氮對粗壯女貞品質的影響

羅燕 石燕金 周運超

摘 要：采用砂培法，研究了5種氮素營養濃度（即1.2 mmol/L、5.8 mmol/L、10.4 mmol/L、15.0 mmol/L、19.6 mmol/L）對粗壯女貞品質（茶多酚、氨基酸、兒茶素、黃酮類化合物、茶總皂甙、水浸出物、水溶性總糖）的影響。結果表明：不同氮營養濃度處理對粗壯女貞品質有明顯影響，適宜的氮濃度處理能顯著改善和提高粗壯女貞的品質。5種氮濃度處理條件下，在5.8 mmol/L和19.6 mmol/L處理時出現極值，5.8 mmol/L氮濃度處理條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合成；19.6 mmol/L氮濃度處理條件下茶多酚含量最低、氨基酸含量最高；在適宜的氮濃度環境下，粗壯女貞苦丁茶的茶多酚、黃酮類化合物、茶葉水浸出物三項品質的含量會顯著提高；葉片中茶多酚與黃酮類化合物、茶葉的水溶性糖呈顯著或極顯著正相關關系（P<0.05），黃酮類化合物與茶葉的水溶性糖也呈顯著正相關關系（P<0.05），粗壯女貞葉片中酚氨比與黃酮類化合物呈顯著正相關關系（P<0.05）。

關鍵詞：粗壯女貞；氮處理；品質

中圖分類號：S571.1

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2018）03-0084-06 國際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]，是我國南方各族人民最常飲用的植物代用茶，也是傳統的藥用植物，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]藥用保健價值而深受人們喜愛。目前學術界關于苦丁茶的研究都是關于茶葉品質的研究，而土壤養分對茶葉品質的影響較大，尤其氮是茶樹生長發育過程中不可缺少的營養元素，N素能有效提高茶樹氨基酸和咖啡堿的含量，是茶葉中蛋白質、氨基酸、咖啡堿等含氮化合物的重要組成部分，粗壯女貞對氮的需求量最多，氮素不足和氮素過多都會對粗壯女貞產量和品質產生不良影響，適量施氮對粗壯女貞產量和品質均有較好的促進作用[5]，因此，明晰粗壯女貞品質對氮的響應，能為粗壯女貞的優質豐產施肥技術提供依據。近年來，學術界對氮和茶葉栽培、氮提高茶產量、氮改善茶品質等的供需關系研究報道較多，蘇有健等[6]研究指出，合理施氮能顯著提高茶產量并和改善茶品質；李海琳等[7]研究表明，施用氮肥可以提高茶品質，氮肥供應充足可以有效提高茶產量；趙衛星[8]研究表明，適量施氮能促進茶葉氨基酸化學成分的合成，同時降低茶葉中的C/N比；潘根生、羅淑華、阮建云等[9-11]在八九十年代就對施氮對茶葉化學成分的影響、茶樹對氮的需求過多與不足對產量和品質的影響、茶樹對氮的吸收利用差異有了研究報道。但有關粗壯女貞和氮供需關系對其品質和產量的研究報道甚少，而缺氮或過量施氮都會對茶葉的品質和產量產生重大影響，過量施氮還會造成環境污染，基于以上研究報道，研究氮肥對粗壯女貞的品質和產量的研究就顯得十分必要。因此，本文采用沙培實驗，運用不同氮濃度對粗壯女貞進行處理，了解對其品質的影響，以期掌握粗壯女貞對氮素的需求范圍，為粗壯女貞的優質豐產施肥技術提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗在貴州大學林學院生態試驗場大棚內進行。試驗采用砂培方法，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，用自來水洗清后，再用蒸餾水洗至用硝酸銀試劑測試無氯離子反應為止。然后用試驗營養液反復浸洗，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作物造成危害，離花盆上沿3～4 cm。

1.2 試驗材料

營養液為國際通用的霍格蘭（Hoagland）大量元素營養液和阿農（Amon）微量元素營養液的混合液（本試驗為全劑量，每升大量元素營養液加入1 ml 微量元素營養液的1000倍母液）。另參考中國科學院茶葉研究所編寫的《茶樹生理及茶葉生化實驗手冊》，營養液中增加了濃度為12.35 mg/L的Al2（SO4）3

瘙 簚 18H2O。在營養液pH 5.5的條件下，按照Hoagland配方，設5個處理（即氮1.2、5.8、10.4、15.0、19.6 mmol/L），每個處理3個重復，每個重復6株苗木。

試驗苗木來自貴州省臺江縣生長狀況基本一致的3年生粗壯女貞實生苗，用自來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。用自來水空白培養15 d，60 d后采集實驗樣品，然后進行各項指標的測定。

1.3 試驗方法

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80目篩，供品質指標測定之用。

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

2 結果與分析

2.1 對茶多酚含量的影響

茶多酚是茶葉中酚類及其衍生物的總稱，含量約占茶葉干重的三分之一，是影響茶葉品質、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先增大后逐漸減小的趨勢，在5.8 mmol/L處出現最大值，且顯著大于15.0 mmol/L、19.6 mmol/L處的值（P<0.05），說明5.8 mmol/L是粗壯女貞合成茶多酚的最適氮營養濃度。

2.2 對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，與茶葉的品質有極大的相關性，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。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逐漸增大的趨勢，在19.6 mmol/L處出現最大值，且顯著大于1.2 mmol/L、10.4 mmol/L處的值（P<0.05），說明19.6 mmol/L是粗壯女貞合成游離氨基酸的最適氮營養濃度。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]等的研究結果相一致。

