氮對(duì)粗壯女貞品質(zhì)的影響

羅燕 石燕金 周運(yùn)超

摘 要：采用砂培法，研究了5種氮素營(yíng)養(yǎng)濃度（即1.2 mmol/L、5.8 mmol/L、10.4 mmol/L、15.0 mmol/L、19.6 mmol/L）對(duì)粗壯女貞品質(zhì)（茶多酚、氨基酸、兒茶素、黃酮類(lèi)化合物、茶總皂甙、水浸出物、水溶性總糖）的影響。結(jié)果表明：不同氮營(yíng)養(yǎng)濃度處理對(duì)粗壯女貞品質(zhì)有明顯影響，適宜的氮濃度處理能顯著改善和提高粗壯女貞的品質(zhì)。5種氮濃度處理?xiàng)l件下，在5.8 mmol/L和19.6 mmol/L處理時(shí)出現(xiàn)極值，5.8 mmol/L氮濃度處理?xiàng)l件下最適宜總黃酮化合物、茶皂甙、水浸出物及水溶性總糖的同時(shí)合成；19.6 mmol/L氮濃度處理?xiàng)l件下茶多酚含量最低、氨基酸含量最高；在適宜的氮濃度環(huán)境下，粗壯女貞苦丁茶的茶多酚、黃酮類(lèi)化合物、茶葉水浸出物三項(xiàng)品質(zhì)的含量會(huì)顯著提高；葉片中茶多酚與黃酮類(lèi)化合物、茶葉的水溶性糖呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05），黃酮類(lèi)化合物與茶葉的水溶性糖也呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05），粗壯女貞葉片中酚氨比與黃酮類(lèi)化合物呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）。

關(guān)鍵詞：粗壯女貞；氮處理；品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S571.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0457（2018）03-0084-06 國(guó)際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2018.03.015

Effect of Nitrogen on the Quality of Ligustrum robustum

LUO Yan， SHI Yanjin， ZHOU Yunchao*

（College of Forestry/Forest Resources and Environment Research Center ，Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025， China）

Abstract：The effect of nitrogen nutrient concentration （1.2 mmol/L， 5.8mmol/L， 10.4mmol/L， 15.0 mmol/L， and 19.6 mmol/L， respectively） on the quality of Ligustrum robustum （tea polyphenols， amino acids， catechinic acid， flavonoids， total tea saponin， water extract and total soluble sugar） were studied by sand culture. The results showed that different treatments of nitrogen nutrient concentrations had significant effects on the quality of L. robustum， and proper nitrogen nutrient concentration treatment could significantly improve and enhance the quality of L. robustum. The extreme value appeared at the treatment of 5.8mmol/L and 19.6mmol/L. The total flavonoids， tea saponin， water extracts and total soluble sugar compound optimally at the treatment of 5.8mmol/L， while the content of tea polyphenols was the lowest and the content of amino acids was the highest under the nitrogen concentration of 19.6 mmol/L. The contents of the tea polyphenols， flavonoids， and water extracts of L. robustum were significantly increased under suitable nitrogen concentration. There was a significant positive correlation between tea polyphenols， flavonoids and water-soluble sugars in tea （P<0.05）， and the water-soluble sugars in flavonoids and tea also showed positive correlation （P<0.05）. There was also a significant positive correlation between phenolic ammonia ratio and flavonoids in the leaves of L. robustum（P<0.05）.

