張四海 鄧先俊 趙承森,* 丁楓華 邱永華 金愛武,*

(1 麗水學院，浙江 麗水 323000；2 遂昌縣林業(yè)局，浙江 遂昌 323300)

土壤是茶樹賴以生存和生長的必要條件。土壤的性狀特征和各類營養(yǎng)元素的豐缺直接影響茶樹生長和茶葉品質[1]。茶樹喜酸性土壤，但只有適宜的土壤pH才是其根系生存的基礎[2]。較多研究均指出，茶園土壤酸化、連作障礙等問題是我國茶園普遍存在的現(xiàn)象[3]。研究發(fā)現(xiàn)導致茶園土壤酸化的外部原因主要包括酸沉降和銨態(tài)氮肥的施用[4]。其根本原因是茶農受到經濟利益驅使，盲目追求產量，大量施用化學肥料，雖然茶葉產量得到了提高，但茶葉品質下降，土壤酸化、連作障礙等土壤劣化現(xiàn)象隨之出現(xiàn)[5-6]。

生物炭指植物或動物來源的生物質材料在限氧或缺氧條件下，經高溫熱解炭化而產生的一類具有高度芳香化結構的難溶性有機物[7]。生物炭具有高碳氮比、孔隙結構豐富、比表面積大、理化性質穩(wěn)定、高土壤陽離子交換量、弱堿性和低密度等性質[8]，能夠提高土壤pH值及有機碳含量，增強土壤保肥和保水功能，可作為土壤改良劑促進作物生長發(fā)育[9]。此外，生物炭可以改善土壤微生態(tài)環(huán)境，從而有益于土壤中微生物棲息和活動[10]，為土壤有益微生物提供保護，特別是菌根真菌[11]。研究表明，生物炭自身特殊的性質可為真菌提供“避難”場所，從而避免種內競爭，對微生物群落結構產生影響[12]。

施用生物炭是修復劣化土壤的重要措施之一。它能有效改善土壤酸度、提高土壤孔隙度、降低土壤容重、提高微生物活性、恢復酸性土壤的生產力，對農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護均具有重要意義[2, 13]。本試驗通過研究竹炭基生物炭不同施入量對茶園土壤理化性質、土壤酶和微生物群落結構的影響，探討竹炭施入量與土壤群落結構、真菌/細菌比值、微生物生物量及土壤壓力指數(shù)的相互關系、變化規(guī)律，旨在為病土的生態(tài)修復奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗地概況

供試土壤采于浙江省遂昌縣大柘鎮(zhèn)新安村現(xiàn)代農業(yè)示范基地(28°13′～28°49′N、 118°41′～119°30′E)，該基地屬中亞熱帶季風氣候，全年四季分明，雨量充沛，山地垂直氣候有明顯差異，土壤類型為黃紅壤。年平均氣溫16.8℃，極端最高氣溫40.1℃，極端最低氣溫零下9.9℃，年均日照達1 346.5～1 847.8 h。該基地以茶葉種植為主，種植茶樹的品種為龍井43，由于茶樹是多年生植物，連續(xù)種植多年后，土壤酸化，茶葉品質下降，連作障礙嚴重。2017年6月，在該基地采集0～20 cm根際土壤，帶回實驗室，分類處理用于土壤本底值檢測。土樣本底值為有機質26.79 g·kg-1，堿解氮251.65 mg·kg-1、有效磷272.60 mg·kg-1、速效鉀237.84 mg·kg-1、pH值4.13。試驗所用竹炭是毛竹秸稈經過800℃高溫炭化，而后過100目篩制備而成；有機肥為市場普通有機肥。竹炭基生物炭為遂昌綠金有機肥有限公司提供，特性如下：有機碳637.65 g·kg-1、 全氮 6.32 g·kg-1、全磷1.35 g·kg-1、全鉀5.13 g·kg-1、 pH值9.87、比表面積257. 60 m2·g-1、總孔容積0.21 cm3·g-1。

