朱仁歡，李　瑋，鄭子成，李廷軒，洪　月，何秋佳，田宗渠（四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源學(xué)院，四川 成都611130）

退耕植茶地土壤碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征

朱仁歡，李瑋，鄭子成，李廷軒，洪月，何秋佳，田宗渠
（四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源學(xué)院，四川 成都611130）

研究不同退耕植茶年限土壤有機(jī)碳、全氮和全磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布及其生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征，以期為退耕植茶地土壤持續(xù)利用和茶園持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。選取退耕植茶2～3 a（RT2-3），9～10 a（RT9-10）和16～17 a（RT16-17）的各5個(gè)樣地為研究對象，以鄰近耕地作為對照，采用野外調(diào)查與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，按0～10，10～20和20～40 cm土層取樣，測定土壤有機(jī)碳、全氮、全磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并計(jì)算了碳、氮、磷之間的計(jì)量比。結(jié)果表明：隨著退耕植茶年限的延長，土壤有機(jī)碳、全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)為先顯著降低后增加的趨勢（P＜0.05），全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化較為穩(wěn)定。0～10 cm土層，退耕植茶地土壤碳氮比（C/N）顯著高于對照地，退耕植茶地土壤碳磷比（C/P）和氮磷比（N/P）顯著低于對照地；10～20 cm土層，退耕植茶地土壤碳氮比顯著高于對照地，碳磷比在各樣地間均無顯著差異，氮磷比則表現(xiàn)為對照地土壤顯著高于退耕植茶地；20～40 cm土層，碳氮比表現(xiàn)為RT2-3顯著高于其他樣地，碳磷比和氮磷比在各樣地間均無顯著差異。退耕植茶后，土壤碳氮比顯著增加，有機(jī)質(zhì)分解速率降低。退耕植茶有利于土壤有機(jī)碳、全氮的積累；雖有利于提高土壤中磷的有效性，但隨著植茶年限的延長，磷素對退耕植茶地限制性逐漸增強(qiáng)。圖4表4參25

森林土壤學(xué)；生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)；碳；氮；磷；退耕植茶

生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)是基于生態(tài)學(xué)和化學(xué)計(jì)量學(xué)的基本原理，研究生物系統(tǒng)能量以及多重化學(xué)元素平衡的科學(xué)，其中以碳、氮、磷元素為主。這一研究領(lǐng)域可將生物學(xué)科相關(guān)的研究理論有機(jī)結(jié)合［1－2］，已成為生態(tài)系統(tǒng)研究的新型工具之一［3］。目前，生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)的研究集中于水生生態(tài)系統(tǒng)、種群動(dòng)態(tài)與森林演替、陸地植物生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)以及全球碳、氮、磷生物地球化學(xué)循環(huán)等方面［4－5］，且多數(shù)從植物組織元素的角度展開［6－8］。對土壤養(yǎng)分的生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究卻相對較少［9－10］。碳、氮、磷既是土壤中重要的生源要素，也是植物生長的必需養(yǎng)分。土壤碳、氮、磷的生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征具有良好的指示作用，不僅可反映植物生長速度（碳氮比和碳磷比）［11］，表征營養(yǎng)元素對生產(chǎn)力的限制性作用（氮磷比）［12］，同時(shí)也可揭示土壤內(nèi)部碳、氮、磷的循環(huán)特征（C∶N∶P）。因此，生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征的研究對揭示土壤養(yǎng)分的可獲得性以及碳、氮、磷等營養(yǎng)元素的循環(huán)和平衡機(jī)制等方面均具有重要的意義［13］。目前，茶Camellia sinensis園生態(tài)系統(tǒng)主要集中于土壤理化性質(zhì)、微生物生態(tài)、團(tuán)聚體、酸化等方面的探討［14－15］，就退耕植茶后的土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征方面的研究鮮見報(bào)道。四川作為中國主要產(chǎn)茶區(qū)之一，植茶歷史悠久，受國家 “退耕還林（草）”和 “天然林保護(hù)”等工程政策的影響，四川省雅安市名山區(qū)中峰鄉(xiāng)根據(jù)其地理?xiàng)l件和水土、氣候等資源特點(diǎn)形成了以 “退耕植茶”為主的退耕模式。以往研究表明：隨著植茶年限的延長，土壤pH值下降，酸化加?。?6－17］，氟、鋁逐漸富集，鈣、鎂等鹽基離子相對缺乏［18－19］，土壤結(jié)構(gòu)與功能的變化尤為明顯［20］，影響著土壤供肥能力、茶樹生長及茶園生態(tài)環(huán)境等，而這些變化在土壤碳、氮、磷及其生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征方面的反映有待深入研究。因此，本研究選取川西低山丘陵區(qū)典型退耕植茶區(qū)為研究對象，開展不同退耕植茶年限土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征的研究，以期為實(shí)現(xiàn)茶園土壤持續(xù)利用與退耕植茶工程的有效實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

