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专用配方氨基酸叶面肥对乌龙茶树生理特性及品质的影响

来源:知实学术 分类:农业论文 发布时间:2021-02-25 浏览:

  摘 要:以“铁观音”和“本山”乌龙茶品种为研究对象,开展专用配方氨基酸叶面肥对乌龙茶树的萌芽和产量、叶片形态特征、生理特性及品质成分的影响。结果显示:“铁观音”和“本山”茶树喷施专用配方氨基酸叶面肥,萌芽期可提早5~6 d,叶面积、叶片厚度和气孔密度均显著提高,鲜叶产量提高22.87%~35.68%,总叶绿素含量、可溶性糖和蛋白质含量均明显高于对照,茶的氨基酸含量显著高于对照,且1.5 g/L专用配方氨基酸叶面肥处理达到最大值。表明专用配方氨基酸叶面肥可促进“铁观音”和“本山”乌龙茶树的生长,提高叶片光合产物和品质成分含量。

  关键词:氨基酸;叶面肥;乌龙茶;生理特性;品质成分

  中图分类号:S571.1 文献标识码:A

  《世界农业》一本集综合性、时效性、实用性为一体的刊物,及时追踪国内外农业领域的热点、焦点问题,全面分析各类农产品供求形势及价格走势,为涉农企业正确应对国内外市场变化提供准确情报。

  Abstract: The study was aimed to explore the role of special formula amino acids in the high yield and quality of Oolong Tea, thus providing a theoretical basis for the efficient cultivation of Oolong tea. The composition and proportion of amino acids in the fresh leaves of Oolong tea in Fujian Province were analyzed, and seven kinds of amino acids were selected to prepare the special formula amino acid foliar fertilizer. The effects of different concentrations of amino acids on the germination and yield, leaf morphological characteristics, physiological characteristics and quality components of Oolong tea were analyzed. Spraying formula amino acid could advance the germination period of Oolong tea by 5–6 days, increase fresh leaf yield by 22.87%–35.68%. Leaf area, leaf thickness and stomatal density were significantly increased, total chlorophyll content, soluble sugar and protein content were significantly higher than those of the control, theanine content was significantly higher than that of the control, and the maximum value reached in the 1.5 g/L treatment group. Therefore, formula amino acids could promote the growth of “Tieguanyin” and “Benshan” tea plants, and increase the content of photosynthate and quality components in Oolong tea.

  Keywords: amino acid; foliar fertilizer; Oolong tea; physiological characteristics; quality components

  DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.01.018

  福建省的自然环境条件适宜乌龙茶的规模化生产,乌龙茶也成为福建省支柱产业[1]。随着消费者对乌龙茶品质的要求不断提高,乌龙茶产业要增强市场竞争力,就得提高茶叶品质;茶鲜叶中茶多酚、茶氨酸、咖啡碱等化学成分是茶叶品质的物质基础,也是衡量茶叶品质的具体评价指标[2-3]。叶面追肥具有见效快、作用强、利用率高、施用简便、增产增效明显的特点[4-5]。氨基酸叶面肥富含多种氨基酸,在提高作物產量和品质,增强作物抗性的同时,又能够改善生态环境[6]。在农业生产中,通过叶面施肥补充根际施肥的不足,为植物提供更全面的营养,从而实现作物优质高产。

  氨基酸叶面肥应用于茶树,可经叶面直接吸收进入体内,参与茶树氨基酸代谢,满足茶树生长的需要,对茶叶高产优质具有积极意义[7-10]。氨基酸叶面肥具有增产提质的作用,能够明显提高作物的品质和产量[11-12]。但有关专用配方氨基酸叶面肥对乌龙茶树生长特性和品质特征影响的研究鲜见报道。

  本研究通过测定福建省常见乌龙茶鲜叶中的氨基酸组成与比例,配制专用配方氨基酸作为叶面肥,以生产上大面积种植的乌龙茶品种“铁观音”和“本山”为对象,研究不同浓度专用配方氨基酸叶面肥对乌龙茶树的萌芽和产量、叶片形态特征、生理特性和品质成分的影响,探索专用配方氨基酸叶面肥在乌龙茶高产优质生产中的作用,为乌龙茶高效栽培提供理论依据。

