鋅處理對粗壯女貞（苦丁茶）生理特性及品質(zhì)的影響

丁　波　王德爐　羅　輝

摘要 以粗壯女貞（Ligustrum robustum）為材料，通過砂培研究了不同鋅濃度（0.22mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L、6.00mg/L）對粗壯女貞生理特性和苦丁茶品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：粗壯女貞葉綠素含量和根系活力隨著鋅濃度的增加先增加后降低，濃度大于2.00mg/L時它們呈下降趨勢，丙二醛含量變化相反，呈先降低后增加變化；粗壯女貞葉片中游離氨基酸、可溶性糖總量、茶多酚、兒茶素的含量均隨著鋅濃度增加呈先增加后降低的變化，鋅濃度大于4.00mg/L時逐漸降低。鋅為4.00mg/L有利于品質(zhì)成分的形成，但是茶葉評審中酚氨比是重要的參考指標，鋅為2.00mg/L時酚氨比最低，品質(zhì)相對較好。粗壯女貞在鋅濃度2.00mg/L時受到傷害較小，根系活力、適應(yīng)性以及抗逆性較強，能夠明顯改善粗壯女貞整體的生理機能，給植株的碳氮代謝提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)和能量保證，從而有利于粗壯女貞的生長發(fā)育，提高苦丁茶的產(chǎn)量和品質(zhì)。

關(guān)鍵詞 鋅處理；粗壯女貞；生理特性；品質(zhì)

中圖分類號 S571.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2009）05-0018-03

鋅是生物的必需微量元素，參與植物的許多生物化學過程。但是，過量鋅對植物具有毒害作用，它通過干擾植物葉綠素的合成和阻礙光系統(tǒng)的電子傳遞，以及抑制光合作用對CO2的固定和Hill反應(yīng)等抑制植物的生長[1]。粗壯女貞（Ligustrum robustum）屬木犀科植物（俗稱苦丁茶、蟲蠟樹、向陽柳和紫金條等）[2]。近年來，將粗壯女貞作為保健品飲料開發(fā)已十分廣泛，其特有的藥用和保健價值深受人們的喜愛，其葉片可作為飲料，具有生津止渴、消食提神、清火解毒、降壓減肥等多種藥理功效，口感獨特，具有較高的經(jīng)濟價值[3]。目前，關(guān)于粗壯女貞的生物量[3]、繁殖與栽培技術(shù)[2]、化學成分[4]和藥理作用[5]有報道，但對于粗壯女貞（苦丁茶）生理和品質(zhì)的研究尚少見報道。為此，通過砂培試驗，就重金屬鋅對粗壯女貞生理和苦丁茶品質(zhì)影響進行研究，以期為粗壯女貞（苦丁茶）高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、無公害栽培提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以粗壯女貞作為材料，試驗選擇生長整齊一致的三年生實生苗。石英砂經(jīng)稀HCl浸泡2d后用蒸餾水沖洗干凈，直到用硝酸銀試劑測試無氯離子，再用蒸餾水洗滌至pH值呈中性為止，然后裝入聚乙烯塑料花盆（花盆高22cm、口徑28cm、底徑22cm）內(nèi)。培養(yǎng)液采用國際通用的霍格蘭（Hoa-gland）大量元素和阿農(nóng)（Amon）微量元素混合營養(yǎng)液，溶液pH值調(diào)節(jié)在4.5～6.5之間。

1.2 試驗設(shè)計

砂培試驗在溫室大棚內(nèi)進行。2006年5月17日苗木植于裝有9kg石英砂的花盆中，每盆1株。鋅濃度為0.22mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L和6.00mg/L等4個處理。其中鋅0.22 mg/L為營養(yǎng)液母液濃度即為對照，6株設(shè)為1個重復(fù)，重復(fù)3次。每4d澆1次營養(yǎng)液，每盆每次100mL，培養(yǎng)20d后，再用營養(yǎng)液加不同鋅濃度培養(yǎng)30d采集相同部分葉片進行指標測定。

1.3 測定方法

1.3.1 取樣方法。粗壯女貞在不同鋅濃度脅迫30d后取4葉2芽鮮葉，用蒸餾水洗凈后，用吸水紙吸干后于（103±2）℃條件下恒溫鼓風干燥箱烘4h，研磨后過80目篩，供化學品質(zhì)指標分析用；生理特性指標的測定用成熟鮮葉片。

