铝与温度对六堡茶茶叶品质的影响
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摘要：以六堡茶群體种扦插苗为材料，在水培条件下设置不同铝浓度（0、50、100、200、400 mg/L）和温度（5、15、25 ℃）处理六堡茶苗，研究铝和低温对茶叶干物质、游离氨基酸、茶多酚、茶多糖和水浸物含量的影响。结果表明，除了干物质外，其他物质含量随铝浓度先增加后降低，铝浓度对干物质、游离氨基酸和水浸物含量的影响较小，各处理间无显著差异;适量铝对茶叶品质有一定促进，以100 mg/L处理促进作用较为明显，但铝过量会影响茶叶品质。除了茶多酚和水浸物外，温度对干物质、游离氨基酸和茶多糖含量影响较小，各处理间没有显著差异;5 ℃处理的茶叶干物质和茶多酚略低于25 ℃处理，游离氨基酸、茶多糖和水浸物则是5 ℃和15 ℃处理高于25 ℃处理，尤其5 ℃的茶多糖和水浸物;温度对六堡茶茶叶品质有一定影响。不同浓度铝或温度处理六堡茶，茶叶品质会发生一定程度的改变。
关键词：铝;温度;茶叶品质;六堡茶
中图分类号：S571.1;TS272.2 文献标识码：A
文章编号：0439-8114（2020）03-0097-05
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.03.020
Effects of aluminum and temperature on quality of Liubao tea
YE Jin-pei1，2，HUANG Ai-ping1，TANG Shi-bin1，LI Zhi-qiang1，2，LI Xiao-li1，NIE Hai-quan1，2，CHEN Shi-xiang1
（1.Forestry College of Guangxi University，Nanning 530004，China;
2.Cangwu County State-ownd Tianhongling Forest Farm，Wuzhou 543005，Guangxi，China）
Abstract： Using Liubao tea group seedlings as materials， under different hydroponic conditions， different aluminum concentrations （0， 50， 100， 200， 400 mg/L） and temperature （5， 15， 25 ℃） was set to treat Liubao tea seedlings. The effects of aluminum and low temperature on the contents of tea dry matter， free amino acids， tea polyphenols， tea polysaccharides and water extracts were studied. The results showed that except for dry matter， the content of other substances increased first and then decreased with the increase of aluminum concentration. The effect of aluminum concentration on dry matter， free amino acids， and water leaching content was small， and there was no significant difference between treatments. Appropriate amount of aluminum can promote the quality of tea to a certain extent; the effect of 100 mg/L treatment is obvious， but excessive aluminum will affect the quality of tea. Except for tea polyphenols and water