1.2 試驗設計

本試驗(持續(xù)3年)在基地內設置5個處理，每個處理小區(qū)面積為48 m2(寬6 m、長8 m)，每個處理3個重復，共計15個小區(qū)，試驗采用隨機區(qū)組處理設計。5個處理分別為不施肥對照處理(CK1)；有機肥7 500 kg·hm-2對照處理(CK2)；有機肥7 500 kg·hm-2+竹炭1 125 kg·hm-2處理(T1)；有機肥7 500 kg·hm-2+竹炭粉2 250 kg·hm-2處理(T2)；有機肥7 500 kg·hm-2+竹炭粉3 375 kg·hm-2處理(T3)。以上各處理施肥量為一年施肥量。施肥時間為2017年11月9日、2018年11月11日、2019年11月10日，施肥方式采用開溝(溝深15 cm)均勻施肥而后覆土。2020年6月10日取樣，在每個小區(qū)采用S形取0～20 cm的土樣，茶葉采摘時間為2020年4月3日，采摘標準為一芽兩葉。

1.3 測定項目與方法

茶葉品質成分測定方法參照GB/T 8303-2013[14]和GB/T 8313-2018[15]。稱取50 mg烘干的茶葉樣品粉末，利用Xevo TQ-S超高效液相色譜-三重四極桿串聯(lián)質譜(美國Waters公司)測定。土壤養(yǎng)分指標參考《土壤農化分析(第三版)》[16]，采用重鉻酸鉀外加熱法測定有機質含量；采用堿解擴散法測定堿解氮含量；采用FP6410乙酸銨提取-火焰光度計(上海精科儀器有限公司)測定速效鉀含量；速效磷采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-鉬銻抗吸光光度法(721分光光度計，江蘇孟安儀器設備有限公司)；土壤有效鋅采用王水消煮，用原子吸收光譜法測定(ICE3000原子吸收光譜儀，上海硅儀生化科技有限公司)；土壤陽離子交換量采用氯化鋇一硫酸鎂交換法測定。土壤過氧化氫酶(peroxidase, PER)活性采用紫外分光光度法(752自動紫外分光光度計，上海菁華儀器有限公司)，土壤酸性磷酸酶(acidphosphatase, ACP)活性采用對硝基苯磷酸二鈉比色法，脲酶(urease, UR)活性采用苯酚鈉一次氯酸鈉比色法，蔗糖酶(sucrase, SU)活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定[17]。

將取回土樣濾去雜質過10目篩，以備檢測。磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid, PLFA)測定方法在Kontro等[18]的方法上加以改進，通過Agilent 6850氣相色譜(美國安捷倫科技公司)進行色譜分析，色譜柱為ULTRA-2(25.0 m×200 μm×0.33 mm)，載氣為氫氣(內標為C19：0)。

磷脂脂肪酸的組成可以指示微生物群落結構及生物量[19]。脂肪酸的命名格式為 X:YωZ(c/t)，其中：X為碳原子總數(shù)，Y代表不飽和烯鍵的數(shù)目，ω表示甲基末端，Z為烯鍵或環(huán)丙烷鏈的位置。前綴a(anteiso)和i(iso)分別代表支鏈的反異構和異構；“cy”代表環(huán)丙基支鏈，后綴“c”和“t”分別代表順式和反式同分異構體，10Mel表示一個甲基團在距分子末端第10個碳原子上[20]，具體各表征分子團見表1。

表1 估算微生物生物量的磷脂脂肪酸Table 1 PLFA for calculating soil microbial biomass

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 Excel 2003、DPS 和 SPSS 16.0軟件對數(shù)據(jù)進行典型性分析(canonical correlation analysis，CCA)、主成分分析(principe components analysis，PCA)、用冗余分析(redundancy analysis，RDA)和方差分析(analysis of variance，ANOVA)。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤養(yǎng)分及酶活性的影響

2.1.1 不同處理對土壤養(yǎng)分的影響 由表2可知，隨著竹炭添加量的增加，土壤全磷、有效磷和pH值呈現(xiàn)增加的趨勢，CK1和CK2處理的pH與添加竹炭處理均具有顯著差異，CK1處理的全磷與添加竹炭各處理均具有顯著差異。土壤全氮、全鉀、堿解氮、速效鉀、陽離子交換量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，CK1和CK2處理的全氮、堿解氮、有效磷、陽離子交換量與添加竹炭處理均呈顯著性差異。CK1處理的全鉀、有機質和速效鉀與其他處理均具有顯著差異。全氮、堿解氮、速效鉀、陽離子交換量均以T2最高，分別為5.97 g·kg-1、664.60 mg·kg-1、640.67 mg·kg-1和6.26 cmol·kg-1。

