四川农大李廷轩等：不同年龄茶园中土壤团聚体相关细菌代谢活动与群落结构
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导 读
揭示土壤团聚体相关微生物（特别是细菌）代谢活动和群落结构的动态对于保持茶园生态系统中的土壤健康和微生物群落稳定性具有重要意义。本研究对土壤团聚体中细菌代谢活动和群落结构进行了分析，团聚体取自中国四川西部地区的4个不同年龄（16, 23, 31和53年）茶园的0-20厘米土壤。采用干筛分法将土壤团聚体分成> 2, 2-1, 1-0.25和<0.25mm四个部分。在所有的茶园中，在> 2 mm粒级的团聚体中，土壤细菌代谢活性和群落多样性最高，这表明这些具有复杂细菌群落的团聚体不仅起到了生物缓冲的作用，而且还通过捕食或竞争阻止了个体微生物的优势。> 2mm的土壤团聚体集中在23年龄的茶园，这意味着该茶园对土壤细菌的生长和繁殖具有相对适宜的土壤环境，从而促进了它们的代谢活性和群落多样性。经过23年的茶叶种植后，> 2mm粒级的团聚体的减少在一定程度上导致了土壤细菌群落的退化。同时，土壤微生物商（土壤微生物生物量碳/有机碳）和pH值也是茶叶种植过程中土壤细菌群落变化的重要驱动因素。该研究强调了对中国四川西部地区的茶园土进行可持续土壤管理的重要性，这种管理可以使土壤在种植茶叶23年后保持土壤健康和细菌群落的稳定性。
论文ID
原名：Soil aggregate-associated bacterial metabolic activity and community structure in different aged tea plantations
译名：不同年龄茶园中土壤团聚体相关细菌代谢活动与群落结构
期刊：Science of the Total Environment
IF：4.610
发表时间：2019年
通信作者：李廷轩
通信作者单位：四川农业大学资源学院
文章亮点
土壤细菌活性和多样性在> 2mm级分中最高。
23年龄的茶园适合土壤细菌的生长。
土壤MBC/OC和pH是细菌群落动态随时间变化的关键驱动因素。
茶园年龄通过改变土壤团聚体影响细菌群落。
前 言
茶叶是发展中国家的主要经济作物，在中国，印度和斯里兰卡都有种植。作为世界上最大的茶叶生产国，2017年中国的茶园面积达到305万公顷，并将不断增加。作为土壤生物群的最大组成部分，微生物群落（特别是细菌）不仅在一些生态过程如土壤有机质（SOM）分解（Uroz等，2009），土壤养分循环（Ludwig等，2015），以及土壤结构的形成和稳定性（Sun等，2016）中发挥重要作用，也提供了比理化性质更为完整的土壤环境变化的信息（Jackson等，2003）。一般而言，土壤微生物代谢活性和群落多样性是土壤健康和质量动态的敏感指标，上述指标的减少将对农业土壤的可持续利用产生负面影响（Thavamani等，2012;Chen等，2017）。因此，土壤微生物群落的稳定性对维持土壤生态功能具有重要意义（Muller等，2002）。
Biolog微平板技术依赖于土壤微生物利用各种碳源（C）的能力，是揭示土壤微生物代谢活性的简单而敏感的方法（Zak等，1994）。然而，对结果的解释需要谨慎，因为Biolog MicroPlate中使用的C源不一定能够给出土壤微生物的完整代谢指纹，且不反映自然土壤环境（Preston-Mafham等，2002）。宏基因组学为映射土壤的微生物系统发育和探索土壤的微生物物种的生物合成能力的手段提供了新的见解，可经由直接提取总土壤微生物DNA而提供一个有用的工具用于表征土壤微生物群落（Fierer等，2012;Charlop-Powers等，2014;Verastegui等，2014）。最近，生物合成途径的保守特征和rDNA同源性研究取得了很大进展，这使宏基因组技术更加可靠和便捷（Bhattacharyya等，2014）。