extracts， temperature had little effect on the contents of dry matter， free amino acids， and tea polysaccharides， and there was no significant difference between treatments. The dry matter and tea polyphenols treated at 5 ℃ are slightly lower than those treated at 25 ℃. The free amino acids， tea polysaccharides and water extracts in tea treated at 5 ℃ and 15 ℃ are higher than those treated at 25 ℃， especially the tea polysaccharides and water extract at 5 ℃. Temperature has a certain effect on the quality of Liubao tea. Treatment of Liubao tea with different concentrations of aluminum or temperature will change the tea quality to some extent. Key words： aluminum; temperature; tea quality; Liupao tea
六堡茶历史悠久，以其独特的槟榔风味受到大众的喜爱，为全国24种名茶之一。随着黑茶消费热潮，六堡茶产量和出口量快速增长，对其品质也更加重视。铝主要以氧化铝或难溶硅酸盐等形式存在于自然界中，是地壳中含量丰富的金属元素，一般对植物无害，但在酸性条件下，一些固定形态的铝会被活化为可溶性铝进入土壤中，对部分植物会产生毒害[1]。茶是典型的聚铝植物。茶起源于中国西南部温暖湿润地区，由于在原产地上经历了漫长的适应选择，使其喜欢温暖潮湿的环境而不甚耐寒，因此在茶树栽培推广过程中面临安全越冬的问题[2]。市售六堡茶多为其他地方品种原料经六堡茶加工工艺加工而成，但对起源于广西苍梧县六堡镇及其附近的六堡茶原种（六堡群体种）研究较少，鲜见对其逆境胁迫的耐受性以及茶叶品质的响应相关研究报道。本研究以六堡茶群体种为材料，研究其在铝和低温胁迫下的品质表现，为六堡茶优良种苗的选育和纯正地道六堡茶的生产提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 植物材料
六堡茶茶苗由广西苍梧县国有天洪岭林场提供，苗木为当地六堡镇及附近地区的六堡茶六堡群体种扦插苗，选用大小均一的茶苗植株（苗高约30 cm）。
1.2 水培处理
1.2.1 水培 把供试茶苗根系土壤用清水洗净置于水桶中，每个桶11株，桶中加入1 L 1/2 Hoagland营养液，每隔7 d更换1次营养液。水培1个月后，茶苗长出新叶，即进行铝和低温胁迫处理。
1.2.2 铝胁迫处理 将茶苗置于不同铝浓度的含铝营养液中培养。向1/2 Hoagland营养液中加入Al2（SO4）3调节铝浓度分别为0（对照）、50、100、200、400 mg/L，每处理3个重复（桶）。室温，铝胁迫处理1个月，每7 d更换1次营养液。
1.2.3 低温胁迫处理 在全光照培养箱中进行低温胁迫处理，温度分别设置为5、15、25 ℃（对照），水培，每处理3个重复（桶）。胁迫处理期间，光照时间7：00—19：00，光照度7级（7 500 lx以上），处理时间为1个月，每7 d换1次营养液。
1.3 样品测定
处理1个月后，采集茶苗枝条顶部新生长出的2～3片嫩叶和芽保存在4 ℃冰箱中，用以测定茶叶的干物质含量、游离氨基酸含量、茶多酚含量、茶多糖含量、水浸物含量5个指标。
测定参照GB/T 8303-2013，烘干法测定干物质含量，福林酚法测定茶多酚含量;参照GB/T 8314-2013，茚三酮比色法测定游离氨基酸含量;参照文献[3]进行茶多糖提取，蒽酮硫酸法测定茶多糖含量;参照GB/T 8305-2013，样品煮沸、减压过滤、烘干，测定水浸物含量。
1.4 数据统计
