茶树的矿物质营养

茶树的矿物质营养茶树生长发育需要多种营养元素。这些营养元素中除了碳、氧、茎主要来自空气和水之外，其它的如氮、磷、钾、钙、镁、铝、硫、铁、锰等大量元素和铜、锌、钼、硼等微量元素都来自土壤。来自土壤的这些营养元素都称之为茶树的矿物质营养。在茶树生长发育过程中，无论是大量元素还是微量元素，都有它自己的作用和功能，缺一不可。1、在茶树的各个营养器官中，芽叶的含氮量最高，如春茶中一般占绝对干物质的5-6%，夏秋茶中一般占绝对干物质的3-4%，其全年平均含量占绝对干物质的4.5%左右。茶树是叶用作物，采收100斤干毛茶，要从茶树体内带走约4.5斤纯氮，而茶树本身生产100斤干毛茶需要吸收土壤中的氮素，则远远超过这个数字。在矿物质营养元素中，氮素对茶叶的增产效果最为显著。在供氮水平较低的情况下，氮肥用量和茶叶产量几乎成直线的相关，到了一定用量之后，氮肥的增产效果逐步降低，以至不再增产甚至减产。我所试验，氮肥用量与茶叶产量基本上呈Y=a+bx-cx2的曲线关系，而氮肥的经济效果则呈Y=a-bx的直线关系。氮肥对茶叶品质的影响也十分明显，因为氮素直接参与氨基酸、生物碱、配糖体及多种维生素的合成过程。据我所研究，随着氮肥用量的提高，茶叶中氨基酸、叶绿素等含量也随之增加。因此氮肥对绿茶的香气、滋味、鲜爽及汤色等都有良好的影响。但氮肥过多，对红茶品质却有不良的影响，必须配施一定数量的磷钾肥及其它微量元素肥料，才能克服这个缺点。在长江中、下游广大茶区，一般在四至九月份，茶树地上部分处于生长旺季，一月或十一月份以后逐步停止生长，准备越冬。在地上部停止生长后，根系仍处于较活跃状态，仍然可以吸收营养元素，以维持植株正常生育需要。茶树在地上部旺盛生长的四月到九月份,对氮素的吸收约占全年总吸收量的70-75%，而十月至翌年三月份，对氮的吸收只占全年总吸收量的25-30%。茶树在生长旺季，对氮的需要量很大，吸收也十分迅速，同时对自己体内各器官中的各种氮化物有被再利用的能力。茶树在生长发育的各个阶段，都首先保证生长最活跃的幼嫩部分有充分的氮素，以后随着组织的老化，氮素逐渐向新的幼嫩组织中转移，衰老组织的含氮量随之下降。在茶树新梢发育过程中，干物质的增长与氮素的积累有很大关系，据我所研究结果，新梢干物质的增长与全氮量的积累存有Y=axb的关系（r=0.9775）。也就是说，茶树新梢含氮量越高，干物质积累量也越多；氮素增加越快，干物质积累量增加也越快。茶树对土壤中氮素的利用是多种多样的，除了可以利用铵态氮、硝态氮之外，还可利用一些简单的氨基酸等有机态氮。其中吸收硝态氮的速度较快，但在体内同化速度要比铵态氮慢，因为硝态氮进入茶树体内后要经过还原作用才能与碳水化合物结合而形成氨基酸类化合物，然后被同化成蛋白质。茶园土壤的含氮量与土壤肥力水平、气候条件、耕作措施、土壤改良及施肥技术等关系较大。我国茶园大部分都分布在热带及亚热带地区，气温较高，雨水充沛，土壤有机质分解恰当，淋溶作用强烈，因此一般土壤有机质含量较低，只有0.5-2.0%但个别丰产茶园可达到0.3%以上。土壤有机质与土壤含氮量关系较大，我国一般茶园土壤的全氮含量为有机质的5-10%。因此，凡茶园有机质含量高的，土壤全氮含量也高，反之，有机质含量低的，全氮含量也低。我国红黄壤茶园，土壤全氮量约0.05-0.20%，个别的丰产茶园达0.3%以上。