研究區(qū)位于四川盆地西緣，隸屬于雅安市名山區(qū)中峰鄉(xiāng)。該區(qū)氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤氣候，年平均氣溫為15.4℃，無霜期294.0 d，年降水量1 500.0 mm左右，且集中在6－9月，約占全年的72.6%，屬于典型的低山丘陵區(qū)。區(qū)域內(nèi)原始地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林，土壤為第四紀(jì)老沖積物發(fā)育而成的黃壤。目前，退耕植茶為該區(qū)主要的退耕模式，受經(jīng)濟(jì)因素的驅(qū)動(dòng)，茶樹品種不斷得到了更新，以福鼎大白Camellia sinensis‘Fuding-dabaicha'，名山白毫Camellia sinensis‘Mingshan-baihao'，名山特早芽Camellia sinensis‘Mingshan-tezaoya'等良種茶為主，其中福鼎大白茶因其品質(zhì)高、效益好已成為該區(qū)近年來的主栽品種。從20世紀(jì)90年代末至今，形成了一定規(guī)模的退耕植茶地。茶樹的種植方式為雙行單株錯(cuò)株條植，種植密度為大行距（150±15）cm，小行距（35±15）cm，株距（16±4）cm。茶園基肥為豬圈肥15 t·hm－2，硫酸鉀型復(fù)合肥［m（氮肥）∶m（五氧化二磷）∶m（氧化鉀）=20∶8∶8］750 kg·hm－2，在10月中旬，沿樹冠邊緣垂直下方開溝，依次加入復(fù)合肥和豬圈肥，最后覆土。于次年2月中旬、5月下旬和7月下旬進(jìn)行追肥，分別施用復(fù)合肥1 t·hm－2和尿素500 kg·hm－2，追肥位置與基肥相同。

2　研究方法

2.1樣地的選擇與樣品的采集

在野外實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，選擇集中且地理位置相對一致的退耕2～3 a（RT2-3），9～10 a（RT9-10），16～17 a（RT16-17）的福鼎大白茶園為采樣對象，以鄰近耕地作為對照（ck）。1個(gè)年限茶園設(shè)置5個(gè)樣地，按 “品”字形設(shè)置15 m×15 m典型樣方5個(gè)·樣地－1，間距約15 m，在樣方內(nèi)按 “S”形設(shè)置5個(gè)采樣點(diǎn)，5點(diǎn)土樣混合作為1次重復(fù)。采樣點(diǎn)設(shè)在樹冠邊緣垂直下方，按0～10，10～20和20～40 cm分層采集，同時(shí)用環(huán)刀取土以測定各土層容重、含水量等。

表1　樣地基本情況Table 1　Description of the sampling plots

2.2測定項(xiàng)目及方法

土壤容重采用環(huán)刀法測定；土壤pH值采用電位法［m（水）∶m（土）=2.5∶1.0］測定［21］；土壤有機(jī)碳（SOC）采用重鉻酸鉀氧化法測定；土壤全氮（TN）采用半微量開氏法測定；土壤全磷（TP）采用氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法測定［21］。

2.3數(shù)據(jù)處理與分析

土壤碳氮比（C/N），碳磷比（C/P）和氮磷比（N/P）均采用質(zhì)量比。數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)軟件DPS 7.05進(jìn)行處理，方差分析采用最小顯著極差法（LSD），相關(guān)圖表采用Excel 2010和Origin 9.0軟件制作。