表2 不同處理對土壤理化性質的影響Table 2 Effect of different treatments on the physical and chemical properties of soil

2.1.2 不同處理對土壤酶活性的影響 由表2可知，隨著竹炭添加量的增加，PER、SU和β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase, BG)活性均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，表現(xiàn)為T2>T1>T3>CK2>CK1，其中添加竹炭處理的過氧化氫酶和蔗糖酶與CK1對照處理均達到顯著差異。CK1處理的PER、SU和BG較T2處理分別降低了92.59%、72.89%和103.33%。脲酶(UR)在兩個對照處理與添加竹炭各處理間均達到顯著差異，但添加竹炭各處理間均未達到顯著差異，以T3處理最高。CK1處理的酸性磷酸酶(ACP)最低，較CK2、T1、T2和T3處理分別降低了15.01%、16.32%、16.28%和15.88%。

2.2 不同處理對茶葉產量和品質的影響

2.2.1 茶葉產量和品質 添加竹炭各處理茶葉產量與對照處理均存在差異(表3)，但添加竹炭各處理之間均未達到顯著差異。T2處理的發(fā)芽密度及百芽重最高，顯著高于對照處理；T1、T2和T3處理百芽重均顯著高于CK1。

不同處理間的茶葉品質見表3。隨著竹炭添加量的增加，水浸出物含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，以T2處理最高，但各處理間均未達到顯著差異。兒茶素總量、咖啡堿、游離氨基酸和茶多酚也均以T2處理最高，分別為12.43 g·100g-1、3.34 g·100g-1、4.77 g·100g-1和19.78 g·100g-1，與CK1、CK2、T1和T3處理相比增幅分別為0.40%～4.08%、0.00%～8.28%、3.86%～13.99%、0.10%～5.80%。酚氨比恰好相反，以T2處理最低，且與其他各處理間均達到顯著差異，與CK1相比降幅為8.70%；CK1、T1和T3處理與CK1處理也達到了顯著差異(P<0.05)，降幅分別為5.66%、6.71%和6.30%。

表3 不同處理對茶葉產量和品質的影響Table 3 Effect of different treatments on the yield and quality of tea

茶葉中的Zn、Fe和Mn含量以CK1處理最高，CK1處理的Fe和Mn與其他處理均達到顯著差異，且隨竹炭添加量的增加呈下降趨勢，CK2、T1、T2和T3處理間的Zn和Mn含量均未達到顯著差異。添加竹炭各處理Fe含量與CK2處理間均達到顯著差異，T1和T2處理的Fe含量與T3處理之間也達到了顯著差異。Mg和Vc含量以T2處理最高，T2處理與CK1和CK2處理間均達到顯著性差異，呈現(xiàn)隨竹炭添加量增加而先升高后下降的趨勢。

2.2.2 不同處理對土壤理化性質及茶葉品質中各元素的影響 CCA排序圖呈現(xiàn)了環(huán)境變量(包括處理和土壤理化性質)對茶葉中多種元素分布的影響(圖1)。圖中心附近分布指示性的元素，被稱為廣適性元素，即不易受處理和其他因素的影響[23]。結果表明，軸1(66.62%)和軸2(19.62%)共解釋了數(shù)據(jù)變異的86.24%。處理矢量在排序圖中彼此分離明顯：CK1處理在第一象限、CK2在第四象限、T2在第二象限，而T1和T3均在第三象限。添加竹炭矢量(T1、T2和T3) 均沿著軸1與未添加竹炭矢量相背分布，表明添加竹炭處理對茶葉品質中各元素及理化因子影響較大。