  1 材料与方法

  1.1 材料

  1.1.1 基地概况 试验地点位于福建省泉州市安溪县生态茶园基地,海拔约200 m,属亚热带湿润气候区,年均气温19~20 ℃,年降雨量1600 mm左右;无霜期约260 d,夏季长且炎热,冬季短而无严寒。茶园土壤质地为黄红壤,土壤性质:pH为5.84,有机质29.43 g/kg,全氮0.90 g/kg,速效氮127.69 mg/kg,速效磷15.76 mg/kg,速效钾73.21 mg/kg,交换性镁0.77 mg/kg,有效锌1.58 mg/kg。茶树采用大行距的双行单株种植方式,大行距150 cm,小行距40 cm,株距30 cm,每丛茶苗2株。

  1.1.2 用于测定氨基酸组成与比例茶树品种 选取乌龙茶产区适制乌龙茶的‘水仙‘肉桂‘毛蟹‘梅占‘黄旦‘大叶乌龙茶树品种,树龄5年左右,生长良好,长势较一致,株高平均0.8~1.0 m。

  1.1.3 供试乌龙茶树品种 以大面积栽培的“铁观音”“本山”为乌龙茶供试对象,树龄5年左右,生长良好,长势较一致,株高平均0.8~1.0 m。

  1.1.4 主要試剂 天冬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、丙氨酸、谷氨酸和甘氨酸购自山东西亚化学工业有限公司,均为化学纯,纯度≥ 98.5%;L-茶氨酸标准品购自合肥博美生物科技有限责任公司,HPLC≥98%。乙腈、甲醇(色谱级)购自赛默飞世尔科技(中国)有限公司。

  1.1.5 仪器与设备 岛津LC-10AT型液相色谱系统,C18色谱柱(4.6 mmΦ×250 mm,5 m,日本Tosoh公司);德国Sykam公司S-433D型全自动氨基酸分析仪;AL104型电子天平;超纯水机(Milli-Q)。

  1.2 方法

  1.2.1 试验设计 专用配方氨基酸叶面肥浓度设计为1.0、1.5、2.0、2.5 g/L 4个处理,以喷施蒸馏水为对照(CK),共5个处理;每个处理面积约36 m2,重复3次,试验采取随机区组设计。试验于2019年2—5月(春茶生长期)进行,每隔7 d于傍晚喷施1次,共进行5次喷施。喷施选择在无风的晴天下午17:00后,采用手动喷雾器均匀喷雾,每个处理喷施500 mL专用配方氨基酸叶面肥,对照组喷施等量蒸馏水。其他田间管理措施按照常规进行。

  1.2.2 测定方法 春茶萌芽期每天随机观察,当每平方米平均有一芽一叶初展的新芽梢10个以上的日期为萌芽期;萌芽数于萌芽期后10 d进行统计,每个小区不同方位取3个小块,每块面积1 m2;春茶鲜叶产量采摘后用电子天平称重。叶片厚度采用游标卡尺测量新梢上同一位置的20片叶;叶面积测定通过测量叶长×叶宽×0.7(系数),计算出面积;气孔密度采用生物显微镜,计算出视野面积和气孔密度。可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮兰G-250染色法,可溶性糖含量测定采用蒽酮法,叶绿素含量测定采用丙酮法[13]。茶氨酸含量采用GB/T 23193—2017测定,咖啡碱含量采用GB/T 8312—2013紫外分光光度法测定,茶多酚含量采用GB/T 31740.2—2015方法测定。氨基酸组分测定方法参照GB/T 5009.124— 2003略作修改[14]:称取茶叶样品0.05 g置于厌氧水解管中,加入5 mL 6 mol/L盐酸,混匀后放入液氮中,溶液凝固后取出真空封管,置于110 ℃恒温干燥箱内水解24 h,冷却后定容至10 mL,0.45 μm微孔滤膜过滤。吸取1.0 mL滤液置于EP管真空干燥;最后加入样品缓冲液溶解,用0.22 μm微孔滤膜过滤;采用S-433D型全自动氨基酸分析仪测定游离氨基酸含量。