Key words：Ligustrum robustum； Nitrogen treatment； Quality

粗壯女貞（Ligustrum robustum）屬木犀科植物，又名苦丁茶[1]，是我國(guó)南方各族人民最常飲用的植物代用茶，也是傳統(tǒng)的藥用植物，具有悠久的飲用歷史[2]。其葉片作飲料特有的生津止渴、消食提神[3]及抗氧化、降“三高”、減肥等[4]藥用保健價(jià)值而深受人們喜愛(ài)。目前學(xué)術(shù)界關(guān)于苦丁茶的研究都是關(guān)于茶葉品質(zhì)的研究，而土壤養(yǎng)分對(duì)茶葉品質(zhì)的影響較大，尤其氮是茶樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中不可缺少的營(yíng)養(yǎng)元素，N素能有效提高茶樹(shù)氨基酸和咖啡堿的含量，是茶葉中蛋白質(zhì)、氨基酸、咖啡堿等含氮化合物的重要組成部分，粗壯女貞對(duì)氮的需求量最多，氮素不足和氮素過(guò)多都會(huì)對(duì)粗壯女貞產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生不良影響，適量施氮對(duì)粗壯女貞產(chǎn)量和品質(zhì)均有較好的促進(jìn)作用[5]，因此，明晰粗壯女貞品質(zhì)對(duì)氮的響應(yīng)，能為粗壯女貞的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)施肥技術(shù)提供依據(jù)。近年來(lái)，學(xué)術(shù)界對(duì)氮和茶葉栽培、氮提高茶產(chǎn)量、氮改善茶品質(zhì)等的供需關(guān)系研究報(bào)道較多，蘇有健等[6]研究指出，合理施氮能顯著提高茶產(chǎn)量并和改善茶品質(zhì)；李海琳等[7]研究表明，施用氮肥可以提高茶品質(zhì)，氮肥供應(yīng)充足可以有效提高茶產(chǎn)量；趙衛(wèi)星[8]研究表明，適量施氮能促進(jìn)茶葉氨基酸化學(xué)成分的合成，同時(shí)降低茶葉中的C/N比；潘根生、羅淑華、阮建云等[9-11]在八九十年代就對(duì)施氮對(duì)茶葉化學(xué)成分的影響、茶樹(shù)對(duì)氮的需求過(guò)多與不足對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響、茶樹(shù)對(duì)氮的吸收利用差異有了研究報(bào)道。但有關(guān)粗壯女貞和氮供需關(guān)系對(duì)其品質(zhì)和產(chǎn)量的研究報(bào)道甚少，而缺氮或過(guò)量施氮都會(huì)對(duì)茶葉的品質(zhì)和產(chǎn)量產(chǎn)生重大影響，過(guò)量施氮還會(huì)造成環(huán)境污染，基于以上研究報(bào)道，研究氮肥對(duì)粗壯女貞的品質(zhì)和產(chǎn)量的研究就顯得十分必要。因此，本文采用沙培實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用不同氮濃度對(duì)粗壯女貞進(jìn)行處理，了解對(duì)其品質(zhì)的影響，以期掌握粗壯女貞對(duì)氮素的需求范圍，為粗壯女貞的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)施肥技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在貴州大學(xué)林學(xué)院生態(tài)試驗(yàn)場(chǎng)大棚內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)采用砂培方法，選用聚丙烯塑料花盆，盆高18 cm、口徑21.5 cm、底徑18 cm，每盆裝石英砂6 kg，盆中的石英砂先在5%稀鹽酸中浸泡了6 d，用自來(lái)水洗清后，再用蒸餾水洗至用硝酸銀試劑測(cè)試無(wú)氯離子反應(yīng)為止。然后用試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)液反復(fù)浸洗，直至浸出液pH值24 h變化范圍在6～7之間 ，以免砂粒表面吸附的氫離子對(duì)作物造成危害，離花盆上沿3～4 cm。

1.2 試驗(yàn)材料

營(yíng)養(yǎng)液為國(guó)際通用的霍格蘭（Hoagland）大量元素營(yíng)養(yǎng)液和阿農(nóng)（Amon）微量元素營(yíng)養(yǎng)液的混合液（本試驗(yàn)為全劑量，每升大量元素營(yíng)養(yǎng)液加入1 ml 微量元素營(yíng)養(yǎng)液的1000倍母液）。另參考中國(guó)科學(xué)院茶葉研究所編寫(xiě)的《茶樹(shù)生理及茶葉生化實(shí)驗(yàn)手冊(cè)》，營(yíng)養(yǎng)液中增加了濃度為12.35 mg/L的Al2（SO4）3

瘙 簚 18H2O。在營(yíng)養(yǎng)液pH 5.5的條件下，按照Hoagland配方，設(shè)5個(gè)處理（即氮1.2、5.8、10.4、15.0、19.6 mmol/L），每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6株苗木。

