蔡　艷　易江婷　宋　威　張　毅　張錫洲

摘要：采用常規(guī)方法研究了蒙頂山茶園土壤微生物區(qū)系組成和酶活性及其與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系，結(jié)果表明，三大類群微生物中以細(xì)菌最多，約占微生物總量的90％，真菌次之，放線菌最少：細(xì)菌數(shù)量與土壤全磷和速效鉀含量呈顯著正相關(guān)；放線菌和真菌數(shù)量與土壤各項(xiàng)理化性質(zhì)相關(guān)性均不顯著，土壤脲酶活性為0.165～0.248 mgNH³-N·100g^-1±(38℃，3h)，土壤蛋白酶活性為6.332～10.665μgNH₂-N·g^-1±(30℃，24h)；土壤脲酶活性與速效鉀含量具有極顯著負(fù)相關(guān)性，土壤蛋白酶活性與全磷、速效磷具有顯著負(fù)相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：茶園土壤；微生物區(qū)系；土壤酶；土壤肥力；蒙頂山

中圖分類號(hào)：S939.96文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0439-8114(2009)02-0317-04

茶樹(shù)是人工栽培的經(jīng)濟(jì)灌木，由于茶葉的可觀收入和茶樹(shù)的耐酸耐鋁等特性，在熱帶亞熱帶的酸性土壤上廣泛種植。自然土壤植茶后，由于茶樹(shù)生物物質(zhì)循環(huán)及施肥管理等因素，土壤理化性質(zhì)會(huì)發(fā)生一系列明顯的變化，并逐漸在茶園土壤中富集，形成了非常獨(dú)特的土壤化學(xué)環(huán)境。蒙頂山地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，有著典型的酸性土壤條件，是世界茶文化發(fā)源地，世界茶文化圣山，茶葉生產(chǎn)是當(dāng)?shù)厝嗣竦闹饕?jīng)濟(jì)來(lái)源之一。張錫洲等研究表明，蒙頂山茶園土壤養(yǎng)分含量比國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園養(yǎng)分含量低，土壤肥力狀況已成為提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的限制因子。

土壤肥力的形成與演變過(guò)程大多是在土壤微生物和酶的作用下進(jìn)行的，其在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、有機(jī)質(zhì)的分解等方面起著重要的作用?？勺鳛樵u(píng)價(jià)土壤肥力的指標(biāo)。本文研究蒙頂山茶園土壤微生物區(qū)系和酶活性及其與土壤性質(zhì)之間的相關(guān)性，可以了解茶園土壤生態(tài)系統(tǒng)中微生物的組成和酶的活性及其在土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化中的作用，為科學(xué)利用和管理茶園、提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)及促進(jìn)茶園生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供理論科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1．1樣品采集

蒙頂山位于四川省雅安市與名山縣交界處，呈東北至西南走向，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年降雨量在1800mm以上。蒙頂山茶園主要分布在山體的陽(yáng)坡面。茶園依坡而建，坡度15°～35°，坡向105°～160°，海拔900～1450 m，是典型的山區(qū)茶園。茶園主要土壤類型為砂巖發(fā)育而成的黃壤和紫色土(酸性)。在研究區(qū)域內(nèi)，共采集土壤樣品23個(gè)。每個(gè)土樣取3點(diǎn)茶樹(shù)樹(shù)蓮滴水線下0～30cm土層混合而成，用無(wú)菌聚乙烯塑料袋包好并標(biāo)記。

1．2研究方法

土壤含水量測(cè)定采用新鮮土，烘干法測(cè)定；其余土壤理化性狀測(cè)定采用風(fēng)干土，常規(guī)方法測(cè)定。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

土壤微生物數(shù)量測(cè)定采用新鮮土，稀釋平板法分離計(jì)數(shù)。細(xì)菌用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)，28℃條件下培養(yǎng)1～2d；真菌用馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)，28℃條件下培養(yǎng)3～5d；放線菌用高氏一號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng)，28℃條件下培養(yǎng)7～10d。

土壤酶活性測(cè)定采用風(fēng)干土，脲酶采用靛酚藍(lán)比色法：蛋白酶采用茚三酮比色法。

用Microsoft Excel軟件及SPSS12.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2．1蒙頂山茶園土壤微生物區(qū)系組成

由表2可知，蒙頂山茶園土壤微生物數(shù)量(x10³cfu·g^-3)以細(xì)菌(173～2634)為主，真菌(1.6～208.1)次之，放線菌(1.4～18.1)數(shù)量最少。這與一般生態(tài)系統(tǒng)微生物區(qū)系組成不一致。