3　結(jié)果與分析

3.1土壤碳、氮、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化

3.1.1土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化如圖1所示：樣地各土層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)均表現(xiàn)為RT16-17＞ck＞RT9-10＞RT2-3。0～10，10～20和 20～40 cm土層有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化范圍分別為 20.49～24.84，19.80～23.43和17.15～19.80 g·kg－1。與對照地相比，隨著退耕植茶年限的延長，各土層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)均表現(xiàn)為先顯著降低、后顯著增加的趨勢（P＜0.05）。退耕植茶地各土層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)均表現(xiàn)為RT16-17顯著高于RT2-3和RT9-10，分別增加了35.86%，18.32%，15.48%和29.21%，12.36%，11.78%。16～17 a（RT16-17）以后，與對照地相比，各土層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別增加了5.67%，5.67%，0.78%。退耕植茶地及對照地土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，0～10 cm和10～20 cm土層均顯著高于20～40 cm土層。

圖1　退耕植茶地土壤有機(jī)碳分布特征Figure 1　Distribution of organic carbon contents in the soils of returning farmland to tea

圖2　退耕植茶地土壤全氮的分布特征Figure 2　Distribution of total nitrogen contents in the soils of returning farmland to tea

3.1.2全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化如圖2所示：樣地各土層全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化范圍分別為0.78～1.20，0.71～0.98和0.54～0.85 g·kg－1。與對照地相比，隨著退耕植茶年限的延長，土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)為先顯著降低，而后顯著增加的變化趨勢（P＜0.05），與土壤有機(jī)碳變化趨勢相似。0～10 cm和10～20 cm土層，土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)為ck＞RT16-17＞RT9-10＞RT2-3；而20～40 cm土層則表現(xiàn)為RT16-17＞ck＞RT9-10＞RT2-3，對照地及RT16-17土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他退耕植茶地，且對照地和RT16-17土壤全氮間差異不顯著。與RT2-3相比，RT16-17土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)在各土層分別增加了36.92%，25.49%和57.62%。就土層而言，各樣地土壤全氮均隨土層的加深呈降低趨勢，除RT16-17以外，其余各樣地土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，0～10 cm和10～20 cm土層均顯著高于20～40 cm土層。

圖3　退耕植茶地土壤全磷的分布特征Figure 3　Distribution of total phosphorus contents in the soils of returning farmland to tea

3.1.3全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化如圖3所示：樣地各土層全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化范圍分別為0.51～0.75，0.52～0.57和0.50～0.53 g· kg－1。與對照地相比，10～20 cm和20～40 cm土層，退耕植茶后土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化較為穩(wěn)定，無顯著變化（P＞0.05）；0～10 cm土層，RT16-17土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他樣地（P＜0.05），較 ck，RT2-3和 RT9-10分別增加了 45.63%，35.64%和29.31%；就土層而言，RT9-10土壤全磷表現(xiàn)為0～10 cm和10～20 cm土層顯著高于20～40 cm土層；RT16-17土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)卻表現(xiàn)為0～10 cm土層顯著高于其他土層。

3.1.4土壤碳、氮、磷的相關(guān)性如圖4所示：退耕植茶地土壤碳、氮、磷間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。其中，碳和氮間的變化幾乎同步，其線性擬合關(guān)系良好（R2=0.730 7，P＜0.01）；碳和磷（R2=0.327 8）及氮和磷（R2=0.130 9）之間的線性擬合程度較弱。

圖4　退耕植茶地土壤碳、氮、磷的相關(guān)性Figure 4　Correlations of soil carbon，nitrogen and phosphorus for returning farmland to tea

3.2土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征

3.2.1土壤碳氮比由表2可知：不同土層各樣地土壤碳氮比的變化范圍分別為21.97～26.28，22.57～27.84和23.40～32.12，變異系數(shù)分別為8.1%，8.7%和15.4%。與對照地相比，隨著退耕植茶年限的延長，0～10 cm和10～20 cm土層，土壤碳氮比表現(xiàn)為先顯著增加（P＜0.05），后逐漸趨于穩(wěn)定；20～40 cm土層，土壤碳氮比表現(xiàn)為先顯著增加，后顯著降低的變化趨勢。各土層土壤碳氮比均在RT2-3達(dá)到最大值，分別較對照地增加了19.64%，23.38%和35.07%。

表2　退耕植茶地土壤碳氮比的分布特征Table 2　Distribution of C∶N ratios in the soils of returning farmland to tea

