茶樹鮮葉氨基酸含量與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性

彭啟良，趙 璇，許普禎，李媛媛，杜欣欣，林添水，李錦梁，張金超，連志萍，林金科

（1. 福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建 福州 350002；2. 福建省安溪縣氣象局，福建 泉州 362400）

0 引言

【研究意義】環(huán)境不僅在宏觀尺度上影響植物的地理分布和生長發(fā)育，還會對植物的物質(zhì)代謝和生化成分產(chǎn)生很大影響。地道藥材只有在特定自然條件和生態(tài)環(huán)境區(qū)域內(nèi)才能形成其獨特的藥效[1]；地理位置的不同與氣候的差異性讓同一葡萄品種的風(fēng)味有明顯的差異[2]。茶樹種植有很強的地域性，不同產(chǎn)地的茶葉風(fēng)味各異，甚至同一產(chǎn)地不同山頭也有明顯差別。其重要原因之一是土壤養(yǎng)分的差異影響茶葉中氨基酸等生化成分的合成和代謝，從而形成不同風(fēng)格的茶葉。氨基酸是茶葉中的主要化學(xué)成分之一，約占茶葉干物質(zhì)的1%～4%。目前，已發(fā)現(xiàn)并鑒定的有26種，包含20種蛋白質(zhì)氨基酸和6種非蛋白質(zhì)氨基酸[3]。氨基酸組分及含量上的差異對茶葉品質(zhì)有重要影響。陳思肜等[4]對不同等級白牡丹茶游離氨基酸構(gòu)成的研究發(fā)現(xiàn)，特級白牡丹中的絲氨酸、脯氨酸、色氨酸、甘氨酸的含量顯著高于其他等級；陳丹等[5]關(guān)于紅茶的研究發(fā)現(xiàn)紅茶品質(zhì)與絲氨酸、苯丙氨酸含量呈極顯著正相關(guān)，而這種差異與土壤養(yǎng)分密切相關(guān)。因此，研究自然狀態(tài)下土壤養(yǎng)分對茶樹鮮葉氨基酸含量的影響具有實際意義?！厩叭搜芯窟M展】一般認為，適宜的氮磷鉀肥均有利于增加茶樹氨基酸含量[6]。氮肥施用量與茶葉氨基酸含量高度正相關(guān)[7-9]。研究表明，茶園使用單一肥料對茶葉品質(zhì)的提高效果不明顯，氮磷鉀肥配施才能顯著提高氨基酸含量，茶葉中氨基酸含量的提高是土壤養(yǎng)分共同作用的結(jié)果[10]。施肥量過多或過少都不利于茶樹生長與茶葉品質(zhì)，缺磷時茶樹中碳含量較高，氮含量較低，茶葉中總游離氨基酸總量、茶氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸的含量會降低，而纈氨酸、γ氨基丁酸、脯氨酸、半胱氨酸的含量會提高[11-12]。氮肥施用過多會提高茶葉中具有苦澀味的精氨酸含量升高，而降低有鮮爽滋味的茶氨酸在氨基酸總量中的比例，從而導(dǎo)致茶葉品質(zhì)下降[13]?！颈狙芯壳腥朦c】目前的研究主要集中在人為控制的單一或少數(shù)幾個土壤養(yǎng)分的不同水平對茶樹氨基酸含量的影響，而茶樹在自然環(huán)境生長下會受到諸多因素影響，且各因素間還存在交互作用，自然生長狀態(tài)下茶園土壤養(yǎng)分對茶樹鮮葉氨基酸含量及組分的影響規(guī)律尚不明確?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究采用偏最小二乘回歸法分析土壤養(yǎng)分與秋季茶樹鮮葉氨基酸含量及組分的關(guān)系，篩選出對氨基酸含量具有顯著影響的土壤養(yǎng)分。并利用線性規(guī)劃求解進行優(yōu)化，確定適合茶樹氨基酸合成和積累的最佳土壤環(huán)境，為茶園規(guī)劃選址、茶園微氣候調(diào)節(jié)、茶葉品質(zhì)提高等提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 茶葉樣品的采集