茶园土壤中的氮素，主要是有机态氮，其次是铵态氮和硝态氮等，其它类型的氮数量较少。关于茶园固氮的情况，由于茶园土壤呈酸性反应，好气性的自生园固氮菌极不活跃。例如自生固氮菌中最典型、固氮能力最强的自生园褐固氮菌，在PH为6.0的新垦红壤茶园中数量极少，在PH为6.0以下的新垦茶园中几乎绝迹，但在pH为6.0左右的老茶园则有少量的分布。而嫌气性的自生固氮菌，无论是新垦茶园还是老茶园都有广泛的分布。但所有固氮菌的固氮能力和土壤酸度有很大的关系，就自生固氮菌的耐酸菌系来说，如果其固氮能力以pH7.0时为100%，pH5.5时只有68%，PH5.1时只有32%。所以说，在茶园土壤的氮素循环中，大气中氮的固定数不多，相反，由硝化细菌和反硝化细菌的作用，呈硝态氮流失和呈气态氮化物或氮气逸失则是主要的。根据国外同位素N15的试验结果认为，施入茶园土壤中的各种型态氮肥，约有半数以上呈各种形式损失掉，其利用率一般都在50%以下。据我所试验结果，用差减法计算氮肥中氮的利用率，一般都随着氮肥用量的增中而明显地下降。据试验，差减法利用率比同位素N15测得的利用率大。总的来看，目前我国一般生产茶园氮素含量低，土壤固氮能力弱，流失严重，氮肥利用率不高，因此，茶园土壤的施肥管理中，一方面要不断地增施各种氮肥，另一方面要不断地改善土壤理化性质，提高土壤本身的保肥能力。目前我国有许多高产稳产的高肥力茶园，都是通过不断施肥、耕作和土壤改良等农业技术措施创造出来的。这些茶园不仅土壤氮素含量高，有机质丰富，更重要的是有良好的土壤理化性质，保肥能力强，茶树对氮素的利用率高。2、茶树的磷素营养及茶园土壤磷的营养状况磷和氮素一样，也是茶树的重要营养元素之一。茶树体内的许多生理过程，如光合作用、呼吸作用、生长发育及细胞核增殖等都与磷素营养有很大的关系，尤其是茶树体内的各种酶促反应及能量传递等与磷素营养关系更大。茶树芽叶片磷（P2O5）的含量为0.8-1.2%。其中主要是有机态磷，占全磷量的80%左右，无机态的磷酸盐约占20%。磷肥对茶叶产量和品质都有重要的影响，尤其在氮肥的配合下，影响更为显著湖南省茶叶研究所的多年试验结果，氮磷配合施用，比单施氮肥十年平均增产33.7%。磷肥对茶叶品质的影响，以红茶较为突出。据上海商品检验局分析，红茶品质越好，其灰分中磷的含量也越高。茶树对土壤中磷的吸收几乎全年都在进行，从年生育周期的吸收动态来盾，在长江中、下游广大茶区六月至九月份是磷吸收的旺盛期，其中七月至八月份是吸收高峰。据我所和湖南农学院园艺系的研究，七、八两个的茶树对P32吸收强度占全年总吸收强度的80%左右。这个时期，既是茶树光合作用的高峰期，也是新的生殖器官不断分化形成、老的生殖器官不断膨大成熟期，所以要求有较多的磷参与这些生理过程。由于茶树是叶用作物，幼嫩的叶子是人们收获的主要对象。因此，投采茶园，磷宜在秋冬期施，否则磷会促进生殖生长的进行，生殖生长过旺，势必会影响到营养生长的进行，结果使大量的营养器官向生殖器官中转移，从而使花果增加，影响茶叶产量的提高。从个体发育来看，幼龄茶树，尤其是茶苗对磷肥反应较敏感。据试验，在生黄土上施磷肥后六个月，茶苗总重比不施磷肥增加2倍，而以根部为显著，比不施磷肥增得4倍。由此可见，磷对促进茶苗生长，尤其是对促进根系生长具有极其重要的作用。