全 文 ：中国生态农业学报 2012年 11月 第 20卷 第 11期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2012, 20(11): 1471−1477


* 福建省教育厅重点项目(JA11075)资助
** 通讯作者: 林文雄(1957—), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事作物生理与分子生态等方面研究。E-mail: wenxiong181@163.com
林生(1981—), 男, 博士, 讲师, 主要从事植物抗逆生理与分子生态等方面研究。E-mail: lsjk1958@163.com
收稿日期: 2012-05-27 接受日期: 2012-07-26
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.01471
福建安溪不同年限茶树土壤养分与微生物 Biolog
功能多样性的差异分析*
林 生1,2 庄家强2 陈 婷1,2 张爱加2 周明明2 林文雄1,2**
(1. 福建农林大学生命科学学院 福州 350002; 2. 福建农林大学农业生态研究所 福州 350002)
摘 要 茶园提早衰老退化是制约茶叶经济效益的一个关键性问题。以 1年生、6年生与 20年生茶树土壤为
研究对象, 对不同年限的茶树土壤养分与微生物多样性进行研究。结果表明: 根据《茶叶产地环境技术条件》
(NY/T8 53—2004)的 pH和各项肥力指标, 1年生茶树土壤的 pH为 4.73, 处于Ⅱ级水平, 6年生茶树土壤的 pH
为 4.41, 接近Ⅱ级水平, 都符合优质、高效、高产茶园土壤的酸碱指标; 20年生茶树土壤 pH为 4.15, 接近 4.0,
呈酸化。6年生茶树土壤的有机质、碱解氮和速效磷都达到肥力Ⅰ级, 速效钾处于肥力Ⅲ级, 整体肥力水平最
好; 1 年生茶树土壤的速效磷丰富, 达到肥力Ⅰ级, 碱解氮达到肥力Ⅱ级, 有机质和速效钾处于肥力Ⅲ级, 肥
力处于中等水平; 20年生茶树土壤的有机质达到肥力Ⅱ级, 碱解氮、速效磷和速效钾都处于肥力Ⅲ级, 整体肥
力水平最差。基于 Biolog平板法的微生物功能多样性研究表明, 6年生茶树土壤的微生物群落利用碳源的能力
最好, 20年生茶树土壤微生物对 6类碳源的利用程度都不高, 1年生茶树土壤微生物对 6类碳源的利用处于中
等水平。多样性指数分析表明, 6年生茶树土壤微生物群落的 Shannon、Brillouin、均匀度、丰富度指数均最高;
20年生茶树土壤最低。总之, 与 6年生和 1年生茶树土壤相比, 20年生茶树土壤呈现较强酸化, 有机质含量比
6年生茶树土壤下降 47.81%, 微生物群落的生理活性最低, 生理功能多样性急剧减少。
关键词 茶树 根部土壤 微生物群落 土壤肥力 Biolog 微生物功能多样性
中图分类号: S154.3 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)11-1471-07
Analysis of nutrient and microbial Biolog function diversity in tea
soils with different planting years in Fujian Anxi
LIN Sheng1,2, ZHUANG Jia-Qiang2, CHEN Ting1,2, ZHANG Ai-Jia2, ZHOU Ming-Ming2, LIN Wen-Xiong1,2
(1. School of Life Sciences, Fujian Agriculture and Forest University, Fuzhou 350002, China;
2. Institute of Agro-ecology, Fujian Agriculture and Forest University, Fuzhou 350002, China)
Abstract Premature aging and degradation of tea gardens have been critical issues limiting the economic development of tea
industry. Nutrient and microbial diversity in tea garden soils with different planting years were studied. The study was based on pH
and fertility indexes of tea producing environmental conditions (NY/T8 53—2004). Soil pH of 1-year-old tea was 4.73, which was at
grade Ⅱ level. Also soil pH of 6-year-old tea was 4.41, close to grade Ⅱ. Both these grades conformed to acid-base indicators for
high quality tea garden soils. The soil pH of 20-year-old tea was 4.15 (less than 4.5 but close to 4.0) and therefore identified as acidic.