  2019年5月随机选取顶芽已成驻芽且顶端叶片开展度达八成左右的新梢,采集新梢倒数第3叶片剪碎混合后进行各项目指标测定,每个处理重复3 次。

  1.3 数据处理

  试验数据采用Microsoft Excel 2003软件进行整理,采用DPS(7.05)软件Duncans新复极差法进行显著性分析。

  2 结果与分析

  2.1 乌龙茶专用配方氨基酸叶面肥的组成及其配比

  福建省乌龙茶产区的常见乌龙茶树(‘水仙‘肉桂‘毛蟹‘梅占‘黄旦‘大叶乌龙)鲜叶中的17种蛋白质氨基酸含量见表1。由表1可知,乌龙茶中各种氨基酸含量差异显著;其中,谷氨酸、天冬氨酸和亮氨酸含量较高,含量占总氨基酸含量的33.55%~36.59%。选择含量较高(>5.0 mg/g)的天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和精氨酸8种氨基酸(占总氨基酸含量的69.24%~71.21%)作为专用配方氨基酸的组份。从8种主要氨基酸的含量分别算出各种氨基酸所占比例,从而得到乌龙茶树的专用配方氨基酸叶面肥配比为:16%天冬氨酸、24%谷氨酸、14%亮氨酸、10%丙氨酸、9%甘氨酸、9%苯丙氨酸、9%赖氨酸和9%精氨酸。

  2.2 专用配方氨基酸叶面肥对乌龙茶萌芽期和产量的影响

  从表2可见,喷施专用配方氨基酸叶面肥均提早“铁观音”和“本山”的茶树萌芽时间,4个氨基酸浓度处理间差异不显著,但与对照差异显著,萌芽时间提早了3~5 d;“铁观音”和“本山”的萌芽数分别提高了13.61%~21.70%、13.18%~20.46%。喷施专用配方氨基酸叶面肥可提高“铁观音”和“本山”鲜叶产量,不同氨基酸浓度处理之间差异不显著,但均显著高于对照处理,“铁观音”和“本山”分别比对照提高了26.16%~35.68%、22.87%~26.12%。因此,茶树萌芽前喷施专用配方氨基酸叶面肥,能提早茶树的萌芽,提高茶芽密度,从而提高茶叶产量。

  2.3 专用配方氨基酸叶面肥对乌龙茶叶片形态特征的影响

  喷施氨基酸叶面肥对乌龙茶树叶片生长起到直接作用,叶面积大小、叶片厚度和叶片的气孔密度均发生变化。由表3可知,喷施专用配方氨基酸叶面肥显著提高了茶树气孔密度;“铁观音”的叶面积、叶片厚度和气孔密度分别增加了11.70%~21.16%、12.90%~22.58%和9.38%~21.88%,但差异不显著;“本山”的叶面积、叶片厚度和气孔密度分别增加了15.85%~17.73%、18.18%~31.82%和9.72%~20.83%,但差异不显著。不同浓度氨基酸处理下,叶片形态特征存在差异,1.5 g/L处理的叶面积、叶片厚度和气孔密度高于其他处理。因此,喷施1.5 g/L专用配方氨基酸叶面肥能增加叶片面积和叶片厚度,提高气孔密度,有利于促进气体交换,提高乌龙茶树叶片光合作用。