采用Excel和SPSS 22.0统计软件进行数据分析并作图。
2 结果与分析
2.1 铝对六堡茶茶叶品质的影响
2.1.1 干物质含量 铝浓度对六堡茶干物质含量的影响较小，各处理间不存在显著差异（P=0.833），但从不同铝浓度处理六堡茶的茶叶干物质含量（图1）可以看出，铝浓度为100 mg/L时茶叶干物质含量（0.97%）略高于其他处理，而铝浓度为200 mg/L时则最低（0.96%）。
2.1.2 游离氨基酸含量 铝浓度对六堡茶游离氨基酸含量的影响较小，各处理间不存在显著差异（P=0.184）。从不同铝浓度处理六堡茶的茶叶游离氨基酸含量（图2）可以看出，六堡茶茶叶中游离氨基酸含量变化在1.70%～2.05%，含量随铝浓度增加先增加后降低。各铝处理茶苗的游离氨基酸含量较对照（1.70%）分别增加了5.29%（50 mg/L，1.79%）、20.59%（100 mg/L，2.05%）、15.88%（200 mg/L，1.97%）、5.88%（400 mg/L，1.80%），以100 mg/L处理的游离氨基酸含量最高。适当的铝处理对茶苗游离氨基酸含量有一定促进作用，浓度为100 mg/L较为明显。
2.1.3 茶多酚含量 铝浓度会显著影响六堡茶茶叶中茶多酚的含量（P<0.01），茶多酚含量的变化在17.20%～20.31%，含量随铝浓度增加先升高后降低（图3）。在铝浓度从对照（0 mg/L）增加到200 mg/L时，茶多酚含量有明显的提高，分别比对照（18.60%）增加8.12%（50 mg/L，20.11%）、9.19%（100 mg/L，20.31%）和7.90%（200 mg/L，20.07%），以100 mg/L茶多酚含量最高。而铝浓度400 mg/L茶多酚含量（17.20%）比對照低7.53%（P<0.05），也明显低于其他铝处理（P<0.01）。表明添加适量的铝能促进六堡茶茶叶中茶多酚含量的提高，以浓度为100 mg/L较为明显。
2.1.4 茶多糖含量 铝浓度会显著影响六堡茶茶多糖含量（P<0.01），茶多糖含量变化在0.98%～1.27%，茶多糖含量随铝浓度增加先升高后降低（图4）。100 mg/L铝处理时茶多糖含量极显著高于其他处理（P<0.01），含量达到最高（1.27%），比对照（0.98%）高29.59%，其他处理差异不大。表明添加适量的铝能提高六堡茶茶叶的茶多糖含量，以浓度为100 mg/L较为明显。
2.1.5 水浸物含量 铝浓度对六堡茶水浸物含量的影响没有显著差异（P=0.129）。水浸物含量随铝浓度增加先上升后下降，变幅为15.52%～26.40%（图5）。与对照（0 mg/L，18.13%）相比，水浸物含量分别增加20.41%（50 mg/L，21.83%）、45.62%（100 mg/L，26.40%）、29.78%（200 mg/L，23.53%），但铝浓度为400 mg/L时水浸物含量（15.52%）则较对照低14.40%。尽管各处理间不存在显著差异，但图5可以看出，添加适量的铝对六堡茶茶叶水浸物含量有一定促进作用，以浓度为100 mg/L较为明显。 2.2 低温对六堡茶茶叶品质的影响
2.2.1 干物质含量 温度对六堡茶干物质含量的影响较小，各处理不存在显著差异（P=0.729），但从不同温度处理六堡茶的茶叶干物质含量（图6）可以看出，5 ℃处理时茶叶干物质含量（0.96%）略低于其他处理。
2.2.2 游离氨基酸含量 六堡茶游离氨基酸含量在各温度处理间不存在显著差异（P=0.189），但游离氨基酸含量随温度升高先上升后下降，变幅为1.70%～1.93%（图7）。5 ℃（1.76%）和15 ℃（1.93%）处理茶叶中游离氨基酸含量比25 ℃（对照，1.70%）分别提高了3.53%和13.53%。六堡茶茶叶中的游离氨基酸含量在低温下有所提高，15 ℃处理较为明显。
2.2.3 茶多酚含量 温度能明显影响茶苗中茶多酚的含量（P<0.05），六堡茶茶叶茶多酚的含量为16.71%～18.78%（图8）。15 ℃处理茶多酚含量（18.78%）比对照（25 ℃，18.60%）增加了0.97%，5 ℃处理茶多酚含量（16.71%）比对照低10.16%（P<0.01），而对照和15 ℃处理的茶多酚含量差异不大。六堡茶茶苗在5 ℃生长，茶多酚含量会降低。
