茶叶基地土壤环境与肥力质量评价研究

　　摘 要：基于茶叶基地土壤中重金属、有机质、氮、磷、钾等含量的测定，采用重金属污染物污染指数分析法评价土壤环境质量现状，Fuzzy综合评价法分析土壤肥力质量现状。研究结果对调查区域“三品一标”农业发展，提高土壤肥力质量有指导意义。
　　关键词：土壤；环境；肥力；污染指数；Fuzzy综合评价
　　中图分类号 ：S158.3，S 571.1 文献标识码：A
　　引言
　　农业环境质量条件、气候条件、地理景观条件等是发展名优特农产品的必要条件。在茶叶种植生产中，土壤是茶树种植的基础，土壤环境质量直接决定茶叶的质量安全性，肥力质量直接影响茶树生长与茶叶产量。进行土壤环境质量、养分状况分析，并对其环境质量与肥力质量进行评价.旨在为茶叶生产基地布局调整和因地制宜地发展无公害茶叶、有机茶叶生产提供科学依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 供试土壤
　　土壤采自浙江省某茶叶种植基地，按土壤属性、海拔高度将基地分为7个分基地，如表1所示。每个分基地采集耕作层土壤混合样1组，采样层次0～40cm，共7组土壤样本。
　　1.2 研究方法
　　1.2.1 土壤处理与检测
　　土壤经风干后，缩分、磨碎成不同细度的样品。依据《农田土壤环境质量监测技术规范》（NY/T395-2012）所列检测方法测定土壤pH值，以及土壤中铅、镉、铬、铜、砷、汞、有机质、全氮、有效磷含量；用碱解-扩散法测定土壤的碱解氮含量（LY/T1229-1999），乙酸氨浸提火焰光度法测定速效钾和热硝酸浸提火焰光度法测定缓效钾（NY/T899-2004）。
　　1.2.2 土壤环境质量评价研究方法
　　土壤环境质量评价采用单项污染指数法和综合污染指数法（ 内梅罗指数法） 相结合的方法进行评价，根据综合污染指数法的计算结果得出评价结论。
　　1.2.2.1单项污染指数法
　　1.2.2.2综合污染指数评价
　　（2）
　　1.2.3 土壤肥力指标评价研究方法
　　采用模糊综合评价法（Fuzzy综合评价法）评价供试土壤肥力质量指标，土壤单项养分（全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、缓效钾、有机质）为视为单一评价因素，依据各类评价因素的特征，确定评价值与评价因素值之间的函数关系（即隶属度函数）。针对供试土壤，根据区域土壤肥力指标与相关作物效应研究[1]，隶属函数可分为S型、抛物线型2种。进一步地研究表明，本文涉及土壤养分评价因素的作物效应曲线呈S型，并可将S型曲线函数简化为折线函数进行评价计算[2]，如图1所示。
　　2 结果与分析
　　2.1 茶叶基地土壤环境质量分析与评价
　　土壤环境质量测定结果如表2所示。以《无公害食品 茶叶产地环境条件》（NY 5020-2001）作为土壤环境质量评价标准（表3），根据式（1）、式（2）进行计算，得到茶叶基地土壤的单项污染指数和综合污染指数（表4）。
　　根据《农田土壤环境质量监测技术规范》中土壤污染分级标准，土壤按污染等级分为安全、警戒限、轻污染、中污染、重污染等5个等级[4]。供试茶叶基地土壤污染等级均为安全（表4），适宜发展无公害农产品。
　　以《有机茶产地环境条件》（NY 5199 -2002）作为参照标准（表3），供试基地土壤环境质量符合有机茶产地环境条件的要求。
　　2.1 茶叶基地土壤肥力质量指标分析与评价
　　土壤pH、有机质以及氮、磷、钾含量测定结果如表5所示。
　　根据前人研究结果[5，6，7]，结合供试茶叶基地土壤的实际检测结果，确定各因素的隶属度函数式（3）中x1的取值分别为4.0（pH值）、10（有机质）、0.75（全N）、60（碱解N）、5（有效P）、50（速效K）和80（缓效K），以及x2的取值分别为6.5（pH值）、30（有机质）、2.0（全N）、120（碱解N）、20（有效P）、150（速效K）和370（缓效K）。根据表5和式（3），计算得到各因素的隶属度值Ei（表6）。
　　对表6中各因素间进行相关分析，获得相互之间的相关系数，如表7所示。进一步地，按照式（4），计算出各个因素的权重系数Wi分别为：0.1059 （pH值）、0.2246（有机质）、0.1428（全N）、0.1026（碱解N）、0.2070（有效P）、0.0875（速效K）和0.1295（缓效K）。
　　根据土壤肥力综合评价值将土壤肥力质量分为5个等级[7]：EZ 值≥0.8，土壤为高等肥力（I等）；EZ 值在0.8～0.6，为中上等肥力（II等）；EZ 值在0.6～0.4，为中等肥力（III等）；EZ 值在0.4～0.2，为中下等肥力（IV等）；EZ 值<0.2，为低等肥力（V等）。根据以上Ei、Wi分析数据，得到土壤肥力综合评价值EZ及土壤肥力分级结果，如图2所示。
　　3 结论
　　通过对土壤环境质量的分析评价，认为调查基地的7个茶叶种植分基地，土壤环境质量均符合《无公害食品 茶叶产地环境条件》的要求；土壤为酸性至弱酸性，适宜茶树种植；重金属污染等级为安全级，适宜发展无公害食品生产。
　　应用Fuzzy综合评价法，对茶叶基地土壤肥力指标进行分析评价。研究结果表明，调查基地土壤肥力质量现状良好，适宜茶叶种植。根据分析评价结果，建议保持良好生态环境的持续性，进行合理施肥和必要的培肥，提高土壤肥力质量，达到全面创建有机茶园的目的。
　　参考文献
　　[1] 孙波，张桃林，赵其. 我国东南丘陵山区土壤肥力的综合评价[J].土壤学报，1995，32（ 4 ）：362-369.
　　[2] 吴玉红，田宵鸿，同延安等. 基于主成分分析的土壤肥力综合指数评价 [J]. 生态学杂志，2010，19 （1）：173-180.
　　[3] 吕晓男，陆允甫，王人潮. 土壤肥力综合评价初步研究[J]. 浙江大学学报（农业与生命科学版），1999，25 （4）：378-382.
　　[4] GB/T395-2012，农田土壤环境质量监测技术规范[S]. 北京：中国标准出版社，2012.
　　[5] 梁玉清，刘平，程炯. 粤东北典型山地茶园土壤质量评价-以梅山市雁南飞茶田为例[J]. 广东农业科学，2009，（ 6 ）：65-68.
　　[6] 林绍霞，张清海，崔斗斗等. 鸟王茶产地土壤肥力数值化综合评价研究[J]. 贵州科学，2010，28（4）：53-58.
　　[7] 沈照伟，张锦娟，张迅等. 浙江省低丘红壤区土壤特性研究[J]. 科技通报，2013，29（7）：73-77.
　　作者简介：余悦虎，男，1963年生，农艺师，主要从事“三品”农业及标准化工作；潘金德，男，1963年生，教授级高级工程师，从事矿产资源与农业地质环境研究。

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