竹炭添加量的變化引起了理化因子及茶葉中各元素分布的變化，在T1、T2和T3的區(qū)域茶葉中氨基酸、Vc、茶多酚及兒茶素出現(xiàn)頻率較高；而Mn、Fe和酚氨比分布于第一和第四象限，并沿著軸1上下分布，與營養(yǎng)物質含量呈負相關，表明添加竹炭有利于降低Mn、Fe和酚氨比。氨基酸、Vc及茶多酚到有機質、堿解氮、速效磷及速效鉀的多度值較大，即有機質、堿解氮、速效磷及速效鉀含量較高，土壤茶葉中氨基酸、Vc及茶多酚累積量會相對較高；而Mn、Fe和酚氨比的累積則相對較低。

注：紅色箭頭表示土壤理化性質；綠色箭頭表示不同處理；三角形表示茶葉品質指標。Note: The red arrow represents soil physical and chemical properties. The green arrow represents different treatments. The triangle represents tea quality indicators.圖1 不同處理和茶葉品質各元素關系的典型相應性分析Fig.1 Analysis of typical correspondence between different treatments and elements of tea quality

2.3 不同處理土壤微生物群落結構特征

2.3.1 不同處理土壤微生物PLFA生物標記量變化 對茶園的土壤樣品進行PLFA提取，測定碳10～碳24的PLFA(圖2)。結果表明，從CK1、CK2、T1、T2和T3處理的土壤樣品中共檢測出74種PLFA，由于檢測到PLFA分子種類較多，選擇含量大于0.1 nmol·g-1的28種PLFA進行分析。其中，革蘭氏陽性菌19種、革蘭氏陰性菌20種、真菌4種、放線菌3種。5種處理土壤PLFAs圖譜相似，都表現(xiàn)為16:00含量最高(占總PLFA的13.16%～14.57%)；10Mel16：0、18：1ω9c、18：00、a12：0、a13：0、a15：0、i15：0、i16：0、i17：0、i17：1、18：1ω7c、cyc19：0含量較高(占總PLFA的50.21%～53.39%)，說明在酸性土壤這13種PLFA 是土壤微生物優(yōu)勢類群。T1、T2和T3處理的16：00、10Mel16：0、18：1ω9c、a13：0、a15：0、i15：0、i16：0、i17：0、i17：1、18：1ω7c、cyc19：0分子團與CK1處理達到了顯著差異；T1和T2處理的16：0、10Mel16：0、18：1ω9c、i15：0、i17：1、18：1ω7c、cyc19：0分子團與CK1和CK2兩個對照處理均達到顯著差異。a12：0、a13：0、a15：0、16：0表現(xiàn)為隨著竹炭添加量的增加呈下降趨勢。10Mel16:0、i17：0、cyc19：0表現(xiàn)為隨著竹炭添加量的增加呈上升趨勢，而18：1ω9c、i17：1、18：1ω7c則呈先升高后降低趨勢。

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著。Note: Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments.圖2 不同處理土壤微生物磷脂脂肪酸類型及含量Fig.2 The type and content of soil microbial phospholipid fatty acid under different treatment

由表4可知，T2處理的土壤微生物總PLFA含量最高，且顯著高于其他處理，添加竹炭的其他處理也顯著高于兩對照處理，特別是高于CK1處理。各處理中土壤微生物均以細菌為優(yōu)勢類群，細菌PLFA含量占總PLFA含量的80.73%～85.75%，T2處理占比最低，為80.73%，其次為CK2，CK1處理占比最高，為85.75%。真菌PLFA含量隨竹炭添加量的增加呈先升高后降低趨勢，添加竹炭的各處理與對照相比差異顯著。添加竹炭處理的革蘭氏陰性菌/革蘭氏陽性菌(G-/G+)和真菌/細菌(F/B)與兩對照處理也均達到顯著差異，但添加竹炭各處理間未達到顯著差異。

表4 不同處理土壤微生物各菌群磷脂脂肪酸含量及比率 Table 4 The content and ratio of soil microbial phospholipid fatty acid under different treatments.