試驗(yàn)苗木來(lái)自貴州省臺(tái)江縣生長(zhǎng)狀況基本一致的3年生粗壯女貞實(shí)生苗，用自來(lái)水將苗木根系泥土洗凈，再用0.2%的高錳酸鉀溶液消毒，最后用蒸餾水洗干凈后栽植于花盆，每盆栽粗壯女貞1株。用自來(lái)水空白培養(yǎng)15 d，60 d后采集實(shí)驗(yàn)樣品，然后進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 試驗(yàn)方法

取四葉兩芽鮮葉，取回后置于110℃恒溫箱固定20 min后，降溫至80℃干燥12 h[12]，研磨后過(guò)80目篩，供品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定之用。

茶多酚和兒茶素：茶多酚采用福林酚比色法、兒茶素采用HPLC檢測(cè)法[13]；茶葉游離氨基酸總量：茚三酮比色法[14]；水浸出物：差數(shù)法[15]；黃酮類(lèi)化合物總量：三氯化鋁比色法[16]；茶總皂甙含量：對(duì)-二甲氨基苯甲醛法[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)茶多酚含量的影響

茶多酚是茶葉中酚類(lèi)及其衍生物的總稱(chēng)，含量約占茶葉干重的三分之一，是影響茶葉品質(zhì)、決定茶葉口味的重要組成成分[18]。由圖1可知，在不同氮濃度處理下，粗壯女貞茶多酚含量各不相同，隨著氮濃度的增大，粗壯女貞茶多酚含量呈現(xiàn)先增大后逐漸減小的趨勢(shì)，在5.8 mmol/L處出現(xiàn)最大值，且顯著大于15.0 mmol/L、19.6 mmol/L處的值（P<0.05），說(shuō)明5.8 mmol/L是粗壯女貞合成茶多酚的最適氮營(yíng)養(yǎng)濃度。

2.2 對(duì)茶葉游離氨基酸總量的影響

氨基酸是茶葉可口的主要物質(zhì)，與茶葉的品質(zhì)有極大的相關(guān)性，氮是茶葉成分游離氨基酸的重要組成成分，增加施氮肥可以提高游離氨基酸的含量，從而改善茶葉品質(zhì)。由圖2可知，隨著氮濃度的增大，粗壯女貞游離氨基酸含量總體呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，在19.6 mmol/L處出現(xiàn)最大值，且顯著大于1.2 mmol/L、10.4 mmol/L處的值（P<0.05），說(shuō)明19.6 mmol/L是粗壯女貞合成游離氨基酸的最適氮營(yíng)養(yǎng)濃度。與低氮濃度處理相比，高氮濃度處理茶葉游離氨基酸總量增加明顯，這也與李海琳[7]等的研究結(jié)果相一致。

2.3 對(duì)茶葉酚氨比的影響

酚氨比是茶多酚與氨基酸的比值，是衡量茶湯滋味的協(xié)調(diào)性和茶葉品種適制性的一個(gè)參數(shù)。它是上世紀(jì)八十年代初，由程啟坤[19]首次提出的一個(gè)新概念。在不同氮濃度的調(diào)控下，隨著氮濃度的增大，粗壯女貞酚氨比總體上呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)（圖3），19.6 mmol/L處理下的酚氨比要顯著小于1.2 mmol/L、5.8 mmol/L處的值（P<0.05），說(shuō)明19.6 mmol/L是粗壯女貞苦丁茶澀味最輕、口感最好的氮營(yíng)養(yǎng)濃度。

2.4 對(duì)兒茶素總量的影響

兒茶素具有明顯的酚的特性，能使重金屬和蛋白質(zhì)沉淀，所以，是一種酚性物。約占茶多酚含量的75%到80%，也是茶的苦澀味的來(lái)源之一。宛曉春[20]研究指出，施氮處理能降低多酚類(lèi)物質(zhì)的含量，從而改變茶品質(zhì)，在不同的氮處理下，兒茶素的含量不同，由圖4可以看出，隨著氮濃度的增大，粗壯女貞兒茶素含量呈現(xiàn)M形變動(dòng)的趨勢(shì)，在15.0 mmol/L處出現(xiàn)最大值，且顯著大于10.4 mmol/L處的值（P<0.05），說(shuō)明15.0 mmol/L是粗壯女貞兒茶素合成的最適氮營(yíng)養(yǎng)濃度。