掌握不同空间尺度的微生物群落对于了解它们在农业土壤中的变化至关重要（Gupta和Germida，1988）。作为土壤结构的基本单元，土壤团聚体是有机和矿物颗粒的异质组合。根据土壤团聚体的大小，它们分为微团聚体（<0.25 mm）和宏观团聚体（> 0.25 mm）等（Six 等，2004）。游离的初级颗粒结合在一起形成微团聚体，然后这些稳定的微团聚体形成大团聚体（Tisdall和Oades，2012）。因此，土壤微生物群落在不同团聚体组分中的分布主要受物理和化学保护机制以及有机物的有效性和浓度的支配。
以往的研究表明，土壤团聚体的形成和稳定性受茶园年龄的强烈影响（Wang等，2017）。然而，茶园土壤团聚体相关细菌群落在时间序列上的动态仍不清楚。因此，本研究旨在探讨将荒地改为茶园对土壤细菌代谢活性及其群落多样性和组成的短期和长期影响。本研究提出以下假设：（1）土壤细菌群落会随着团聚体的大小而变化，因为聚合物组分之间的底物存在差异，（2）土壤细菌群落会随着茶园年龄的变化而变化，因为中国四川西部地区的土壤化学性质和物理结构会随着时间的推移而变化。
材料与方法
实验设计
在这项研究中，同一品种（四川茶）的不同老龄（16,23,31和53年）的四个茶园位于相似的地貌单元上，具有相似的坡度，坡向，土壤母质和施肥。在完全随机设计中比较了四个茶园，重复三次，共12个样地（15米×15米）。每个茶园的每两块土地之间的间距约为50米。
枯枝落叶和土壤取样
在土壤取样之前，用塑料袋在每个地块中从0.5米×0.5米的5个子地块区域收集土壤表面上的五个凋落物样品，并将这些凋落物样品混合成复合凋落物样品。将12个复合凋落物样品在80℃下烘箱干燥直至达到恒重，然后称重并测定有机C（Nelson和Sommers，1996）和总N浓度（S.Wang等，2018）。在与凋落物采样相同的位置收集土壤样品。使用无菌容器收集在每个小区的5个子地块中0-20cm深度的5个土壤样品，并将这些土壤样品混合成复合土壤样品。将12个复合土样破碎成天然团聚体，过筛（5 mm）去除土壤动物、植物根系和石块，然后用于团聚体分离。此外，从每个地块随机采集三个土壤样本以确定其土壤生物学（表1）和化学性质（S.Wang等，2018）。
土壤团聚体分离
采用Bach和Hofmockel（2014）提出的干法筛分分离土壤团聚体。田间潮湿的土块（<5mm）在4℃下冷却干燥，直至它们达到~80g kg-1的重力水浓度。接下来，将250g的土块放置在一组筛子（Ø2,1和0.25mm）的最上面的筛子上，摇动这些筛子10分钟将土块分离成不同粒级的团聚体，包括> 2,2-1,1-0.25和<0.25mm（S.Wang等人，2018）。测定所有粒级中的土壤化学性质，细菌代谢活性和细菌群落结构。
土壤化学分析
使用玻璃电极以土壤与水的比率（1：2.5，m/v）测量土壤pH（Lu，2000）。通过酸性重铬酸盐湿法氧化法（Nelson和Sommers，1996）测量土壤有机C的浓度，并通过微凯氏法（Bremner，1996）测量土壤总N的浓度。用氯仿熏蒸提取测量土壤微生物生物量C（Vance等，1987）。不同茶园中与土壤团聚体相关的化学性质见S. Wang（2018）。
土壤细菌代谢活性分析