茶樹鮮葉樣品采自安溪縣6個主要產(chǎn)茶鄉(xiāng)鎮(zhèn)的茶莊園，詳細記錄各采樣點經(jīng)緯度、海拔等信息（表1）。茶樹品種為鐵觀音，采摘時間為2020年9月16日至9月23日，鮮葉采摘標準為一芽一葉，將鮮葉烘至足干后帶回實驗室，-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 采樣點信息Table 1 Information on sampling site

1.2 土壤樣品的采集

與茶葉樣品同步采集土壤樣品。以“S型”取樣法在每個取樣單元分別選取5個采樣點，去除地表枯枝落葉，采集0～30 cm的土壤。將土樣混勻后，采用四分法縮分，做好標記后帶回實驗室自然陰干。

1.3 氨基酸組分測定

采用超高效液相色譜儀檢測各氨基酸組分含量，梯度洗脫程序條件見表2，流動相A為20 mmol·L-1甲酸銨水溶液，流動相B為乙腈。測得?；撬?、絲氨酸、精氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、茶氨酸、纈氨酸、賴氨酸、組氨酸、丙氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和氨基酸總量等19種游離氨基酸的含量。

表2 梯度洗脫程序Table 2 Gradient elution for amino acids separation

1.4 土壤理化指標測定

土壤理化指標的分析參照鮑士旦主編的《土壤農(nóng)化分析》第3版[14]。分析測定項目包括：土壤pH值、有機質(zhì)、全磷、全鉀、全氮、速效磷、速效鉀、速效氮。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用單因素方差分析（One-way ANOVA）和多重比較（α=0.05）對氨基酸含量進行差異顯著性分析；用單因素方差分析對茶樹鮮葉氨基酸含量及土壤養(yǎng)分含量做相關(guān)性的初步分析；用特征根和條件指數(shù)判別法診斷各土壤養(yǎng)分間的多重共線性；用偏最小二乘回歸分析中的變量投影重要性（Variable importance for Projection，VIP）技術(shù)篩選主要變量，選擇VIP值大于1的自變量建立統(tǒng)計回歸模型；用LINGO18.0軟件求解線性規(guī)劃方程組得出土壤養(yǎng)分的優(yōu)化方案；用Microsoft Excel 2019、IBM SPSS 24.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析及整理制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨基酸含量與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性分析

從表3可以看出，不同茶莊園氨基酸組分含量存在顯著差異，選取pH值、有機質(zhì)、全磷、全鉀、全氮、速效磷、速效鉀、速效氮作為自變量，以?；撬帷⒔z氨酸、精氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、茶氨酸、纈氨酸、賴氨酸、組氨酸、丙氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和氨基酸總量為因變量，分析二者間的相關(guān)性。由表4可見，在P＜0.01水平下，pH值與組氨酸呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.423；有機質(zhì)和精氨酸呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.403；全鉀與苯丙氨酸、氨基酸總量呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.439和-0.452；速效鉀和?；撬?、酪氨酸呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.608和0.496，與丙氨酸呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.507；速效氮和賴氨酸呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.471。綜上可見，各土壤養(yǎng)分與氨基酸之間存在相關(guān)關(guān)系，同時值得留意的是，有些自變量和因變量之間相關(guān)關(guān)系顯著但相關(guān)系數(shù)的值并不大，其可能原因是樣品容量不夠大、變量間存在多重共線性。因此，在相關(guān)分析的基礎(chǔ)上進一步進行偏最小二乘回歸分析。

表4 氨基酸組分與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性分析Table 4 Correlation between tea leaf amino acid composition and soil nutrients