Organic matter, available N (nitrogen) and available P (phosphorus) in the 6-year-old tea soil were respectively at fertility gradeⅠ
level. That of available K (potassium) was at grade Ⅲ level. Available P was abundant in the 1-year-old tea soil, which was at grade
Ⅰlevel. While available N was at grade Ⅱ, organic matter and available K were at grade Ⅲ level. In the 20-year-old tea soil,
organic matter reached grade Ⅱ and available N, P and K reached grade Ⅲ. While the 6-year-old tea soil fertility was the best,
1-year-old tea soil fertility was medium and then the 20-year-old tea soil fertility was the worst. Biolog analysis showed that the
ability of microbial flora to use six kinds of carbon sources was highest in the 6-year-old tea soil. It was lowest in the 20-year-old tea
soil. Microbial utilization of six kinds of carbon sources in the 1-year-old tea soil was moderate. Community diversity indexes
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analysis showed that the Shannon index, Brillouin index, homogeneity index and richness index of the 6-year-old tea soil were the
highest. These indexes were worst in the 20-year-old tea soil. Compared with the 6- and 1-year-old tea soils, the 20-year-old tea soil
presented the strongest acidification. Organic matter in the 20-year-old tea soil was 47.81% less than that in the 6-year-old tea soil.
Physiological activity of the 20-year-old tea soil microbes was the lowest, which limited physical diversity functions.
Key words Tea tree, Root soil, Microbial community, Soil fertility, Biolog, Microbial functional diversity
(Received May 27, 2012; accepted Jul. 26, 2012)
茶树[Camellia sinensis (Linn.) O. Kuntze]属山
茶科山茶属茶种, 是一种多年生、木本、常绿植物,
具有保水固土、调节气候、文化旅游等价值, 是我
国重要的经济作物之一。现阶段, 我国茶园面积占
全国耕地面积的 1.15%, 种植面积居世界第一位[1]。
其初级产品价值占农业总产值的 2.15%, 而茶园生
态系统的总价值据估算约为直接经济价值的 3倍[2]。
据统计, 2007年中国茶园面积达 140万 hm2, 茶叶的
销售额达 320 亿元[2], 对国计民生和地球生态系统
都起到重要作用。
在茶叶生产过程中, 茶树生命周期可达 100 年
以上, 而经济生产年限一般为 40~60年[3]。但大多数
茶园在投产 20 年左右, 由于连年采收及频繁修剪,
加之肥力供应不足, 茶树根部土壤的生物学特性得
不到改善, 茶树树势、茶叶产量品质大幅度下降, 形
成了低产衰老茶园[4]。受到耕地数量的限制, 新茶园
