王國夫，孫小紅，方逸，周瑾，沈倩婷，項(xiàng)俊蕾，金仙玲，羅杏韻

?

遮陰對抹茶茶園土壤微生物特性及土壤酶活性的影響

王國夫，孫小紅*，方逸，周瑾，沈倩婷，項(xiàng)俊蕾，金仙玲，羅杏韻

紹興文理學(xué)院元培學(xué)院，浙江 紹興 312000

分析了遮陰對浙江省抹茶主產(chǎn)區(qū)茶園土壤微生物特征以及土壤養(yǎng)分和酶活性變化情況。結(jié)果表明，抹茶茶園遮陰后0~20?cm土層有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷和有效鉀含量較未遮陰茶園增加，達(dá)到顯著水平。遮陰茶園土壤的有機(jī)質(zhì)含量達(dá)49.81?g·kg-1，顯著高于未遮陰茶園土壤32.50?g·kg-1（<0.05）。茶園遮陰后可以顯著提升土壤脲酶、蔗糖酶、土壤蛋白酶、酸性磷酸酶和堿性磷酸酶的活性（<0.05）。遮陰茶園細(xì)菌、真菌等多樣性指數(shù)和基因型豐富度也高于未遮陰茶園。遮陰可以提升抹茶茶園土壤營養(yǎng)元素含量以及與土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化密切相關(guān)的幾類酶的活性，增加表層土壤微生物的數(shù)量和活性，有利于受損茶園土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建，全面提升土壤質(zhì)量。

抹茶茶園；遮陰；土壤微生物；土壤酶；土壤營養(yǎng)

抹茶是以采摘遮陰覆蓋下茶樹的鮮嫩芽葉為茶原料，經(jīng)蒸青、烘干兩道工序，再用茶臼磨成而制得翠綠色細(xì)粉末茶[1-2]。從飲茶變?yōu)槭巢瑁淖儾枞~食用方式，極大地拓展了茶葉的應(yīng)用領(lǐng)域[3-4]。

抹茶生產(chǎn)有其特殊性。《中國抹茶國家標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 34778—2017）的定義是：“采用覆蓋栽培的茶樹鮮葉經(jīng)蒸汽（或熱風(fēng)）殺青后、干燥制成的葉片為原料，經(jīng)研磨工藝加工而成的微粉狀茶產(chǎn)品”。因此，在抹茶茶葉的生長期采用遮陰覆蓋栽培技術(shù)，為現(xiàn)代抹茶生產(chǎn)管理的必須步驟。抹茶特殊的香氣“覆蓋香”便是通過這種栽培方式而獲得的[3]。

為了改善茶園的生態(tài)環(huán)境，遮陰成為茶園管理中一項(xiàng)重要農(nóng)藝措施。前期研究發(fā)現(xiàn)遮陰覆蓋不但可以增加茶園空氣濕度，還有助于降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤含水量及養(yǎng)分元素[5-7]，可優(yōu)化茶葉品質(zhì)。這些研究多集中在遮陰覆蓋對茶園生態(tài)環(huán)境和茶葉品質(zhì)的影響[8]，而對土壤微生物群落以及土壤酶活性影響的研究較少。土壤微生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)抵御外界干擾的能力密切相關(guān)。茶園土壤微生物是茶園生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，土壤微生物作為具有決定性影響的組成部分，參與并推動著土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化。同時土壤酶活以及土壤微生物特征也會影響茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)[9-11]。目前有關(guān)抹茶的研究多集中在抹茶生產(chǎn)、加工、營養(yǎng)、覆蓋方式等方面[12-13]，關(guān)于抹茶生產(chǎn)中遮陰對其土壤微生物及土壤酶活性研究較少?；诖?，本研究以全國最大抹茶生產(chǎn)基地為代表，研究遮陰對抹茶茶園土壤養(yǎng)分和微生物群落特征的影響，為現(xiàn)代抹茶茶園土壤管理提供參考，以實(shí)現(xiàn)茶園的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 采樣地基本情況

