不同施肥技術對普洱現代茶園茶葉生化指標的影響

楊 彬，趙 平,熊昌云,3*

(1.滇西應用技術大學普洱茶學院，云南 普洱 655000；2.云南農業大學資源與環境學院，云南 昆明 650201；3.云南農業大學熱帶作物學院，云南 普洱 665099)

【研究意義】茶葉是世界三大飲料之首，自古以來便是重要的經濟作物。中國是首個種植、加工和飲用茶葉的國家，是目前全球第一大茶葉生產和消費國。2017年底中國茶葉種植面積達到203.9 hm2，是世界種植面積的45.5 %；產量達到261萬t，占世界產量的32.5 %。2017年全國干毛茶總產值達到1 907.6億元，比2016年增加225.6億元，增幅13.4 %；全國茶葉產值超過百億的省有9個，位居前4的省為貴州、福建、四川、浙江，國內市場占有率浙江、福建、云南名列前茅，國內茶葉產業競爭日趨激烈[1]。云南省是中國茶葉主產區之一，茶葉作為云南省重要的民生經濟作物。因此，提高茶葉產量和品質，對促進云南茶產業的發展有著重要意義[2]。2017年云南省茶產量居全國第2，市場占有率居全國前4，但總產值居全國第6，不足貴州干毛茶產值的1/2。云南省茶葉產量、品質的改善，茶葉品牌的建設以及宣傳都是急需解決的問題。【前人研究進展】茶樹鮮葉含氮量是影響鮮葉主要生化成分氨基酸、兒茶素、茶多酚和碳水化合物含量的重要因素，與氨基酸含量呈正相關，氮也是咖啡堿的組成成分之一，咖啡堿含量高低與茶葉品質高低呈正相關[3]。磷用量的增加，茶葉中茶多酚和水浸出物的含量也相應地提高，對紅茶的香氣和滋味均有良好影響，較全面地提高茶葉品質[4]。【本研究切入點】以普洱市現代茶園為對象，研究在常規施肥配方的基礎上增施磷肥，同時改變追肥次數和基肥追肥施肥量的優化施肥技術對茶葉生化指標的影響。【擬解決的關鍵問題】比較不同施肥處理對茶葉主要生化指標的影響，分析其作用機理，為合理制定云南現代茶園茶葉專用肥方案提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 試驗材料 云南農業大學熱帶作物學院實習茶園內云抗14號，鮮葉采樣標準為1芽2葉，每個小區采取鮮葉100 g；在105 ℃處理30 min，然后75 ℃烘干，備用。

1.1.2 試驗設備及試劑 美國Agilent 1200 型高效液相色譜系統(HPLC)，主要分析裝置: UV檢測器 (Agilent1200VWD G1314B)、TSK gel ODS-80TM 色譜柱(4. 6 mm×250 mm，5 μm，日本Tosoh 公司)。UV～1800PC 紫外分光光度計(AOE Instruments，中國上海)，721型分光光度計、離心機、組織搗碎機、恒溫水浴鍋等。

不溶性聚乙烯吡咯烷酮、1 %鄰苯二酚溶液、0.1 %脯氨酸、石英砂、6M尿素溶液、pH5.6檸檬酸-磷酸緩沖液。

1.2 試驗方法

試驗采取隨機區組設計，肥料施用方法為溝施，采取基肥追肥相結合的施肥方式。試驗設4個處理：處理1，配方肥，施N 360 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2，2/3做基肥(10月中下旬)，1/3做追肥(翌年4月中下旬)；處理2，優化配方肥，施N 360 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2，1/2做基肥(10月中下旬)，1/4做第1次追肥(翌年4月中下旬)，1/4做第2次追肥(翌年6月中下旬)；處理3，常規施肥，施N 360 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2，2/3做基肥(10月中下旬)，1/3做追肥(翌年4月中下旬)；處理4(CK)，不施肥。

1.3 數據處理

利用Excel 2010對數據進行基本分析和作圖，利用SPSS 20.0進行差異顯著性的統計與分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對茶葉水浸出物含量的影響

茶葉生化成分是影響茶葉品質的重要因素，但是茶葉品質的好壞不僅取決于某些成分的絕對含量，還取決于各成分之間的比例是否協調，各成分的組成、含量和平衡比例綜合影響著茶葉的香氣、滋味和葉底等，即影響著茶葉的品質。目前普遍認為優質大葉種茶葉主要化學成分為水浸出物(30 %～50 %)、茶多酚(20 %～40 %)、氨基酸(1.5 %～3 %)、咖啡堿(2 %～5 %)、兒茶素總量(10 %～25 %)、兒茶素組成中主要化學成分為C(2.58 %～6.2 %)、EC(0.96 %～2.54 %)、EGC(2.88 %～7.2 %)、ECG(3.38 %～5.32 %)、EGCG(4.58 %～9.06 %)[5]。

由圖1可知，不同施肥處理對茶葉水浸出物含量有明顯的影響。茶葉水浸出物含量處理1為41.02 %，處理2為42.17 %，處理3為40.92 %，處理4(CK)為33.04 %。水浸出物含量處理1、處理2較處理3提高了0.26 %～1.42 %，處理1、處理2與處理3差異不明顯。

2.2 不同施肥處理對茶葉茶多酚含量的影響

由圖2看出，茶葉茶多酚含量處理1為31.41 %，處理2為32.67 %，處理3為29.87 %，處理4(CK)為23.65 %。處理1、處理2與處理3相比，茶多酚含量增加幅度為1.41 %～3.82 %，其中處理2與處理3差異顯著，處理1與處理3差異不顯著。

不同小寫字母表示差異顯著,下同Different lowercase meant significant difference(P=0.05), The same as below圖1 不同處理茶葉水浸出物含量Fig.1 Water-soluble extract content in tea leaves with different treatment