的开垦受到制约, 因此低产衰老茶园面积不断增加,
严重影响了茶叶的产量与品质, 最终影响整个产茶
地区的经济效益。
近年来, 对于如何改造低产衰老茶园, 很多研
究人员也相应地提出了一系列改造方法。这些方法
包括改树、改土、改园与改肥等[5]。但是在改造之
后, 低产衰老茶园的经济效益也难以恢复到较理想
的状态。很多茶农最终另外选择合适的地区开辟新
茶园。对于日趋紧张的土地资源, 开辟新茶园无疑
给稀缺的土地资源增加了沉重负担, 也给不适宜开
辟新茶园的地区增添了极大的生态成本。因此, 探
索行之有效的低产衰老茶园改造方法, 是产茶地区
维持可持续性发展的一个重要途径。在改造的过程
中, 首选的对象应该是茶树根部土壤的整个微生态
体系。茶树的连年种植, 也会像其他连作作物一样,
造成微生态系统发生质的变化。其他连作作物, 如
设施蔬菜、大豆、花生、辣椒、烟草、太子参等[6−11],
根际正常的微生物群落结构受到破坏, 微生物多样
性水平降低, 病原微生物数量增加。对于这些农作
物连作障碍的消减, 许多研究人员应用了不同的微
生物有机肥或菌剂等, 主要是用于改善根际的微生
物群落结构[6,8,12−15]。对于茶园土壤随着年限的增加,
其生物学特性与微生态环境是如何发生变化, 以及
针对根部土壤微生物群落的改善方法等研究尚较
少。因此, 本研究通过 Biolog 方法测定不同年限茶
树(1年、6年、20年)根层土壤微生物对不同碳源利
用程度的差异, 通过结合主成分分析, 解释隐含的
存在于微生物群落之间的功能差异, 并结合土壤肥
力、理化性质的变化了解茶树种植对红土壤质量演
变及其对微生物生态的影响, 以期为茶园改造、茶
园的可持续高产提供理论指导与技术支撑。
1 材料与方法
1.1 供试土壤
供试土壤样品取自福建省泉州市安溪县华祥苑
茶叶股份有限公司试验茶园。安溪位于福建省中部
偏南, 属亚热带湿润气候区, 年均气温 16~20 , ℃ 年
降雨量 1 800 mm左右, 无霜期约 260 d, 土壤为酸性
红壤土, 是世界名茶铁观音之乡。截至 2008年底安
溪全县有茶园面积 4 万 hm2, 总产量 6 万 t, 涉茶总
产值 65 亿元, 全县 112 万人口中有 85 万人口涉茶,
茶产业已成为全县的民生产业[16]。在试验茶园同一
片全年耕作措施一致的坡地, 选择 1年生、6年生和
20年生的茶树, 于 2011年 7月采取茶树的根部土壤
作为研究对象。采样时, 以茶树主茎为中心在半径
约 20~30 cm 的范围内取土, 取土深度为 0~25 cm,
不同土壤样品均通过五点采集, 每个点取 6 个重复,
四分法混匀后装入无菌的牛皮纸袋中, 放入冰盒内
带回实验室, 挑取土壤中的残留根系、石块及其他
杂质后, 将土壤保存于−80 ℃超低温冰箱内。
1.2 土壤基本理化性质测定
土壤营养测定参照《土壤农化分析手册》[17], 有
机质的测定采用重铬酸钾容量法 , 用硫酸亚铁滴
定。土壤 pH用复合电极法测定。土壤全氮用重铬酸
钾−硫酸消化法测定 ; 水解性氮的测定采用碱解扩
散法 ; 土壤全钾的测定采用氢氧化钠熔融−火焰光
度法; 土壤全磷测定采用氢氧化钠−钼锑抗比色法;
速效磷用 0.5 mol·L−1 NaHCO3浸提, 钼锑抗比色法
测定; 速效钾用 1 mol·L−1中性 NH4OAc浸提, 火焰
光度计测定。
1.3 土壤微生物群落功能多样性测定
土壤微生物群落功能多样性采用 31 种碳源的
第 11期 林 生等: 福建安溪不同年限茶树土壤养分与微生物 Biolog功能多样性的差异分析 1473


Biolog ECO微平板法进行测定[18−20], 其土壤样品的
处理与 ELSIA反应参照杨宇虹等[21]所介绍的方法。
将 Biolog ECO 平板预热到 25 , ℃ 用移液器取 150
μL提取液于各个孔中, 28 ℃恒温培养, 在 0 h、24 h、
48 h、72 h、96 h、120 h、144 h、168 h用 ELISA反
应平板读数器读取 590 nm的吸光值。
土壤微生物群落ELISA反应采用Biolog ECO平
板每孔颜色平均变化率AWCD(average well color
development)表示。AWCD=∑(C−R)/n, 其中C是所测
定的31个碳源孔的吸光值, R为对照孔的吸光值, n为
碳源的数目。土壤微生物群落功能多样性指数计算
参照植物生态学的方法[22], 计算采用反应96 h后的
测定结果。
Simpson指数计算公式为:
1/D=[∑ni(ni−1)/N(N−1)]−1 (1)
Shannon指数(H)计算公式为:
H=−ΣPi×lnPi (2)
式中, Pi=(Ci–R)/Σ(Ci–R)。Brillouin指数计算公式为:
H=(1/N)/In[N!/(n1!n2!n3!n4!···nn!)] (3)