11 0.92 efgh 0.48 defg 0.16e 0.54de 15.73±0.23a 12.15±0.18 ef 15.03±0.39 ab 15.55±0.61a 14.08±0.17bc 14.23±0.78bc 13.98±0.27cd 11.22±0.61fg 12.71±0.57e 12.07±0.54ef 1.49a 91.16±1.49a 83.98±1.21b 85.29±0.14b 62.39±0.88cd 59.82±2.66de 56.73±0.15fg 59.68±2.09def 60.52±0.89de 56.57±2.06g 53.32±0.94h 0.74cd 68.37±1.11a 63.40±0.80b 64.22±0.42b 46.71±0.62cd 44.86±1.99d 42.46±0.07f 44.76±1.57de 45.39±0.66d 42.43±1.54f 39.99±0.71g 0.26g 13.71±0.46a 0.70ef 18.13±0.32f 2.66g 78.51±1.20de 0.45b 40.77±0.43 ab 40.34±0.75 ab 41.35±0.98a 27.52±0.87de 26.65±0.58ef 26.94±0.40ef 27.49±0.47de 25.76±0.92f 26.90±1.04ef 26.81±0.98ef 0.67cd 19.92±0.17b 15.65±0.03g 21.79±0.52a 15.98±0.58fg 16.26±0.27efg 16.78±0.48de 16.59±0.26ef 12.31±0.27i 13.79±0.09h 11.79±0.28i 0.28a 52.29±1.07 ab 51.04±0.66b 50.93±0.97b 36.32±0.40cd 37.02±0.37c 36.02±0.25cd 34.07±0.48g 34.21±0.72ef 34.47±1.46ef 35.99±0.40cd 0.43a 29.28±0.60 ab 28.58±0.37b 28.52±0.55b 20.32±0.23c 20.73±0.21c 20.17±0.14c 19.08±0.27d 19.16±0.40d 19.30±0.82d 20.15±0.22c 0.17fg 0.79de 0.78c 0.05e 4.6gh 13.94±10 0.05i 3.75±1.16a 31.17±0.23b 32.79±2.57b 32.72±1.00b 15.18±0.51cde 14.96±0.12 cdef 15.97±0.86c 13.57±0.54efg 12.76±0.24g 14.48±0.48 cdefg 19.23±0.88a 6.78±0.19e 4.40±0.02f 8.72±0.31a 2.25±11.18gh 635.33±1.07b 75.82±0.45fg 77.24±0.36def 76.44±0.73ef 79.12±0.66d 76.71±1.29 def 0.13g 6.32±73.56±5.79 fgh 254.24±3.56defg 250.66±9 0.68e 4.54±0.12de 2.95±0.38e 9.98±1.02c 2.06±0.07de 3.42±8.31gh 637.86±8 0.32e 6.28±252.45±2.74 defg248.72±0.10d 4.55±0.16a 5.92±0.03d 8.63±0.16a 2.36±7 2.91 defgh 0.13gh 4.79±0.94c 9.94±0.25f 6.11±0.22cde 3.39±1.59fg 656.5±2.32ef 634.07±able 1 e as T分conten ts析量0.02f 3.53±0.02c 1.93±基mino acids and 65.28d 251.99±0.10d 8.25±2.35d 649.24±含及分組bers 1-11 are the sam酸0.27de 13.23±0.45a 10.46±0.31c 8.25±1.65 defg259.66±0.13de 11.34±0.38b 10.03±0.14c 12.02±0.32ab 4.85±0.05h 3.98±0.07de 7.14±0.48c 9.35±0.06 bcde 2.7±0.10bcd 2.48±8.99de 680.27±3 氨5表Table 3 A 1。表4 0.18d 8.82±2.20b 253.52±0.07h 3.48±0.02 bc 6.65±0.17a 2.62±5.9a 671.59±同園莊茶各he tea estates represented by num 0.06d 9.06±1.80b 118.97±3 3.27c 402.22±0.04d 12.57±0.19a 4.98±0.21c 8.78±0.03 fg 3.32±0.24b 53.41±0.38b 53.14±0.20b 59.05±0.97a 45.19±1.97c 40.90±0.87d 35.35±3.84e 30.91±0.77f 34.14±0.67ef 40.90±4.40d 34.35±0.54ef 6.34b 389.10±0.56b 12.78±0.27a 9.26±0.07 bc 3.28±956.37±9.86c 999.46±7.13±0.31f 10.85±0.28c 9.08±1-11代0.12c 3.74±表字數(shù)，2 2.14a 117.01±0.27c 8.29±3.28±0.49a 2.78±＜0.05）（P著顯異差e line represented significant difference; T 1量13.04±91.16±46.43±0.03d 30.99±0.51a 27.99±1.25b 29.57±0.97a 21.29±0.36c 20.34±0.90cde 19.49±0.40def 20.29±0.71cde 20.58±0.30 cde 0.47b 12.71±0.64a 11.6±6.14b 1 014.26±8.92 a 20.86±123.88±0.07a 123.43±39.21±17.52±52.88±29.80±413.56±1.92a 404.98±36.12±5.05±0.04de 12.27±0.22a 5.69±51.26±7.03±0.22a 5.26±9.50±0.01ab 8.39±11.13±2.72±0.05 bcd含酸基氨表代母字BA Total amino acid978.27±同不ercase letters in the sam Asp GA Phe 后樣Sites 點酸Ile 量據(jù)數(shù)取Tau Ser Arg Gly 酸Glu Thr Tyr Pro丁Thea Val Lys His Ala酸Leu酸 總行ifferent low酸酸酸酸氨酸酸酸酸 酸酸酸酸酸氨酸氨酸同磺氨氨氨冬氨氨氨氨基氨氨氨氨氨亮氨丙基：牛 絲 精 甘 天 谷 蘇 酪 脯 γ-氨 茶 纈 賴 組 丙 異 亮 苯 氨注Note: D