采樣位點(diǎn)選取浙江省紹興市富盛鎮(zhèn)茶園（120°69′E，29°90′N），該區(qū)域目前有國內(nèi)最大的抹茶種植和加工企業(yè)。該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤，四季分明，年平均氣溫16.2~16.5℃，降水量為1?301~1?465?mm。試驗(yàn)地為緩坡平地，土壤主要為紅壤。茶樹品種為藪北，樹齡15?a。采樣區(qū)為長方形地塊，茶樹行距為1.5?m，試驗(yàn)設(shè)置2個處理：遮陰和不遮陰，每個處理3次重復(fù)。遮蔭棚高1.8?m、寬10?m、長20?m，3個重復(fù)小區(qū)之間設(shè)置2?m寬的隔離行。覆蓋方式都為架棚覆蓋：以水泥柱為材料，在茶園里搭建棚架，棚頂離地面1.8?m高。在谷雨前20?d左右，使用黑色遮陰網(wǎng)，覆蓋在棚面上，覆蓋40?d后進(jìn)行采摘加工制作成抹茶，其后采摘茶葉作為普通茶葉銷售，秋季（10月左右）去掉遮陰網(wǎng)。試驗(yàn)于2016年4月開始，連續(xù)遮陰處理3年。茶園土壤每年施一次有機(jī)肥，商品有機(jī)肥用量一般為3?000?kg·hm-2，每年春秋各施復(fù)合肥一次，用量為450?kg·hm-2（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）。

1.2 土壤樣品采集

土壤樣品采集時間為2018年5月底。根據(jù)采樣位點(diǎn)的地形條件，在10?m×20?m區(qū)域內(nèi)采用5點(diǎn)混合取樣法，每個采樣點(diǎn)沿著茶樹樹冠邊緣垂直投影取樣，清除地表的枯枝落葉，用土壤采樣器分別采集0~20?cm土層樣品，將采集好的樣品裝入無菌封口袋，放入冰盒，帶回實(shí)驗(yàn)室，清除植物根系、大石塊等可見雜質(zhì)后，將每個樣品分成3份，其中1份土樣放于4℃保存?zhèn)溆茫?份放在超低溫冰箱保存用于高通量測序分析微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性，1份土樣放室內(nèi)自然風(fēng)干后過2?mm篩，用來測定土壤酶活和土壤理化特性。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 茶園土壤理化性質(zhì)的測定

茶園土壤pH的測定采用電位法；土壤有機(jī)質(zhì)的測定采用灼燒法；全氮采用開氏定氮法測定；堿解氮采用堿解-擴(kuò)散法；土壤速效磷使用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法；全磷采用氫氧化鈉堿熔-鉬銻抗比色法測定；有效鉀采用火焰原子吸收分光光度計(jì)法。

1.3.2 茶園土壤酶活性測定

茶園土壤蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定，用1?g土壤在37℃下24?h內(nèi)水解產(chǎn)生葡萄糖的毫克數(shù)表示；土壤脲酶活性采用靛酚藍(lán)比色法測定，用1?g土壤在37℃下24?h內(nèi)水解產(chǎn)生氨氮的毫克數(shù)表示；土壤磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定，用1?g土壤在37℃下24?h內(nèi)苯酚的釋放量來表示。蛋白酶采用比色法，以24?h后1?g土壤中甘氨酸的微克數(shù)表示。

1.3.3 土壤細(xì)菌DNA的PCR擴(kuò)增及DGGE

采用PCR-DGGE法。按照土壤提取試劑盒提取總DNA，并對提取的DNA進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳分析。細(xì)菌16?S rDNA V3片段的擴(kuò)增采用通用引物對R518/F341，引物序列見表1。擴(kuò)增條件為94℃，預(yù)變性2?min；98℃變性10?s，58℃退火15?s，68℃延伸1?min，25個循環(huán)。細(xì)菌基因組PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)QIAquick Gel Extraction Kit（Qiagen貨號：28704）進(jìn)行純化，并對PCR擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行電泳分離。將PCR產(chǎn)物加入到10%的聚丙烯酰胺凝膠中，采用40%~60%凝膠變性梯度。電泳條件：緩沖液1×TAE，溫度60℃，電壓100?V，時間20?h。電泳結(jié)束后，采用硝酸銀快速銀染。用凝膠成像分析系統(tǒng)分析染色后的凝膠，觀察電泳條帶并拍照。選擇條帶切膠回收、連接pEasy-T載體，將其轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5感受態(tài)細(xì)胞后，送TaKaRa公司進(jìn)行測序。將有效序列在NCBI的Blast程序進(jìn)行比對，找出與目的片段相似度高的菌種[14-15]。