2.3 對茶葉酚氨比的影響

酚氨比是茶多酚與氨基酸的比值，是衡量茶湯滋味的協調性和茶葉品種適制性的一個參數。它是上世紀八十年代初，由程啟坤[19]首次提出的一個新概念。在不同氮濃度的調控下，隨著氮濃度的增大，粗壯女貞酚氨比總體上呈現逐漸減小的趨勢（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），說明19.6 mmol/L是粗壯女貞苦丁茶澀味最輕、口感最好的氮營養濃度。

2.4 對兒茶素總量的影響

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源之一。宛曉春[20]研究指出，施氮處理能降低多酚類物質的含量，從而改變茶品質，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M形變動的趨勢，在15.0 mmol/L處出現最大值，且顯著大于10.4 mmol/L處的值（P<0.05），說明15.0 mmol/L是粗壯女貞兒茶素合成的最適氮營養濃度。

2.5 對黃酮類化合物總量的影響

黃酮類化合物是廣泛分布于植物中的一類次生代謝產物，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，粗壯女貞黃酮類化合物含量先增大后逐漸減小，在5.8 mmol/L處出現最大值，之后隨著氮濃度的增大，黃酮類化合物含量開始下降，可能是高濃度氮脅迫下粗壯女貞生長受到抑制，氮濃度積累對其植物體的次生代謝生物合成系統效率降低，以致減少了類黃酮化合物的合成與積累。5.8 mmol/L處的黃酮類化合物含量顯著大于19.6 mmol/L 處的值（P<0.05），說明5.8 mmol/L是粗壯女貞合成黃酮類化合物的最適氮營養濃度。

2.6 對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逐漸減小的趨勢，在1.2 mmol/L、5.8 mmol/L處出現較大值，且顯著大于其他3個氮濃度處理的值（P<0.05），說明低氮環境（1.2～5.8 mmol/L）有利于粗壯女貞皂甙的合成。

2.7 對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），說明低氮環境下生長的粗壯女貞制成的成品茶品質最好。

2.8 對水溶性總糖的影響

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），說明5.8 mmol/L是粗壯女貞合成可溶性總糖的最適氮營養濃度。

2.9 粗壯女貞（苦丁茶）品質主成分分析及指標篩選

主成分分析結果（表1），氮對粗壯女貞苦丁茶品質影響的前2個主成分的特征值分別為4.054、1.411，且累積貢獻率達到91.08%。可在2個主成分中選擇對應載荷值較大的指標作為主要影響指標，篩選的指標為：兒茶素、總黃酮、酚氨比。

3 結論與討論

在1.2、5.8、10.4、15.0、19.6 mmol/L這5個氮濃度處理下，粗壯女貞品質指標之間存在著以下的相關關系。在適宜的氮濃度環境下，粗壯女貞苦丁茶的茶多酚、黃酮類化合物、茶葉水浸出物三項品質的含量會顯著提高；葉片中茶多酚與黃酮類化合物、茶葉的水溶性糖呈顯著或極顯著正相關關系（P<0.05），而黃酮類化合物與茶葉的水溶性糖也呈顯著正相關關系（P<0.05），說明在氮處理下，粗壯女貞葉片的茶多酚、黃酮類化合物、茶葉的水溶性糖三者有相同的調節機制。粗壯女貞葉片中酚氨比與黃酮類化合物呈顯著正相關關系（P<0.05），說明在氮處理下，粗壯女貞葉片的黃酮類化合物含量高時苦丁茶的澀味較重，含量低時澀味較輕。

不同氮濃度處理與粗壯女貞品質的影響評價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、調節心血管等功能，但因地區和品種的差異導致粗壯女貞和茶葉保健功能及口感等主要品質差異較大，粗壯女貞較茶葉黃酮類化合物、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。但茶樹可以通過氮代謝的次生產物此消彼長的關系提高茶品質，粗壯女貞則不同，它需要氮的調控和貢獻[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化合物、茶葉的水溶性糖三者呈顯著或極顯著正相關關系（P<0.05）相吻合，其中，氮是氨基酸、黃酮類化合物、可溶性多糖、茶多酚及兒茶素等物質的重要組成成分，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；當氮濃度增加到一定的量時，各成分的含量在增加與減少中出現差異性變化。說明氮的調控作用達到了極限，反映出在一定氮濃度下粗壯女貞品質。本文中在5種不同氮濃度處理條件下粗壯女貞組成成分的變化此消彼長，在5.8 mmol/L和19.6 mmol/L氮濃度處理時出現影響峰值，5.8 mmol/L氮濃度處理時受茶多酚的影響導致品質降低，19.6 mmol/L氮濃度處理時則不同，氨酚比最小，各成分變化較小，茶總體品質最好。

研究表明，15.0 mmol/L氮濃度處理條件下最適宜粗壯女貞兒茶素合成；5.8 mmol/L氮濃度處理條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合成；19.6 mmol/L氮濃度處理條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，從粗壯女貞品質中的保健功能考慮，5.8 mmol/L氮濃度處理條件下黃酮化合物、茶皂甙、水浸出物及水溶性總糖最高，保健功能最好；從粗壯女貞品質中的口感分析，19.6 mmol/L氮濃度處理條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，在不同氮濃度處理下，粗壯女貞苦丁茶品質表現出一定的相關關系。

綜上所述，氮對茶葉品質的影響已有結論，但茶葉品質的影響因素復雜，就單氮一個生理機能還不能完全反應出其生理機能，但其它影響因素還有待進一步研究。

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