萌芽前葉面噴施硒酸鈉提高茶葉含硒量及品質(zhì)

李曉嫚，郭麗娜，郝心愿，王 璐，王月琪，王新超，岳 川，曾建明*

（1 福建農(nóng)林大學園藝學院, 福建福州 350002；2 中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所 / 國家茶樹改良中心 / 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部茶樹生物學與資源利用重點實驗室, 浙江杭州 310008；3 西南大學食品科學學院, 重慶北碚 400715）

硒是人體不可缺少的微量元素，它在人體中發(fā)揮著重要而獨特的作用，對人體健康至關(guān)重要[1]。據(jù)統(tǒng)計，全球有近10億人缺硒，我國約72%的土壤存在缺硒或低硒，其中30%屬嚴重缺硒[2]。世界各地不斷增加的硒缺乏癥正導致許多病理性疾病[3]。因此，在過去的幾十年里，人們對硒的研究興趣在改善公共衛(wèi)生的許多領(lǐng)域都有所增長。硒在維持人體自然身體功能方面和各種生理過程中起著非常重要的作用[4-6]。由于其抗氧化特性，如氧化應激、炎癥、細胞凋亡、生殖障礙、糖尿病、甲狀腺問題、癌癥和免疫反應等，在各種疾病的發(fā)病機制和病理生理學中也起著關(guān)鍵作用[7]。因此，了解正常生理條件下硒的生化途徑是闡明硒對人類疾病防治作用的重要條件。植物性食品中的硒是人體硒營養(yǎng)的重要來源，通過外源硒補給提高植物可食用部位含硒量是解決缺硒地區(qū)人群補硒問題的重要途徑[8-10]。茶樹是天然富集硒能力較強的植物，能吸收土壤中無機形態(tài)的硒代謝轉(zhuǎn)化為生物有機態(tài)硒，成為人攝入硒的重要來源[11]，是理想的食物補硒的天然硒源。有學者認為，與普通綠茶相比，富硒綠茶酚含量、還原活性、DPPH自由基清除活性和鐵離子螯合活性均顯著提高，且硒與茶多酚、茶多糖等組分對茶葉的抗氧化功效有協(xié)同增效作用[12]。然而中國是個缺硒的大國，這導致國產(chǎn)茶葉的含硒量參差不齊，許多富硒茶難以達到富硒標準。以往我國綠茶產(chǎn)區(qū)茶葉補硒多圍繞春茶[13-15]，關(guān)于夏茶的利用十分有限，面對富硒茶難以滿足市場的消費需求以及夏茶利用不足的現(xiàn)狀，通過合理的技術(shù)手段將夏茶與富硒茶生產(chǎn)相結(jié)合以滿足消費者的需求十分有意義。

最簡便和理想的生產(chǎn)富硒茶的途徑是在天然富硒土壤地區(qū)種植茶樹，從而依靠茶樹根系自然吸收，但目前國內(nèi)天然富硒茶區(qū)的產(chǎn)能有限，難以滿足市場對于富硒茶的需求，所以關(guān)于富硒茶栽培技術(shù)、葉面噴施硒肥對茶樹硒富集影響的研究越來越多。張豪杰等[16]對高硒茶區(qū)湖北恩施、陜西安康不同地點生產(chǎn)茶園成齡茶樹和根際土壤進行研究，證實了富硒區(qū)茶葉全硒含量與土壤硒含量之間極顯著相關(guān)；周超等[17]研究表明，土壤含水量、pH和硒含量與茶樹硒吸收密切相關(guān)。方興漢等[18]通過噴施試驗表明，硒酸鈉能促進14C同化產(chǎn)物向根系運轉(zhuǎn)，主要是促進根系貯藏糖、結(jié)構(gòu)糖、結(jié)構(gòu)蛋白等次生物質(zhì)的合成與積累；也有研究表明，有機硒肥中含有的腐植酸、N、P、K 和微量元素 Zn 等營養(yǎng)成分噴施于茶樹葉面后，被茶樹吸收利用，影響茶樹的光合作用和碳素累積，從而影響茶葉產(chǎn)量[19]。李靜等[20]通過土施和噴施亞硒酸鈉盆栽試驗，發(fā)現(xiàn)兩種施用方式都非常有利于茶葉硒含量的提高及品質(zhì)的改善，如葉面噴施有降低兒茶素含量的作用。因此，本研究通過對夏季不同生長時期的茶樹進行外源硒肥補充，探討噴施外源硒肥對夏季茶樹生長、茶葉品質(zhì)、茶樹增硒效果以及葉面硒殘留情況等方面的影響，為夏茶合理安全施用硒肥及生產(chǎn)富硒茶提供科學依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗在中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所(浙江嵊州)實驗基地‘中茶108’成齡茶園進行。試驗地土壤為紅壤，土壤理化特性為有機質(zhì)17.05 g/kg，有效磷8.9 mg/kg，有效硫40.85 mg/kg，土壤總硒含量為0.23 mg/kg。試驗處理前，供試茶園前期一直采用統(tǒng)一栽培管理技術(shù)，茶樹生長勢整齊，茶園土壤一致性好，于2020年4月27日進行輕修剪，并劃定試驗小區(qū)，每個小區(qū)4.5 m2(3 m×1.5 m)，為防止試驗處理間的干擾，小區(qū)間設置隔離行區(qū)，試驗地塊示意圖見圖1。