2．1．1細(xì)菌數(shù)量細(xì)菌數(shù)量多，個(gè)體小，與土壤接觸面積相對(duì)大，使其成為土壤中最大的生命活動(dòng)面，也是土壤中最活躍的生物因素。從表2可知，蒙頂山茶園土壤細(xì)菌數(shù)量占微生物總數(shù)的90％左右，楊風(fēng)等研究表明亞熱帶不同林木下細(xì)菌數(shù)量(大多集中于1.0×10³cfu·g^-1)占微生物總量的80％～95％，本試驗(yàn)條件下細(xì)菌數(shù)量所占微生物總數(shù)的比例與其相符。俞慎等研究浙江茶園耕層上壤細(xì)菌數(shù)量以10年樹(shù)齡最多，高達(dá)42.3×10⁶cfu·g^-1，較蒙頂山茶園耕層土壤細(xì)菌最高值高16倍。其原因可能在于西湖龍井茶產(chǎn)區(qū)梅家塢土壤pH值平均為4.8，而蒙頂山土壤酸化程度高。pH值為4.0左右，活性H⁺對(duì)細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖影響較大，最終導(dǎo)致其數(shù)量降低；另外，蒙頂山茶園屬低山茶園，年均氣溫較平原低，低溫也會(huì)抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。

2．1．2放線菌數(shù)量放線菌一般具有喜熱耐旱的特性，在有機(jī)質(zhì)含量高的偏堿性土壤中占的比例高，在物質(zhì)循環(huán)中主要是同化無(wú)機(jī)氮，分解碳水化合物及脂類、單寧等難分解物質(zhì)。從表2可知，蒙頂山茶園土壤中放線菌數(shù)量占土壤微生物總數(shù)不到1％。張崇邦等研究結(jié)果表明天臺(tái)山茶園林放線菌數(shù)量達(dá)3.91×10⁶Cfu·g^-1，是蒙頂山茶園土壤放線菌數(shù)量最高值(1.8×10³cfu·g^-1)的217倍。周智彬等C9)研究結(jié)果顯示在沙漠生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物區(qū)系組成中。放線菌數(shù)量在不同地點(diǎn)多的可達(dá)到140×10³cfu·g^-1，最少的也有2.0×10⁵cfu·g^-1，而蒙頂山平均只有4.0×10³cfu·g^-1，這可能與當(dāng)?shù)赝寥郎鷳B(tài)環(huán)境條件有很大關(guān)系。許多研究表明放線菌喜歡干燥偏堿的環(huán)境。蒙頂山降水量大且頻繁，土壤含水量較高(供試土樣含水量最高達(dá)到60％)，不宜放線菌的生長(zhǎng)繁殖；同時(shí)處在溫暖濕潤(rùn)的條件下，土壤中處于優(yōu)勢(shì)地位的細(xì)菌數(shù)量不斷增加，也給放線菌的生存帶來(lái)壓力：加上當(dāng)?shù)赝寥浪峄瘒?yán)重，土壤中放線菌因養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)和環(huán)境不適而處于劣勢(shì)，數(shù)量和比例都較其他土壤生態(tài)系統(tǒng)有較大幅度降低。

2．1．3真菌數(shù)量真菌一般耐酸性，在偏酸性的肥沃土壤中數(shù)量較多。真菌是參與土壤中有機(jī)物質(zhì)過(guò)程的主要成員之一，它能分解纖維素、半纖維素及其他類似化合物，也能分解含氮的蛋白質(zhì)類化合物而釋放出氨，在土壤熟化過(guò)程中有著重要作用。

蒙頂山茶園土壤中真菌數(shù)量(×10³cfu·g^-1)為1.6～208.1，僅次于細(xì)菌，占土壤微生物總數(shù)量的0.13％～14.32％(表2)。鄧欣等研究表明山西茶園土壤三大類群微生物中真菌最少，約占微生物總量1％。蒙頂山茶園土壤中真菌所占比例較其他茶園高。其原因可能有兩個(gè)：一是供試土樣pH值均在

4.0左右，當(dāng)土壤pH值小于5.0時(shí)，細(xì)菌和放線菌的生長(zhǎng)繁殖明顯受到抑制，而耐酸性較強(qiáng)的真菌則影響不大，導(dǎo)致其在微生物總數(shù)中所占的比例較高；二是本試驗(yàn)土壤肥力屬中等水平，可供腐生真菌生長(zhǎng)所需基質(zhì)(纖維素等)相對(duì)較多。