均匀度指数计算公式为:
( )( )E N U N N S= − − (4)
群落丰富度指数(S)用碳源代谢孔的数目(AWCD>
0.2则代表该孔碳源被利用, 该孔即为反应孔)表示群
落丰富度指数。式中, Pi为第i孔相对吸光值(C−R)与整
个平板相对吸光值总和的比率, S为颜色变化孔的数
目, ni为第i孔相对吸光值(C−R), N为吸光值总和。
1.4 数据分析方法
测定数据利用 Excel 进行数据初处理和制图 ,
采用 DPS 7.05软件进行统计方差分析和主成分分析。
2 结果与分析
2.1 不同年限茶树根部土壤理化性质与养分对比
分析
不同土壤样品的 pH检测结果表明, 1年生茶树
土壤的 pH最大, 为 4.73, 20年生茶树土壤的 pH最
小, 为 4.13。不同年限茶树土壤的 pH随着年份增加,
呈下降趋势, 并存在极显著差异。有机质检测结果
表明, 6年生茶树土壤的有机质含量最高, 20年次之,
1年最低, 1年生茶树土壤的有机质含量分别为 6年
生和 20 年生茶树土壤的 24.57%与 49.26%, 差异极
显著。20年生茶树土壤有机质含量比 6年生茶树土
壤下降 47.81%。
在不同茶龄土壤中, 20年生茶树的全氮、全磷、
全钾与碱解氮、速效磷、速效钾的含量最低, 其中
速效磷与速效钾的含量极低, 分别为 6 年生茶树土
壤的 36.77%、53.85%、68.37%、37.23%、14.45%与
52.76%, 存在极显著差异, 表明 20 年生茶树土壤的
肥力最差。6年生茶树土壤的全氮、全钾与碱解氮含
量高于 1年生茶树土壤, 全磷、速效磷和速效钾含量
低于1年生茶树土壤, 表明 6年生茶树土壤的供氮能
力最好, 有效磷与有效钾元素的水平较低(表 1)。
2.2 不同年限茶树土壤的总 AWCD值分析
Biolog ECO微平板的 AWCD值表征微生物群落
的碳源利用率, 是土壤微生物群落利用单一碳源能
力的一个重要指标, 反映了土壤微生物活性、微生
物群落生理功能多样性。测定结果(图 1)表明, 不同
茶龄土壤的微生物对于Biolog ECO微平板不同碳源
的整体利用程度均随培养时间的增加而增大。在培
养过程中, 不同茶龄土壤的总 AWCD值在 24 h时均
变化不大, 说明在 24 h之内的碳源基本未被利用。
在 24 h后, 6年生茶树土壤在不同培养阶段的 AWCD
值高于其他土壤样品, 且在 48 h后呈现快速升高的
趋势。1 年生茶树土壤与 20 年生茶树土壤的总
AWCD 值在 72 h 内相差不大, 1 年生茶树土壤的总
AWCD值在 72 h后呈现上升趋势, 20年生茶树土壤的
总 AWCD值在 72 h后出现缓慢增长, 几乎维持不变。
不同茶龄土壤不同培养阶段的总 AWCD值表明, 6年
生茶树土壤的微生物群落对于不同碳源的利用能力
高于其他茶龄土壤, 其活性优于其他茶龄土壤。
2.3 不同年限茶树土壤微生物利用不同种类碳源
的动力学特征分析
图 2表明, 6年生茶树土壤的微生物对 6类碳源
的利用均呈随培养时间的延长而逐渐增加的趋势。6

表 1 不同年限茶树根部土壤理化性质
Table 1 Physical and chemical properties of different planting years tea soil
年限
Year
(a)
pH
有机质
Organic matter
(g·kg−1)
全氮
Total N (g·kg−1)
全磷
Total N (g·kg−1)
全钾
Total K (g·kg−1)
碱解氮
Available N
(mg·kg−1)
速效磷
Available P
(mg·kg−1)
速效钾
Available K
(mg·kg−1)
1 4.73±0.02aA 6.32±0.48cC 3.21±0.21bB 0.18±0.03aA 3.89±0.24bB 52.50±0.20bB 78.91±2.09aA 25.09±2.03aA
6 4.41±0.03bB 25.79±0.66aA 4.46±0.58aA 0.13±0.01bB 5.28±0.16aA 119.70±1.06aA 27.33±4.09bB 14.69±0.10bAB
20 4.13±0.02cC 13.46±1.83bB 1.64±0.10cC 0.07±0.01cC 3.61±0.24bB 44.57±0.31cB 3.95±0.16cC 7.75±0.55bB
同列不同小写和大写字母表示 P<0.05和 P<0.01水平差异显著, 下同。Different small and capital letters indicate significant difference at
P<0.05 and P<0.01 levels, respectively. The same below.