我国茶区辽阔，土壤类型复杂，茶园土壤中磷的形态与含量差异较大基本形成有以下几种：土壤有机残体中的磷有机态磷土壤微生物体中的磷茶园土壤中的磷水溶性磷无机态磷弱酸溶性的磷土壤胶体吸附的磷不溶性磷其中土壤有机态磷,只有被土壤微生物分解成无机磷酸盐后才能被茶树吸收。茶园土壤有机磷一般都很低，大部分都呈无机态磷存在。在无机态磷中，水溶性磷、弱酸溶性磷及少部分被三氧化物所吸附的磷易被茶树吸收，大部分与三氧化物结合的难溶性和不溶性磷不易被茶树吸收利用。茶园土壤磷的活化度与土壤酸度关系很大，当土壤PH值等于6.5时，磷的活化度较高，磷主要呈磷酸一钙［Ca（H2PO4）2存在于土中，溶解度较大易被茶树吸收利用；当土壤PH值等于6.0-5.0时，土壤中活性钙的含量已显著下降，磷酸和钙的结合机会实际上已无可能，这时土壤复合体对磷的吸附固定已变为主要因子，尤其是粘土矿物中的（-OH）基团，可以通过离子交换使磷酸根吸附在粘土矿物表面。此外，粘土矿物中的三氧化物（R2O3）也可通过表面接触而进行物理化学的表面吸附，使磷酸盐转为难难溶性；如果茶园土壤PH值继续下降，以至到达4.5以下，这时土壤中活性铁和活性铝含量迅速增加，其盐基代换量中约有95%以上的铁铝所组成，在这种酸度条件下，磷酸根可直接与土壤溶液中的活性铁和活性铝结合，进行纯化学反应，形成不溶性的碱性磷酸铁［Fe（OH）2H2PO4］和碱性磷酸铝［AL（OH）2H2PO4］,使磷被铁铝所固定。所以茶园土壤中有效磷的含量与土壤酸度十分密切，据浙江省土壤普查多点调查资料统计，在适宜种茶PH值的范围内，PH值越大，有效磷越高，反之，PH值越低，有效磷的含量就越少。茶园土壤均呈酸性反应，近年来随着氮素化肥用量提高，土壤日趋酸化，更增加磷的固定作用，加之目前成龄茶园很少施用磷肥，所以茶园土壤有效磷含量均很低，一般只有几个PPM到十几个PPM。个别丰产茶园，由于有机质含量高，磷肥中有效磷的吸附固定和化学固定机会减少，使得有效磷增加，维护时间也长，高的可达50-100ppm,甚至更多些，因此，为了改善茶园土壤中磷素的营养状况，并提高磷肥的有效程度，除增施磷肥外，更重要的是通过多种途径设法增加土壤有机质含量，改善土壤理化性质，减少土壤对磷的固定，从根本上解决土壤磷的状况。3、茶树钾的营养及茶园土壤钾的营养状况茶体内的含量比氮低，但比磷要高，芽叶中的含量一般达2.0-2.5%（K2O）。钾在茶树体内一般都呈离子态，流动性较大。钾的主要功能之一是促进碳水化合物的合成、运送和贮存等，同时，对水分生理，如吸水蒸腾等都有较好的调节作用，所以钾可以提高茶树抗旱抗寒能力。此外，钾对提高茶树的抗病能力也有一定的作用，如茶树炭疽病和网饼病等，就是由于缺钾而引起的。另外，据国外报道，世界上还有助于磷的吸收和转化。钾同氮、磷一样都是茶树重要的营养元素，对提高茶叶产量、品质具有重要作用。湖南省茶叶研究所试验单施钾肥比不施的十年平均增产茶叶21.8%，在氮磷基础上增施钾肥，比单施氮磷肥又增产37.1%由此可见，增施钾肥是茶园高产稳产的重要措施之一。茶园土壤中钾的营养状况，与土壤成土母质、酸度及气候条件关系极大母质为火成岩的土壤，含有效钾一般都较高冰成岩发育的茶园土，一般钾的含量较低。目前我国茶园土壤中的钾主要是茶树无法吸收的原生物（如白云母、黑云母、钾长石、高岭土等）茶树所能吸收的水溶性钾和代换性钾，一般并不很高，普通茶园约有几十个PPM到上百个PPM,个别还丰产茶园可高达500个PPM以上。