2.2 氨基酸含量與土壤養(yǎng)分的偏最小二乘回歸分析

2.2.1 土壤養(yǎng)分的多重共線性診斷 為確定影響各氨基酸含量的主導(dǎo)土壤養(yǎng)分，在相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用偏最小二乘回歸分析進一步對土壤養(yǎng)分進行篩選。多重共線性指的是線性回歸模型中的自變量之間存在高度相關(guān)關(guān)系。本研究應(yīng)用特征根和條件指數(shù)判別法診斷各土壤養(yǎng)分間的多重共線性，從表5可見，土壤養(yǎng)分間的條件指數(shù)為84.863，土壤pH值和截距的方差分解比分別為0.99和0.97，說明土壤養(yǎng)分間存在多重共線性。

表5 土壤養(yǎng)分的特征值和條件數(shù)Table 5 Eigenvalue and index of soil nutrients

2.2.2 影響氨基酸含量主要土壤養(yǎng)分的VIP分析 用偏最小二乘回歸分析中的變量投影重要性技術(shù)對土壤養(yǎng)分進行篩選。從圖1中可以看出，影響?；撬岷康闹饕寥鲤B(yǎng)分為全磷、全氮、速效鉀；影響絲氨酸含量的主要土壤養(yǎng)分為pH值、有機質(zhì)、全磷、速效磷；影響精氨酸含量的主要土壤養(yǎng)分為pH值、有機質(zhì)、速效磷和速效氮；影響甘氨酸含量的主要土壤養(yǎng)分為有機質(zhì)、全氮和速效磷；影響天冬氨酸含量的主要土壤養(yǎng)分為pH值、有機質(zhì)、全磷、速效磷和速效氮；影響谷氨酸含量的主要土壤養(yǎng)分為pH值、有機質(zhì)、全磷和速效磷；影響蘇氨酸含量的主要土壤養(yǎng)分為pH值、有機質(zhì)、全磷和速效磷；影響酪氨酸含量的主要土壤養(yǎng)分為全氮和速效鉀；影響脯氨酸含量的主要土壤養(yǎng)分為pH值、有機質(zhì)、全磷、速效磷和速效氮；影響γ-氨基丁酸含量的主要土壤養(yǎng)分為pH值、有機質(zhì)、全磷、速效磷和速效氮；影響茶氨酸含量的主要土壤養(yǎng)分為pH值、有機質(zhì)、全磷、速效磷和速效氮；對纈氨酸含量影響較大的土壤養(yǎng)分有pH值、有機質(zhì)、全磷、速效磷和速效氮；對賴氨酸含量影響較大的土壤養(yǎng)分有全磷、速效磷和速效氮；對組氨酸含量影響較大的土壤養(yǎng)分有pH值和速效氮；對丙氨酸含量影響較大的土壤養(yǎng)分有有機質(zhì)和速效鉀；對異亮氨酸含量影響較大的土壤養(yǎng)分有速效磷、速效鉀和速效氮；對亮氨酸含量影響較大的土壤養(yǎng)分有有機質(zhì)、全磷、速效磷、速效鉀和速效氮；對苯丙氨酸含量影響較大的土壤養(yǎng)分有全鉀和速效磷；對氨基酸總量影響較大的土壤養(yǎng)分有有機質(zhì)、速效磷和速效氮。