1.3.4 土壤真菌DNA的PCR擴(kuò)增及DGGE

真菌18?S rDNA擴(kuò)增采用引物NS1/GC-Fungi。引物序列見表1。PCR反應(yīng)體系、反應(yīng)條件以及DGGE條件見參考文獻(xiàn)[16]。DGGE條帶的切膠、回收和克隆方法參考文獻(xiàn)[17]，將篩選到的陽性克隆送至TaKaRa公司進(jìn)行測序。使用Blast將序列與GenBank中的序列進(jìn)行同源性比較，以找出與靶片段具有高度相似性的菌種[18]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)分析采用Excel 2010和SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件。處理間的差異顯著性采用Duncan法進(jìn)行單因素多重比較法（<0.05）。采用Quantity One軟件進(jìn)行DGGE條帶的數(shù)字化分析以計(jì)算樣品中可檢測到的DGGE條帶數(shù)，根據(jù)條帶的相對位置和相對強(qiáng)度計(jì)算Shannon-Wiener指數(shù)（）、基因型豐富度（）和均勻度指數(shù)（E）來評價微生物的多樣性[14]，其公式為：

式中為某一條帶的強(qiáng)度與同泳道中所有條帶總強(qiáng)度的比值，為基因型豐富度，即DGGE圖譜中每一個樣本所含的條帶數(shù)目。

2 結(jié)果與分析

2.1 抹茶茶園土壤化學(xué)性質(zhì)及土壤酶活性

遮陰茶園和未遮陰茶園土壤性質(zhì)見表2。遮陰和未遮陰茶園土壤pH分別為4.33和3.95，均小于4.5，有酸化傾向。結(jié)合茶葉產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件（NY/T 853—2004）和優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)茶園的土壤營養(yǎng)診斷指標(biāo)[19]，未遮陰茶園土壤全氮小于基準(zhǔn)1?g·kg-1，遮陰茶園營養(yǎng)指標(biāo)達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)茶園的要求。遮陰后的茶園土壤有機(jī)質(zhì)、全磷、水解氮、全氮、有效磷和有效鉀顯著大于未遮陰茶園。與標(biāo)準(zhǔn)相比，所有樣地有機(jī)質(zhì)含量都非常高，這與茶園每年施用大量有機(jī)肥有關(guān)。遮陰茶園土壤的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)49.81?g·kg-1，顯著高于未遮陰茶園土壤的32.50?g·kg-1。制作抹茶的鮮葉覆蓋40?d后采摘，用于抹茶加工的茶鮮葉只采摘一季，但遮陰網(wǎng)保持到秋季才去除，整個遮陰時間維持6個月左右。結(jié)果表明相對裸露地面，長時間遮陰可以增強(qiáng)土壤保肥能力。

表1 試驗(yàn)中所用的引物

表2 抹茶茶園土壤基本化學(xué)性質(zhì)

注：同列不同字母表示差異顯著（＜0.05）。下同

Note: Different letters in the same column indicated significant difference at 0.05 level. The same as follow

表3 抹茶茶園土壤酶活性

土壤酶是表征土壤物質(zhì)、能量代謝和土壤質(zhì)量水平的一個重要生物指標(biāo)。茶葉是葉用型經(jīng)濟(jì)作物，氮素營養(yǎng)狀況至關(guān)重要，研究土壤脲酶和蛋白酶活性能夠了解土壤氮轉(zhuǎn)化能力和有效利用度。從表3可以看出，抹茶茶園土壤酶活性和土壤養(yǎng)分變化趨勢基本相同，抹茶茶園遮陰后，脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、磷酸酶等活性均顯著高于對照（＜0.05）。其中蔗糖酶活性是未遮陰茶園的3倍以上。蔗糖酶是評價土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)化強(qiáng)度的酶類，此結(jié)果說明遮陰抹茶茶園土壤肥力相對較高。