圖1 試驗地塊示意圖Fig.1 Diagram of the trial plots

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 采用二因素裂區(qū)設計，主處理(A)為硒肥種類，副處理(B)為噴施時期。主處理以清水(A0)為對照，設硒酸鈉(A1)、亞硒酸鈉(A2)和酵母硒(A3) 3種外源硒肥處理。根據(jù)文獻資料[14,20-21]和本研究的前期預試驗，本試驗的硒肥溶液硒(Se)濃度設定為50 mg/L，硒肥溶液用量1.8 L/m2。副處理設夏茶頂芽萌發(fā)前(5月12日，B1)與1芽1葉期(5月20日，B2)兩個噴施時期。

試驗每個處理設置3次重復，每個處理隨機布置。在試驗處理當天的17：00后對茶行蓬面進行均勻噴灑，以噴至葉片濕潤而不滴水為度。

1.2.2 觀測、采樣及分析方法 蓬面新梢性狀觀測：當對照處理茶樹蓬面1芽2葉占比達30%左右時，在每處理區(qū)塊上隨機觀測30 cm×30 cm茶蓬內(nèi)新梢發(fā)育情況，測定蓬面新梢數(shù)量、1芽2葉長度和百芽重等農(nóng)藝性狀。

茶葉生化分析樣制備：采1芽2葉新梢于120℃迅速干燥至恒重，用于測定茶多酚、兒茶素、咖啡堿、游離氨基酸和花青素的含量。每個樣品取樣量不少于50 g干樣。

茶葉硒含量測定樣制備：分別采B1和B2期1芽2葉新梢制備硒含量檢測樣。各處理新梢樣于80℃烘干至恒重。

葉片殘留硒采樣及測定：采B2期1芽2葉新梢制備葉片殘留硒檢測樣，各處理采樣后，先用純凈水清洗3遍，再用去離子水沖洗3次然后烘干。每個樣品取樣量不少50 g干樣。

樣品測定方法：茶葉生化成分按 GB/T8313—2018、GB/T8314—2013、GB/T8312—2013 和FB/LH003—2010檢測茶多酚、兒茶素、咖啡堿、游離氨基酸和花青素含量[22-24]；茶葉硒含量樣品送通標標準技術(shù)服務有限公司武漢分公司(武漢)，按GB 5009.93—2017第一法和DBS42/002—2014檢測樣品中總硒和無機硒含量[25-26]。

1.3 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析

芽萌展值能較客觀地反映茶芽萌發(fā)狀況，萌展值=∑ (各類芽代表值×各類芽數(shù))/總芽數(shù)。葉面硒殘留率可以對噴施的外源硒肥進行安全性評估，葉面硒殘留率=(清洗前硒含量-清洗后硒含量)/清洗后硒含量。試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2021進行統(tǒng)計分析，以Graphpad Prism 8.0.1制圖，差異顯著性分析采用IBM SPSS Statistics V21.0 LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施外源硒對茶樹蓬面新梢生育的影響

有研究表明，適量施硒肥可以促進茶樹生長，提高抗逆性和產(chǎn)量，改善茶葉的品質(zhì)[27-28]。茶樹新梢發(fā)育程度、1芽2葉芽長和百芽重均受外源硒影響，且不同時期施硒作用效果也有差異。從表1可以看出，與對照相比，萌芽前噴施酵母硒處理明顯降低茶樹萌展值，降低量為0.14±0.04，但不影響茶樹蓬面新梢總數(shù)。1芽1葉期噴施硒酸鈉處理和酵母硒處理明顯降低茶樹蓬面新梢總數(shù)，分別降低了17.66±4.16 和 22.33±4.04。

表1 不同生長期噴施外源硒肥的茶樹蓬面新梢發(fā)育狀況Table 1 New shoot development in response to selenium fertilizer spraying at different growth periods of tea plants

