土壤为茶树生长发育提供物质基础，对茶树生长代谢、产量和品质等方面都有十分重要的作用^[1-2]。茶树在生长过程中吸收的微量元素会随营养成分的转移而转移到茶叶中去，导致茶叶中某些微量元素积累，甚至超标^[2-4]。而茶叶的微量元素超标又直接影响茶的品质和口感，降低营养价值，并通过食物链进入人体，最终危害人体健康^[4-5]。

武夷岩茶为乌龙茶之极品，既有红茶的甘醇，又有绿茶的清香，为中国十大名茶之一。目前，有关武夷岩茶元素分布的研究多局限于土壤或茶叶中N、P、K等营养元素^[6-7]或Cu、Zn、Pb等重金属元素^{[3, 8-9]}，而将土壤与茶叶(茶青)多种微量元素相结合研究其迁移和影响特征的报道却较为鲜见。微量元素在土壤—茶树系统中的迁移转化机制非常复杂，与土壤理化性质、土壤质地、农耕活动和茶树本身等多因素有关^[4-5]。实际上，土壤元素的累积或超标并不意味着茶叶相应元素的超标，因此，土壤与茶叶元素含量的同步调查研究极为重要。研究武夷岩茶主产区的土壤和鲜茶叶的Co、Mo、Se、Zn、Cu、Cr、Pb、Cd、As和Hg十种微量元素^{[3, 7]}的含量分布与相关性，探讨该茶区土壤和茶叶微量元素的分布与累积特征，可为维持茶园良好生态环境与保障茶叶优良品质提供参考资料和理论依据。

研究区位于福建武夷山脉北段东南麓，北纬27°27′31″-28°04′49″，东经117°37′22″-118°19′44″，为典型的丹霞地貌。该地属典型的亚热带季风湿润气候，冬暖夏凉，雨量充沛。武夷岩茶在2002年被国家质量技术监督局确认为“原产地域保护产品”，主要分为2个产区：名岩产区和丹岩产区。名岩产区的母岩为白垩纪赤石群厚层状紫红色砂砾岩，所产岩茶即“正岩茶”，面积总计约70 km²。丹岩产区以粗晶花岗岩为母岩，为武夷岩茶原产地域范围内(武夷山市境内)除名岩产区的其他地区，所产岩茶称为“半岩茶”。其中，名岩区的茶园受漫射光多，积温高，降雨量多，微气候环境佳。

在野外实地调查的基础上，于2015年4-5月，对11个岩茶茶园的土壤和茶叶样品进行采集，其中，5个茶园(编号1-5)采自名岩区，6个茶园(编号6-11)采自丹岩区。试验样地每年只在4-5月采收1次茶叶(春茶)，秋季中耕除草。名岩区茶园全都以茶籽饼和油茶饼来增肥和除虫；丹岩区茶园以施有机肥为主，化肥、农药为辅。试验样地其他的基本特征如表 1所示。

茶园试验样地中土壤采样按多点混合法，以“ S ”形布设5个土壤取样点。已有研究表明，武夷山茶园土壤主要中、微量元素从0-60 cm内不同土层之间垂直分异不明显^[3]，因此，每个取样点的土壤取自0-20 cm的耕层土壤，混匀后组成一个混合样品(质量1-2 kg)，装袋并编号。茶叶样品采自土壤样品对应茶树上的鲜叶，采摘标准为一芽四叶，共0.5 kg。

将土壤样品拣去石砾、植物根系、枯枝等杂质，经自然风干后碾磨过20目尼龙筛，混匀、四分法缩分；再取其中土壤样品200 g，采用玛瑙制备机将样品粉碎至100目并装袋备用。茶叶样品在新鲜状态下先用自来水冲洗多次，以去除粘附的粉尘、杂物，再经去离子水清洗2-3遍，在室温下晾干后，保持60 ℃烘至恒重，粉碎过80目筛，备用。

土壤样品pH值的测定采用酸度计(固:水=1:50)，有机质(total organic carbon，TOC)含量的测定采用重铬酸钾容量法。微量元素的分析与测试根据中国地质调查局地质调查技术标准—生态地球化学评价样品分析技术要求(DD2005-03)进行。其中土壤样品中Co、Mo、Zn、Cu、Cr、Pb和Cd按盐酸—硝酸—高氯酸—氢氟酸消解法消解，再采用IRIS Advantage等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma optical emission spectroscopy, ICP-OES)测定；Se、As和Hg则采用盐酸—硝酸消解法，以XGY1011型原子荧光光谱仪(atomic fluorescence spectroscopy, AFS)测定^[10]。植物样品用硝酸—高氯酸法消解，测定仪器与方法同土壤样品。各元素标准样品采用国家标准物质中心提供的相应标准样品，测定过程严格遵从国家质量检测标准，加标回收率控制在90%-110%。每个样品各指标平行3次测试，取平均值作为统计数据。

