京: 中国农业出版社,1995.77～80 [9]王镇恒. 茶树生态学[ M] . 北京: 中国农业出版社,1995.85～88 [10]陶汉之，论茶树异常落叶及其控制，茶叶科技简报，1977（1）
[11]林智等，土壤PH值对茶树生长及矿质元素吸收的影响，茶叶科学，1990,10（2）27——32 [ 12] 王镇恒. 茶树生态学[ M] . 北京: 中国农业出版社,1995. 217- 250. [13] 郭素英等. 茶园生态环境及其. 茶叶, 1995; 21( 1) : 26～29 [14] 汲长岁. 山地茶园铺草效应研究. 茶业通报, 1995; 17( 4) : 15～16
[15]许允文. 低丘红壤茶园土壤物理性状与铺草保水抗旱综合效应分析. 中国茶叶, 1992; ( 3) : 2～3 [16] 朱启忠等. 茶园土壤水分及防旱措施研究. 云南茶叶, 1995; (3, 4) : 37～41
[17] 韩文炎, 阮建云, 林智, 等. 茶园土壤主要营养障碍因子及系列茶树专用肥的研制[J]. 茶叶科学, 2002, 22(1): 70~74 [18]彭萍等，植茶对土壤环境效应分析研究，茶 叶 科 学 2007，27（3）：265~270 [ 19] 李文华. 生态系统服务功能研究[ M] . 北京: 气象出版社, 2002.
[20] 田永辉, 梁远发. 乌江流域茶园的生态功能几发展[ J] . 茶叶通报, 2001 , 23( 3) : 19- 21. [21]丁守成，谈施肥对土壤的影响，农业科技，2008，NO.29
16
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容