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河南信阳不同产茶区土壤养分与成品鲜叶科学分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-06-25  浏览次数:214673
核心提示:日报头条河南讯(记者李闪 卢广磊)近期,市茶文化协会收到信阳市农业科学院茶叶研究所推荐的凝聚着全所广大科研工作者心血的权威性文章《信阳不同茶区鲜叶化学成分含量影响因素分析》与《信阳市茶叶主产区茶园土壤养
 日报头条河南讯(记者李闪 卢广磊)近期,市茶文化协会收到信阳市农业科学院茶叶研究所推荐的凝聚着全所广大科研工作者心血的权威性文章《信阳不同茶区鲜叶化学成分含量影响因素分析》与《信阳市茶叶主产区茶园土壤养分状况研究》两篇文章,鲜叶化学成分分析通过对不同地点采样、应用科学方法对影响茶叶化学成分因素如海拔、日照、土壤、微量元素含量等进行研究,从海拔高度、土壤pH值和土壤养分等方面来探究鲜叶主要化学成分含量差异的原因,为提高信阳毛尖茶叶的品质提供理论依据,得出科学结论。土壤养分研究为我们指明了信阳市更适宜种茶地区,为种茶选择、如何改进土壤环境有较权威的参考价值。文章可读性、实用性强,参考价值大!
河南信阳不同产茶区土壤养分与成品鲜叶科学分析

 

摘要:本文对信阳五个茶区的茶树鲜叶的咖啡碱、氨基酸、儿茶素、水浸出物、茶多糖和茶多酚的含量进行测定,结果表明,五个茶区内茶树鲜叶的咖啡碱、水浸出物、茶多糖和茶多酚的含量差异不显著,鲜叶的氨基酸和儿茶素的含量存在显著性差异(P<0.05),且西部茶区鲜叶氨基酸和儿茶素含量明显高于东部茶区。为了探究鲜叶氨基酸和儿茶素含量的影响因子,对五个茶区的海拔高度、土壤的pH值、土壤养分进行了测定。结果表明五个茶区土壤pH值,土壤中有机质、氮、锰、镁、铁、铜、硼和硫的含量差异不显著,而土壤中磷、钾和锌的含量存在显著差异。据此我们推断,西部茶区鲜叶儿茶素和氨基酸含量高于东部茶区是由土壤中磷、钾和锌的含量差异造成。关键词:鲜叶; 化学成分; 海拔高度;土壤养分。

茶树鲜叶化学成分(茶多酚、咖啡碱、水浸物、茶多糖、氨基酸、茶多酚和儿茶素)的含量多少直接决定着茶叶产品的品质,而影响茶树鲜叶化学成分含量高低的主要因素是茶树生长发育的生态环境[1,2,3],包括茶园的光照强度、空气的温湿度、土壤酸碱度、土壤肥力、海拔、纬度和植被等[4]。肖润林等对茶园采取人工遮荫措施,发现茶叶中氨基酸、水浸出物的含量明显提高[5]。相关研究表明,增施有机肥能改善茶叶的汤色、香气、滋味和增加水浸出物[6,7]。土壤中全氮的含量与茶鲜叶中氨基酸、茶氨酸以及新梢中咖啡碱的含量均呈正相关[8];土壤中磷含量有利于鲜叶中茶多酚、水浸出物和氨基酸的增加[9,10];土壤中钾含量与茶叶中氨基酸和茶多酚的含量呈正相关[11-13];茶园中以N:P:K 比例在2:1:1 到5:1:2之间为宜[14]。土壤中交换性钙、镁与茶鲜叶茶多酚、咖啡碱、水浸出物含量均呈极显著负相关, 但钙、镁含量过低也会因营养失调而影响茶树生长[15]。土壤中有效锌与茶叶氨基酸含量呈显著正相关, 施用锌肥对茶叶中儿茶素和咖啡碱的形成有利,并能提高茶叶产量,明显增加茶叶的香气和滋味而提高茶叶品质[15,16]。施用钼、硼肥可提高茶叶中茶多酚和氨基酸含量[15]。汪春园等人研究表明茶叶的品质随海拔高度的上升而上升,而当海拔高度在800米以上之后,茶叶的品质与海拔高度呈负相关[17]。

