CN103814720B - 一种低硒茶园降低土壤有机污染并生产富硒茶的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低硒茶园降低土壤有机污染并生产富硒茶的方法，通过在茶园茶树行道间挖掘渗滤沟，通过往渗滤沟内施加土壤修复药剂即亚硒酸钠或硒酸钠和用Fe²⁺活化过的过硫酸钠的混合溶液，并养护茶园土壤10～15天来去除茶园中残留的农药等有机污染物，同时增加土壤的含硒量；此外，在茶叶采摘期的前15～22天，对茶树叶面喷施硒肥（亚硒酸钠或硒酸钠），茶叶采摘后按其加工工艺制成富硒茶。通过这一方法，不仅能使土壤有机污染明显减少，而且能使茶叶中的硒含量显著增加，最终可以生产出高品质的富硒茶叶。此方法适用于低硒茶园农药有机物污染土壤的快速、有效的修复处理和增加茶叶对人体有益元素的吸收。

Description

一种低硒茶园降低土壤有机污染并生产富硒茶的方法

技术领域

本发明涉及土壤有机污染修复领域和农业施肥技术领域，具体涉及低硒茶园土壤有机污染的原位修复和茶园生产富硒茶的方法。

背景技术

我国是茶文化的发源地，是世界上发现和利用茶树最早的国家，茶叶在我国具有广泛的群众基础和众多的饮用群体。目前，我国茶园种植面积达到195万公顷，约占世界茶园面积总量的50%，我国茶叶生产一直呈稳步发展的趋势，这对促进经济发展，提高茶农收入起到了积极的作用。但是随着社会科学技术的发展，特别是各种农药化肥的大量施用，使茶园土壤受到严重污染，茶叶品质不断下降。近年来，国内不断有关于茶叶中农药残留等有害物质的报道。据统计，我国农药使用量达130万吨，是世界平均水平的2.5倍。每年大量使用的农药仅有0.1%左右可以作用于目标病虫，99.9%的农药则进入生态系统。污染的加剧导致土壤中的有益菌大量减少，土壤质量下降，自净能力减弱，影响农作物的产量与品质，进而危害人体健康。茶叶生产中大量而持续地使用有机农药，可导致其在土壤中不断累积，并通过土壤—作物系统迁移积累影响茶叶的产量和质量，乃至茶叶的安全，最终经由食物链直接或间接影响人体健康。因此，研究和推广一种在不影响茶园持续生产的前提下，能够有效降低土壤农药等有机污染的原位修复方法显得尤为迫切。

以过硫酸盐（S₂O₈ ^2-）为基础的高级氧化处理技术正因其相对稳定性和氧化高效性而在环境修复领域越来越受到重视。室温条件下过硫酸盐很稳定，需通过光、热、过渡金属（Ag⁺、Co²⁺、Fe²⁺等）等活化方式分解产生具有高度氧化活性的过硫酸根自由基（·SO₄ ^-）和羟基自由基（·OH^-）来降解污染物。热活化过硫酸盐能耗高，光活化也是条件苛刻，相比而言，过渡金属活化则对环境和设备要求低，能耗小，更加经济实惠。以Fe²⁺为例，过渡金属活化过硫酸盐的原理表示如下：

$\begin{array}{c}{S}_2{O}_8^{2-}+{\mathrm{Fe}}^{2+}\→{\mathrm{Fe}}^{3+}+\·{\mathrm{SO}}_4^{-}+{\mathrm{SO}}_4^{2-}\\ \·{\mathrm{SO}}_4^{-}+H_{2}O\→{\mathrm{HSO}}_4^{-}+\·\mathrm{OH}\\ \·{\mathrm{SO}}_4^{-}+{\mathrm{OH}}^{-}\→{\mathrm{SO}}_4^{2-}+\·\mathrm{OH}\end{array}$

目前，对已投入生产的茶园土壤中农药的有机污染治理技术大多以茶园停产的异位修复技术为主，而本发明所阐述的茶园原位修复技术不仅能保证茶园持续生产，而且还能经济有效的去除有机污染。

硒是人体生理必须的微量元素之一，具有调节人体免疫、抗突变、延缓衰老三大功能。硒能破坏和清除体内自由基，延缓衰老，与体内中重金属汞、铅、镉形成硒蛋白复合物而解毒。我国属于低硒带地区，土壤中含硒量平均只有0.212mg/kg，而缺硒会对人体造成克山病，大骨节病等。硒具有能降低农药残留的功能和对重金属的拮抗作用，土壤中施入适量的硒能减缓农药的毒害作用，大大降低农药的残留，同时还能为低硒的土壤提供硒源。但是土壤中的硒不宜施入过多，否则会对环境造成二次污染，更何况与叶系相比植物根系对硒的吸收转化效率低，时效长。