2．1．4微生物數(shù)量與土壤理化性質(zhì)之間的相關(guān)性由表3可知，蒙頂山茶園土壤中細(xì)菌數(shù)量與土壤全磷和速效鉀的含量呈顯著正相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)分別為0.4048和0.4406。說(shuō)明細(xì)菌數(shù)量多，活動(dòng)旺盛，有利于土壤鉀元素的轉(zhuǎn)化，使土壤中的鉀元素轉(zhuǎn)化為可供茶樹(shù)利用的速效鉀。土壤放線菌數(shù)量與土壤各項(xiàng)理化性質(zhì)相關(guān)性不顯著，甚至與多數(shù)土壤肥力因素呈負(fù)相關(guān)，尤其是其與土壤有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)系數(shù)為－0.1120，這與現(xiàn)有報(bào)道不符，原因可能在于本試驗(yàn)土壤酸化程度較重，放線菌的生長(zhǎng)繁殖嚴(yán)重受抑。真菌與土壤各理化性質(zhì)的相關(guān)性都不顯著。值得注意的是蒙頂山茶園土壤細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量與土壤水分含量相關(guān)性均不顯著，這可能是由于蒙頂山地處亞熱帶地區(qū)，屬季風(fēng)濕潤(rùn)性氣候，水分充足，對(duì)土壤微生物生長(zhǎng)的制約性較小。

2．2蒙頂山茶園土壤酶活性

土壤脲酶和蛋白酶的活性強(qiáng)度常用來(lái)表征土壤氮素的供應(yīng)強(qiáng)度，它們能促進(jìn)土壤中含氮有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化。從表4可知，蒙頂山茶園土壤脲酶活性為0.165～0.248 mgNH₃-N·100g^-1±(38℃·3h)，蛋白酶活性為6.332～10.665 μgNH₂-N·g_-1±(30℃，24h)。不同土樣之間酶活性差異較大。

從表5可以看出，蒙頂山茶園土壤脲酶活性與速效鉀具有極顯著負(fù)相關(guān)，與上壤其他理化性質(zhì)的相關(guān)性不顯著，土壤蛋白酶活性與全磷、速效磷具有顯著負(fù)相關(guān)，與土壤其他肥力因素相關(guān)性不顯著。

在自然土壤中，土壤酶活性通常與土壤肥力因素有較好的正相關(guān)性。蒙頂山茶園土壤脲酶和蛋白酶活性與諸多土壤理化性質(zhì)相關(guān)性不顯著，除了以上所述土壤酸化嚴(yán)重等因素外，筆者認(rèn)為可能還存在以下3個(gè)方面原因：①有學(xué)者認(rèn)為，在一個(gè)沒(méi)有管理的生態(tài)系統(tǒng)中，土壤酶活性與土壤理化性質(zhì)之間具有較好的關(guān)聯(lián)性，在土壤生態(tài)系統(tǒng)擾動(dòng)后存在顯著的長(zhǎng)期與短期響應(yīng)。本文研究的茶園土壤為耕作土壤，人為擾動(dòng)較大，對(duì)微生物及植物根系活動(dòng)影響較強(qiáng)，從而導(dǎo)致土壤脲酶、蛋白酶活性與土壤肥力因素之間的相關(guān)性不顯著。②酶活性測(cè)定方法及計(jì)算方法不同，最后計(jì)算結(jié)果之間差異很大。各種方法之間是否具可比性，值得商榷。本次試驗(yàn)結(jié)果與其他資料結(jié)果的差異，也有可能是由于測(cè)定方法不一致造成的。③通常情況下，土壤酶主要以酶一無(wú)機(jī)礦物膠體復(fù)合體、酶一腐殖質(zhì)復(fù)合體和酶一有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體等形式存在于土壤中，與腐殖質(zhì)復(fù)合的土壤酶總是處于物理性的被保護(hù)狀態(tài)，催化特性也有較大差異。這也可能導(dǎo)致土壤處理方式不同，而對(duì)酶活性測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生較大差異。

3結(jié)論與討論

蒙頂山茶園土壤微生物總量，大多為1.0×10⁶cfu·g^-1；土壤微生物區(qū)系構(gòu)成為細(xì)菌(173～2634×10³cfu·g^-1)＞真菌(1.6-208.1×10³cfu·g^-1曠)>放線菌，(1.4～18.1×10³cfu·g^-1)。細(xì)菌數(shù)量與土壤速效鉀和全磷含量呈顯著相關(guān)，表明其在土壤磷和鉀素養(yǎng)分轉(zhuǎn)化過(guò)程中有著重要作用。

蒙頂山茶園土壤脲酶活性為0.165～0.248mgNH₃-N·100g^-1±(38℃，3h)，土壤蛋白酶活性為6.332～10.665μgNH₂-N·g^-1±(30℃，24h)。土壤脲酶活性與速效鉀具有極顯著負(fù)相關(guān)性，土壤蛋白酶活性與全磷、速效磷具有顯著負(fù)相關(guān)性。蒙頂山土壤脲酶、蛋白酶的活性與諸多土壤理化性質(zhì)相關(guān)性不明顯。

(責(zé)任編輯鄭威)