1474 中国生态农业学报 2012 第 20卷




图 1 不同年限茶树土壤微生物利用不同种类碳源的
平均颜色变化率(AWCD)
Fig. 1 Average AWCD for microbes using different carbon
sources of soil of different planting years tea trees
年生茶树土壤微生物对糖类、氨基酸、羧酸、胺类
和酚酸的利用比其他土壤样品有明显优势, 而对脂
肪酸的利用程度与 1 年生茶树土壤差异不大。1 年
生茶树土壤微生物对糖类、脂肪酸、羧酸和胺类 4
类碳源的利用均随时间的延长而增加, 对氨基酸和
酚酸类的利用几乎不变。20年生茶树土壤微生物只
对羧酸和酚酸类的利用有所增加, 对其余 4 类碳源
的利用没有明显增加。1年生茶树土壤微生物对糖、
脂肪酸与胺类碳源的利用率高于 20 年生茶树土壤,
存在极显著差异; 对氨基酸碳源的利用与 20年生茶
树土壤之间不存在明显差异 ; 对羧酸碳源的利用 ,
在 120 h之前低于 20年生茶树土壤, 在 168 h时高
于 20 年生茶树土壤, 呈极显著差异; 对于酚酸的利



图 2 不同年限茶树土壤不同类型碳源平均颜色变化率(AWCD)随时间的变化
Fig. 2 Dynamics of AWCD of different carbon sources of different planting years tea soil
不同小写字母表示 P<0.05 Different small letters indicate significant difference at P < 0.05.
第 11期 林 生等: 福建安溪不同年限茶树土壤养分与微生物 Biolog功能多样性的差异分析 1475


用率, 1 年生茶树土壤低于 20 年生茶树土壤。不同
茶龄土壤微生物利用不同种类碳源的动力学特征分
析结果表明, 6年生茶树土壤微生物的生理功能多样
性优于其他茶龄土壤, 20年生茶树土壤的最差。
2.4 不同年限茶树土壤微生物碳源利用特性的主
成分分析
利用培养 168 h 后的 AWCD 值, 对不同茶龄土
壤微生物利用单一碳源特性进行主成分分析, 结果
表明(图 3), 与土壤微生物碳源利用功能多样性相关
的主成分 1、主成分 2 分别解释变量方差的 61.84%
和 38.16%。经进一步分析发现, 1年生茶树土壤位于
主成分 1的负端, 主成分 2的负端; 6年生茶树土壤
位于主成分 1的正端, 主成分 2的正端; 20年生茶树



图 3 培养 168 h土壤微生物碳源利用主成分分析的
因子荷载图
Fig. 3 Loadings for principal component analysis (PCA) of
carbon sources utilization profiles by soil microbe after
cultured for 168 h
土壤位于主成分 1的负端, 主成分 2的正端。
主成分得分系数与单一碳源 AWCD值的相关分
析结果(表 2)表明, 与主成分 1 正相关的碳源有 11
个, 其中羧酸衍生物 2个, 分别为吐温 40和吐温 80;
糖类 5个, 分别为 D-纤维二糖、D-甘露醇、D-葡糖
胺酸、1-磷酸葡萄糖和 D-半乳糖醛酸; 脂肪酸 1个,
为 α-丁酮酸; 氨基酸 3 个, 分别为 L-精氨酸、甘氨
酰-L-谷氨酸和 L-苯丙氨酸。与主成分 2 相关的碳源
有 7个, 其中羧酸衍生物 1个, 为丙酮酸甲酯; 糖类 4
个, 分别是 D-木糖、1-赤藓糖醇、α-D-乳糖和 β-甲基-
D-葡萄糖苷, 后两者为负相关; 氨基酸和脂肪酸各 1
个, 分别为 L-精氨酸和 D-苹果酸, 都呈负相关。
2.5 不同年限茶树土壤微生物群落多样性指数分析
利用培养 168 h后 31种碳源的 AWCD值, 对不
同茶龄土壤微生物功能多样性的 Shannon 指数、
Brillouim 指数、均匀度与丰富度进行计算分析, 结
果(表 3)表明 6年生茶树土壤的各项指数高于 1年生
茶树土壤与 20 年生茶树土壤, 与 20 年生茶树土壤
之间存在显著差异, 其 Brillouin 指数与丰富度指数