土壤水溶性钾和代换性钾还和土壤酸度有关，酸度越高，土壤效体上的钾大部分被氢所取代，土壤溶液中的钾又被雨水所淋溶。据浙江土壤普查资料分析，土壤PH值越高，共有效钾含量越多，反之，土壤PH值越低，其有效钾含量也越低。茶园土壤有效钾被固定的可能性较小，由于它易被雨水所淋洗，因此防止钾肥在茶园土壤中的流失是提高茶园钾肥肥效的重要途径。茶园土壤严重缺钾现象在我国一般生产茶园并不常见，但在石项砂岩上发育的茶园土和质地较粗的沙滩土茶园易发生缺力争上游现象此外，在我国较南的茶区，由于雨水多，淋溶强度大土壤酸度高的茶园也易产生缺钾现象。如我国台湾及两广茶区缺钾现象要较长江中、下游广大茶区严重。茶树缺钾症状，先是生长缓慢，叶片变小，光合作用能力下降叶片寿命缩短，并提早落叶。严重缺钾时，叶尖及叶缘出现黄斑，然后逐步扩大，颜色加深呈咖啡色，最后脱落。当落叶蔓延到第四张或第三张叶时，顶端枯死，失去再生能力。低温和干旱可加剧缺钾病症。生长在缺钾土壤上的茶树，最易感染炭疽病、云纹叶枯病等，增施钾肥可减轻病菌感染。4、茶树钙、镁、铝等营养及土壤中的钙、镁铝等的含量状况钙茶树体内钙的含量仅次于氮、磷和钾，一般含量达0.5%(CaO)左右，但各器官中的含量差异极大，在地上部分，越是幼嫩组织，含钙量越少，反之，组织越老。含钙量就越多，其中叶子表现最明显。钙在茶树体内一部分结合为有机体的组成成分，大部分与有机酸结合呈钙盐析出，其中以草酸钙结晶最为常见,尤其老叶片中最丰富。钙在茶树体内的生理功能之一，就是中和代谢过程所产生的有机酸，以保证其它生理过程的顺利进行。茶园土壤中活性钙的含量与茶树的生长发育和高产稳产有很大关系。土壤活性钙含量过多，会影响土壤的PH值，进而影响茶树的正常生长。茶园土壤活性钙含量一般在0.5%以下。如我国著名的龙井茶区的沙土，活性钙含量约为0.05%，福建武夷山乌龙茶区的黄泥土，活性钙含量约为0.04%。一般生产茶园活性钙含量低，但无需施石灰。从中国、印度、印度尼西亚、苏联等茶转用施石灰试验来看，一般的生产茶园，如果酸度适宜，施石灰并无增产效果。但日本情况例外，由于氮肥用量高，土壤酸化严重，理化性质不断恶化，故认为茶园施一定数量的石灰是必不可少的，并提出氮、磷、钾和钙是茶树的四大营养要素。我国有些高额丰产茶园，由于氮肥（指生理酸性肥料硫酸铵等）用量多，土壤不断被酸化，土壤理化性质进一步恶化，可以施用少量的石灰。茶园施石灰主要是作为土壤化学改良剂以调整土壤PH值，因此，没有特殊情况，不必长期施用，而且用量也不能过多。（2）镁镁是茶树叶子叶绿素的组成部分之一。叶绿素中镁的含量占10%左右，它直接参与光合作用和磷酸化过程。同时它对茶叶环已六醇的形成和积累有良好的促进作用。茶树体内镁（Mgo）平均占0.2-0.4%。据研究，茶园土壤中镁Mgo）含量如果低于6-8毫克/100克土，就会使茶树造成潜在性的缺镁，虽然茶树外表没有出现缺镁病症，但严重影响其它栽培措施的增产作用。茶树对镁的吸收利用，并不完全取决于土壤中活性镁的绝对含量，与镁同其它离子之间的平衡有密切的关系。土壤一价阳离子和钙的含量状况会造成茶村对鲜的吸收有较强的颉顽作用，尤其铵和钾对镁的颉顽作用更为突出。另一方面，也由于铵、钾等生理酸性肥料酸化土壤，增加土壤镁的淋溶的结果。