圖1 土壤養(yǎng)分對氨基酸含量影響的變量投影重要性Fig. 1 Projected importance of variables of soil nutrients on tea leaf amino acid content

2.2.3 土壤養(yǎng)分對氨基酸含量影響的回歸方程 根據(jù)篩選出的影響氨基酸含量的主要土壤養(yǎng)分，分別以pH值（x1）、有機質(zhì)(x2)、全磷（x3）、全鉀（x4）、全氮（x5）、速效磷（x6）、速效鉀（x7）和速效氮（x8）為自變量，以?；撬幔▂1）、絲氨酸（y2）、精氨酸（y3）、甘氨酸（y4）、天門冬氨酸（y5）、谷氨酸（y6）、蘇氨酸（y7）、酪氨酸（y8）、脯氨酸（y9）、γ-氨基丁酸（y10）、茶氨酸（y11）、纈氨酸（y12）、賴氨酸（y13）、組氨酸（y14）、丙氨酸（y15）、異亮氨酸（y16）、亮氨酸（y17）、苯丙氨酸（y18）和氨基酸總量（y19）為因變量，應(yīng)用偏最小二乘回歸方法，建立了土壤養(yǎng)分對氨基酸含量影響的回歸方程（表6）。從表6可以看出，除亮氨酸外，土壤養(yǎng)分對各氨基酸含量影響的回歸方程均達到顯著水平（P＜0.05）。從回歸方程的系數(shù)來看，全氮、速效鉀與?；撬岷砍收嚓P(guān)，而全磷與?；撬岷砍守撓嚓P(guān)；pH值、有機質(zhì)、速效磷與絲氨酸含量呈正相關(guān)，而全磷與絲氨酸含量呈負相關(guān)；pH值、有機質(zhì)、速效氮與精氨酸含量呈正相關(guān)，而速效磷與精氨酸含量呈負相關(guān)；有機質(zhì)、全氮、速效磷與甘氨酸含量都呈正相關(guān)；pH值、有機質(zhì)、速效磷、速效氮與天冬氨酸含量呈正相關(guān)，而全磷與天冬氨酸含量呈負相關(guān)；pH值、有機質(zhì)、速效磷與谷氨酸含量呈正相關(guān)，而全磷與谷氨酸含量呈負相關(guān)；pH值、速效磷與蘇氨酸呈正相關(guān)，而有機質(zhì)、全磷與蘇氨酸呈負相關(guān)；全氮、速效鉀與酪氨酸呈正相關(guān)；pH值、速效磷、速效氮與脯氨酸呈正相關(guān)，而有機質(zhì)、全磷呈與脯氨酸呈負相關(guān)；pH值、有機質(zhì)、速效磷、速效氮與γ-氨基丁酸呈正相關(guān)，而全磷與γ-氨基丁酸呈負相關(guān)；pH值、有機質(zhì)、速效磷、速效氮與茶氨酸呈正相關(guān)，而全磷與茶氨酸呈負相關(guān)；pH值、速效磷、速效氮與纈氨酸呈正相關(guān)，而有機質(zhì)、全磷與纈氨酸呈負相關(guān)；全磷、速效氮與賴氨酸呈正相關(guān)，而速效磷與賴氨酸呈負相關(guān)；pH值、速效氮與組氨酸呈正相關(guān)；有機質(zhì)、速效鉀與丙氨酸呈負相關(guān)；速效氮與異亮氨酸呈正相關(guān)，而速效磷、速效鉀與異亮氨酸呈負相關(guān)；速效磷、速效鉀、速效氮與亮氨酸呈呈相關(guān)，而有機質(zhì)、全磷與亮氨酸呈負相關(guān)；全鉀、速效磷與苯丙氨酸呈負相關(guān)；有機質(zhì)、速效氮與氨基酸總量呈正相關(guān)，而速效磷與氨基酸總量呈負相關(guān)。