与 1 年生茶树土壤相比存在显著差异。1 年生茶树
土壤微生物功能多样性的各项指数皆高于 20 年生
茶树土壤, 并存在显著差异。不同茶龄土壤微生物
功能多样性的各项指数比较分析表明, 6年生茶树土
壤中的微生物群落功能多样性丰富, 且不同物种的
个体数量分布均匀; 1年生茶树土壤的微生物群落功
能多样性和个体数量分布与 6 年生茶树土壤较为接
近; 20 年生茶树土壤的微生物群落功能多样性与均
匀程度皆出现了大幅度下降。

表 2 茶树土壤中与主成分 1和主成分 2显著相关的主要培养基成分
Table 2 Main components in media significantly correlated with principle components 1 and 2 in PCA for tea tree soil
主成分 Principal component 碳源 Carbon sources 相关系数 Correlation coefficient
吐温 40 Tween 40 0.95*
吐温 80 Tween 80 1.00*
D-纤维二糖 D-Cellobiose 0.98*
D-甘露醇 D-Mannitol 0.97*
D-葡糖胺酸 D-Glucosaminic Acid 0.96*
1-磷酸葡萄糖 Glucose-1-Phosphate 0.99**
D-半乳糖醛酸 D-Galacturonic Acid 0.96*
α-丁酮酸 α-Ketobutyric Acid 0.95*
L-精氨酸 L-Arginine 0.95*
甘氨酰-L-谷氨酸 Glycyl-L-Glutamic Acid 1.00**
主成分 1
Principal component 1
L-苯丙氨酸 L-Phenylalanine 0.95*
丙酮酸甲酯 Pyruvic Acid Methyl Ester 1.00**
α-D-乳糖 α-D-Lactose −0.99*
β-甲基-D-葡萄糖苷 β-Methyl-D-Glucoside −0.99*
D-木糖 D-Xylose 0.98*
1-赤藓糖醇 1-Erythritol 1.00**
L-精氨酸 L-Arginine −0.99**
主成分 2
Principal component 2
D-苹果酸 D-Malic Acid −0.99**

1476 中国生态农业学报 2012 第 20卷


表 3 不同年限茶树根际土壤微生物利用培养
基多样性指数
Table 3 Diversity indexes of utilized substrates for soil
microbe of different planting years tea trees soil
年限
Year
(a)
Shannon指数
Shannon
index
Brillouin指数
Brillouin
index
均匀度指数
Evenness
index
丰富度指数
Richness index
1 4.340a 2.146b 0.876a 9.000b
6 4.344a 3.034a 0.879a 15.333a
20 4.036b 1.358c 0.815b 2.000c
3 讨论与结论
影响茶树生长、茶叶产量和品质的因素很多 ,
茶树品种、生态环境、栽培技术、采摘质量、加工
技术、储藏条件等都是优质茶叶的保证[23]。土壤是
茶树生长与茶叶品质形成的物质基础, 只有“好土”
才能产“好茶”。随着年限的增加, 茶树土壤的微生态
环境逐渐劣化, 影响了优质茶叶的生产。本研究发
现, 随着种植年限的增长, 土壤 pH逐渐降低, 20年
生茶树土壤 pH最低, 1年生茶树土壤 pH最高。已有
研究表明, 土壤 pH 在 4.5~6.0 时适宜茶树的生长,
其中 5.5是最适值, 当 pH<4.0时茶树生长受到抑制,
影响茶叶产量和品质[24−26]。根据《茶叶产地环境技
术条件》(NY/T8 53—2004)[27]的 pH指标, 1年生茶
树土壤的 pH处于Ⅱ级水平, 6年生茶树土壤的 pH接
近Ⅱ级水平, 都符合优质、高效、高产茶园土壤的酸
碱指标, 20年生茶树土壤 pH<4.5, 接近 4.0, 呈酸化。