3.2.2土壤碳磷比由表3可知：退耕植茶地土壤碳磷比的變化范圍分別為37.29～51.95，36.79～43.06 和34.43～39.14。與對照相比，隨著退耕植茶年限的延長，0～10 cm土層，土壤碳磷比表現(xiàn)為先顯著降低，再趨于穩(wěn)定（P＜0.05），其變異系數(shù)為17.6%；RT2-3，RT9-10，RT16-17較對照地分別降低了28.22%，27.56%和27.76%。10～20 cm和20～40 cm土層，退耕植茶地及對照地間土壤碳磷比均無顯著差異。隨著土層的加深，對照地碳磷比呈現(xiàn)降低的變化趨勢；而退耕植茶地土壤碳磷比卻無顯著差異。

表3　退耕植茶地土壤碳磷比的分布特征Table 3　Distribution of C∶P ratios in the soils of returning farmland to tea

3.2.3土壤氮磷比由表4可知：退耕植茶地土壤氮磷比的變化范圍分別為1.42～2.37，1.37～1.91和1.10～1.65，變異系數(shù)分別為27.5%，14.9%和18.0%。0～10 cm和10～20 cm土層，對照地土壤氮磷比顯著高于退耕植茶地。與對照相比，隨著退耕植茶年限的延長，土壤氮磷比表現(xiàn)為先顯著降低，后逐漸趨于穩(wěn)定（P＜0.05），RT2-3的各土層土壤氮磷比較對照分別降低了40.08%和27.88%。20～40 cm土層，土壤氮磷比表現(xiàn)為先顯著降低，而后逐漸增加的變化趨勢。隨土層深度的加深，對照地及RT2-3土壤氮磷比均有降低趨勢，而其他樣地?zé)o顯著變化。

表4　退耕植茶地土壤氮磷比的分布特征Table 4　Distribution of N∶P ratios in the soils of returning farmland to tea

4　討論

4.1退耕植茶地土壤碳、氮、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化

本研究結(jié)果表明：退耕植茶初期（RT2-3），土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著下降，這主要是由于研究區(qū)土壤受退耕植茶翻耕、施肥等人為擾動(dòng)作用，加速土壤有機(jī)碳的分解。同時(shí)，退耕植茶初期，地表凋落物較少，輸入土壤中的有機(jī)碳較少。土壤有機(jī)質(zhì)隨著退耕植茶年限的延長呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，主要由于隨著退耕植茶年限的延長，人為擾動(dòng)減少，同時(shí)歸還到土壤的茶樹凋落物與施入的肥料不斷積累。茶農(nóng)定期修剪的枝葉主要集中于表層土壤，大量茶樹凋落物、草本植物殘?bào)w以及根系代謝輸入的有機(jī)碳直接進(jìn)入表層土壤，增強(qiáng)了0～20 cm土層的微生物活性［22］，故退耕植茶地0～10 cm和10～20 cm土層有機(jī)碳含量均顯著高于20～40 cm土層。

土壤全氮是供應(yīng)植物有效氮素的源和庫，主要來源于土壤中植物殘?bào)w分解以及合成所形成的有機(jī)質(zhì)，與土壤有機(jī)碳密切相關(guān)。退耕植茶后，土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)先顯著下降、后顯著增加，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布與土壤有機(jī)質(zhì)較為一致。這是由于土壤中植物殘?bào)w分解、合成所形成的有機(jī)質(zhì)。退耕植茶地中地表形成的枯枝落葉層為表層土壤全氮提供了重要來源［17］。此外，還有少部分氮來自于大氣。大氣中的氮必須通過固氮細(xì)菌等微生物的作用才能進(jìn)入生物體，而生物活動(dòng)區(qū)主要集中于土壤表層，故0～10 cm和10～20 cm土層全氮均顯著高于20～40 cm土層。

磷是植物生長必需的營養(yǎng)元素之一，土壤中全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)可反映土壤對植被的潛在供磷能力。本研究中土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化較為穩(wěn)定。這是由于土壤磷素的來源少，主要是巖石的風(fēng)化和凋落物的歸還，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要是受土壤母質(zhì)的影響，同時(shí)磷素作為一種沉積性的礦物，在土壤中移動(dòng)性差，遷移緩慢，因而空間變異性小。此外，研究區(qū)凋落物隨退耕植茶年限的延長呈增加的趨勢，豐富的凋落物有利于磷素的積累［23］；再加上肥料的逐年施入，表層土壤全磷逐漸積累，故RT16-17表層土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著增加，而其他土層全磷無明顯變化。