1.3.2 指標測定。葉綠素用95%乙醇提取比色法[6]，根系活力用氯化三苯基四氮唑（TTC）法[7]，丙二醛含量用硫代巴比妥酸法[8]，兒茶素總量的測定用香莢藍素比色法[9]，可溶性總糖用蒽酮比色法[7]，茶多酚總量用酒石酸鐵比色法[10]，游離氨基酸總量用茚三酮紫色分光光度計法[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鋅脅迫對粗壯女貞（苦丁茶）生理的影響

2.1.1 光合色素。鋅處理后粗壯女貞葉片光合色素含量發(fā)生了顯著變化（見表1）。粗壯女貞葉片葉綠素a、葉綠素b、類胡羅卜素以及葉綠素總量隨著鋅濃度的增加呈先增加后降低的變化，濃度為2.00mg/L時達到最大值。葉綠素總量各處理分別為對照的114.59%、96.19%和71.89%；表明粗壯女貞受到不同濃度鋅處理后的適應(yīng)機理存在明顯差異，導(dǎo)致葉綠素含量不同，葉綠素a/b在鋅處理后隨著濃度的增加其比值先減小后略有增加。葉綠素a/b的大小是反應(yīng)類囊體的垛疊程，類囊體的垛疊程越小，其適應(yīng)性最強。本試驗在鋅濃度為2.00mg/L時Chl a/b值最小，表明此濃度下粗壯女貞對鋅的適應(yīng)性強。

2.1.2 根系活力。根系活力泛指根系的吸收、合成、氧化和還原能力等，是用來衡量根系長勢好壞的重要生理指標，是植物生長的重要生理指標之一。根系活力大小反映了根系代謝強度的大小，活力越高，則根系組織的代謝就越旺盛，根系就健壯，這對整個植株的生長是有利的[12]。鋅處理后根系活力發(fā)生了顯著的變化（見圖1），根系活力隨著鋅濃度的增加先增強后逐漸減弱。鋅為2.00mg/L時比對照提高了33.52%，當鋅濃度大于2.00mg/L時逐漸減弱，而且鋅為4.00和6.00mg/L分別比對照降低18.04%、29.48%。根系活力的降低可能是由于強的呼吸代謝造成能量的過多消耗，嚴重抑制了粗壯女貞的生長。

2.1.3 丙二醛。丙二醛（MDA）是膜質(zhì)受到活性氧傷害而發(fā)生過氧化的產(chǎn)物，其含量可以反映植物遭受逆境傷害程度。鋅處理后粗壯女貞葉片丙二醛的含量產(chǎn)生了明顯變化（見圖2），丙二醛含量隨著鋅濃度的增大先減小后增加的變化趨勢（濃度越大增加的幅度越小）。鋅濃度為2.00mg/L、4.00mg/L和6.00mg/L時MDA含量分別為對照的0.91倍、1.09倍和1.11倍；粗壯女貞受到鋅處理后增加丙二醛的含量來維護自身所受的傷害，鋅濃度為2.00mg/L時明顯低于其他濃度，粗壯女貞受到的損傷較小。

2.2 鋅對苦丁茶品質(zhì)的影響

可溶性糖是生物體內(nèi)重要成分之一，是生物體中的重要能源和碳源，糖可以降低水勢，提高植物吸水和保水能力?？扇苄蕴呛窟€與植株在逆境脅迫下滲透調(diào)節(jié)有關(guān)，有利于增強抗逆性[13]。鋅處理后粗壯女貞葉片可溶性總糖含量發(fā)生顯著變化，隨著鋅濃度的增大先增加后降低（見表2）。鋅濃度為4.00mg/L時可溶性總糖含量達最大值（8 111.97 mg/100g），各處理與對照相比可溶性總糖分別提高了11.73%、27.71%和11.16%。可溶性糖含量的增加，在一定程度上可以降低酚類物質(zhì)所帶來的苦澀味，提高苦丁茶葉的品質(zhì)。

鋅脅迫處理后粗壯女貞葉片中游離氨基酸的含量發(fā)生了顯著變化（見表2），粗壯女貞葉片中游離氨基酸的含量隨著鋅濃度的增加呈先增加后減小趨勢。鋅濃度為4.00mg/L時其游離氨基酸的含量達到最高。各處理與對照相比，游離氨基酸的含量分別為對照的107.75%、118.26%和102.67%。茶多酚和兒茶素的含量變化與氨基酸含量的變化趨勢一致。兒茶素是茶多酚的主要組成部分，其組分及含量又與茶葉品質(zhì)、茶樹品種等有關(guān)[14]。鋅濃度為4.00mg/L時兒茶素和茶多酚的含量最高。