從表2可以看出，與對照相比，萌芽前噴施亞硒酸鈉顯著降低新梢長度和百芽重，分別降低了1.04±0.39 cm和1.94±0.57 g，使茶樹新梢更纖細，其余各處理間無明顯差異。1芽1葉期噴施硒酸鈉顯著降低新梢長度和百芽重，分別降低0.88±0.15 cm和1.70±0.35 g，會使茶樹變得纖細，噴施亞硒酸鈉處理與噴施清水無明顯差異，噴施亞硒酸鈉和酵母硒處理與噴施清水無明顯差異。

表2 不同生長期噴施硒肥對茶樹1芽2葉新梢發(fā)育的影響Table 2 Effects of selenium fertilizers and spraying periods on the development of one bud and two leaves of tea trees

2.2 噴施外源硒肥對茶葉硒含量的影響

由圖2可以看出，與對照相比，萌發(fā)前噴施硒酸鈉處理和亞硒酸鈉處理可顯著提高茶葉中總硒和有機硒含量，總硒含量分別顯著提高了1.15±0.29和1.47±0.10 mg/kg，有機硒含量分別顯著提高了1.13±0.19和1.38±0.08 mg/kg。噴施硒酸鈉處理和亞硒酸鈉處理，茶樹1芽2葉有機硒含量高達1.13～1.38 mg/kg，占總硒含量的93.6%～96.9%。1芽1葉期噴施硒酸鈉處理、亞硒酸鈉處理和酵母硒處理均可顯著提高茶葉總硒和有機硒含量，總硒增加量分別為 5.97±0.85、7.88±0.68 和 2.61±0.65 mg/kg，有機硒含量分別增加了5.17±0.75、7.51±0.63和2.48±0.59 mg/kg。1芽2葉有機硒含量分別為5.17、7.51和2.48 mg/kg，分別占總硒含量的86.0%、94.9%和94.0%；總硒和有機硒含量的增加，均表現(xiàn)為亞硒酸鈉＞硒酸鈉＞酵母硒處理，并且1芽1葉期噴施均比萌發(fā)前噴施顯著提高；但1芽1葉期噴施外源硒均存在一定的葉表殘留，各殘留比例分別為硒酸鈉7.46%、亞硒酸鈉1.99%、酵母硒64.20%。

圖2 不同生長期外源硒肥處理的茶樹1芽2葉期總硒和有機硒含量Fig.2 The total and organic selenium concentrations of twigs with one bud and two leaves as affected by selenium fertilizers and spraying periods

2.3 噴施外源硒肥對茶葉品質(zhì)的影響

從表3和表4可以看出，與對照相比，噴施硒酸鈉處理對茶葉品質(zhì)會產(chǎn)生明顯影響，而其它各處理均無顯著影響。其中萌芽前噴施硒酸鈉會顯著降低茶葉中的咖啡堿和沒食子酸、兒茶素等簡單兒茶素含量；1芽1葉期噴施會降低茶葉中游離氨基酸15.18%，增加茶多酚和兒茶素總量分別為10.57%和11.30%，兒茶素組成中沒食子酸 、表沒食子兒茶素沒食子酸酯、表兒茶素沒食子酸酯顯著增加。

表3 不同時期噴施硒肥處理下茶葉活性成分含量Table 3 Content of the main active ingredients of tea as affected by selenium fertilizers and spraying periods

表4 不同生長期外源硒肥處理的茶葉中兒茶素組分 (%)Table 4 The catechin components of tea leaves as affected by selenium fertilizers and spraying periods

3 討論

3.1 噴施外源硒肥對茶樹新梢生長狀況的影響

近年來硒對植物生長有益的證據(jù)日趨增多。在水稻[29-30]，玉米[31]、大豆[32-33]、油菜[34]、芥菜[35]、白菜[36]、煙草[37]中都有報道。隨著人們對富硒茶的關(guān)注，硒對茶樹生長的影響日趨增加，春季葉面噴施亞硒酸鈉處理雖可明顯提高茶梢中硒含量，但生產(chǎn)茶園噴施亞硒酸鈉25～100 mg/L會減產(chǎn)15%～30%[18]。土壤施亞硒酸鈉后茶樹總芽頭數(shù)顯著少于對照[38]。但有研究認為，春季茶樹老葉按75 g/hm2噴施濃度為60 mg/L的硒酸鈉及亞硒酸鈉處理13～18天，結(jié)果表明16～18天的茶樹新梢數(shù)量顯著增加[15]。本研究結(jié)果顯示僅有萌芽前噴施亞硒酸鈉和1芽1葉期噴施硒酸鈉明顯降低新梢百芽重，縮短新梢長度，導致茶樹減產(chǎn)，酵母硒在萌芽前和1芽1葉期噴施分別降低茶樹萌展值和茶樹蓬面新梢總數(shù)。說明硒酸鈉適宜于新梢萌發(fā)前噴施，亞硒酸鈉適宜于新梢萌發(fā)后噴施，生產(chǎn)中應根據(jù)實際條件選擇硒源種類和噴施時期。