Biolog Eco微平板（Biolog Inc.，Hayward，CA，USA）用于评估土壤团聚体中的细菌代谢活性（Kumar等，2017）。每个微平板包含96个孔，包括31种不同类型的C源3个重复，加上三个对照。这31种底物分为六大C组：碳水化合物，氨基酸，羧酸，胺，酚类化合物和聚合物。简言之，将土壤样品（相当于5g干燥土壤）用45mL无菌盐水溶液（0.85％NaCl，m/v）以200rpm搅拌30分钟，然后连续稀释至1：1000。将150μL稀释液接种到每个孔中，在25℃在黑暗中温育。在0,24,48,72,96,120,144和168小时温育后，用自动MicroPlate读数器（Biolog Inc.，Hayward，CA，USA）在590nm处测定每种孔颜色的吸光度，所述吸光度源自土壤细菌利用C源。72小时孵育后的吸光度值（对应于微平板中最大细菌生长的时间）用于计算和统计分析（Garland，1996）。平均颜色变化率（AWCD）表明土壤细菌的C源利用能力。
土壤细菌群落结构分析
使用0.25g土壤样品用Power Soil DNA Isolation Kit（MoBio Laboratories Inc.，Carlsbad，CA，USA）来提取DNA。NanoDrop ND-2000 分光光度计（NanoDrop，Wilmington，DE，USA）检测DNA的浓度和纯度，琼脂糖凝胶电泳检查完整性。为了扩增HiSeq的适当大小的细菌片段，选择靶向细菌16S rRNA基因的V4高变区的引物515F（5'-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3'）和806R（5'-GGACTACVSGGGTATCTAAT-3'）（Wu等人，2017）。纯化PCR扩增子并通过定量DNA结合产生DNA库。然后使用Illumina HiSeq PE250测序仪（Illumina，San Diego，CA，USA）实施PCR扩增子配对末端测序。
采用FLASH软件组装配对末端读数以获得原始tags（Mago和Salzberg，2011）。采用QIIME软件对序列进行质量过滤，通过该软件可以去除<150bp的序列和具有模糊碱基的序列（Caporaso等，2010）。采用UCHIME算法去除嵌合体以获得有效tags（Edgar等，2011）。相同的操作分类单位（OTU）在97％的同一性阈值下进行序列聚类。采用80％的阈值通过核糖体数据库项目分类器确定OTU的分类学指配（Wang等，2007）。利用MOTHUR软件计算土壤细菌群落多样性指数，包括Chao 1和Shannon指数（Zhou等，2015）。通过比较特定分类群序列的数量与所选土壤样本获得的序列总数来预测不同的分类群的相对丰度（％）（Wu等，2017）。
统计分析
根据茶园年龄，通过单因素方差分析评价其对凋落物和全土性质的影响。为了检验不同粒级和茶园年龄的影响和相互作用，需要对分割地块设计方差分析的一般线性模型。固定因子是不同粒级和茶园种植年龄，而随机因素是各个重复。使用最小显著差异检验进行不同粒级和茶园年龄的平均值的比较。在P<0.05水平的差异视为统计学水平上的显著性差异。采用SPSS软件（版本14.0）进行统计分析。
通过Pearson相关分析证实了茶叶种植过程中环境因子，细菌代谢活性和细菌群落结构之间的相互作用。进行冗余分析（RDA）以确定环境因素对土壤团聚体相关细菌群落组成随时间变化的相对影响。采用主坐标分析（PCoA），根据不同年龄茶园的Bray-Curtis距离，评价土壤团聚体相关细菌群落组成的差异。
实验结果
土壤细菌代谢活动