因此，对于这些茶园要经常注意施镁，并注意它们之间的比例关系，一般认为茶园土壤中活性钾和活性镁的含量关系为2：1（K2O：MgO=2：1）是正确的。硝态氮和磷酸盐与钾和铵相反，它们可促进茶园对镁的利用，所以在茶园中施镁肥时要加强硝态氮和磷肥的施用，可提高镁肥的肥效。茶树缺镁时，叶子中部先出现一个暗绿色带有黄加的V形小区，以后逐步发展成黄化叶，这种缺镁病症只要现在茶树生长后期的老叶子上。我国茶区土壤的镁含量，一般以紫色土为较高，其次是长江中、下游的花岗岩、片麻岩及其它火成岩发育的茶园土壤。我国南部茶区及华中第四纪红土和第三纪红砂岩所发育的茶园土壤中都较低，最易出现缺镁现象。（3）铝茶树体内铝的含量远较一般经济作物高，比同是生长在亚热带酸性土上的桔树和桑树高几十倍以至上百倍,尤其是茶树根部含量更高。铝对一地一般作物是有毒害"作用的，称之为作物的"铝毒"现象，因为过量的铝会与磷结合形成难溶性的磷酸铝在根细胞中沉淀下来。影响其它营养元素的吸收和运输。茶树却未发现铝的毒害作用，相反，土壤中铝的含量高一点对茶树生长有一定的促进作用。据浙江农业大学对杭州茶构的调查，凡是高产茶园，无论是土壤中活性铝的含量，还是茶树中的全铝量都要比一般茶园为高。据研究，铝不但没有阻碍茶树对磷等营养元素的吸收和运送，相反，一定数量的铝却能促进茶树根系的生长，从而加强它对主要矿质营养元素的吸收进程。这是因为茶树不同于钙质和中性土壤上生长的植物，它含有较高的有机酸及一些多酚类化合物，这些物质以不同的浓度分布在茶树体内各个组织和器官中。目前已从茶叶中分离出二十多种黄酮醇醇，其中有许多万分，如栎精、杨梅酮、山奈酚等都含有较高的游离羟基（-0H-）这些游离羟基能与铝结合形成具有不同稳定性的铝盐络合物，而茶树体内其它有机酸的酸根（R0-）也能与铝形成络合物。据研究，在酸性条件下，尤其是在茶树生长较适宜的PH范围内，茶树根能吸收A1/P克分子比值小于1的磷铝络合离子，当这些络合离子进入茶树体内后，由于PH条件的变更，结果使磷铝络合离子解体，而磷、铝相互脱离。茶树体内多酚类的游离羟基及有机酸和铝结合，使磷释放而发挥其营养作用，而铝甚至于可同茶树体内的碳水化合物、核蛋白等高分子络合而形成高分子的络合盐存在于茶树体内。因此，茶树体内磷和铝的互相抑制作用实际上并不存在。关于茶园土壤中铝的营养状况与酸度关系很大，茶园是酸性反应的实质是土壤中有较高的代换性铝的结果。据资料分析，当茶园PH值低于5.0时，其阳离子代换量中代换性铝占90%以上，因此茶园土壤含有丰富的活性铝是一个重要特征。多数茶园土壤铝含量已足够，一般不必补给，但原为坟地、屋基等地块开辟的茶园，或者母质为石灰岩所发育的个别地块，以及北方茶区酸度较低的茶园，施含铝的化肥有一定的增产效果。（4）微量元素光谱分析结果表时，茶叶中的微量元素有：银、锰、锶、领、铋、钒、镍、钨、铜、锡、锌、铅、铝、镉、硼等。这些元素含量虽少，但都有一定的作用，与茶树体内各种酶促反应关系密切。如铜是茶树体内各种多酚氧化酶的组成成分，它参与茶叶发酵的全过程，茶叶中铜含量低于12ppm时，往往会使发酵过程不充分。锰也是多种氧化酶的组成成分，它能改变自己的化合价参与有机体的氧化还原过程，没有锰的参与，茶叶中的维生素C就不易合成。不同的微量元素对茶树生长发育和高产优质都有各自特殊的作用和功能缺一不可。茶园土壤