茶树是天然的集硒能力较强的植物，利用茶树的生物转化和富集作用，能把非生物活性和毒性较高的无机硒转化为毒性低、安全有效的活性有机硒。有机硒比无机硒的生物利用率高，在体内停留时间长，有利于机体建立稳定的硒储备，且茶叶中80%的硒为有机硒，所以茶叶是人们较为理想的补硒资源。通过合理的叶面喷洒硒肥（亚硒酸或硒酸钠），不仅能提高茶树对硒的吸收转化率高，缩短富硒所用时间，而且该方法操作简便易行。因此，通过科学施用硒肥（亚硒酸钠或硒酸钠）生产人工富硒茶，对于提高茶叶品质和经济价值，具有重要的理论和实际意义。

随着人们生活质量的提高和生活的多样化，人们对茶叶的品质也越来越重视。本发明将利用原位氧化技术对茶园土壤中的有机污染物进行修复的方法和利用科学的施肥技术使茶叶达到富硒的方法有效结合起来，降低了茶园有机污染对人体健康和生态环境造成的风险，同时又为人们提供了理想的补硒资源，具有良好的市场推广前景。

发明内容

针对现有茶园普遍存在的有机农药污染和低硒的问题，本发明的目的在于提供一种低硒茶园降低土壤有机污染并生产富硒茶的方法，该方法既能有效的降低茶园土壤中残留的农药等有机污染，起到保障食品安全的功效，又能提高茶叶硒含量的品质，使茶叶达到富硒的水平，起到保健的作用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种低硒茶园降低土壤有机污染并生产富硒茶的方法，具体包括以下步骤：

⑴茶园养护期间，在茶树行道间挖掘渗滤沟，渗滤沟内施入亚硒酸钠和用Fe²⁺活化过的过硫酸钠混合溶液，具体为七水合硫酸亚铁、过硫酸钠和亚硒酸钠的水溶液；

⑵在茶叶采摘期的前15～22天对茶叶叶面喷施硒肥亚硒酸钠或硒酸钠，采摘期间收获茶叶并按其制茶加工工艺制成富硒茶。

优选地，所述渗滤沟宽5～10cm，深10～15cm。

所述用Fe²⁺活化过的过硫酸钠混合溶液中，Fe²⁺来源于七水合硫酸亚铁溶液中的亚铁离子。

所述挖掘滤沟时间是，在茶园治理前1-3年的茶园荒地上进行1-2次，3-5年后减少次数。

所述过硫酸钠混合溶液中，七水合硫酸亚铁溶液的质量浓度为1.8～9%，过硫酸钠溶液的质量浓度为3～8%，亚硒酸钠或硒酸钠溶液质量浓度为0.3～1.1%，其余成分为纯水。

优选地，所述步骤2）中茶叶叶面喷施硒肥溶液，为亚硒酸钠或硒酸钠溶液，其中硒含量为50g/hm²～90g/hm²。

优选地，喷施硒肥溶液时间为在下午至黄昏时分或多云天气对茶叶表面喷施硒肥溶液，若喷施后的2～3天内遇雨，则需重喷。

所述富硒茶制茶加工工艺包括绿茶加工，具体操作分为鲜叶采摘、鲜叶杀青、揉捻、干燥、绿茶成品。

所述富硒茶制茶加工工艺包括绿茶加工，具体操作分为鲜叶采摘、鲜叶杀青、揉捻、干燥、绿茶成品。

所述富硒茶制茶加工工艺包括红茶加工，具体操作分为鲜叶采摘、萎凋、揉捻、发酵、干燥、红茶成品

所述富硒茶制茶加工工艺包括乌龙茶加工，具体操作分为根据茶叶性质不同分为鲜叶采摘、晒青、摇青、凉青、杀青、初揉、初烘、包揉、复烘、干燥、青茶成品。

本发明是利用原位氧化方法对茶园土壤中的有机污染物进行修复及利用科学施用硒肥使茶叶达到富硒的效果，即降低了有机污染对人体健康和生态环境造成的风险，同时又为人们提供了理想的补硒资源。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）有效降低茶园残留农药等有机污染。活化过的过硫酸钠产生的硫酸根自由基和羟基自由基能有效的降低农药等有机污染，而硒盐中的硒不仅可以缓解农药的毒害，大大降低农药在茶园中的残留，而且土壤中施入硒也能增加土壤的总硒含量，从而促进植物体对硒元素的吸收；