2.3 土壤養(yǎng)分的優(yōu)化方案

根據(jù)表6的回歸方程，建立土壤養(yǎng)分對氨基酸含量影響的線性規(guī)劃方程組，應(yīng)用LINGO軟件求解計算當某一氨基酸含量最大并確保其他氨基酸含量在一定范圍時的各土壤養(yǎng)分值（式1）。本研究的各氨基酸含量約束值下限為各茶園的平均值，即牛磺酸 ≥12.81 mg·hg-1、 絲 氨 酸≥67.24 mg·hg-1、 精 氨酸≥48.89 mg·hg-1、甘氨酸≥9.94 mg·hg-1、天冬氨酸≥22.2 mg·hg-1、谷氨酸≥89.21 mg·hg-1、蘇氨酸≥30.91 mg·hg-1、 酪 氨 酸 ≥14.34 mg·hg-1、 脯 氨 酸 ≥39.94 mg·hg-1、γ-氨基丁酸≥22.4 mg·hg-1、茶氨酸≥292.54 mg·hg-1、纈氨酸≥19.38 mg·hg-1、賴氨酸≥8.19 mg·hg-1、組氨酸≥41.83 mg·hg-1、丙氨酸≥4.32 mg·hg-1、 異 亮 氨 酸 ≥8.23 mg·hg-1、 亮 氨 酸 ≥8.19 mg·hg-1、苯丙氨酸≥2.74 mg·hg-1和氨基酸總量≥743.29 mg·hg-1；各土壤養(yǎng)分以茶園的平均值為下限，最大值為上限，即4.31≤pH≤4.85、31.91 g·kg-1≤有機質(zhì)≤39.77 g·kg-1、0.44 g·kg-1≤全磷≤1.37 g·kg-1、20.01 g·kg-1≤全 鉀 ≤53.45 g·kg-1、 1.73 g·kg-1≤全 氮 ≤3.7 g·kg-1、 178.27 mg·kg-1≤速 效 磷 ≤578.22 mg·kg-1、180.38 mg·kg-1≤速 效 鉀 ≤461 mg·kg-1和 69.65 mg·kg-1≤速效氮≤143.48 mg·kg-1。以氨基酸總量為例，建立了求解氨基酸總量最大時的線性規(guī)劃方程組。

表6 土壤養(yǎng)分對氨基酸含量影響的主要養(yǎng)分和回歸方程Table 6 The major soil nutrient factors on amino acid content and the regression equation

同理，給定氨基酸總量≥743.29 mg·hg-1的約束條件，可以求出?；撬?、絲氨酸、精氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、茶氨酸、纈氨酸、賴氨酸、組氨酸、丙氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸含量最高時土壤養(yǎng)分的優(yōu)化方案（表7）。從表7可以看出，pH的最優(yōu)值在4.39～4.85；除牛磺酸和甘氨酸的最優(yōu)值為34.6 g·kg-1外，其他氨基酸組分有機質(zhì)的最優(yōu)值均為 31.91 g·kg-1，全磷在 0.44～0.52 g·kg-1時取得最優(yōu)值；全鉀均取低限值20.01 g·kg-1；全氮最優(yōu)值范圍在1.73～2.13 g·kg-1；速效磷、速效鉀、速效氮最優(yōu)值范圍分別是 178.27～219.77 mg·kg-1、180.38～196.54 mg·kg-1和 73.22～143.48 mg·kg-1。將優(yōu)化值和實際測得的田間土壤養(yǎng)分含量對比，綜合分析可以得出，當有機質(zhì)含量在31.91 g·kg-1，全磷含量在0.44 g·kg-1，全鉀含量在 20.01 g·kg-1，速效磷含量在219.77 mg·kg-1左右、速效鉀在 187 mg·kg-1左右、提高土壤pH值，增施氮肥，特別是速效氮的含量，能夠提高秋茶鮮葉氨基酸含量。