茶园种植年龄和粒级大小均对土壤细菌代谢活性产生显著影响（表S1）。在所有茶园中，土壤团聚体相关的总AWCD随着团聚体粒级的减小而下降，与2-1mm的部分相比，1-0.25mm的部分显著增加（表2）。四个茶园中>2,2-1,1-0.25和<0.25mm的平均总AWCD分别为0.80,0.52,0.62和0.29。此外23年的茶园土壤团聚体中的总AWCD显著更高。土壤细菌主要利用羧酸，其次是碳水化合物和氨基酸，而很少利用胺，酚类化合物和聚合物（图1）。与总AWCD类似，在所有茶园中，六个主要C组的最高AWCD出现在>2mm粒级的团聚体，而<0.25mm粒级的团聚体中最低。同时，与2-1mm粒级相关的这些C组的AWCD显著下降。不同C组的土壤细菌基质利用能力的年变化在不同的C组中存在差异。
图1 茶园年龄对土壤团聚体中6大C群细菌利用能力的影响。数据代表三次重复的平均值，误差线代表标准偏差。
与23年的茶园相比，其他三个茶园的土壤细菌碳水化合物利用率显著下降，与团聚体的粒级无关，这主要是由于D-纤维二糖、D-半乳糖酸γ-内酯和D-甘露醇利用率下降所致（图S1）。虽然在23年的茶园中胺的利用率最高，但在不同的茶园中，两种C源（苯乙胺和腐胺）的利用率之间并无显著差异。与上述C组不同，在茶树种植过程中，酚类化合物和聚合物的利用率持续增加，主要是由于4-羟基苯甲酸和吐温40的利用率增加所致。
土壤细菌群落多样性
通过分析所有土壤样品中的细菌群落共获得3,762,225个序列，其中有3,568,951个高质量序列（占总序列的94.86％）。这些高质量序列以序列的平均值74,353（范围从65,238到84,529）划分用于每个土壤样品的后续分析。在相似性阈值为97％的条件下，Good的覆盖度估计值在0.992到0.995的范围内，这表明当前序列读数的数量足以捕获土壤细菌群落的多样性。根据Mothur聚类，在所有土壤样本中，OTU的数量在1595至1955的范围内。
不同茶园种植年龄和粒级大小的土壤细菌群落多样性差异很大（表S1）。在所有茶园中，随着粒级的下降，土壤团聚体中细菌群落多样性（包括Chao 1和Shannon指数）也显著下降（表3）。例如，四个茶园的Chao1指数的平均值在不同粒级中显著不同，其中最高值（2033）出现在> 2 mm粒级中，其次是2-1和1-0.25 mm粒级，而最低值（1786）出现在<0.25mm粒级。此外，与其他茶园相比，23年的茶园中土壤团聚体相关的Chao 1和Shannon指数显著较高。
土壤细菌群落组成
PCoA分析表明茶园土壤细菌群落组成从16～53年有显著变化（图2）。来自同一茶园的不同粒级团聚体的三个样品各自组合在一起，并且不同茶园的样品彼此分开。前两个主要坐标分别代表茶叶种植过程中>2,2-1,1-0.25和<0.25mm粒级土壤细菌群落组成变化的64.92％，63.44％，69.40％和64.98％。在门的水平（图3），以变形杆菌、放线菌、绿弯菌门和嗜酸杆菌为主。23年茶园中变形菌和放线菌的相对丰度在所有茶园中都是最高的。不同的是，随着茶园年龄的增加，绿弯菌门和嗜酸杆菌的相对丰度不断增加。在纲水平上（图S2），α蛋白杆菌，γ蛋白杆菌，酸化杆菌，科氏杆菌属和Subgroup_2是主要菌纲。其中，α蛋白杆菌，γ蛋白杆菌，酸化杆菌与变形菌和放线菌的变化趋势类似，而其他优势类（科氏杆菌属和Subgroup_2）的变化则与绿弯菌门和嗜酸杆菌类似。
图2 茶园不同粒级团聚体土壤细菌群落组成的主坐标分析。
图3 茶园年龄对土壤团聚体中前10个细菌门的相对丰度的影响。数据代表三次重复的平均值，误差线代表标准偏差。
讨 论
土壤细菌代谢活动