  2.4 专用配方氨基酸叶面肥对乌龙茶生理特性的影响

  叶绿体是叶片光合作用的主要场所,叶绿素含量决定着叶片光合作用能力。由表4可知,喷施专用配方氨基酸叶面肥后“铁观音”和“本山”茶树总叶绿素含量,比对照分别提高了17.84%~40.90%、13.02%~33.33%,其中,1.5 g/L专用配方氨基酸叶面肥处理的总叶绿素含量均为最大值。可溶性糖是叶片中光合作用的产物,可溶性糖是构成茶汤浓度和滋味的重要物质,还参与香气的形成。由表4可知,噴施专用配方氨基酸叶面肥显著提高了乌龙茶树的叶片可溶性糖含量;随着氨基酸浓度增加,可溶性糖含量有先增加后降低的变化趋势;1.5 g/L处理的可溶性糖含量处于最大值,“铁观音”和“本山”分别比对照提高了46.67%和38.74%。茶树叶片中的蛋白质是茶叶氨基酸的主要来源,蛋白质含量影响着茶叶代谢反应和茶叶品质成分。由表4可知,喷施专用配方氨基酸叶面肥显著提高乌龙茶的叶片蛋白质含量;蛋白质含量随着氨基酸浓度的增加,呈现出先增加后降低的变化;1.5 g/L处理的蛋白质含量均处于最大值,“铁观音”和“本山”分别比对照提高了33.74%和29.44%。

  2.5 专用配方氨基酸叶面肥对乌龙茶品质成分含量的影响

  构成茶叶品质的主要特征物质有茶多酚、氨基酸和咖啡碱等物质。茶氨酸是茶叶中特有的非蛋白质氨基酸,其含量与茶叶品质呈正相关,是构成茶汤滋味的重要呈味物质。专用配方氨基酸叶面肥对乌龙茶树鲜叶中主要品质成分含量的影响见表5。由表5可知,喷施专用配方氨基酸叶面肥后,“铁观音”和“本山”的咖啡碱含量提高了8.06%~20.32%,而茶多酚含量变化不明显。专用配方氨基酸叶面肥处理对茶氨酸含量影响最大,“铁观音”的茶氨酸含量提高了20.09%~33.06%,“本山”的茶氨酸含量提高了14.58%~31.88%;茶氨酸含量随着专用配方氨基酸叶面肥浓度的增加而呈现出先增加后降低的变化;1.5 g/L处理的茶氨酸含量均处于最大值,“铁观音”和“本山”分别比对照提高了33.06%和31.88%。因此,喷施专用配方氨基酸叶面肥能提高乌龙茶咖啡碱和氨基酸含量,明显提高乌龙茶品质。

  3 讨论

  氨基酸叶面肥在生产上已经得到广泛应用,其种类主要有5-氨基乙酰丙酸[15]、氨基寡糖素[16]、L-亮氨酸[12]、谷氨酸钠[17]等。氨基酸通过叶片直接被植物吸收利用,起到替代硝态氮作用,提高植物的养分含量,促进植物的生长。谭正初等[18]应用氨基酸叶面肥喷施茶树后,提高春秋茶名优茶叶产量、改善春秋茶质量、提早茶树萌芽和提前春茶的采摘时间;陈银方等[16]应用氨基寡糖素增加茶树的发芽密度、芽长和芽重,增产达22.51%;谭济才等[6]在春茶前喷施活性氨基酸茶树能提早萌发5~6 d,芽头密度增加了18%~62%,百芽重增加了6.5%~15.5%。茶树喷施叶面肥后,茶树物候期提前,芽头增多、百芽重增加、叶片变宽大、芽叶节间变长从而达到增产效果[19-20],这与氨基酸叶面肥应用在水稻[12]和烤烟[21]上的结果一致。因此,茶树喷施氨基酸叶面肥后,提高叶片中氮营养,促进芽叶的生长发育,提高茶叶产量。

  氨基酸叶面肥明显促进茶树叶片形态结构的发育,增加叶片厚度和叶面积,提高栅栏组织比例和比叶重,这有利于茶树的光合作用。丁恒毅[22]对茶树喷施“禾稼春”氨基酸肥料后,提高茶树成熟叶片叶绿素含量,促进光合电子传递和能量转换,提高茶叶水浸出物、氨基酸和可溶性糖的含量。胡雲飞等[23]喷施叶面肥促进茶树新梢叶片净光合速率。这是由于氨基酸作为叶绿素生物合成的关键前体,可以促进叶绿素生成,并提高叶片光化学反应活性,有利于光合暗反应和光合产物积累。本试验中“铁观音”和“本山”茶树喷施氨基酸叶面肥后,提高总叶绿素、可溶性糖和蛋白质含量。这与氨基酸叶面肥提高葡萄[24]和枣树[25]的叶绿素含量和光合作用结果相同。可见,外源氨基酸直接被叶片吸收利用参与蛋白质的合成,加速生化反应,促进干物质的有效积累,提高可溶性糖含量[26]。因此,氨基酸叶面肥能为茶树生长发育提供必需的氨基酸,促使茶树叶片叶绿素的合成,有利于光合作用,从而增强茶树的生长能力及提高产量。