2）通过叶面喷施硒肥加强了硒源的供给，使茶叶达到了富硒的目的，为人们提供了优良的补硒资源；

3）茶树对叶面施硒肥吸收快，转化率高，富硒能力强且时效短，结合土壤施硒，低硒茶园茶叶富硒效果更为明显；

4）施工工艺简单，成本低，并且保证了茶园的持续生产；

5）所用材料环境友好，无二次污染。

具体实施方式

下面结合实施实例具体说明本发明，但所述实施例不用来限制本发明范围。

在某绿茶种植基地，整理出一块试验茶园，划分三块约50m²的小区，该试验茶园中有机污染物的总浓度为10～50mg/kg，其中有机污染物主要包括：六六六、滴滴涕、二嗪磷、草甘膦。

实施例1

在茶园非采摘期的养护阶段，对茶树行道间挖掘宽5～10cm，深10～15cm渗滤沟，挖掘滤沟在茶园治理前1-3年的茶园荒地上进行1-2次，3-5年后减少次数，渗滤沟内施入亚硒酸钠和用Fe²⁺活化过的过硫酸钠混合溶液：其中，七水合硫酸亚铁溶液质量浓度为1.8%，过硫酸钠溶液质量浓度为3%，亚硒酸钠溶液质量浓度为0.3%，其余成分为纯水，溶液总质量为500kg。喷施硒肥溶液时间为在下午至黄昏时分或多云天气对茶叶表面，若喷施后喷施硒肥溶液的2～3天内遇雨，则需重喷。养护10～15天后取土样检测土壤中有机污染物的总含量和主要有机污染物的含量，一个月后取土样检测土壤中的总硒含量；在春茶或秋茶的茶叶采摘期的前20天对茶叶喷施硒含量50g/hm²的亚硒酸钠溶液，即在该小区喷施2.5L硒肥浓度100mg/L的溶液，至采摘期间收获茶叶并按绿茶制茶工艺经过鲜叶、杀青、揉捻、干燥的过程制成富硒成品绿茶，在成品茶中随机抽样检测总硒含量和有机硒比例。

实施例2

在茶园非采摘期的养护阶段，对茶树行道间挖掘宽5～10cm，深10～15cm渗滤沟，挖掘滤沟在茶园治理前1-3年的茶园荒地上进行1-2次，3-5年后减少次数，渗滤沟内施入亚硒酸钠和用Fe²⁺活化过的过硫酸钠混合溶液：其中，七水合硫酸e亚铁溶液质量浓度为5.4%，过硫酸钠溶液质量浓度为5%，亚硒酸钠溶液质量浓度为0.8%，其余成分为纯水，溶液总质量为300kg，喷施硒肥溶液时间为在下午至黄昏时分或多云天气对茶叶表面，若喷施后喷施硒肥溶液的2～3天内遇雨，则需重喷。养护10～15天后取土样检测土壤中有机污染物的总含量和主要有机污染物的含量，一个月后取土样检测土壤中的总硒含量；在春茶或秋茶的茶叶采摘期的前20天对茶叶喷施硒含量70g/hm²的亚硒酸钠溶液，即在该小区喷施3.5L硒肥浓度100mg/L的溶液，至采摘期间收获茶叶并按绿茶制茶工艺经过鲜叶、杀青、揉捻、干燥的过程制成富硒成品绿茶，在成品茶中随机抽样检测总硒含量和有机硒比例。

实施例3

在茶园非采摘期的养护阶段，对茶树行道间挖掘宽5～10cm，深10～15cm渗滤沟，挖掘滤沟在茶园治理前1-3年的茶园荒地上进行1-2次，3-5年后减少次数，渗滤沟内施入亚硒酸钠和用Fe²⁺活化过的过硫酸钠混合溶液：其中，七水合硫酸亚铁溶液质量浓度为9%，过硫酸钠溶液质量浓度为8%，亚硒酸钠溶液质量浓度为1.1%，其余成分为纯水，溶液总质量为187.5kg，喷施硒肥溶液时间为在下午至黄昏时分或多云天气对茶叶表面，若喷施后喷施硒肥溶液的2～3天内遇雨，则需重喷。养护10～15天后取土样检测土壤中有机污染物的总含量和主要有机污染物的含量，一个月后取土样检测土壤中的总硒含量；在春茶或秋茶的茶叶采摘期的前20天对茶叶喷施硒含量90g/hm²的亚硒酸钠溶液，即在该小区喷施4.5L硒肥浓度100mg/L的溶液，至采摘期间收获茶叶并按绿茶制茶工艺经过鲜叶、杀青、揉捻、干燥的过程制成富硒成品绿茶，在成品茶中随机抽样检测总硒含量和有机硒比例。