2.5 對(duì)黃酮類(lèi)化合物總量的影響

黃酮類(lèi)化合物是廣泛分布于植物中的一類(lèi)次生代謝產(chǎn)物，是粗壯女貞的藥用和保健成分之一[21]。由圖5可知，隨著氮濃度的增大，粗壯女貞黃酮類(lèi)化合物含量先增大后逐漸減小，在5.8 mmol/L處出現(xiàn)最大值，之后隨著氮濃度的增大，黃酮類(lèi)化合物含量開(kāi)始下降，可能是高濃度氮脅迫下粗壯女貞生長(zhǎng)受到抑制，氮濃度積累對(duì)其植物體的次生代謝生物合成系統(tǒng)效率降低，以致減少了類(lèi)黃酮化合物的合成與積累。5.8 mmol/L處的黃酮類(lèi)化合物含量顯著大于19.6 mmol/L 處的值（P<0.05），說(shuō)明5.8 mmol/L是粗壯女貞合成黃酮類(lèi)化合物的最適氮營(yíng)養(yǎng)濃度。

2.6 對(duì)茶總皂甙含量的影響

由圖6可以看出，在不同氮水平下，隨著氮濃度的增大，粗壯女貞皂甙含量總體上呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，在1.2 mmol/L、5.8 mmol/L處出現(xiàn)較大值，且顯著大于其他3個(gè)氮濃度處理的值（P<0.05），說(shuō)明低氮環(huán)境（1.2～5.8 mmol/L）有利于粗壯女貞皂甙的合成。

2.7 對(duì)茶葉水浸出物含量的影響

由圖7可得，隨著氮濃度的增大，粗壯女貞茶葉水浸出物含量先減小后增大，其中在1.2 mmol/L處為最大值，且顯著大于10.4 mmol/L、15.0 mmol/L、19.6 mmol/L處的值（P<0.05），說(shuō)明低氮環(huán)境下生長(zhǎng)的粗壯女貞制成的成品茶品質(zhì)最好。

2.8 對(duì)水溶性總糖的影響

隨著氮濃度的增大，粗壯女貞可溶性總糖含量先增大后減小后又小幅上升（圖8），其中在5.8 mmol/L處出現(xiàn)最大值，且顯著大于10.4 mmol/L、15.0 mmol/L、19.6 mmol/L處的值（P<0.05），說(shuō)明5.8 mmol/L是粗壯女貞合成可溶性總糖的最適氮營(yíng)養(yǎng)濃度。

2.9 粗壯女貞（苦丁茶）品質(zhì)主成分分析及指標(biāo)篩選

主成分分析結(jié)果（表1），氮對(duì)粗壯女貞苦丁茶品質(zhì)影響的前2個(gè)主成分的特征值分別為4.054、1.411，且累積貢獻(xiàn)率達(dá)到91.08%?？稍?個(gè)主成分中選擇對(duì)應(yīng)載荷值較大的指標(biāo)作為主要影響指標(biāo)，篩選的指標(biāo)為：兒茶素、總黃酮、酚氨比。

3 結(jié)論與討論

在1.2、5.8、10.4、15.0、19.6 mmol/L這5個(gè)氮濃度處理下，粗壯女貞品質(zhì)指標(biāo)之間存在著以下的相關(guān)關(guān)系。在適宜的氮濃度環(huán)境下，粗壯女貞苦丁茶的茶多酚、黃酮類(lèi)化合物、茶葉水浸出物三項(xiàng)品質(zhì)的含量會(huì)顯著提高；葉片中茶多酚與黃酮類(lèi)化合物、茶葉的水溶性糖呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05），而黃酮類(lèi)化合物與茶葉的水溶性糖也呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05），說(shuō)明在氮處理下，粗壯女貞葉片的茶多酚、黃酮類(lèi)化合物、茶葉的水溶性糖三者有相同的調(diào)節(jié)機(jī)制。粗壯女貞葉片中酚氨比與黃酮類(lèi)化合物呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05），說(shuō)明在氮處理下，粗壯女貞葉片的黃酮類(lèi)化合物含量高時(shí)苦丁茶的澀味較重，含量低時(shí)澀味較輕。