总AWCD作为细菌代谢活性的指标，反映了土壤细菌的C源利用能力（Kumar等，2017）。已有研究表明土壤团聚体中细菌代谢活性存在不均匀分布（Gupta和Germida，1988;Bach和Hofmockel，2014;Chen等，2015）。尽管人们认为团聚体中土壤细菌代谢活性的差异可能与SOM浓度有关，但本研究中的结果并不支持这一观点。不论茶园种植年龄如何，土壤有机碳和总氮主要集中在>2和2-1mm的土壤团聚体中（S.Wang等，2018），这一结果与Tisdall和Oades（2012）的结果类似，他们发现土壤微团聚体通过瞬时和临时结合剂相互附着成大团聚体，随着土壤团聚体粒径的增大，有机碳和总氮的浓度增加。值得注意的是，在所有茶园中，最高的SOM浓度出现在2-1mm粒级的团聚体中（S.Wang等，2018），但其土壤细菌的代谢活性处于第二低的水平，这可能与土壤微生物生物量C与有机碳的比值（MBC/OC）有关。
尽管MBC仅占OC的1-5％，土壤MBC/OC(微生物商)可以表明SOM有效性的变化（Anderson和Domsch，1989）。Insam和Domsch（1988）指出土壤MBC/OC随时间的减少意味着森林和农业时间序列中的SOM有效性有所减少。基于之前的研究（Wang等，2017），我们证明在所有茶园中，2-1和<0.25 mm的土壤团聚体中的MBC/OC显著低于其他粒级，表明在2-1和<0.25 mm中的有关土壤细菌生长的SOM有效性相对较低，从而降低了土壤细菌的代谢活性。相比之下，与>2和1-0.25mm相关的较高SOM有效性可增强土壤细菌增殖和促进其能量获取，从而导致这些粒级的团聚体中土壤细菌的代谢活性增加。总之，在目前的土壤生态系统中，土壤团聚体相关细菌代谢活动的分布与SOM的有效性密切相关。
与土壤有机碳和全氮不同，细菌代谢活性在23年茶园土中的土壤团聚体中最高，这可能与来自茶树的枯枝落叶有关（Chen等，2013;Yin等，2014）。结合到土壤中的枯枝落叶可以改变SOM的有效性（Cotrufo等，2013），从而影响土壤细菌的代谢活性。在之前的研究中（Wang等，2017），土壤团聚体中的MBC/OC在23年茶叶种植后显著下降，这表明在这个阶段与团聚体粒级相关的SOM对土壤细菌的生长和增殖的有效性较低，从而抑制了它们的代谢活性。虽然枯枝落叶的质量在23年种植的茶园达到顶峰（C/N比），23年茶叶种植与茶树的逐步自然老化后枯枝落叶的质量和数量却会显著下降（S.Wang等，2018），这可能解释了为什么在茶叶种植过程中SOM在团聚体中的有效性遵循枯落物的动态规律（Cotrufo等，2013）。此外，茶叶种植23年后土壤酸化显著增加（S. Wang 等，2018 ）主要是由茶树本身（即叶凋落物和根系分泌物）和施肥（特别是尿素）造成的，这可能导致土壤细菌代谢活性下降（Han等，2007）。采用Pearson相关分析测定了茶叶种植过程中土壤细菌代谢活性（总AWCD）与环境因子（包括土壤pH，有机碳，总氮和MBC/OC）之间的关系（表S2）。只有>0.25 mm粒级的团聚体中，MBC/OC和pH与整个茶园年龄的总AWCD呈正相关（P<0.05），这表明随着时间的变化<0.25 mm粒级团聚体中的土壤细菌代谢活性对环境因子存在一定的抗性。
土壤细菌群落多样性
土壤细菌群落的多样性在维持农业可持续发展中起着至关重要的作用，因为它影响土壤C和养分的生物地球化学循环（Ferris和Tuomisto，2015）。Biolog Eco微平板是一种简单快速鉴别不同处理土壤中细菌代谢活性的方法。然而，它并没有传达任何关于土壤细菌群落多样性的信息（Chen等，2017）。因此，本研究采用高通量测序方法研究土壤团聚体相关细菌群落多样性的动态变化。在所有处理中Chao 1和Shannon指数表明，与其他粒级的土壤细菌群落相比，>2 mm的土壤团聚体中细菌群落的多样性显著更高，可能是因为>2mm土壤团聚体中SOM浓度和有效性水平较高（Liu等，2014;Zhou等，2015）。此外，粒级大小的增加通常与氧浓度的增加有关，这可能是控制土壤团聚体中细菌群落多样性分布的另一个关键因素（Kremen等，2005）。