将文中主要参照的茶园土壤和茶叶评价标准进行汇总(表 2)。其中，涉及茶园土壤微量元素的标准主要有《有机茶产地环境条件(NY/T 5199-2002)》^[11]和《茶叶产地环境技术条件(NY/T 853-2004)》^[12]。为了考虑土壤微量元素累积情况，还在文中参考了福建省土壤相应元素背景值^[13]。茶叶相关的微量元素标准主要有《绿色食品茶叶(NY/T 288-2012)》^[14]和《茶叶中铬、镉、汞、砷及氟化物限量(NY 659-2003)》^[15]。

采用Excel 2003和SPSS 20.0软件对数据最大值、最小值、均值、标准差、变异系数和相关系数等进行分析。

岩茶区土壤pH值4.46-5.78，呈酸性，有机质含量为30.89-46.12 g·kg^-1，属于土壤肥力适中的类型，微量元素含量如表 3所示。名岩区的元素含量均值大小为Zn＞Cr＞Pb＞Cu＞As＞Co＞Mo＞Se＞Hg＞Cd，丹岩区元素含量均值大小为Zn＞Cr＞Pb＞Cu＞Co＞As>Mo＞Se＞Hg＞Cd。由于元素丰度直接决定了其在土壤中的含量基数，因此丰度差异明显的元素在不同产区的相对顺序基本不变。但大部分元素的绝对含量在不同产区的差别较大，尤其是名岩区Cu和Cr含量的最大值都小于丹岩区Cu和Cr含量的最小值。总体而言，名岩区元素(除As元素外)的平均含量都小于丹岩区。

参照国家现有茶园土壤标准(表 2)，名岩区Cu、Cr和Cd的含量在有机茶产地标准限值^[11]内，Pb、As和Hg含量符合茶叶产地环境技术条件^[12]。丹岩区的2个茶园(样点编号8和9)土壤样品Cu超出有机茶产地标准^[11]，且一个茶园(样点编号8)样品的Cr超出茶叶产地环境技术条件^[12]。其中，编号为8的茶山坳茶园土壤污染最为严重，Zn、Cu、Cr、Pb、Cd、As和Hg含量分别为福建省土壤相应元素背景值^[13]的1.87、2.94、1.73、4.19、1.11、1.26和3.19倍。

此外，相对土壤Co在满足反刍动物需要的临界值(5 mg·kg^-1)^[16]，名岩区Co含量均值略低，说明该区茶园土壤一定程度上缺Co；丹岩区Co含量均值较高，说明该区茶园土壤整体上足Co。2个岩茶产区土壤Mo含量为中等水平范围内(0.3-5 mg·kg^-1)^[17]，并属于足Se土壤(0.175-0.450 mg·kg^-1)或高Se土壤范围(0.450-3.000 mg·kg^-1)^[18]。

茶叶微量元素含量的测定结果见表 4。微量元素的种类差异性和区域差异性在茶叶中也较明显。名岩区茶叶的微量元素含量均值大小为Zn＞Cu＞Pb＞Cr＞Co＞Se＞Hg＞Mo＞As＞Cd，丹岩区为Zn＞Cu＞Co＞Cr＞Pb＞Se＞Mo＞As＞Hg＞Cd。其中，Zn、Cu为微量元素中含量较大的元素，Cd为含量最少的元素，与相关研究一致^[2]。两茶区茶叶中微量元素含量差异最大的元素为Hg和Co，名岩区茶叶样品中Hg的含量(0.093 mg·kg^-1)大于丹岩区茶叶样品中Hg的含量(0.042 mg·kg^-1)，但名岩区茶叶样品中Co的含量(0.130 mg·kg^-1)明显小于丹岩区茶叶样品中Co的含量(0.536 mg·kg^-1)。结合茶叶元素含量现有标准(表 2)比较得出，2个岩茶主产区中茶叶样品的Cu、Cr、Pb、Cd、As和Hg的含量均远低于相应标准限值^[14-15]，满足安全规定。

茶园土壤是茶叶中微量元素的决定性来源^{[3, 8]}。土壤中的微量元素可以通过茶树的吸收、迁移，在茶叶中累积。富集系数(富集系数=茶叶中元素含量/土壤中对应元素含量)可以反映茶叶对土壤中微量元素的富集能力^[4]。

不同元素富集系数值差异明显，甚至存在数量级的差距(表 5)。不同元素富集系数平均值的大小为Cu＞Hg＞Zn＞Se＞Cd＞Mo＞Co＞As＞Pb＞Cr。茶叶对Cu和Hg的富集能力最强，富集系数的最大值可超过1。茶叶对Zn、Se和Cd的富集系数也基本在0.1-1之间，富集能力较强。茶叶对Co和Mo的富集系数变化范围较大，分别为0.007-0.076与0.014-0.155，可能说明这2种元素的富集情况容易受研究区不同茶树品种、树龄或土壤质地等因素影响。茶叶对非必需元素As、Pb和Cr的富集系数绝大部分低于0.01，富集能力较弱。