2.3.2 不同處理對土壤微生物群落多樣性指數(shù)與壓力指數(shù)的影響 添加竹炭處理和對照處理的土壤微生物群落多樣性指數(shù)與壓力指數(shù)的變化如表5所示。添加竹炭的T2處理的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均顯著高于兩對照處理；T2與T1、T3與CK2的均勻度指數(shù)均未達到顯著差異。而添加竹炭處理的優(yōu)勢度指數(shù)和壓力指數(shù)顯著低于兩對照處理，均以T2處理最低；優(yōu)勢度指數(shù)在添加竹炭的各處理間無顯著差異。

表5 不同處理不同土壤微生物菌群的多樣性指數(shù)及壓力指數(shù)Table 5 Stress level and diversity indices of soil microbial community in different treatments

2.4 土壤微生物PLFA主成分分析

經主成分分析(圖3)得出，主成分1和主成分2基本能將不同處理區(qū)分開來。添加竹炭各處理與主成分1表現(xiàn)出高度正相關，而對照處理與主成分1表現(xiàn)出負相關；T1處理變異較大，與主成分2之間呈正相關關系，對照處理與主成分2之間均呈正相關關系。添加竹炭處理和兩對照處理(特別是CK1)相距較遠，說明添加竹炭處理與對照處理的土壤微生物群落結構差異較大。而T2和T3處理相距較近，說明這兩處理土壤的微生物群落結構較為相似。

圖3 添加秸稈處理土壤微生物群落PLFA的主成分分析Fig.3 Principe components analysis of PLFA profile fromsoil microbial communities under different treatments

由圖4可知，cyc19：0、18：1ω7c、a17：0、i15：1ω9c、16：1ω9c、cyc17：0、15：0DMA、10Mel16：0、10Mel17：0和18：3ω9c的脂肪酸分子在主成分1上的載荷值較高，主成分1是它們的代表因子。其中支鏈脂肪酸多來自于革蘭氏陽性菌，a17：0、15：0DMA、18：1ω7c、i15：1ω9c 是用來表征革蘭氏陰性菌的脂肪酸，而cyc19：0和cyc17：0是用來表征革蘭氏陰性菌的脂肪酸， 18：3ω9c 是真菌的標志性脂肪酸。說明添加竹炭粉使土壤中革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌增多，同時也有利于真菌的生長。18：2ω9c、i14：0、14：1ω5c、15：1ω7c 和16：1ω6c在主成分2上有較高的載荷值，而i19：0、16：1ω5c、 18：2DMA和i17：0在主成分2上的載荷值較低，可以認為主成分2是18：2ω9c、i14：0、14：1ω5c、 15：1ω7c和16：1ω6c的代表因子。說明添加竹炭粉處理使土壤中細菌的含量較高。綜合分析得出，添加竹炭處理使土壤中微生物群落結構發(fā)生了變化，產生明顯的種群優(yōu)勢。

圖4 不同處理對土壤微生物群落PLFA載荷因子貢獻Fig.4 Eigenvector loading of PLFA contribution to soilmicrobial communities under different treatments

2.5 土壤微生物群落結構與土壤理化性質間的關系

RDA分析顯示(圖5)，第1主軸和第2主軸分別解釋了微生物群落結構與理化性質關系總變異的56.67%和13.76%，兩者累計解釋變異量達70.43%，模擬效果較好。其中，土壤全氮與過氧化物酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、革蘭氏陰性菌、放線菌、總磷脂脂肪酸G-/G+的相關性較強；土壤速效氮與脲酶、酸性磷酸酶、過氧化氫酶、β-葡萄糖苷酶相關性較強；有機質與酸性磷酸酶的相關性較強；土壤pH值與脲酶、革蘭氏陰性菌、真菌、真菌/細菌和總磷脂脂肪酸的相關性較強；此外，革蘭氏陽性菌與速效氮、pH值、脲酶表現(xiàn)為負相關。