3.2 噴施外源硒肥對茶葉硒含量和化學品質(zhì)的影響

有學者研究了14個茶樹優(yōu)良品種苗期在兩種硒水平下硒含量的變化，證明了茶樹是富硒植物，不同茶樹品種對硒的吸收效應存在差異[39]。金建昌等[27]對盆栽‘龍井43’和白茶進行葉面噴施亞硒酸鈉，結(jié)果表明葉面噴施硒肥能有效提高茶葉中的硒含量至富硒茶標準。陳旭東等[40]對茶樹進行不同種類硒肥噴施，‘福鼎大白茶’茶樹嫩梢的硒含量迅速升高，并且在噴施以后4～8天內(nèi)即可到達峰值。王磊等[41]研究表明，在一定范圍內(nèi)葉面噴硒均能顯著提高茶樹嫩葉的含硒量，進而提高制成干茶的含硒量。在非天然富硒地區(qū)種植茶葉，可以使用安全的葉面硒肥來生產(chǎn)富硒茶，關(guān)鍵是要嚴格把握好噴施時間，避免非經(jīng)葉面吸收而殘留在嫩梢上的硒進入采摘加工環(huán)節(jié)[41]。本研究結(jié)果顯示，無論萌芽前還是生長期，在茶樹葉面噴施外源硒肥均能顯著提高夏季茶樹新梢的含硒量，但生長期噴施，茶葉表面會有一定的硒殘留量，其中以噴施酵母硒茶葉表面硒殘留量最高，且萌芽前噴施酵母硒茶樹硒含量明顯低于硒酸鈉和亞硒酸鈉噴施，所以在萌芽前噴施硒酸鈉和亞硒酸鈉有利于提高茶樹新梢硒含量。

硒參與植物的許多代謝過程，與次生代謝物合成密切相關(guān)[34,42-43]。研究表明硒初級代謝中積累的SeCys或SeMet可在γ-谷氨酰基半胱氨酸合成酶和谷胱甘肽合成酶的幫助下被修飾，參與許多次級硒代謝，其中大多數(shù)代謝物是硒谷胱甘肽[44]。相比普通綠茶，富硒綠茶中與α-亞油酸代謝、乙醛酸和二羧酸代謝相關(guān)的差異蛋白表達上調(diào)，在檸檬酸循環(huán)中，乙醛酸和二羧酸代謝的產(chǎn)物覆蓋了大量的中間體，可為植物提供能量[45]。植物對外源硒的積累對其有很多生理上的益處，包括上調(diào)植物的抗氧化反應、保護植物免受草食，還可以通過加速植物對礦物質(zhì)的吸收和光合作用效率來促進植物的生長[34,46-47]。研究表明噴施硒酸鈉能促進14C同化產(chǎn)物向根系運轉(zhuǎn)，促進根系貯藏糖、結(jié)構(gòu)糖、結(jié)構(gòu)蛋白等次生物質(zhì)的合成與積累[18]；葉面噴施亞硒酸鈉對夏茶的品質(zhì)改善最為明顯，茶葉中的茶多酚含量明顯下降，氨基酸含量明顯提高，酚氨比下降，大大降低了夏茶的苦澀味[20]。不同季節(jié)茶樹葉面施用硒酸鈉和亞硒酸鈉均能顯著增加茶葉甜味和香氣，顯著降低茶葉苦味[15,48-49]，從而提高茶葉品質(zhì)，與本研究在夏季不同時期噴施硒酸鈉使茶葉呈苦味性質(zhì)的咖啡堿、兒茶素組分等含量下降，從而改善夏茶品質(zhì)的結(jié)果一致，所以外源硒處理可以提高茶葉品質(zhì)。

在上述研究中，茶樹生長狀況、茶葉硒含量以及茶葉品質(zhì)之間存在差異，原因可能是不同硒源、不同施肥方式、不同茶樹品種對硒的吸收機制存在差異[9,21]，導致外源硒對茶樹的效應不同，但同時證明補硒對茶葉的品質(zhì)性狀有積極作用[13,50-52]。在低硒土壤人工生產(chǎn)富硒茶，應保證既不影響茶樹生長和茶葉產(chǎn)量，又要使葉表硒殘留控制在盡可能小的限度內(nèi)。

4 結(jié)論

夏茶萌芽前噴施硒肥可有效提高茶葉總硒和有機硒含量，改善茶葉品質(zhì)，且不影響茶葉生長。硒酸鈉的效果優(yōu)于其他硒肥。