2.2.4 茶多糖含量 尽管温度在统计学上并没有明显影响到茶苗的茶多糖含量（P=0.263），然而从不同温度处理六堡茶的茶叶茶多糖含量（图9）可见，随温度降低，茶叶的茶多糖含量有略微增加。在5 ℃（1.14%）和15 ℃（1.10%）时茶多糖含量比对照（25 ℃，0.98%）分别增加16.33%和12.24%。较低的温度在一定程度上能增加六堡茶茶叶茶多糖含量。
2.2.5 水浸物含量 低温对六堡茶茶叶水浸物含量有着显著影响（P<0.01），水浸物含量在18.13%～35.11%（图10）。与对照（25 ℃，18.13%）相比，5 ℃（35.11%）和15 ℃（24.79%）时水浸物含量分别显著提高93.66%和36.73%，5 ℃处理的水浸物含量也极显著高于15 ℃（P<0.01）。这表明低温促使六堡茶茶叶水浸物含量提高，以5 ℃处理更为明显。
3 小结与讨论
3.1 铝对六堡茶茶叶品质的影响
铝不是植物的必需元素，而植物生长发育和生理生化特性与铝有着紧密的联系[4]。总体上看，在铝处理浓度为50～200 mg/L时，与无铝（对照）相比，六堡茶茶叶的游离氨基酸含量、茶多酚含量、茶多糖含量和水浸物含量都有一定程度升高，说明适量的铝对六堡茶茶叶品质有着促进作用。游离氨基酸含量、茶多酚含量、茶多糖含量和水浸物含量都在铝处理浓度为100 mg/L时达到最大，说明铝在100 mg/L时对六堡茶茶叶的品质促进作用大，进一步说明了六堡茶的耐铝性。原因可能是适量铝可以促进叶绿素合成，增强对CO2同化能力，提高茶苗光合作用，能累积更多碳水化合物（包括茶多糖），并提供能合成氨基酸和茶多酚的碳源和能量，使茶叶中游离氨基酸和茶多酚的含量增加[5-7]。施铝可以促进茶苗根系生长，茶苗氨基酸主要由根系合成，适量铝处理可提高茶苗氨基酸含量[7，8]。茶多酚含量和水浸物含量在铝浓度为400 mg/L时与对照相比明显下降，可能是铝浓度超出了六堡茶的耐受范围，对茶苗产生了损害，从而影响了茶多酚和水浸物在茶叶中的含量。适量铝可以促进茶叶品质，过量铝则降低茶叶品质，这与类似研究结果相一致[1，7，9]。茶是一种典型聚铝植物，其體内铝含量甚至可以高达30 g/kg[10]，茶对铝具有很高的耐受性。相比其他研究，本研究选择了更高的铝浓度，但除了200 mg/L和400 mg/L处理，其他浓度处理没有表现出明显受害症状，推测六堡茶可能有较强的耐铝性。
3.2 低温对六堡茶茶叶品质的影响
茶喜温畏寒，对温度反应尤为敏感，当遇到稍低于其适宜生长温度时，就会受到低温伤害，引起茶叶减产减值甚至于茶树死亡[11]。本研究中，六堡茶生长温度为5 ℃和15 ℃时，茶叶的茶多糖含量和水浸物的含量都比25 ℃时增加。茶多糖和水浸物含量增加可能是低温导致六堡茶细胞内可溶性物质外渗的结果[12]。较高温度可以导致茶氨酸分解，造成低温处理下茶叶中游离氨基酸相对富集[5]。游离氨基酸是茶树的抗冻物质，游离氨基酸含量的增加表明低温可能诱导了六堡茶茶苗的抗冻反应[13]。茶多酚含量在15 ℃时少量增加，可能是由于呼吸作用增强，使茶多酚得到积累[5];而5 ℃低温处理茶多酚含量明显减少可能源于细胞损伤，光合结构破坏，叶绿体含量减少，光合产物合成减慢甚至停止，造成茶多酚合成明显减少[5，14]。
本研究分别对不同铝浓度和温度下生长的水培六堡茶的干物质、游离氨基酸、茶多酚、茶多糖、水浸物的含量进行了测定。在不同浓度铝浓度或低温处理下，六堡茶茶叶品质发生了一定程度的改变。研究结果对六堡茶的品质评价、品种的选育和引种有一定的参考意义。
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收稿日期：2019-10-20
基金项目：国家自然科学基金青年项目（31600493）;广西科技基地和人才专项（桂科AD17129021）;广西大学项目（20170102）; 广西自然科学基金面上项目（2017GXNSFAA198007）
作者简介：叶锦培（1964-），男，广西苍梧人，高级工程师，主要从事森林培育与林业经营管理工作，（电子信箱）thllccz@163.com;通信作者， 唐世斌（1963-），男，副教授，硕士研究生导师，主要从事风景园林、森林培育研究，（电话）13878812972（电子信箱）tshibin@163.com。
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