茶园生态化建设模式，涵盖茶叶品种、栽培、土壤、生物、植保、肥料等领域。秉承以人类为中心的理性生态伦理学思想，为复兴茶产业而努力。

茶树是富锰植物,饮茶是人体摄取锰的重要途径之一。研究茶园土壤锰的形态分布及其影响因素,对正确评价茶园土壤锰的生物有效性,调控茶叶中锰的含量,保护人类健康具有重要意义。

锰是岩石圈和土壤中普遍存在的化学元素,也是动植物和人类必需的微量营养元素,摄入锰元素不足或过量均会对人和动植物产生明显的危害。茶树是富锰植物,饮茶是人体摄取锰的重要途径之一。

土壤是多种无机有机固体物质及可溶性物质组成的复杂的非均相体系,锰在不同土壤条件作用下形成不同的结合形态,而不同形态的锰具有不同的植物有效性。人们对土壤锰的含量、存在形态、化学行为、土壤有效锰及其影响因子、土壤锰缺乏和锰毒的条件及其防治、植物对锰的吸收和利用等方面进行了大量的研究,但有关茶园土壤锰的形态分布和影响因素的研究报道很少。

土壤中的锰通常呈多种形态存在,不同形态锰的化学活性和化学行为不同。近年来许多学者对土壤中锰的形态进行了化学分级。一般是根据多种浸提剂的提取能力将土壤中锰等重金属元素区分为水溶态、交换态、有机结合态、铁锰氧化物结合态和残留态等,有的学者进一步将铁锰氧化物结合态锰区分为氧化锰、无定形氧化铁结合态锰及结晶质氧化铁结合态锰。还有针对土壤中不同形态的锰与土壤有效锰的供应之间的关系将土壤有效态锰区分为易溶态锰、弱吸附态锰、专性吸附态锰或碳酸盐吸附态锰、氧化物态锰4级;Warden和Reisenauer则将土壤植物有效性锰分为易溶性、弱吸附性、碳酸结合态或专性吸附态和氧化锰。

一般认为对植物有效的是水溶态和交换态锰,易还原态锰中只有一小部分是有效的,且茶园土壤为旱地土壤,土壤pH较低,氧化还原电位较高,锰主要以稳定的氧化物态存在,因此本文采用连续提取法,将茶园土壤重金属锰分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、有机结合态及残渣态,将茶园土壤中植物有效性很低的易还原性锰氧化物归于残渣态,探讨不同茶园土壤锰的含量、形态分布规律及其与土壤理化性质的关系,为评价茶园土壤锰的活性提供理论依据。

茶园土壤锰含量与土壤理化性质的相关分析结果表明,随土壤pH升高和粘粒含量的增加土壤锰全量显著增加。由此可见,不同茶园土壤锰的含量有差异,除了与土壤成土母质有关以外，土壤pH和粘粒含量是影响土壤锰富集的重要因素。

土壤中的锰主要来自于成土母岩,其含量因母质类型、土壤质地、成土条件和土壤发育程度以及土壤性质等而不同。其含量变幅很大,由痕量0-10000mg·kg-1,平均为850mg·kg-1,大多数土壤锰的含量为500-1000mg·kg-1。我国土壤中锰的含量为10-5532mg·kg-1,平均含量为710mg·kg-1。本研究的13个茶园土壤锰的含量均在我国土壤锰的背景含量范围内,除了1个茶园外,其余都低于我国土壤锰含量的均值,说明茶园土壤锰的含量是很低的。

同一茶园不同形态锰含量和不同茶园同一形态锰含量均有差异,但对所有茶园均是残渣态含量最高。对于所有茶园土壤,活性较大的水溶态和交换态在非残渣态中都占有很高的比例,其比例为66.2%-89.6%,平均值为78.8%,说明茶园土壤中锰的活性是很大的。从所有茶园土壤各形态锰的平均含量看,茶园土壤锰的形态分布规律为残渣态＞交换态>水溶态>有机结合态>碳酸盐结合态。

虽然土壤中重金属的环境化学行为和生态效应不取决于重金属全量,但在某种程度上土壤重金属的累积对重金属形态分布有一定影响。除了水溶态和有机结合态锰外,交换态、碳酸盐结合态和残渣态锰均随土壤锰全量的增加而显著增加,特别是残渣态锰含量增加最明显。由此表明,茶园土壤锰全量的增加,使非残渣态锰和残渣态锰含量不同程度地增加。

重金属进入土壤后与各种土壤组分发生物理的、化学的和生物的反应,包括吸附解吸、沉淀溶解、配合解离等过程,并随着土壤理化性质的不同而发生时空的迁移和形态的转化。

土壤中锰主要以2、3或4价锰的阳离子或化合物形态存在,并随土壤环境的变化而保持动态平衡。锰在固相和液相间的分配,与土壤理化性质以及土壤溶液中配位体及土壤胶体表面特性有密切关系。

Mn2+是液相中占优势的形态,除了结合在土壤表面的交换位以外,还可分别与PO43-、SO42-、HCO3-结合形成磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐等。Mn2+在正常土壤的pH和Eh值范围内,是土壤溶液中唯一一稳定的价态。而Mn3+和Mn4+却不能长期存在于土壤溶液中,仅在一些氧化反应中作为中间产物而短暂存在。

土壤固相中的锰主要包括硅酸盐矿物的锰和次生的氧化锰。水溶态锰以土壤溶液中的Mn2+为主。在一般土壤中,控制锰溶解度的固相主要不是氢氧化物而是氧化锰。在土壤中,MnO2的还原性溶解是由有机质或一些无机物作还原剂提供电子,在H+存在下进行的,可表示为:MnO2(s)+4H++2e-→Mn2+(aq)+2H2O虽然MnO2的还原性溶解主要是由于有还原剂的存在,但H+浓度对MnO2溶解有影响,而且当土壤中有足够的还原条件时,土壤溶液中Mn2+含量随土壤溶液H+离子的浓度上升而明显增加。

本文通过对我国浙江、江苏和安徽13个茶园土壤锰的形态分布规律以及锰的形态分布与土壤锰总量和土壤理化性质关系的探讨,得到如下结论:

(1)不同茶园土壤锰含量有一定差异,随土壤pH升高和粘粒含量的增加土壤锰全量显著增加。

(2)不同茶园土壤锰的形态分布规律有所差别,总的规律是残渣态＞交换态>水溶态>有机结合态>碳酸盐结合态。

(3)茶园土壤锰的累积量对锰的各形态含量有不同程度的影响,除了水溶态和有机结合态锰外,交换态、碳酸盐结合态和残渣态锰均随土壤锰全量的增加而显著增加,特别是残渣态锰含量增加最明显。

(4)土壤pH、粘粒含量和阳离子交换量对茶园土壤锰的形态分布有不同程度的影响,而土壤pH是影响茶园土壤锰形态分布的重要因素。

（安根团队摘自谢忠雷等：茶园土壤锰的形态分布及其影响因素）

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