由于茶树是喜铵型植物, 日本学者认为茶园土壤 pH
下降的一个原因是由于大量施用硫酸铵所致[28]; 另
外, 由于茶叶中含有茶多酚等酸性物质, 通过自身
物质循环, 包括茶树凋落物与修剪叶还园, 以及茶
树根系代谢[29], 也会导致土壤酸化。
不同茶龄土壤的肥力水平随着种植年限的增加
也出现逐渐下降的趋势。与《茶叶产地环境技术条
件》(NY/T8 53—2004)[27]的各项肥力指标相比, 1年
生茶树土壤速效磷丰富, 达到肥力Ⅰ级, 碱解氮达
到肥力Ⅱ级, 有机质和速效钾处于肥力Ⅲ级; 6年生
茶树土壤有机质、碱解氮和速效磷都达到了肥力Ⅰ
级, 速效钾处于肥力Ⅲ级; 20 年生茶园土壤有机质
达到肥力Ⅱ级, 碱解氮、速效磷和速效钾都处于肥
力Ⅲ级。对不同茶龄土壤的肥力分析发现, 3个茶龄
土壤的全氮、碱解氮含量中等偏上, 全磷与全钾含
量偏低, 速效磷在 1 年生茶树土壤与 6 年生茶树土
壤中含量丰富, 在 20 年生茶树土壤中含量亏缺, 速
效钾在 3 个茶龄土壤中都呈亏缺状态。杨冬雪等[30]
对福建省 107个典型茶园土壤进行取样与分析测定,
发现碱解氮含量丰富 , 肥力优良与尚可达 95.3%,
速效磷含量中等水平, 肥力优良的达 64.5%, 速效
钾亏缺, 73.9%的土壤样品落在较差等级。在本研究
中, 6 年生茶树土壤的肥力最好, 1 年生茶树土壤的
肥力水平中等, 20年生茶树土壤整体肥力水平最差。
土壤微生物群落与土壤肥力之间有着密切关系,
土壤养分含量高低在很大程度上制约着土壤微生物
量与生理功能多样性[31], 同时微生物量与生理功能
多样性又反过来影响着土壤的肥力[32−33], 两者相互
调节与相互影响。通过对不同茶龄土壤不同时段的
总 AWCD 值进行比较, 以及对于 6 类碳源利用的动
力学分析表明, 6年生茶树土壤的微生物群落利用碳
源的能力最好, 20 年生茶树土壤微生物对 6 类碳源
的利用程度都不高。为了进一步确定不同年份茶树
土壤微生物群落生理功能多样性的变化, 对其多样
性指数和主成分分析进行验证, 结果表明, 6年生茶
树土壤微生物群落丰富度和功能多样性最高, 体现
在 Shannon、Brillouin、均匀度与丰富度各项指数最
高。通过主成分分析不同年份的茶树土壤微生物群
落功能多样性有明显差异, 进一步证明随种植年限
的增加, 不同茶龄土壤微生物群落发生了改变。茶
园土壤微生物量较其他旱地土壤大, 土壤有机物质
降解速度快, 并能降解一些复杂的有机大分子(如单
宁和木质素等)[34]。一些学者认为随着茶树树龄的增
大, 根系分泌物减少, 对土壤微生物有害作用的酚
类等物质的积累而使土壤微生物种群数量下降 [35],
并且随着土壤酸度的增加, 细菌与放线菌的生长受
到抑制[25]。另外, 土壤中有机质含量的高低也会对
微生物群落结构产生影响。郑雪芳等[36]通过对不同
海拔茶树根系土壤微生物群落多样性进行分析, 发
现高海拔处由于低温、潮湿的环境导致土壤积累较
多的土壤有机质, 其微生物种类最多, 分布数量最
大。本研究中, 20年生茶树土壤呈现较强酸化, 有机
质含量比 6 年生茶树土壤下降 47.81%, 表现出微生
物群落的整体生理活性最低, 生理功能多样性急剧
减少。
综上所述 , 茶树作为一种多年生的经济作物 ,
随着茶树树龄的增加, 其土壤养分出现亏缺, 土壤
微生态环境恶化, 导致微生物数量和组成发生变化,
体现在微生物群落的生理活性降低与功能多样性减
少。茶树土壤微生物群落结构与功能多样性劣化 ,
对土壤的物质循环、转换与交替产生了不利影响 ,
从而制约了茶树对土壤营养的良性吸收与利用, 造
成了茶叶产量与质量的下降。但是, 植物根部的土
壤是一个极为复杂的综合体, 其中不同年限茶树土
壤分泌物的具体差异, 以及对根系微生物群落结构
和功能的特异影响还有待于深入研究。通过这些研
第 11期 林 生等: 福建安溪不同年限茶树土壤养分与微生物 Biolog功能多样性的差异分析 1477


究, 期望能够为低产衰老茶园的改造找到一些问题
所在, 并探索一些针对性强且行之有效的方法。
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