注：F：真菌；B：細菌；A：放線菌；Total PLFA：總磷脂脂肪酸；F/B：真菌/細菌；G-：革蘭氏陰性菌；G+：革蘭氏陽性菌；G-/G+：革蘭氏陰性菌/革蘭氏陽性菌；BG：β-葡萄糖苷酶；ACP：酸性磷酸酶；UR：脲酶；PER：過氧化物酶；SU：蔗糖酶。Note: F: Fungi. B: Bacteria. A: Actinomycetes. Total PLFA: Total phospholipid fatty acids. F/B: Fungi/bacteria. G-: Gram-negative bacteria. G+: Gram-positive bacteria. G-/G+: Gram-negative bacteria/Gram-positive bacteria. BG: β-glucosidase. ACP: Acid phosphatase. UR: Urease. PER: Peroxidase. SU: Sucrase.圖5 土壤微生物群落結構與土壤環(huán)境因子的冗余分析Fig.5 Redundancy analysis of soil microbial community structure and soil environmental factors

3 討論

3.1 竹炭對土壤酶活性的影響

土壤酶主要由土壤微生物分泌，在催化土壤多種生化反應中扮演重要角色[24]，其中β-葡萄糖苷酶(BG)在纖維素降解過程中發(fā)揮關鍵作用，其降解產物是土壤微生物的主要能量來源[25]。本研究中，BG活性在添加竹炭的處理中較高，可能是施入竹炭后改善了植物生長的微環(huán)境，導致植株長勢較好、地下植株根系生物量增加、地上植株凋落物增加、土壤中有機物積累也隨之增加，進而提供更多可利用底物增加了BG活性；而對照處理的植株長勢相對較差、植株根系生物量較少，可利用底物也隨之降低，從而降低了BG活性。酸性磷酸酶(ACP)活性直接影響土壤中有機磷的分解轉化及生物有效性[26]。本研究發(fā)現(xiàn)，ACP活性在添加竹炭處理中較高，原因可能為添加竹炭處理的植株長勢較好、生物量較高，需要從土壤攝取更多的磷元素，從而刺激了微生物分泌更多的ACP促進有機磷礦化來緩解自身的磷限制[27]。 研究顯示，脲酶活性依賴于有機質，其深度參與了有機質的轉化分解過程[28]，施入竹炭后有機質含量提升，脲酶活性隨之提升，故竹炭處理脲酶活性高。土壤蔗糖酶主要參與土壤中碳水化合物的轉化，其活性是反映土壤肥力的重要指標[29]，過氧化氫酶反映出土壤微生物氧化過程的強弱[30]。本研究發(fā)現(xiàn)土壤蔗糖酶和土壤過氧化氫酶活性隨施炭量的增加而增強，這與前人研究一致[31]。土壤酶活性與土壤全氮、有機質、堿解氮和有效磷等存在顯著相關關系，表明土壤酶活性是由多因子協(xié)同作用的，故土壤酶活性的改變程度主要受其自身性質、生物炭性質及添加量和土壤性質的影響[32]。

3.2 竹炭對茶葉品質的影響

茶多酚、氨基酸、酚氨比、咖啡堿、水浸出物等是表征茶葉品質的重要指標。茶多酚在醫(yī)學界被稱為“輻射克星”[33]，茶多酚含量在20%以內，茶湯滋味與其含量呈顯著正相關，但茶多酚含量進一步增加后，使得正相關性發(fā)生逆轉[34]。本研究顯示，各處理茶多酚的含量均在20%以內，以T2和T3處理較高，說明T2和T3處理茶湯的苦澀味較適中。萬青等[2]通過對比試驗發(fā)現(xiàn)，施入生物炭(玉米秸稈炭)調理劑處理顯著提高了茶多酚含量，本研究結果與之一致。氨基酸是茶葉滋味最重要的物質之一，含量越高，茶湯越鮮爽，香氣高長，品質更優(yōu)。相關研究表明，土壤中堿解氮和有效磷含量顯著影響茶葉中氨基酸的含量[35]；本研究顯示，施入竹炭各處理堿解氮和有效磷顯著高于對照處理，這也反映出添加竹炭處理有利于氨基酸的累積，與前人研究基本一致[13]。酚氨比是表征茶葉品質的重要指標，也是評價茶葉適制性的指標之一，制作綠茶要求酚氨比<8.00，制作紅茶要求酚氨比>15.00，制作烏龍茶則居于二者之間(8.00<酚氨比<15.00)[2]。而本研究中，不同處理的酚氨比均小于8，從酚氨比的角度，本研究區(qū)域無論哪個處理產出的茶葉都適合制作綠茶，這也符合該區(qū)域主產綠茶的特征。本研究中對照處理的酚氨比最高，為4.54，T2處理酚氨比最低，為4.15，說明添加竹炭處理特別是T2處理更有利于改善茶葉的品質。