對比表2和表3可知，各種酶活性基本與土壤pH變化趨勢一致，pH大的酶活性也增大，土壤偏酸，各種酶活性相對偏低。遮陰茶園各類磷酸酶活性增加，這將加速磷酸酶催化土壤有機(jī)磷化合物的水解，生成更多植物可利用的無機(jī)態(tài)磷，從而增強(qiáng)土壤磷的供應(yīng)能力。

2.2 抹茶茶園土壤細(xì)菌群落多樣性分析

使用細(xì)菌16?S rDNA片段通過DGGE被分離為若干條帶。根據(jù)茶園土壤微生物DGGE圖譜中電泳條帶的數(shù)目和亮度進(jìn)行數(shù)字化處理，結(jié)果如圖1-A所示。結(jié)果表明遮陰和未遮陰樣地的DGGE圖譜中有許多共同條帶，同時還存在一些不能被分辨的條帶。其中遮陰土樣條帶數(shù)基本高于非遮陰土樣，B6、B7、B8和B11條帶在遮陰茶園中亮度較高。對每個樣品中的細(xì)菌多樣性指數(shù)、豐度和均勻度等指標(biāo)進(jìn)行分析[20]，得到細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性的各項(xiàng)指標(biāo)，結(jié)果見表4。

由表4可知，遮陰和未遮陰土壤樣品細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性指標(biāo)有所不同，其中遮陰茶園土壤樣品細(xì)菌多樣性以及豐富度比未遮陰茶園略高，其細(xì)菌多樣性指數(shù)最高，Shannon-wiener多樣性指數(shù)為4.75，其豐富度較對照略有增加?？梢娬陉帉Σ鑸@土壤中常見細(xì)菌種類有一定的影響。從均勻度指數(shù)來看，遮陰處理茶園土壤細(xì)菌均勻度指數(shù)均比未遮陰茶園有所增加，但差異不顯著。

對DGGE圖譜中18條主要條帶進(jìn)行測序，并在NCBI的GenBank上作核酸序列比對，找到與目標(biāo)細(xì)菌片段相似度高的細(xì)菌菌株，結(jié)果見表5。所測序列與數(shù)據(jù)庫中16?S rDNA序列的相似性在96%~100%。鑒定結(jié)果表明，抹茶茶園根際土壤優(yōu)勢細(xì)菌主要是非可培養(yǎng)細(xì)菌，占67%，其余33%經(jīng)鑒定為可培養(yǎng)細(xì)菌，分別隸屬于、、擬桿菌屬（）、節(jié)桿菌屬（sp）、鏈霉菌（sp）和屬。

注：CK為非遮陰土樣，1~3為遮陰土樣的3個重復(fù)