与土壤细菌代谢活性类似，23年的茶园与其他茶园相比，其团聚体中土壤细菌群落的多样性显著增加，这可能是因为在23年茶园土壤中与细菌过程和土壤细菌发育有关的SOM有效性最高，并可诱导土壤细菌群落多样性增加（Liu等，2014;Zhou等，2015）。此外，已有报道显示在不同类型土壤中pH值是决定土壤细菌群落多样性的关键因素（Lauber等，2009;Rousk等，2010;Shen等，2013）。Rousk等人（2010）提出了一个假设，即土壤pH值可以直接影响土壤细菌群落的多样性，因为大多数土壤细菌类群表现出相对窄域的生长耐受性。在本研究中，23年的茶园土壤中较高的酸性往往对土壤细菌施加更大的压力，只留下最具抗性的物种，从而降低其多样性。尽管MBC/OC和pH与在>0.25mm团聚体中的Chao 1和Shannon指数呈正相关（P<0.05），在<0.25 mm粒级则没有显著相关性（P>0.05）（表S2），这意味着土壤细菌群落多样性对>0.25mm粒级中环境因子的响应比<0.25mm粒级更敏感。
土壤细菌群落组成
同一茶园的三个土壤样品，不论其团聚程度如何，总体上呈团聚状，而不同茶园的土壤样品则相对分散，这表明沿茶园时间序列土壤细菌群落组成存在显著差异。RDA显示（图S3）两个最重要的因子（MBC/OC和pH）解释了>2,2-1,1-0.25和<0.25mm的团聚体中土壤细菌群落（前10个细菌门）组成变化的61.2％，56.1％，52.6％和38.7％。Pearson相关分析结果与RDA高度一致，进一步表明了优势细菌群（即变形菌，放线菌，绿弯菌和酸杆菌）的相对丰度与土壤团聚体中茶园年龄的环境因子之间的显著相关性（表S3）。在>0.25mm的团聚体中，土壤MBC/OC与变形杆菌和放线菌的相对丰度呈正相关但与绿弯菌和酸杆菌的相对丰度呈负相关（P<0.05）（Fierer等，2007;Ai等，2015）。同时，土壤pH值与酸杆菌的相对丰度呈负相关（P <0.05）。另一方面，优势细菌群对环境因素的相应在<0.25 mm的团聚体中并不明显。
种植茶叶23年以后，土壤细菌群落组成从变形杆菌和放线菌占优势转变为绿弯菌和酸性杆菌占优势，这表明细菌群在此阶段从快速生长的共营养组转变为生长缓慢的寡营养组。同时，这些结果还表明在23年的茶园中SOM有效性促进了共生营养类群的生长，而对寡营养分类群产生了负面影响（表S3）。此外，一些研究表明，土壤pH值在改变农业土壤中酸性杆菌的相对丰度方面发挥了关键作用（Zhou等，2015; Sun等，2016;H.Wang等人，2018）。本研究表明茶树种植过程中酸杆菌的相对丰度与土壤pH之间存在负相关（P <0.05）（表S3）。也有报道表明二者之间存在正相关（P <0.05）（Zhou等，2015）。刘等人（2014）表明酸性细菌亚群对土壤pH的负反应或正反应可能导致黑土中酸杆菌的相对丰度发生不规则变化。总的来说，土壤细菌代谢活动和群落结构受茶园年龄的强烈影响，因为土壤MBC/OC和pH随时间的变化存在显著差异。
土壤细菌代谢活动与群落多样性的相互作用
不同大小的土壤团聚体的空间排列导致土壤结构的不均匀性，随后导致土壤团聚体相关细菌群落的不均匀分布。在本研究中，所有茶园中土壤细菌代谢活动和群落多样性的最高水平出现在>2 mm的团聚体中，这表明这些具有复杂细菌群落的聚集部分不仅起到了生物缓冲的作用，而且还通过捕食或竞争阻止了单个微生物的菌种优势。
