陕西紫阳地区茶园土壤氟形态测定及影响茶叶氟含量主要因素

氟在人体生长发育和骨骼代谢中起着重要作用,近年来通过饮茶摄入氟与人体健康的关系受到较大关注。本文以大巴山区紫阳县茶园土壤为研究对象,采集64组茶园土壤和对应茶叶样品,测定土壤理化性质、土壤氟形态、茶叶氟含量,通过多元回归分析建立了影响大巴山区茶叶氟含量的Freundlich模型,并检验了模型的预测精度。结果显示:①研究区茶园表层土壤氟含量范围为487.37~1120.78mg/kg,平均值为730.63mg/kg;研究区茶叶氟含量为31.23~112.49mg/kg,平均值为57.58mg/kg,所有样品均未超过农业标准(NY659-2003)限值;②研究区茶园土壤氟的形态分布为:残渣态>水溶态>有机态>铁锰结合态>可交换态,水溶态氟含量范围为5.27~23.15mg/kg,平均值为9.72mg/kg,远高于中国地氟病发生区水溶态氟的平均含量2.5mg/kg,说明研究区存在一定生态风险。土壤水溶态氟与茶叶氟含量有显著相关性(n=64,r=0.82,p<0.01),其余形态与茶叶氟含量无显著相关性;③以水溶态氟、CEC、交换性铝、有机质、pH五个因子为变量,构建了影响茶叶氟含量的多元回归方程,采用Freundlich模型预测茶叶氟含量,该模型可以解释86.0%的变异,通过验证模型的预测精度达到88.0%,总体来说预测效果较好。本研究结合土壤理化性质、土壤氟形态数据构建了预测茶叶氟的模型,并达到可靠程度,可以为紫阳地区及相似地区茶叶氟生态风险评价、指导绿色农业发展提供理论依据。

水溶性有机质对茶园土壤氟形态的影响

采用元素分析与傅里叶变换红外光谱相结合的方法分析了腐熟鸡粪中水溶性有机质(dissolved organicmatter,DOM)的结构及组成,通过溶液连续提取-电位分析法分析茶园土壤中氟的形态及含量。结果表明,腐熟鸡粪DOM中C、O、H和N元素含量占元素总量的93%,其中C和O的含量大于H和N,C/H和C/N较大,C、H饱和度低,含有较多羧基、醛基、酮基等不饱和度高的物质。水溶态和有效态氟含量随外源DOM添加量的增加而降低,呈负相关关系;而土壤铁锰结合态氟、有机结合态氟含量则随外源DOM添加量的增加而升高,呈正相关关系。外源DOM的加入可降低茶园土壤水溶态和有效态氟含量,提高了铁锰结合态氟、有机结合态氟含量,降低氟的生物可利用性。

茶园土壤发育度与土壤及茶叶含氟量的关系

分析了苏、浙、赣、闽、粤及海南6省31个茶园土壤母质、土壤和茶叶中不同形态氟的含量,得到母岩含氟量与诸多土壤理化性质和土壤含氟量的相关性,从而发现土壤含氟量与茶园土壤的红壤化程度及种茶后的剖面发育有密切关系,但茶叶的含氟量只与土中的水溶态氟有关。在土壤发育的生物学小循环过程中,茶树富集氟的作用显著,由此造成茶树老叶含氟大于茶园土壤,多数茶园土壤含氟大于母岩含氟,以及土壤有机质含量与土壤含氟量呈极显著正相关。本文还讨论了茶叶及土壤中的 F/Al 比值问题。