中国十大名茶之一的信阳毛尖茶是河南省著名特产。信阳毛尖茶素来以“细、圆、光、直、多白毫、香高、味浓、汤色绿”的独特风格而饮誉中外。然而,不同的产区的信阳毛尖茶,品质却存在较大的差异,总体趋势是信阳西部茶区茶叶品质整体明显好于东部茶区。本文以信阳五个主要产茶县区(浉河区、平桥区、罗山、光山和新县)的鲜叶样品为研究对象,分析不同茶区鲜叶中咖啡碱、儿茶素、茶多酚、氨基酸和茶多糖含量的差异性;并从海拔高度、土壤pH值和土壤养分等方面来探究鲜叶主要化学成分含量差异的原因,为提高信阳毛尖茶东部产区茶叶的品质提供理论依据。

河南信阳不同产茶区土壤养分与成品鲜叶科学分析

 

1.1 实验材料

选取信阳五个茶区(浉河区、平桥区、罗山县、光山县和新县)的13个茶园进行定点取样(表1);其中浉河区、光山县和新县分别选定3个采样点,平桥区和罗山县分别选定2个采样点;每个采样点分早春茶1次、晚春茶1次(间隔2周),夏茶1次进行三次采样,共采制39个鲜叶样品;同时,在每个采样点采制茶园土壤样品,进行GPS定位。

在上述采样茶园按照一芽一叶初展标准,每个样品采集鲜叶500克,将鲜叶摊放于干净的白纸(根据转盘形状剪成相应大小圆形)上,摊开置入微波炉,高火功率运转30~40秒,开门将腔内水蒸气排出,并翻转样品,关门继续高火运转40~45秒,再次开门排水蒸气,翻转样品,然后关门再高火运转约60秒,直至茶叶干燥即。干燥的茶叶样品于-20℃密闭保存。

1.2 鲜叶生化成分分析

茶多酚含量测定采用酒石酸亚铁比色法(GB/T 8313-2008);咖啡碱含量测定采用紫外光分光光度法(GB/T 8312—2002);水浸出物含量测定采用全量法(GB/T8305-2002);茶氨酸等20种氨基酸组分测定采用美国Waters公司推出的氨基酸HPLC分析方法—AccQ.Tag法;儿茶素含量测定采用HPLC法(GB/T 8313-2008);茶多糖测定采用陈建国等人的方法[18]。

1.3 土壤主要成分的测定

土壤中pH值采取玻璃电极法测定;土壤有机质和全氮含量采用元素分析仪测定;土壤中有效磷,交换性钾、镁、锌、铜、硼、铁、锰和硫等采用原子光谱法测定。

1.4 数据分析

利用Excel 2007 整理数据和作图;SPSS 17.0 数据处理软件对实验数据进行方差分析和显著性检验。

河南信阳不同产茶区土壤养分与成品鲜叶科学分析

 