表7 土壤養(yǎng)分優(yōu)化方案Table 7 Scheme for soil nutrient optimization

3 討論與結(jié)論

相關(guān)分析表明土壤養(yǎng)分與氨基酸之間存在相關(guān)關(guān)系，同時發(fā)現(xiàn)有些自變量和因變量之間出現(xiàn)了相關(guān)關(guān)系顯著但相關(guān)系數(shù)的值并不大的情況，分析其可能原因是樣品容量不夠大、變量間存在多重共線性。對土壤養(yǎng)分進行多重共線性診斷發(fā)現(xiàn)，土壤養(yǎng)分間的條件指數(shù)為84.863，土壤pH值和截距的方差分解比分別為0.99和0.97，說明土壤養(yǎng)分間存在嚴重的多重共線性。已有研究也表明，土壤養(yǎng)分間存在相關(guān)關(guān)系：pH值與堿解氮和有機質(zhì)顯著負相關(guān)，堿解氮與有機質(zhì)和速效鉀顯著正相關(guān)，有效磷與速效鉀顯著正相關(guān)[15]；土壤氮素含量與土壤有機質(zhì)含量之間呈正相關(guān)，土壤全氮量一般約為土壤有機質(zhì)含量的5%～6%[16]。為盡量消除負面影響，本研究采用偏最小二乘回歸對秋茶鮮葉氨基酸含量與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性進行研究。傳統(tǒng)的線性回歸不適用于樣本容量較少的數(shù)據(jù)量，普通的主成分分析將多重共線性變量直接剔除也會影響結(jié)果的準確性[17]。

偏最小二乘回歸分析表明，pH值、有機質(zhì)、全磷、速效磷和速效氮是影響大多數(shù)氨基酸組分含量的主要土壤養(yǎng)分。pH值和速效氮與各氨基酸含量均呈正相關(guān)，速效氮與茶樹鮮葉氨基酸含量顯著正相關(guān)前人已有諸多研究，而pH值與氨基酸含量呈正相關(guān)，分析其原因可能與安溪縣各茶園土壤pH值普遍偏低有關(guān)。適宜種茶的土壤pH值在4.50～6.50，pH值在4.50 ～5.50最適宜[18]。pH值會通過影響礦質(zhì)鹽分的溶解度而影響?zhàn)B分的有效性，當pH小于4.5或大于6.5時，茶樹對氮、磷、鉀的吸收能力顯著降低[19-20]。所以改良酸化土壤有利于氨基酸的合成與積累。全磷與大多數(shù)氨基酸組分呈負相關(guān)，推測其原因可能與茶樹碳氮平衡有關(guān)，相關(guān)研究表明土壤磷含量有利于茶多酚的積累[21]，從而抑制茶樹的氮代謝。有機質(zhì)和速效鉀與大多數(shù)氨基酸組分呈正相關(guān)，有機質(zhì)含量是茶園土壤肥力指標，土壤含氮量與有機質(zhì)含量呈正相關(guān)。而鉀是許多酶的激活劑，缺鉀時，酶不能起正常的催化作用，如茶氨酸的合成需要鉀的激活。此外。全氮、速效鉀、全鉀也是少數(shù)幾個氨基酸組分的主要影響因子，全氮均呈正相關(guān)，速效鉀多成正相關(guān)，全鉀呈負相關(guān)。

規(guī)劃求解結(jié)果顯示，pH的最優(yōu)值絕大部分為4.85；有機質(zhì)的最優(yōu)值絕大部分在31.91 g·kg-1，全磷在0.44～0.52 g·kg-1時取得最優(yōu)值；全鉀最優(yōu)值為20.01 g·kg-1；全氮最優(yōu)值范圍在 1.73～2.13 g·kg-1；速效磷、速效鉀、速效氮最優(yōu)值范圍分別是178.27～219.77 mg·kg-1、 180.38～ 196.54 mg·kg-1和 73.22～143.48 mg·kg-1。據(jù)此給出在茶園實際栽培管理中，應(yīng)多施有機肥、提高土壤速效養(yǎng)分、改良酸化土壤，增施氮肥，特別是速效氮肥的建議，以期為調(diào)節(jié)茶園微氣候、提高茶葉品質(zhì)和保持茶園可持續(xù)發(fā)展等提供參考依據(jù)。