  茶多酚、咖啡碱、茶氨酸、糖、有机酸、芳香物质等代谢产物决定茶叶品质特征,氮素营养是游离氨基酸和咖啡碱等化合物的重要组成,对茶叶的品质形成具有重要作用[22]。氨基酸经茶树叶片吸收可直接进入茶树体内氨基酸循环代谢途径,逐渐转化生成茶氨酸和其他种类氨基酸[27]。其中γ-氨基丁酸(GABA)主要是由谷氨酸脱羧转化得到,喷施氨基酸增加底物谷氨酸含量,促使GABA富集,并增加茶叶中游离氨基酸的含量,提升茶叶的鲜爽度和品质[17, 23, 28]。李金辉[29]发现白茶在经过喷施氨基酸叶面肥后,茶树叶片中茶多酚、多糖、水浸出物、咖啡碱和氨基酸的综合提高效果突出;向芬等[28]的研究表明纯天然高氨基酸能够显著提高福鼎大白茶春茶茶叶氨基酸含量,降低酚氨比,提升茶叶品质;胡雲飞等[23]发现茶树喷施氨基酸后可提高茶叶的游离氨基酸含量,从而提升绿茶的鲜爽度和品质。氨基酸叶面肥通过提高游离氨基酸含量,降低酚氨比,增加茶叶鲜味、降低苦涩味,从而提高茶叶品质,这与氨基酸优质氮源的有效供应密切相关[18]。喷施氨基酸的茶叶所制作绿茶汤色绿亮、香高味醇,乌龙茶清香浓高、汤色明亮、滋味醇爽,茶叶综合品质高[30]。

  茶氨酸是茶树的特征性氨基酸,是茶叶鲜爽味的主要来源[31-32];研究表明茶氨酸是由L-谷氨酸和乙胺在茶氨酸合成酶作用下直接合成的[33-34],茶树体内各个组织中均含有茶氨酸,幼叶中茶氨酸占氨基酸总量的65%以上[35-36],茶氨酸合成酶基因在茶树不同器官中均有表达,茶氨酸在茶树各个组织均可合成,但主要在根部进行[36-37],史成颖等[38]研究发现培养基中添加谷氨酰胺、丙氨酸或谷氨酸钠,促进茶树愈伤组织中茶氨酸的合成。本研究中“铁观音”和“本山”乌龙茶树喷施氨基酸叶面肥后,叶片直接吸收谷氨酸,在茶氨酸合成酶作用下就可以直接合成茶氨酸;同时,其他氨基酸成分进入体内通过转氨作用先后生成谷氨酸,在体内不同部位茶氨酸合成酶作用下合成茶氨酸,然后茶氨酸通过茎木质部运输至叶部,从而提高叶片的茶氨酸含量。

  4 结论

  乌龙茶树的专用配方氨基酸叶面肥由16%天冬氨酸、24%谷氨酸、14%亮氨酸、10%丙氨酸、9%甘氨酸、9%苯丙氨酸、9%赖氨酸和9%精氨酸组成。“铁观音”和“本山”茶树喷施专用配方氨基酸叶面肥,萌芽期提早,叶面积、叶片厚度和气孔密度均显著提高,鲜叶产量提高,总叶绿素含量、可溶性糖和蛋白质含量均明显高于对照,茶氨酸含量显著高于对照,且1.5 g/L处理达到最大值。因此,专用配方氨基酸叶面肥可促进“铁观音”和“本山”乌龙茶树的生长,提高茶叶产量和品质成分含量。

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