4.2退耕植茶地土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征

土壤碳∶氮∶磷是反映土壤碳、氮、磷循環(huán)和土壤質(zhì)量的指標(biāo)，是確定土壤碳、氮、磷平衡特征的主要參數(shù)，也是用于判斷碳、氮、磷礦化作用和固持作用的重要指標(biāo)［22］。土壤碳氮比是土壤質(zhì)量的敏感指標(biāo)，可以作為衡量土壤氮素礦化能力和有機(jī)質(zhì)分解速率的指標(biāo)。一般而言，土壤碳氮比與有機(jī)質(zhì)的分解速率成反比關(guān)系［1］。當(dāng)土壤碳氮比大于25時(shí)，表示有機(jī)質(zhì)的積累速率大于分解速率。本研究表明：退耕植茶后，各土層土壤碳氮比的變化范圍分別為21.97～26.28，22.57～27.84和23.40～32.12，均高于中國土壤碳氮比的平均值（11.9）和全球土壤碳氮比的平均值（13.33）［1］，表明各退耕植茶地土壤有機(jī)質(zhì)的積累速率與分解速率相對一致，且研究區(qū)有機(jī)質(zhì)礦化速率較低，釋放出的氮減少，為避免微生物在分解有機(jī)質(zhì)的過程中出現(xiàn)氮素營養(yǎng)不足的現(xiàn)象［22］，研究區(qū)應(yīng)注意合理補(bǔ)充氮肥。退耕植茶地土壤碳氮比無顯著差異，這也可能是由于碳氮元素對退耕植茶地環(huán)境變化的響應(yīng)幾乎同步，故土壤碳氮比較為穩(wěn)定。已有研究表明：碳、氮作為結(jié)構(gòu)性成分，其積累與消耗過程存在相對固定的比值，盡管碳、氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)在空間上具有較大的變異性，但兩者之間聯(lián)系緊密，碳氮比相對穩(wěn)定［22］。這與本研究的結(jié)果一致。

土壤碳磷比可用于衡量微生物礦化土壤有機(jī)物質(zhì)釋放磷或從環(huán)境中吸收固持磷素的潛力［22］，可用來表示磷有效性的高低，土壤碳磷比越小，表明土壤中磷的有效性越高［1］。當(dāng)土壤碳磷比＜200時(shí)，表示養(yǎng)分的凈礦化，土壤碳磷比＞300時(shí)，表示養(yǎng)分的凈固定，而當(dāng)土壤碳磷比介于200～300時(shí)，表示土壤中可溶性磷濃度變化不大。本研究中，各土層土壤碳磷比的變化范圍分別為37.29～51.95，36.79～43.06 和34.43～39.14，均小于200，且均低于中國土壤碳磷比平均值（61.00）［10］，表明退耕植茶在一定程度上提高了磷的有效性。隨著退耕植茶年限的延長，土壤碳磷比呈增加趨勢，表明磷的有效性隨退耕植茶年限的延長呈逐漸降低的趨勢，因此，在植茶過程中，可通過有機(jī)肥與磷肥的合理配施，以減少土壤對磷的固定作用，提高土壤磷的有效性。

土壤氮、磷作為植物生長必需礦質(zhì)營養(yǎng)元素，同時(shí)也是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最常見的限制性元素［24］，土壤氮磷比可以作為氮飽和的診斷指標(biāo)，也可以用于判斷當(dāng)前限制性養(yǎng)分［25］。本研究中，退耕植茶地土壤氮磷比在各土層均顯著低于對照地，各土層氮磷比的變化范圍分別為1.42～2.37，1.37～1.91和1.10～1.65，均低于中國土壤氮磷比的平均值（5.2）［10］。隨著退耕植茶年限的延長，各土層土壤氮磷比呈增加趨勢，表明磷素對退耕植茶地限制性逐漸增強(qiáng)。