2.1 信阳五个茶区鲜叶咖啡碱、儿茶素、氨基酸、茶多酚、水浸出物和茶多糖含量差异性研究

对信阳五个茶区的39个鲜叶样品的咖啡碱、儿茶素、氨基酸、茶多酚、水浸物和茶多糖进行测定。从图1 A 可以得出,浉河区茶鲜叶氨基酸的含量最高,为27.25 g/kg,而新县鲜叶氨基酸含量最低,仅为16.68 g/kg,前者比后者高出63.64%;进一步分析表明鲜叶茶氨酸含量顺序与氨基酸一致,均为:浉河区>罗山>平桥区>光山>新县;方差分析结果表明浉河区、平桥区和罗山县与光山和新县的鲜叶氨基酸含量存在显著性差异(P<0.05)。五个茶区鲜叶儿茶素的含量顺序为:浉河区>罗山>平桥区>光山>新县,其中浉河区鲜叶儿茶素的含量(106.05 mg/kg)比新县茶鲜叶儿茶素含量(80.92 mg/kg)高出31.05%;方差分析结果表明浉河区鲜叶儿茶素含量与平桥区、罗山县、光山县和新县鲜叶儿茶素含量存在显著差异(图1 B)。从图1 C 中可以看出,五个茶区鲜叶的茶多酚、茶多糖和水浸出物含量差异较小;方差分析结果也表明五个茶区水浸出物、茶多酚和茶多糖含量差异性不显著。

2.2 信阳五个茶区鲜叶中氨基酸和儿茶素含量差异原因的研究

为探寻信阳五个茶区鲜叶氨基酸和儿茶素含量存在差异的原因,我们对其地理位置和海拔高度,土壤酸碱度,有机质、全氮、有效磷、交换性钾、镁、锌、铜、硼、铁、锰和硫等主要成分的含量诸要素进行了测定,并对各因素测定值与氨基酸和儿茶素含量差异性的关系进行分析。

2.2.1 海拔高度

对五个茶区的13个茶园进行了GPS定位,结果如表1,可以看出,浉河区茶园的平均海拔高度是333m,而平桥区、罗山、光山和新县茶园的平均海拔高度分别为120m、127m、97m和124m。本试验中,浉河区的茶园海拔高度明显高于其它四个县区茶园的海拔高度。在一定的海拔高度范围内,茶园的海拔高度越高,茶叶中的氨基酸含量越高,而鲜叶中茶多酚的含量随海拔高度的上升而呈下降趋势[17,19,20]。由此推断,信阳五个茶区氨基酸含量呈现西部茶园高于东部茶园的主要原因与海拔高度有关。

河南信阳不同产茶区土壤养分与成品鲜叶科学分析

 

2.2.2 土壤有机质和氮、磷、钾的含量

从图2 A可以看出浉河区、罗山县和新县茶园的土壤有机质含量均在2.0% 以上,而平桥区和光山县茶园土壤有机质含量均低于2.0%,五个茶区土壤有机质的含量呈现不规则变化(图2 A)。五个茶区土壤氮含量几乎相当;土壤磷和钾的含量均是浉河区、平桥区和罗山县远高于光山县和新县茶区(图2 B)。氮、磷、钾是茶树生长的三大要素,土壤中的全氮与茶叶的氨基酸和水浸出物呈正相关[22],而磷与类黄酮物质的形成有密切关系,磷对茶氨酸的形成也有良好的促进作用[23, 24]。很多研究表明, 钾能显著提高茶叶游离氨基酸、茶多酚等内含物的含量[11-13]。由此推断,土壤中有机质含量和氮含量不是造成五个茶区鲜叶中氨基酸和儿茶素显著差异的主要原因,而土壤磷、钾的含量则是五个茶区鲜叶氨基酸和儿茶素存在差异的原因。

2.2.3 土壤锌、硫、硼、锰、镁、铜、铁含量

图3A 表明,五个茶区土壤锌的含量顺序为浉河区>平桥区>罗山>光山>新县,方差分析结果表明五个茶区土壤锌的含量存在显著差异。据研究报道土壤有效锌与茶叶氨基酸含量呈显著正相关,对茶叶儿茶素和咖啡碱的形成有利,可提高茶叶产量,明显增加茶叶的香气和滋味来提高茶叶品质[16];因此我们推测五个茶区茶叶氨基酸和儿茶素含量的差异可能与土壤中锌的含量差异有关。