不同氮濃度處理與粗壯女貞品質(zhì)的影響評(píng)價(jià)需從多角度比較分析，粗壯女貞與普通茶葉相比較，組成成分基本相同，均含有氨基酸、黃酮類(lèi)化合物、可溶性多糖、茶多酚、茶多糖、兒茶素等成分[22-24]，都具有抗氧化、抗癌、抗菌、降血脂、調(diào)節(jié)心血管等功能，但因地區(qū)和品種的差異導(dǎo)致粗壯女貞和茶葉保健功能及口感等主要品質(zhì)差異較大，粗壯女貞較茶葉黃酮類(lèi)化合物、水溶性含糖、水浸出物等更高[25-27]，因此在藥用、保健上有更好的作用和效果；茶多酚含量更低[28]，則澀味較低，口感更佳。但茶樹(shù)可以通過(guò)氮代謝的次生產(chǎn)物此消彼長(zhǎng)的關(guān)系提高茶品質(zhì)，粗壯女貞則不同，它需要氮的調(diào)控和貢獻(xiàn)[29]改善組成成分的濃度，這也與研究得到適宜氮濃度下葉片中茶多酚與黃酮類(lèi)化合物、茶葉的水溶性糖三者呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）相吻合，其中，氮是氨基酸、黃酮類(lèi)化合物、可溶性多糖、茶多酚及兒茶素等物質(zhì)的重要組成成分，隨著氮濃度的增加，粗壯女貞吸收利用隨之增加，分配到各組成成分之間的氮也逐漸增加，各成分的含量也在增加；當(dāng)?shù)獫舛仍黾拥揭欢ǖ牧繒r(shí)，各成分的含量在增加與減少中出現(xiàn)差異性變化。說(shuō)明氮的調(diào)控作用達(dá)到了極限，反映出在一定氮濃度下粗壯女貞品質(zhì)。本文中在5種不同氮濃度處理?xiàng)l件下粗壯女貞組成成分的變化此消彼長(zhǎng)，在5.8 mmol/L和19.6 mmol/L氮濃度處理時(shí)出現(xiàn)影響峰值，5.8 mmol/L氮濃度處理時(shí)受茶多酚的影響導(dǎo)致品質(zhì)降低，19.6 mmol/L氮濃度處理時(shí)則不同，氨酚比最小，各成分變化較小，茶總體品質(zhì)最好。

研究表明，15.0 mmol/L氮濃度處理?xiàng)l件下最適宜粗壯女貞兒茶素合成；5.8 mmol/L氮濃度處理?xiàng)l件下最適宜總黃酮化合物、茶皂甙、水浸出物及水溶性總糖的同時(shí)合成；19.6 mmol/L氮濃度處理?xiàng)l件下茶多酚含量最低、氨基酸含量最高、氨酚比也就最低。因此，從粗壯女貞品質(zhì)中的保健功能考慮，5.8 mmol/L氮濃度處理?xiàng)l件下黃酮化合物、茶皂甙、水浸出物及水溶性總糖最高，保健功能最好；從粗壯女貞品質(zhì)中的口感分析，19.6 mmol/L氮濃度處理?xiàng)l件下茶多酚含量最低、氨基酸含量最高、氨酚比最低口感最佳。同時(shí)，在不同氮濃度處理下，粗壯女貞苦丁茶品質(zhì)表現(xiàn)出一定的相關(guān)關(guān)系。

綜上所述，氮對(duì)茶葉品質(zhì)的影響已有結(jié)論，但茶葉品質(zhì)的影響因素復(fù)雜，就單氮一個(gè)生理機(jī)能還不能完全反應(yīng)出其生理機(jī)能，但其它影響因素還有待進(jìn)一步研究。

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