表4 抹茶茶園土壤微生物DGGE條帶多樣性指數(shù)、豐度及均勻度

表5 抹茶茶園土壤細(xì)菌群落DGGE切膠條帶序列比對結(jié)果

2.3 抹茶茶園土壤真菌群落PCR-DGGE分析

本試驗(yàn)通過PCR-DGGE技術(shù)研究遮陰和非遮陰抹茶茶園土壤真菌群落結(jié)構(gòu)多樣性，結(jié)果見圖1-B。結(jié)果遮陰和未遮陰茶園土壤樣品的DGGE圖譜中有許多共同條帶，說明長期單一化種植造成了茶園土壤特殊的微環(huán)境，土壤中存在共同的真菌類型。從圖1-B可以看出，茶園土壤在DGGE圖譜中電泳條帶數(shù)目、強(qiáng)度和遷移率均存在差別。遮陰茶園土壤真菌多樣性以及豐富度均高于未遮陰茶園。其中條帶F2、F4、F5、F6、F11、F13和F14在所有土壤樣品種都存在。不同土壤樣品中也存在一些特異性條帶，表明不同茶園土壤真菌群落結(jié)構(gòu)有差別，如條帶F7、F8和F13為樣本遮陰茶園所特有條帶。真菌多樣性指數(shù)最高的是遮陰茶園土壤，指數(shù)為4.26，其豐度也最高，達(dá)到21。從DGGE條帶中選取19個條帶進(jìn)行克隆測序，將切膠回收的18個真菌目的片段DNA在NCBI的GenBank上作核酸序列比對，找到與該目標(biāo)真菌片段相似度高的真菌菌種（表6）。從表6可以看出，所有序列與數(shù)據(jù)庫中18?S rDNA序列的相似性在95%~100%，鑒定結(jié)果表明，抹茶茶園根際土壤優(yōu)勢真菌主要是一些非可培養(yǎng)真菌，占79%，其余21%經(jīng)鑒定為可培養(yǎng)真菌，這些真菌主要分布在酵母屬（）、核盤菌屬（）和曲霉屬（sp）等，雖然以上這些真菌都是自然土壤中的重要菌群，但它們與多酚類化合物的代謝關(guān)系并不非常密切[21]。

表6 抹茶茶園土壤真菌群落DGGE切膠條帶序列比對結(jié)果

為進(jìn)一步明確土壤微生物、土壤化學(xué)和土壤酶之間的關(guān)系，分析了微生物特征指標(biāo)和土壤酶活性、土壤化學(xué)指標(biāo)之間的相關(guān)性。結(jié)果表明細(xì)菌多樣性和pH呈極顯著相關(guān)（<0.01）。楊向德等[20]研究也表明，土壤pH對土壤細(xì)菌數(shù)量和微生物多樣性有影響。茶園土壤細(xì)菌多樣性和有機(jī)質(zhì)以及水解氮呈極顯著相關(guān)（<0.01），以上均說明肥力高的土壤有利于提高土壤微生物活性。細(xì)菌均勻度指數(shù)與全氮、有機(jī)質(zhì)、全磷以及水解氮、酸性磷酸酶等都呈極顯著相關(guān)（<0.01）。真菌多樣性指數(shù)與全磷和蛋白酶、酸性磷酸酶、有機(jī)質(zhì)和水解氮等均呈極顯著相關(guān)（<0.01）。遮陰茶園土壤養(yǎng)分、土壤酶活以及土壤微生物多樣性都高于未遮陰茶園土壤，因此相關(guān)性都極顯著。

3 討論

近年來，抹茶被廣泛應(yīng)用于乳制品、烘焙、冷食、飲料、保健食品以及日化產(chǎn)品等眾多行業(yè)。中國的抹茶生產(chǎn)和加工尚處于起步階段。遮陰為抹茶茶園栽培的關(guān)鍵技術(shù)。有研究表明，遮陰技術(shù)是影響抹茶品質(zhì)的關(guān)鍵因子之一，通過遮陰能提高抹茶游離氨基酸含量，而游離氨基酸茶清新口感的重要組成部分，是抹茶品質(zhì)的風(fēng)味成分與功能成分。遮陰可以提高茶樹氨代謝水平，增加茶葉游離氨基酸含量[8]。本研究希望了解遮陰網(wǎng)遮陰對茶園土壤養(yǎng)分、酶活性以及土壤微生物群落的的影響。

本研究結(jié)果表明，遮陰抹茶茶園土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮、有效磷和速效鉀含量顯著大于未遮陰茶園，特別是有效磷成倍增加。段建真等[22]發(fā)現(xiàn)在烏桕、杉樹等遮蔭樹下茶園土壤有機(jī)質(zhì)和有效態(tài)的氮、磷、鉀含量也有明顯的增加，有機(jī)質(zhì)含量也比對照有明顯增加，大大提高了茶樹營養(yǎng)狀態(tài)，有利于茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。與本研究結(jié)果趨勢一致。

