合成氮肥改变了茶叶的土壤化学，生产和质量荟萃分析

互推小编 2024-02-24

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茶，作为全球消费量最大的饮料之一，广泛分布在热带和亚热带地区，特别是在亚洲、非洲和拉丁美洲等地。作为一种采叶经济作物，茶树对高氮供应有着迫切需求。当前茶园的氮投入水平在每公顷年均450至1200公斤之间，远高于其他人工生态系统。虽然已经进行了多次模拟的氮加成研究，以研究茶园土壤、植物或氮循环的响应，但在理解实验性氮添加对茶树生态系统的影响方面仍然存在知识上的差距。

因此，本次综合分析的目标是全面、量化地评估实验性合成氮添加对茶树种植土壤化学性质以及茶叶产量和质量的影响，同时探索氮肥效应在不同实验和环境条件下的变化。人为氮输入可以极大地影响陆地生态系统中碳和氮的生物地球化学循环。尽管以前很少有报告显示碳储存量发生可检测的变化，但目前的研究表明，氮添加可以增加陆地生态系统中的有机碳（SOC）储存。在农业生态系统中，氮添加使SOC显著增加了3.5%。茶园生态系统对茶叶产区的碳汇做出了重要贡献，然而，在本研究中，氮添加对茶园SOC没有显著影响。

不同类型的茶树种植土壤对氮添加的响应也存在差异。绿茶种植土壤的SOC在氮添加后显著增加，而乌龙茶树种植土壤的SOC则没有受到影响。这一差异的主要原因可能在于绿茶产品通常由年轻的茶芽和叶子制成，而在氮肥条件下，更多的修剪材料会返回土壤，而不是被加工成产品。因此，氮添加显著增加了绿茶种植土壤的SOC。此外，合成氮添加还显著增加了土壤总氮（TN）的含量，这对土壤的氮供应产生了重要影响。

对不同实验条件和茶树种类的数据进行分析时，氮添加显著增加了田间条件下的土壤TN，但对盆栽研究没有影响。这可能是因为盆栽研究往往处于非自然环境中，实验期相对较短，因此对治疗效果的评估存在高估或低估的风险。总的来看，氮肥添加显著提高了茶园土壤中的可溶性有机氮（DIN）浓度。分析数据时，氮添加显著提高了盆栽土壤的DIN含量，但对田间土壤的DIN含量没有显著影响。不同氮添加量也导致了绿茶和乌龙茶种植土壤的DIN显著增加。

茶树对氮的偏好也影响了土壤中氮的形态。氮添加显著增加了土壤铵态氮（NH4+）的浓度，同时也增加了土壤硝态氮（NO3-）的含量。然而，土壤NO3-含量的响应因实验条件和茶树种类而异。在存在硝化过程的情况下，NO3-对氮肥的响应比NH4+更大，这可能导致地下和地表水系统中的可溶性活性氮损失风险增加。

土壤pH值对于农业生产至关重要，酸性土壤（pH值低于5.5）限制了作物生长。然而，茶树是一种耐酸植物，其最适宜的生长pH范围为4.5至6.0，其中5.5是最佳值。受多种环境和人为因素的影响，茶叶种植土壤的酸化威胁着茶叶产区的可持续性。合成氮肥的添加显著降低了茶叶种植土壤的pH值，导致茶树生长环境极度酸化。不同实验条件和茶树土壤pH值的数据显示，土壤pH值的降低与初始土壤pH值呈负相关，并且与氮添加水平相关。