由表 6可知，土壤微量元素含量对茶叶中微量元素含量影响很大，且不同种类元素相关性差异显著。其中，土壤Co_soil与茶叶Co_leaf、Cu_leaf和Cr_leaf在0.01水平上极显著相关，相关系数达到0.837、0.802和0.766，说明土壤Co元素促进茶叶对Co、Cu和Cr元素的吸收；土壤Mo_soil、Se_soil、Zn_soil、Cu_soil与茶叶As_leaf都为显著负相关，说明土壤Mo、Se、Zn和Cu能抑制茶叶对有害元素As的吸收，这可能是茶叶中As元素富集能力低的原因之一；而土壤Hg_soil对茶叶Co_leaf、Zn_leaf、Cu_leaf和Cr_leaf显著负相关，说明土壤Hg元素会抑制茶叶对Co、Zn、Cu和Cr的吸收。其他土壤元素也不同程度的促进或抑制茶叶元素的吸收。

武夷岩茶主产区茶园土壤微量元素(Co、Mo、Se、Zn、Cu、Cr、Pb、Cd、As和Hg)的含量差别明显，名岩区元素(除As元素外)的平均含量都小于丹岩区，尤其是Cu和Cr平均含量分别为丹岩区的0.21和0.33倍。丹岩区土壤累积的微量元素含量较名岩区丰富，这与不同产区土壤母质类型、土壤理化性质、农耕经营活动和人为活动强度等因素有关，还与不同降雨量、地形、地质条件下土壤受雨水淋溶、冲刷导致的微量元素流失程度有关。此外，丹岩区土壤Cu和Cr含量已出现超出茶园产地条件标准的现象，说明在一定程度上受到外源的影响和污染，反映了近年来为了追求茶叶产量，丹岩区部分茶农盲目扩大茶园面积、或改农田为茶园，不注重茶园管理，已经对茶园生态环境造成威胁。

微量元素的种类和区域差异性在茶叶中也较明显。微量元素中Zn、Cu是人体的必需元素，正常成人每天需Zn10-15 mg，需Cu最小量为2 mg，饮茶是人体补充微量元素日需摄入量的途径之一^[9]，且在一定范围内，茶叶品级与茶叶含Zn、Cu量往往成正相关^{[2, 9]}。两茶区茶叶Se含量基本上都低于富Se茶标准(0.2-0.4 mg·kg^-1)^[19]。两茶区茶叶Hg和Co含量差异最大，名岩区茶叶样品Hg元素均值为丹岩区的2.21倍，但两茶区全部样品Hg元素都满足相关标准限值(NY 659-2003)^[15]，属于安全范围。丹岩区茶叶样品Co含量均值为名岩区的4.12倍，Co为人体必需的微量元素，在茶叶中的绝对含量较低，尚无限量标准^[2]。名岩区茶叶的Co含量在乌龙茶Co含量范围(0.09-0.60 mg·kg^-1)内^[1]；丹岩区茶叶的Co含量超出乌龙茶(0.3 mg·kg^-1)和红茶(0.2 mg·kg^-1)的平均含量^[1]，接近绿茶Co含量(0.4-1.2 mg·kg^-1)，适于安全饮用^[1-2]。由此推断，丹岩区茶叶中Co含量比名岩区岩茶和乌龙茶、红茶高。

茶叶对不同元素富集系数差异明显，对Cu和Hg的富集能力最强，Zn、Se和Cd富集能力较强，而对非必需元素As、Pb和Cr富集能力最弱。已有研究表明，茶叶对不同元素的富集性与所处地域的大气环境状况、降水成分、土壤理化性质，土壤元素的化学形态组成，茶树年龄、品种等因素有关^{[4, 8]}，尤其受土壤性质和茶树品种影响较大^[3-4]。但由于研究区采集的同一岩区中的同品种茶树的样点数不多，尚不足以说明在同一岩区内某品种茶树的富集特征。因此，希望今后的研究能对土壤元素的活性组分进行深入调查，并结合不同区域内土壤类型、茶树品种、茶园环境等进行针对性研究。

多种元素共存条件下，土壤对茶叶元素分布影响极为复杂，可能促进或阻碍茶叶对某些元素的吸收。相关系数可以反映元素来源的共性，若土壤元素与茶叶元素的相关系数越大，说明土壤对茶叶元素分布的影响越大，这与土壤元素活性及茶树的生理学过程密切相关^{[4, 20]}。研究区土壤Co和茶叶Co含量呈显著相关，说明茶叶Co主要来源于土壤。研究表明，土壤Co的积累主要由土壤背景决定，受人类活动影响较小^[20]。因此，可以发挥丹岩区土壤和茶叶Co含量高(安全范围内)的优势，挖掘茶叶的品牌特征。

总体而言，名岩区的土壤和茶叶样本元素含量均在国家相应标准范围内；丹岩区的土壤样本有部分Cu、Cr超标现象，但茶叶样本元素含量均在安全范围内，且茶叶中Co元素含量较高，有利于人体健康。建议强化当地茶叶产业监管，合理规划茶园用地，推动有机茶或高附加值的茶品发展，保障武夷山茶产品质量安全。