遮陰和未遮陰茶園土壤pH均小于4.5，有酸化趨勢。雖然茶樹喜歡酸性土壤介質(zhì)，但最佳pH應(yīng)當(dāng)在4.5~5.5的范圍，過低易導(dǎo)致茶樹生長不良、產(chǎn)量低、茶葉品質(zhì)差。研究表明，土壤pH與有效態(tài)養(yǎng)分含量之間有密切的關(guān)系，土壤酸化易造成土壤結(jié)構(gòu)差、肥力低且重金屬含量增加，影響茶樹生長發(fā)育[20]。遮陰抹茶茶園土壤pH為4.33。該樣地有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、有效磷、水解氮以及有效鉀含量都比對照要高，可能由于遮陽網(wǎng)的作用，土壤化學(xué)成分有改善。因此提高土壤pH、防止酸化應(yīng)當(dāng)成為當(dāng)?shù)啬ú璨鑸@土壤改良和培肥的目標(biāo)。同時研究表明，遮陰茶園土壤蛋白酶、脲酶和磷酸酶活性的增幅均比未遮陰茶園顯著，這與以往的研究結(jié)論基本一致[23-24]，說明遮陰栽培更有利于增強(qiáng)土壤各種酶活性，從而促進(jìn)土壤氮、碳及磷元素的循環(huán)利用，提高土壤肥力，增加茶樹的養(yǎng)分供應(yīng)?？赡苁且?yàn)檎陉幐采w茶園具有更高的郁閉度，減少了晝夜溫差，特別是夜間溫度保持較高，濕度比較適中[25]，這些因素綜合導(dǎo)致了遮陰覆蓋茶園土壤酶活性高于未遮陰茶園。

植物根際土壤中存在著大量種類豐富的微生物，這些微生物會對植物的代謝作用、根際土壤中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生影響，進(jìn)而在很大程度上影響植物的生長。茶園根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)是一個復(fù)雜的有機(jī)體，本研究主要明確了細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)分布與茶園遮陰的關(guān)系。遮陰茶園土壤細(xì)菌、真菌Shannon指數(shù)和豐富度都略高于未遮陰茶園，變化不顯著，但高于前期文獻(xiàn)數(shù)據(jù)[26]，說明抹茶茶園整體土壤微生物活性較好。過氧化氫酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶是與土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化密切相關(guān)的幾種酶類，其活性的變化也極易受到微生物種群變化的影響。遮陰可以有效調(diào)節(jié)土壤溫、濕度，這些都是提高土壤微生物整體活性的重要原因[27]。土壤微生物活性的增加有利于茶園土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。

本研究發(fā)現(xiàn)的許多優(yōu)勢細(xì)菌和真菌都屬于未分類，主要是非可培養(yǎng)細(xì)菌，而可培養(yǎng)細(xì)菌較少，如細(xì)菌中的6號和11號條帶，真菌中的6號、7號和11號條帶。與?akmak?i等[28]研究發(fā)現(xiàn)茶園土壤中可培養(yǎng)的細(xì)菌主要有芽孢桿菌屬（34.6%）、假單胞菌屬（8.9%）等不同。這表明隨著抹茶茶園生態(tài)系統(tǒng)的確立，土壤微生物群落多樣性將會發(fā)生較大變化，一些微生物種類因不能適應(yīng)獨(dú)特的茶園土壤環(huán)境而死亡，而另一些微生物種類因能適應(yīng)或忍耐改變的環(huán)境而存在于茶園生態(tài)系統(tǒng)中，抹茶茶園可能存在一些特殊的細(xì)菌和真菌。相關(guān)性分析也表明抹茶茶園土壤細(xì)菌多樣性和真菌多樣性與有機(jī)質(zhì)以及水解氮呈極顯著正相關(guān)，較好印證了土壤理化性狀改善和土壤有機(jī)質(zhì)提高。這些土壤化學(xué)性質(zhì)的改善有利于增加土壤微生物數(shù)量。這與以往的研究結(jié)論基本一致[10,29]。綜上所述，生產(chǎn)抹茶為主的茶園通過遮陰技術(shù)可以顯著增加土壤營養(yǎng)，微生物的數(shù)量和活性，并提升與土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化密切相關(guān)的酶類的活性，有利于抹茶茶園土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建，全面提高土壤質(zhì)量。

[1] 付杰, 夏小歡, 黃磊, 等. 抹茶產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和前景展望[J]. 蠶桑茶葉通訊, 2017(1): 17-20.