茶叶种植过程中，总AWCD与Chao 1和Shannon指数呈正相关（P <0.05）（表S2），表明土壤细菌群落的功能和分类多样性之间存在正相关关系。土壤团聚体相关的细菌代谢活性和群落多样性在种植23年茶叶的茶园中最高，表明种植23年茶叶的茶园中相对适宜的土壤环境有利于土壤细菌群落的发育。
土壤细菌代谢活动与群落组成的相互作用
土壤团聚体中细菌底物利用能力的变化在六个主要C组之间显著不同，这可能是由于存在各种官能团，例如碳水化合物，氨基酸，羧酸，胺，酚类化合物和聚合物（Kumar等，2017）。23年的茶园中土壤细菌对易代谢化合物的利用率显著下降，同时复杂有机化合物的利用率也显著增加，这可能与种植茶树期间土壤细菌群落的组成变化有关。23年的茶园中易代谢化合物的土壤细菌利用能力显著提高，这可能与茶园中的变形杆菌和放线菌的富集有关（Fierer等，2007;Sun等，2016）。复合有机化合物的土壤细菌利用能力在茶叶种植过程中显著增加，这可能是因为随着时间推移绿弯菌和酸性杆菌持续增加导致的（Fierer等，2007;Ai等，2015）。此外，Pearson相关分析表明茶叶种植过程中土壤细菌代谢活性与群落组成之间显著相关（表S4）。最易代谢的化合物（例如，碳水化合物，氨基酸，羧酸和胺）的利用与土壤团聚体中变形菌和放线菌的相对丰度正相关（P <0.05）。同时，最复杂的有机化合物（包括酚类化合物和聚合物）的利用与绿弯菌和酸性杆菌的相对丰度呈正相关（P <0.05）。
如上所述，在所有茶园中，在>2mm的团聚体中土壤细菌代谢活性和群落多样性最高。然而，在23年的茶树种植后，其粒径从>2转变为1–0.25 mm，从而降低了>2 mm粒径在整个土壤中的比例（S.Wang等，2018）。因此，茶树种植23年后>2 mm部分的减少，在一定程度上可以解释土壤细菌群落的退化（如土壤细菌代谢活动和群落多样性的减少）（表1））。根据我们之前的研究，无论茶园年龄大小，> 2mm的部分占全部土壤质量的一半，且集中在23年的茶园中，表明该茶园具有相对稳定的土壤结构（Wang等，2017）。在本研究中，茶树种植前23年的凋落物对土壤细菌的利用率相对较高，在分解过程中很容易融入到>2 mm的组分中，从而形成>2 mm的组分。相反，茶树种植23年后，由于凋落物逐渐腐化，会发生从>2到1-0.25 mm部分的转变（Tisdall和Oades，2012）。此外，茶树种植23年后凋落物数量的减少增加了人为干扰（即施肥和修剪）和降雨淋失（S. Wang等，2018），导致对> 2mm部分的团聚体造成了破坏（Wang等，2017）。因此，尽管土壤团聚体中细菌代谢活动和群落多样性的分布取决于团聚体的大小，但茶园年龄是改变土壤团聚体组成的重要因素，说明茶园的年龄这一单独因素对土壤细菌群落的动态没有影响，但在茶树种植过程中，土壤团聚体的变化是非常重要的。
结 论
在目前的土壤生态系统中，含有复杂细菌群落的2 mm以上的部分不仅提供了生物缓冲，还通过捕食或竞争阻止了单个微生物的优势。>2 mm 团聚体主要集中在23年茶园土壤中，说明23年茶园为土壤细菌的生长和增殖提供了相对适宜的土壤环境，从而增加了其代谢活性和群落多样性。茶树种植23年后，土壤中>2 mm组分的减少在一定程度上解释了土壤细菌群落的退化。同时，土壤MBC/OC和pH也是茶树栽培过程中土壤细菌群落变化的重要驱动因素。本研究强调了川西地区茶树种植23年后，保持土壤健康和细菌群落稳定的可持续土壤管理要求。
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