土壤含硫一般在0.01 % -0.5% 之间, 平均为0.085%, 以16 mg/kg 为土壤硫丰缺临界值[24]。王守生等认为, 黄壤土有较高的水溶性硫, 茶叶硫含量较高, 香气和滋味得分也较高[25]。从图3 B 可以看出五个茶区除新县外,其他茶区土壤硫的平均含量均高于16 mg/kg,因此我们推测新县茶区土壤硫的含量过低是影响其鲜叶品质的一个因素。

五个茶区中平桥区土壤镁的含量最高,罗山县土壤镁的含量最低,其它茶区之间土壤镁的含量差异不大;土壤中锰的含量变化趋势是西部高于东部,土壤中的硼和铜的含量均较低。土壤中镁的含量与茶叶中茶多酚含量呈负相关,而锰和铁对鲜叶品质的影响报道很少。因此,五个茶区土壤中镁、锰、铜、硼和铁含量不是造成五个茶区鲜叶氨基酸和儿茶素含量差异的主要原因。

2.2.4 土壤pH值

茶树喜酸性土壤,适合茶树生长的pH值上限范围是6.0~ 6.5,超出这一范围就难以生长,而茶树生长的pH下限不明显,pH 4.0 以下的土壤,茶树仍能良好生长,但土壤pH低于4.0以后,将会影响土壤游离的氟的含量[26]。从表1可以看出,五个茶区的土壤pH值均在4.0~6.0之间,其中,平桥区茶园的土壤pH值较高,罗山县茶园的土壤pH值较低。因此,茶园土壤pH值不是造成五个茶区茶叶氨基酸和儿茶素含量差异的原因。

3.结论与讨论

本文分别对信阳五个茶区(浉河区、平桥区、罗山、光山和新县)的13个茶园的茶树鲜叶的咖啡碱、氨基酸、儿茶素、水浸物、茶多糖和茶多酚进行了测定,结果表明,五个茶区间茶树鲜叶的咖啡碱、水浸物、茶多糖和茶多酚的含量差异不显著,而鲜叶的氨基酸和儿茶素的含量存在显著性差异(P<0.05),进一步分析表明茶树鲜叶茶氨酸和酯型儿茶素的含量也存在显著性差异。

为探究信阳五个茶区茶树鲜叶氨基酸和儿茶素含量存在差异的原因,我们对这五个茶区的13个产地茶园的地理位置和海拔高度,以及土壤的pH值和土壤主要养分(氮、磷、钾、有机质、锌、锰、镁、铁、铜、硼和硫等)进行了测定与分析。结果表明信阳五个茶区浉河区茶园海拔高度最高,其它四个茶区平均海拔高度相差不大。五个茶区磷和钾的含量总体趋势均是东部低于西部;土壤中锌的含量趋势是浉河区>平桥区>罗山>光山>新县,而土壤pH值和其它养分含量无显著性差异。尽管平桥区茶园土壤磷和锌的含量(图2 B,图3 A)高于罗山,但是平桥区茶鲜叶氨基酸和儿茶素含量却低于罗山茶园,这可能与平桥区茶园土壤钾的含量明显低于罗山茶园有关(图2 B)。据研究报道,在一定范围内,鲜叶氨基酸含量随茶园海拔高度升高而增加,而茶多酚的含量随海拔高度上升呈下降趋势[17,19,20];磷对茶氨酸的形成有良好的促进作用[22,23];钾能显著提高游离氨基酸、茶多酚等内含物的含量[11-13];有效锌与茶叶氨基酸含量呈显著正相关[16]。五个茶区地理位置靠近,气候条件差异较小。根据实地调查,五个茶区茶园栽培管理技术相仿。因此,我们认为五个茶区间茶树鲜叶氨基酸和儿茶素的含量由西向东呈下降趋势的主要原因是土壤磷、钾和锌含量差异共同影响的结果。要整体提高信阳东部茶区茶叶的品质,需要增施钾肥、磷肥,使土壤中氮、磷、钾的比例协调,同时增施锌等微量元素。


(文 / 信阳市农业科学学院茶叶研究所 通讯员陈梦阳)


 

 
 
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