[2] 朱旗, 譚濟(jì)才, 羅軍武. 日本碾茶生產(chǎn)與加工[J]. 中國茶葉, 2010, 32(3): 7-9.

[3] 劉東娜, 聶坤倫, 杜曉, 等. 抹茶品質(zhì)的感官審評與成分分析[J]. 食品科學(xué), 2014, 35(2): 168-172.

[4] 蔡劍雄, 任靜, 李春方, 等. 不同殺青方式對富硒抹茶品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2015, 36(14): 156-160.

[5] 張文錦, 梁月榮, 張方舟, 等. 覆蓋遮陰對烏龍茶產(chǎn)量、品質(zhì)的影響[J]. 茶葉科學(xué), 2004, 24(4): 276-282.

[6] 肖潤林, 彭晚霞, 宋同清, 等. 稻草覆蓋對紅壤丘陵茶園的生態(tài)調(diào)控效應(yīng)[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2006, 25(5): 507-511.

[7] 張文錦, 梁月榮, 張方舟, 等. 夏暑烏龍茶覆蓋遮陰效應(yīng)及其對產(chǎn)量、品質(zhì)的影響研究概況[J]. 茶葉科學(xué)技術(shù), 2006(4): 1-5.

[8] 王鎮(zhèn), 尹福生. 不同覆蓋方式對抹茶品質(zhì)的影響[J]. 中國茶葉, 2017, 39(11): 28-29.

[9] Tian Y, Cao F, Wang G. Soil microbiological properties and enzyme activity in Ginkgo-tea agroforestry compared with monoculture [J]. Agroforestry Systems, 2013, 87(5): 1201-1210.

[10] Xue D, Yao H, Huang C. Microbial biomass, N mineralization and nitrification, enzyme activities, and microbial community diversity in tea garden soils [J]. Plant and soil, 2006, 288(1/2): 319-331.

[11] 薛冬, 姚槐應(yīng), 黃昌勇. 茶園土壤微生物群落基因多樣性[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2007, 18(4): 843-847.

[12] 李徽, 李春方, 任靜, 等. 遮陰時間對抹茶及其加工蛋糕品質(zhì)的影響[J]. 上海師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2014, 43(6): 573-577.

[13] 王元鳳, 蔡劍雄, 任靜, 等. 不同栽培與加工方式對富硒抹茶營養(yǎng)成分的影響與識別研[J]. 食品工業(yè), 2015, 36(7): 204-207.

[14] 劉慧杰, 楊彩云, 田蘊(yùn), 等. 基于PCR-DGGE技術(shù)的紅樹林區(qū)微生物群落結(jié)構(gòu)[J]. 微生物學(xué)報, 2010, 50(7): 923-930.

[15] Xiao CP, Yang LM, Zhang LX, et al. Effects of cultivation ages and modes on microbial diversity in the rhizosphere soil of[J]. Journal of Ginseng Research, 2016, 40(1): 28-37.

[16] Luo J, Ran W, Hu J, et al. Application of bio-organic fertilizer significantly affected fungal diversity of soils [J]. Soil Science Society of America Journal, 2010, 74(6): 2039-2048.

[17] 雷娟利, 周艷虹, 丁桔, 等. 不同蔬菜連作對土壤細(xì)菌DNA分子水平多態(tài)性影響的研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2005, 38(10): 2076-2083.

[18] Orossichler M, Gomes N C, Neuber G, et al. A new semi-nested PCR protocolto amplify large 18?S rRNA gene fragments for PCR-DGGE analysis of soil fungal communities [J]. Journal of Microbiological Methods, 2006, 65(1): 63-75.