5　結(jié)論

隨著退耕植茶年限的延長，土壤有機(jī)碳和全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有所增加，且兩者的變化趨勢較為一致。土壤有機(jī)碳和全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均表現(xiàn)為0～10 cm和10～20 cm土層顯著高于20～40 cm土層，表聚現(xiàn)象明顯；土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)在各土層中分布較為均勻。說明退耕植茶有利于土壤有機(jī)碳、全氮的積累，而對全磷的積累影響相對較小。

退耕植茶后，各土層碳氮比顯著增加，且在RT2-3達(dá)到最大值；土壤碳磷比的變異性相對較??；各土層土壤氮磷比顯著降低，且RT2-3達(dá)到最低值。說明退耕植茶后土壤有機(jī)質(zhì)分解速率降低，為避免微生物在分解植物殘?bào)w的過程中出現(xiàn)氮素營養(yǎng)不足的現(xiàn)象，研究區(qū)應(yīng)注意合理補(bǔ)充氮肥，以避免茶樹生長受到氮素限制。退耕植茶有利于提高土壤中磷的有效性，但隨著植茶年限的延長，土壤磷有效性呈降低趨勢，因此，研究區(qū)在退耕植茶工程的實(shí)施過程中，應(yīng)注意對肥料種類的選擇以及有機(jī)肥與磷肥的合理配施，以提高研究區(qū)土壤磷素的有效性。

［1］王紹強(qiáng)，于貴瑞.生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷元素的化學(xué)生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（8）：3937－3947. WANG Shaoqiang，YU Guirui.Ecological stoichiometry characteristics of ecosystem carbon，nitrogen and phosphorus elements［J］.Acta Ecol Sin，2008，28（8）：3937－3947.

［2］曾德慧，陳廣生.生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)：復(fù)雜生命系統(tǒng)奧秘的探索［J］.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，29（6）：1007－1019. ZENG Dehui，CHEN Guangsheng.Ecological stoichiometry：a science to explore the complexity of living systems［J］. Acta Phytoecol Sin，2005，29（6）：1007－1019.

［3］張向茹，馬露莎，陳亞南，等.黃土高原不同緯度下刺槐林土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征研究［J］.土壤學(xué)報(bào)，2013，50 （4）：818－825. ZHANG Xiangru，MA Lusha，CHEN Yanan，et al.Ecological stoichiometry characteristics of robinia pseudoacacia forest soil in different latitudes of loess plateau［J］.Acta Pedol Sin，2013，50（4）：818－825.

［4］RATNAM J，SANKARAN M，HANAN N P，et al.Nutrient resorption patterns of plant functional groups in a tropical savanna：Variation and functional significance［J］.Oecologia，2008，157（1）：141－151.

［5］ELSER J J，BRACKEN M E S，CLELAND E E，et al.Global analysis of nitrogen and phosphorus limitation of primary producers in freshwater，marine and terrestrial ecosystems［J］.Ecol Lett，2007，10（12）：1135－1142.

［6］吳統(tǒng)貴，陳步峰，肖以華，等.珠江三角洲3種典型森林類型喬木葉片生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)［J］.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，34（1）：58－63. WU Tonggui，CHEN Bufeng，XIAO Yihua，et al.Leaf stoichiometry of trees in three forest types in Pearl River Delta，South China［J］.Acta Phytoecol Sin，2010，34（1）：58－63.

［7］林麗，李以康，張法偉，等.高寒矮嵩草群落退化演替系列氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，33 （17）：5245－5251. LIN Li，LI Yikang，ZHANG Fawei，et al.Soil nitrogen and phosphorus stoichiometry in a degradation series of Kobresia humulis meadows in the Tibetan Plateau［J］.Acta Ecol Sin，2013，33（17）：5245－5251.

［8］洪江濤，吳建波，王小丹.全球氣候變化對陸地植物碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，24（9）：2658－2665. HONG Jiangtao，WU Jianbo，WANG Xiaodan.Effects of global climate change on the C，N，and P stoichiometry of terrestrial plants［J］.Chin J Appl Ecol，2013，24（9）：2658－2665.

［9］趙亞芳，徐福利，王渭玲.華北落葉松人工林碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征研究展望［J］.北方園藝，2014（17）：197 －203. ZHAO Yafang，XU Fuli，WANG Weiling.Research prospects in ecological stoichiometry characteristics of carbon，nitrogen and phosphorus in Larix principis-rupprechtii plantation of Qinling Mountains［J］.Northern Hortic，2014（17）：197－203.