本方法对茶园残留的农药等有机污染具有较强的处理功能，且对低硒茶园（土壤含硒量<0.3mg/kg）的茶叶有显著的富硒效果，经过修复和施肥后，茶园土壤中的农药等有机污染残留达到《土壤环境质量（修订）》（征求意见稿）（GB15618—2008）中农业用地二级标准，同时茶叶中硒含量达到了富硒水平（茶叶硒含量≥0.3mg/kg），优选七水合硫酸亚铁溶液质量浓度为9%，过硫酸钠溶液质量浓度为8%，亚硒酸钠溶液质量浓度为1.1%的混合溶液和喷施硒含量90g/hm2的亚硒酸钠溶液的处理，去除土壤中有机污染物和茶叶富硒的效果最好，而且喷硒的最佳时间应该控制在采摘期前的15～22天，确保了富硒茶叶的质量和安全性。

表1茶园土壤经过修复药剂处理前后的农药和总硒浓度（单位：mg/kg）

表2叶面喷施硒肥后茶叶硒的含量（单位：mg/kg）

由表可看出，施入土壤修复药剂即亚硒酸钠和用Fe²⁺活化过的过硫酸钠的混合溶液后，土壤中残留的六六六、滴滴二嗪磷和草甘膦农药等有机污染物的含量均降至《土壤环境质量（修订）》（征求意见稿）（GB15618—2008）中农业用地二级标准的安全范围内，修复后农药的总残留量是施入修复剂前总浓度的2%～7%，不仅大大降低了农药等有机污染对环境和人体的危害，低浓度的修复剂还保障了茶园持续投入生产，同时土壤中硒含量也有所增加，增加至处理前的1.7～2.7倍，虽未达到富硒的水平，但是通过土壤—植物的系统便于茶树体对土体中硒元素的吸收。为了快速生产对人体有益的高品质富硒茶，叶面喷施亚硒酸钠后茶叶中总硒含量为处理前的3.3～4.8倍，易被人体吸收的有机硒为处理前的3.4～4.5倍，均达到富硒的水平，满足人们每日对硒元素的摄取量。表中实施例3（七水合硫酸亚铁溶液质量浓度为9%，过硫酸钠溶液质量浓度为8%，亚硒酸钠溶液质量浓度为1.1%的混合溶液和喷施硒含量90g/hm²的亚硒酸钠溶液）的该处理去除土壤中有机污染物和茶叶富硒的效果最好，有机污染浓度含量较低，茶叶富硒的状况最优且不过量。

尽管结合以上优选实施例对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多简单变化，这些均属于本发明保护之列。

Claims (1)

1.一种低硒茶园降低土壤有机污染并生产富硒茶的方法，具体包括以下步骤：

⑴茶园养护期间，在茶树行道间挖掘渗滤沟，渗滤沟内施入亚硒酸钠和用Fe²⁺活化过的过硫酸钠混合溶液，具体为七水合硫酸亚铁、过硫酸钠和亚硒酸钠的水溶液；

⑵在茶叶采摘期的前15～22天对茶叶叶面喷施硒肥溶液，采摘期间收获茶叶并按制茶加工工艺制成富硒茶；

所述渗滤沟宽5～10cm，深10～15cm；

所述Fe²⁺活化过的过硫酸钠混合溶液中，Fe²⁺来源于七水合硫酸亚铁溶液中的亚铁离子；

所述挖掘滤沟时间是，在茶园治理前1-3年的茶园荒地上进行1-2次，3-5年后减少次数；

所述过硫酸钠混合溶液中，七水合硫酸亚铁溶液的质量浓度为1.8～9％，过硫酸钠溶液的质量浓度为3～8％，亚硒酸钠或硒酸钠溶液质量浓度为0.3～1.1％，其余成分为纯水；

所述步骤2)中茶叶叶面喷施硒肥溶液，为亚硒酸钠或硒酸钠溶液，其中硒含量为50g/hm²～90g/hm²；

喷施硒肥溶液时间为在下午至黄昏时分或多云天气对茶叶表面，若喷施后喷施硒肥溶液的2～3天内遇雨，则需重喷；

所述富硒茶制茶加工工艺包括绿茶加工，具体操作分为鲜叶采摘、鲜叶杀青、揉捻、干燥、绿茶成品；

所述富硒茶制茶加工工艺包括红茶加工，具体操作分为鲜叶采摘、萎凋、揉捻、发酵、干燥、红茶成品；

所述富硒茶制茶加工工艺包括乌龙茶加工，具体操作分为根据茶叶性质不同分为鲜叶采摘、晒青、摇青、凉青、杀青、初揉、初烘、包揉、复烘、干燥、青茶成品。