[19] 王紅華, 嚴(yán)學(xué)成, 馬艷蘭, 等. 茶葉產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件: NY/T 853—2004[S]. 北京: 中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn), 2005.

[20] 楊向德, 石元值, 伊?xí)栽? 等. 茶園土壤酸化研究現(xiàn)狀和展望[J]. 茶葉學(xué)報, 2015, 56(4): 189-197.

[21] Bills G F, Gonzalez M V, Platas G.spnov (Dothideales), a pleomorphic epiphyte and endophyte of the Mediterranean plant(Apiaceae) [J]. Mycologia, 2012, 104(4): 962-973.

[22] 段建真, 郭素英. 遮蔭與覆蓋對茶園生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 安徽農(nóng)學(xué)院學(xué)報, 1992, 19(3): 189-195.

[23] Chang E H, Chung R S, Tsai Y H. Effect of different application rates of organic fertilizer on soil enzyme activity and microbial population [J]. Soil Science and Plant Nutrition, 2007, 53(2): 132-140.

[24] Stark C H, Condron L M, CallaghanMO’, et al. Differences in soil enzyme activities, microbial community structure and short-term nitrogen mineralization resulting from farm management history and organic matter amendments [J]. Soil Biology and Biochemistry, 2008, 40(6): 1352-1363.

[25] 王麗娟, 朱興正, 毛加梅, 等. 不同遮蔭樹種對茶園土壤和茶葉品質(zhì)的影響[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報, 2011, 31(8): 66-73.

[26] 趙艷, 胡桂萍, 宋鳳琴, 等. 茶園根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性[J]. 生物安全學(xué)報, 2013, 22(3): 187-195.

[27] 宋同清, 肖潤林, 彭晚霞, 等. 亞熱帶丘陵茶園間作白三葉的土壤環(huán)境調(diào)控效果[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2006, 25(3): 281-285.

[28] ?akmak?i R, D?nmez M F, Ertürk Y, et al. Diversity and metabolic potential of culturable bacteria from the rhizosphere of Turkish tea grown in acidic soils [J]. Plant and Soil, 2010, 332(1/2): 299-318.

[29] Wang J C, Song Y, Ma T F, et al. Impacts of inorganic and organic fertilization treatments on bacterial and fungal communities in a paddy soil [J]. Applied Soil Ecology, 2017, 112: 42-50.

Effects of Shading on Microbial Characteristics and Enzyme Activities in Matcha Tea Garden Soil

WANG Guofu, SUN Xiaohong*, FANG Yi, ZHOU Jin, SHEN Qianting, XIANG Junlei, JIN Xianling, LUO Xingyun

Yuanpei College, Shaoxing University, Shaoxing 312000, China

The effects of shading on soil microorganism characteristics, soil nutrient and enzyme activity changes in matcha tea garden of Zhejiang province were analyzed. The results show that shading could significantly increase the contents of organic matter, total nitrogen, hydrolyzed nitrogen, total phosphorus, available phosphorus and available potassium in soil layer of 0-20?cm. In addition, the organic matter in the soil of shading tea garden reached 49.81?g·kg-1, which was significantly higher than that of the control (32.50?g·kg-1,<0.05). Shading treatment could significantly improve the activities of urease, invertase, soil protease, acidic phosphatase and alkaline phosphatase in soil (<0.05). The microorganism related indexes such as bacteria and fungi Shannon-wiener diversity indexes (H) and Richness in shading tea garden were also higher than those without shading treatment. Shading on matcha tea garden could increase the number and activities of soil microorganisms, and upgrade soil enzyme activities which were related to soil nutrient. This would enhance soil quality and facilitate the restoration or rebuilding of the damaged soil ecosystem in tea garden.

matcha tea garden, shading, soil microbial, soil enzyme, soil nutrient

S571.1；S154.1

A

1000-369X(2019)03-355-09

2018-12-07

2019-03-21

紹興市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2014B70032）、浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（LQ19C160003）

王國夫，男，副教授，主要從事植物植物栽培方面的研究。E-mail：wgf83@usx.edu.cn。*通信作者：xhsun2000@163.com