［10］TIAN Hanqin，CHEN Guangsheng，ZHANG Chi，et al.Pattern and variation of C∶N∶P ratios in China's soils：a synthesis of observational data［J］.Biogeochemistry，2010，98（1/3）：139－151.

［11］羅亞勇，張宇，張靜輝，等.不同退化階段高寒草甸土壤化學(xué)計(jì)量特征［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2012，31（2）：254－260. LUO Yayong，ZHANG Yu，ZHANG Jinghui，et al.Soil stoichiometry characteristics of alpine meadow at its different degradation stages［J］.Chin J Ecol，2012，31（2）：254－260.

［12］AGREN G I.The C∶N∶P stoichometry of autotrophs-thoery and observations［J］.Ecol Lett，2004，7（3）：185－191.

［13］劉萬德，蘇建榮，李帥鋒，等.云南普洱季風(fēng)常綠闊葉林演替系列植物和土壤C，N，P化學(xué)計(jì)量特征［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，30（23）：6581－6590. WANG Wande，SU Jianrong，LI Shuaifeng，et al.Stoichiometry study of C，N and P in plant and soil at different successional stages of monsoon evergreen broad-leaved forest in Pu'er，Yunnan Province［J］.Acta Ecol Sin，2010，30 （23）：6581－6590.

［14］魏孝榮，邵明安.黃土高原溝壑區(qū)小流域坡地土壤養(yǎng)分分布特征［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（2）：603－612．WEI Xiaorong，SHAO Mingan.The distribution of soil nutrients on sloping land in the gully region watershed of the Loess Plateau［J］.Acta Ecol Sin，2007，27（2）：603－612.

［15］王晟強(qiáng)，鄭子成，李廷軒.植茶年限對土壤團(tuán)聚體氮、磷、鉀含量變化的影響［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2013，19（6）：1393－1402. WANG Shengqiang，ZHENG Zicheng，LI Tingxuan.Effects of ages of tea plantations on changes of nitrogen，phosphorus and potassium contents in soil aggregates［J］.J Plant Nutr Fert，2013，19（6）：1393－1402.

［16］黃運(yùn)湘，曾希柏，張楊珠，等.湖南省丘崗茶園土壤的酸化特征及其對土壤肥力的影響［J］.土壤通報(bào)，2010，41 （3）：633－638.HUANG Yunxiang，ZENG Xibo，ZHANG Yangzhu，et al.Tea garden soil acidification and its impact on soil fertility in hillock of Hunan Province［J］.Chin J Soil Sci，2010，41（3）：633－638.

［17］薛冬，姚槐應(yīng)，黃昌勇.不同利用年限茶園土壤礦化，硝化作用特性［J］.土壤學(xué)報(bào)，2007，44（2）：373－378. XUE Dong，YAO Huaiying，HUANG Changyong.Characteristics of mineralization and nitrification in soils of tea gardens different in age［J］.Acta Pedol Sin，2007，44（2）：373－378.

［18］顏明娟，林瓊，吳一群，等.不同施氮措施對茶葉品質(zhì)及茶園土壤環(huán)境的影響［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，23（3）：452－456. YAN Mingjuan，LIN Qiong，WU Yiqun，et al.Effects of different nitrogen fertilization treatments on soil condition of tea garden and tea quality［J］.Ecol Environ Sci，2014，23（3）：452－456.

［19］王晟強(qiáng)，鄭子成，李廷軒，等.植茶年限對土壤團(tuán)聚體中交換性鹽基離子分布的影響［J］.土壤學(xué)報(bào)，2013，50 （5）：1013－1020. WANG Shengqiang，ZHENG Zicheng，LI Tingxuan，et al.Effects of age of tea plantations on distribution of exchangeable base cations in soil aggregates［J］.Acta Pedol Sin，2013，50（5）：1013－1020.

［20］劉苑秋，王芳，柯國慶，等.江西瑞昌石灰?guī)r山區(qū)退耕還林對土壤有機(jī)碳的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，22 （4）：885－890. LIU Yuanqiu，WANG Fang，KE Guoqing，et al.Effects of converting cultivated land into forest land on the characteristics of soil organic carbon in limestone mountain area in Ruichang，Jiangxi［J］.Chin J Appl Ecol，2011，22（4）：885－890.