Zn元素與茶葉的品質有一定相關性，即茶葉品質越好，Zn元素含量越高[36]。本研究結果表明，Zn含量隨竹炭施入量增多呈現(xiàn)下降趨勢，但各處理之間均未達到顯著差異。其原因可能是茶葉總產量上升，而土壤中Zn元素主要是靠土壤母質分解，且每年分解的量相對固定，同時沒有外源施入，導致了單位面積茶葉中Zn的相對含量下降。朱旭君等[37]認為，F(xiàn)e含量高會對茶葉的品質產生不利影響，含F(xiàn)e高的茶葉品質較差。本研究結果表明，隨竹炭施入量增多，茶葉中Fe含量呈現(xiàn)下降趨勢，說明添加竹炭處理有利于改善茶葉品質。茶樹具有聚Mn的性質，但Mn元素含量較高則茶葉品質較差[38]。研究表明，茶葉中Mn含量與茶多酚含量呈負相關，Mn不利于茶多酚積累[38],而本研究也顯示添加竹炭處理不利于Mn元素的累積。Vc也是表征茶葉品質的重要指標，高級綠茶中Vc含量高達0.5 mg·100g-1[39]，本研究顯示添加竹炭處理的Vc含量高于對照處理，以T2處理最高，為0.38 mg·100g-1， 說明添加竹炭有助于茶葉中Vc的累積。

3.3 竹炭對土壤微生物群落結構的影響

本試驗利用磷脂脂肪酸法研究竹炭對土壤微生物群落的影響，結果表明竹炭施入后茶園土壤的細菌、真菌、放線菌和總PLFA含量均有顯著升高。在本研究中，10Mel16: 0、18: 1ω9c、18：0、a12：0、a13：0、a15：0、i15：0、i16：0、i17：0、i17：1、18: 1ω7c和cyc19：0是茶園土壤微生物的主要類群，但不同竹炭施入量處理的細菌、真菌、放線菌、真菌/細菌和總的PLFA含量存在一定差異，隨竹炭施入量增加呈先增加后降低的趨勢，T2處理最佳。研究顯示，生物炭不僅使豌豆根部固氮量增加[40]，更顯著地增加了土壤放線菌、真菌和細菌的豐度，且增加幅度與生物炭施入量成正比[41]。也有研究顯示，在一定范圍內，隨著生物炭施用量增加，土壤微生物數(shù)量和活性均顯著提高[42]。本研究發(fā)現(xiàn)，添加竹炭各處理均對土壤微生物總生物量、細菌生物量和真菌的生物量均產生了不同程度的影響，隨竹炭施入量的增加呈先增加后降低的趨勢，與前人研究結果基本一致。究其原因，生物質炭由于具有疏松多孔結構，在微小的孔隙內可以吸附和儲存不同種類和組分的物質，為土壤微生物提供豐富的營養(yǎng)物質和良好的生存環(huán)境，有利于微生物棲息與繁殖，特別是菌根真菌，也減少了自身競爭、外來侵襲和失水干燥等因素的影響[41-42]。但竹炭量增加到“抑制濃度”則會對微生物產生毒性，對真菌的生長更不利[41]。

4 結論

本研究表明，竹炭對土壤酶活性，茶葉品質和微生物群落結構產生了顯著影響，ACP活性、BG活性、PER活性、UR活性、SU活性、茶葉產量、百芽重、發(fā)芽密度、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、水浸出物、Mg、Vc、土壤微生物總生物量、土壤細菌量和土壤真菌量均隨著竹炭添加量的增加呈先升高后降低的趨勢；酚氨比、Zn、Fe和Mn隨竹炭添加量的增加呈現(xiàn)降低趨勢；施入不同量的竹炭處理對土壤真菌和細菌比值(F/B)也產生了顯著影響，F(xiàn)/B隨著竹炭量的增加呈先增加后降低的趨勢。