在茶葉生化品質(zhì)審評中，決定茶葉品質(zhì)好壞的主要因素是氨基酸、咖啡堿、茶多酚的含量以及茶多酚與氨基酸比值（稱酚氨比），氨基酸含量高，酚氨比低則綠茶品質(zhì)好；反之，則綠茶品質(zhì)差。多酚類/氨基酸的比值是：名茶在6.3~13.7，一般綠茶在13.7~16.3[15]。鋅處理后苦丁茶酚氨比發(fā)生了變化。不同鋅濃度處理后酚氨比均在6.3～13.7之間，表明品質(zhì)良好。當鋅濃度為2.00mg/L時粗壯女貞的氨基酸和茶多酚含量雖然都不是最高，但它的酚氨比相對較低（11.17），因此苦丁茶的品質(zhì)在2.00mg/L時相對較好。

3 結(jié)論與討論

葉綠素是綠色植物進行光合作用的主要色素，其含量在一定程度上能反映植物同化物質(zhì)的能力，直接影響植物光合作用。環(huán)境因子的改變會引起葉綠體色素含量的變化，進而引起光合性能的改變[16]，甚至影響植物正常的新陳代謝。本試驗中，鋅處理后葉綠素a、葉綠素b、類胡羅卜素和葉綠素總量隨著鋅濃度的增加均呈先增加后降低的變化。鋅濃度大于2.00mg/L時葉綠素含量開始顯著減小，可能是過量鋅破環(huán)了細胞膜的透性，使葉綠素分子大量滲漏[17]，也可能是破壞葉綠素合成蛋白酶的活性[17]和線粒體的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致葉綠素含量降低。從而光合作用受到抑制，造成植株代謝紊亂，降低了植株的抗逆性。濃度為2.00mg/L類囊體膜垛疊狀態(tài)比例最小，即此濃度粗壯女貞對鋅的適應(yīng)性最強。根系活力越高，則根系組織的代謝就越旺盛，根系就健壯，這有利于整個植株的生長發(fā)育[12]。本試驗根系活力隨著鋅濃度的增大先顯著提高后逐漸減弱。鋅濃度為2.00mg/L比對照提高了33.52%，大于2.00mg/L粗壯女貞根系活力急劇下降，此時植株通過消耗大量的代謝產(chǎn)物來緩解鋅對脅迫的傷害，影響植株生長。而且鋅濃度為2.00mg/L時丙二醛含量最低，使粗壯女貞葉片膜質(zhì)過氧化程度低，受害較小。

施鋅肥明顯提高新梢總氮、咖啡堿、蛋白質(zhì)和可溶性多糖的含量[19]。在一定鋅濃度范圍內(nèi)不僅能促進粗壯女貞的生長發(fā)育，提高苦丁茶的產(chǎn)量，而且對苦丁茶品質(zhì)也有益。能顯著提高茶多酚、游離氨基酸、兒茶素和可溶性糖等品質(zhì)成分含量。游離氨基酸含量的提高不僅改善茶葉的滋味，而且能提高苦丁茶的香氣，如丙氨酸和纈氨酸等經(jīng)氧化脫氨后，轉(zhuǎn)變成香氣物質(zhì)，而苯丙氨酸和丙氨酸等本身就帶有花香。本試驗粗壯女貞葉片中游離氨基酸含量、可溶性糖總量、茶多酚、兒茶素的含量均是隨著鋅濃度的增加先增加后降低，鋅濃度為4.00mg/L時各含量最高，之后降低。在茶葉生化品質(zhì)審評中，決定茶葉品質(zhì)好壞的主要因素是氨基酸、咖啡堿、茶多酚的含量以及茶多酚與氨基酸比值（稱酚氨比），氨基酸含量高，酚氨比低則綠茶品質(zhì)好。本試驗結(jié)果顯示，鋅濃度為2.00mg/L酚氨比最低（11.17），此濃度下苦丁茶品質(zhì)總體較好。

總之，鋅濃度為2.00mg/L時與其他各處理相比粗壯女貞（苦丁茶）葉片的葉綠素含量最高、丙二醛含量最低和植株的根系活力最強，處理后受到的傷害也就越小。能夠明顯改善粗壯女貞的生理功能、調(diào)節(jié)能力和適應(yīng)性最強，光合產(chǎn)物積累越多，根系根尖組織吸收的營養(yǎng)元素和水分也將最多，給植株的碳氮代謝提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)和能量保證。從而有利于植株生長發(fā)育，提高苦丁茶的產(chǎn)量和品質(zhì)。

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