［21］魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2000：12－166.

［22］BANDYOPADHYAY P K，SAHA S，MANI P K，et al.Effect of organic inputs on aggregate associated organic carbon concentration under long-term rice-wheat cropping system［J］.Geoderma，2010，154（3/4）：379－386.

［23］鄭子成，何淑勤，王永東，等.不同土地利用方式下土壤團(tuán)聚體中養(yǎng)分的分布特征［J］.水土保持學(xué)報(bào)，2010，24 （3）：170－174. ZHENG Zicheng，HE Shuqin，WANG Yongdong，et al.Distrbution feature of soil nutrients in aggregate under different land use［J］.J Soil Water Conserv，2010，24（3）：170－174.

［24］程濱，趙永軍，張文廣，等.生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究進(jìn)展［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，30（6）：1628－1637. CHENG Bin，ZHAO Yongjun，ZHANG Wenguang，et al.The research advances and prospect of ecological stoichiometry［J］.Acta Ecol Sin，2010，30（6）：1628－1637.

［25］王維奇，仝川，賈瑞霞，等.不同淹水頻率下濕地土壤碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征［J］.水土保持學(xué)報(bào)，2010，24 （3）：238－242. WANG Weiqi，TONG Chuan，JIA Ruixia，et al.Ecological stoichiometry characteristics of wetland soil carbon，nitrogen and phosphorus in different water-flooded frequency［J］.J Soil Water Conserv，2010，24（3）：238－242.

Ecological stoichiometry of soil C，N，and P for returning farmland to tea plantations

ZHU Renhuan，LI Wei，ZHENG Zicheng，LI Tingxuan，HONG Yue，HE Qiujia，TIAN Zongqu
（College of Resources Science，Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130，Sichuan，China）

To provide a scientific basis for sustainable use of soil and sustainable development of tea plantations，soil organic carbon（SOC），total nitrogen（TN），and total phosphorus（TP）at different ages（2-3，9-10，and 16-17 years old）were measured in returning farmland to tea with elemental changes in the soil profile of the tea plantations noted.Three tea plantations with different ages located in Zhongfeng Township of Mingshan District were selected as the study plots，and the near cropland was used as contrast.Adopting field investigation and indoor analysis methods，soil samples were collected from 0－10，10－20，and 20－40 cm depths with SOC，TN，and TP being analyzed and C∶N，C∶P，and N∶P ratios being estimated.ANOVA was performed using the DPS software（7.05）.Two-way ANOVA，followed by the least significant difference（LSD）test（P＜0.05），was used to compare the sites representing the different tea plantations age and soil layer.Results showed that after returning farmland to tea，SOC content and TN significantly decreased first（P＜0.05）and then increased （P＜0.05）；whereas，changes of TP were relatively stable（P＜0.05）.In the 0-10 cm soil layer，C∶N of returning farmland to tea was significantly higher than the control（P＜0.05）；whereas C∶P and N∶P were significantly lower than the control（P＜0.05）.In the 10-20 cm soil layer，C∶N of returning farmland to tea was signifi-cantly higher than the control（P＜0.05）.In the 20－40 cm soil layer，C∶N for returning farmland to tea（2－3 years old）was significantly higher than other plots（P＜0.05）.Also，after returning farmland to tea，the artificial disturbance decreased，which resulted in the degradation of organic matter decomposition rate.Therefore，returning farmland to tea was beneficial to SOC and TN accumulation，improved P efficiency，but limited P on tea plantations which became problematic overtime.［Ch，4 fig.4 tab.25 ref.］

forest soil science；ecological stoichiometry；carbon；nitrogen；phosphorus；returning farmland to tea

S718.5；S152.4

A

2095-0756（2016）04-0612-08

10.11833/j.issn.2095-0756.2016.04.009

2015-07-31；

2015-09-11

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（40901138）；四川省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201410626055）；四川農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（2014）；四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)科建設(shè)雙支計(jì)劃團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2015）

朱仁歡，從事土壤生態(tài)等研究。E-mail：18380443634@163.com。通信作者：鄭子成，教授，博士，博士生導(dǎo)師，從事土壤生態(tài)與水土保持等研究。E-mail：zichengzheng@aliyun.com