圖2 不同處理茶葉茶多酚含量Fig.2 Tea polyphenols content in tea leaves with different treatment

圖3 不同處理茶葉氨基酸含量Fig.3 Amino acid content in tea leaves with different treatment

2.3 不同施肥處理對茶葉氨基酸含量的影響

由圖3可知，茶葉氨基酸含量處理1為2.51 %，處理2為2.55 %，處理3含量為2.33 %，處理4(CK)為1.92 %。處理1、處理2與處理3相比，氨基酸含量增加幅度為0.29 %～0.35 %，其中處理1、處理2與處理3相比均差異顯著。

2.4 不同施肥處理對茶葉咖啡堿含量的影響

由圖4可知，不施肥茶葉咖啡堿含量處理1為3.84 %，處理2為3.85 %，處理3為3.66 %，處理4(CK)為3.1 %。處理1、處理2與處理3相比，咖啡堿含量增加的幅度為0.28 %～0.48 %，其中處理2與處理3差異顯著，處理1與處理3差異不顯著。

2.5 不同施肥處理對茶葉兒茶素及其成分含量的影響

從表1可見，處理2與處理1相比，茶葉兒茶素總量增幅為2.6 %～4.1 %。5種主要兒茶素組成無變化，但各組間表現出了顯著差異(P<0.05)。如：兒茶素總量為17.79 %～21.89 %。其中，C含量為3.64 %～4.95 %，EC含量為1.79 %～2.76 %，EGC含量為4 %～5.14 %，ECG含量為4.09 %～4.59 %，EGCG含量為6.39 %～6.74 %，其中C含量、EC含量和EGC含量各處理間差異顯著。

圖4 不同處理茶葉咖啡堿含量Fig.4 Caffeine content in tea leaves with different treatment

從圖5可看出，與處理4(CK)相比，3種施肥處理的5種主要兒茶素組成含量均有提升。與處理3相比，處理2的C含量、EC含量和EGC含量增幅更為明顯，分別為0.3 %～0.46 %、0.24 %～0.33 %、0.39 %～0.62 %。

3 討 論

不同營養元素與茶葉品質之間的關系十分密切，施用肥料是提供作物生長必需營養元素的重要途徑，茶樹的合理種植與合理施肥得到各界的關注并開展了相關的研究[6-8]。國內學者先后研究了江蘇、浙江、福建、安徽、湖南和貴州的茶園養分現狀發現磷用量增加，茶葉中茶多酚和水浸出物的含量也相應地提高，對紅茶的香氣和滋味均有良好影響，茶葉品質較全面地提高[9]，土壤有效磷對茶樹幼苗生長、根系分枝、根系的吸收能力都有較好的促進作用，對品質的影響很大。氮、磷、鉀是茶樹需求量最多、作用較大的營養要素，它們在茶樹生長發育過程中相互聯系。三者比例協調得好，可促進茶樹生長的高產優質[10-11]。高菲菲對云南省茶葉主產區西雙版納、普洱、臨滄地區現代茶園土壤大量營養元素、微量營養元素和重金屬元素等化學成分的含量做了系統的研究和分析，認為西雙版納和臨滄地區土壤中缺少磷和鉀大量元素[12]。李友勇測定結果表明，云南省臺地茶園土壤有機質含量較高，但大量營養元素和微量營養元素含量均較低，土壤環境質量總體較好，符合無公害茶園土壤環境質量標準[13]。以上研究僅分析了茶園的土壤養分含量或停留在數據推測上，并未對茶園施肥量、施肥方法以及施肥效果做進一步研究。

表1 不同處理茶葉兒茶素各組分含量比較(M±SD, %)

注：同列數字后不同小寫字母表示差異顯著(P=0.05)。

Note: Data following by different lowercase in the same column indicated significant difference (P=0.05).

圖5 不同處理茶葉兒茶素成分含量變化Fig.5 Content changes of catechins composition in tea leaves with different treatments

適量的施用氮肥有利于單株水平上的茶多酚含量提高，鉀也能顯著增加茶多酚的含量；而磷可以增加鮮葉中多酚類含量，特別是沒食子兒茶素及表兒茶素，對茶葉的香氣和滋味均有良好影響；合理增施氮肥有利于增加葉綠素的含量，也可提高氨基酸等含氮化合物的含量[14-18]。氮肥配施鉀肥可以提高茶葉中的茶氨酸、丙氨酸、谷氨酸和天門冬氨酸4種氨基酸的總量。咖啡堿占茶葉總質量2 %～5 %，呈苦味，是茶湯的主要呈味物質，氮能有效提高茶樹咖啡堿的含量。磷、鉀肥配施下，可以提高茶葉中各種酶的合成作用，也會提高茶葉蛋白質、咖啡堿和茶多酚等的含量，磷、鉀元素互作對咖啡堿含量有顯著影響[19-20]。文章以普洱市現代茶園為例，增施磷肥，或在施肥總量不變的前提下改變基肥、追肥配比和追肥次數能有效提高茶園茶葉中水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿和兒茶素的含量。茶樹在6-10月對土壤中氮、磷、鉀的吸收量占全年總量的49 %、32 %、56 %，處理2在6月追肥1次，滿足茶樹對土壤中氮、磷、鉀的需求，進而提高水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿比例。

4 結 論

茶葉生化成分作為茶葉品質的重要指標之一，通過提升土壤肥力提高茶葉品質是施肥的主要目的。針對普洱現代茶園，采用施肥總量為N 360 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2，10月中下旬施1/2做基肥、翌年4月中下旬施1/4做追肥、翌年6月中下旬施1/4做追肥的施肥方式，能顯著提高茶葉中水浸出物、氨基酸、茶多酚和兒茶素中簡單兒茶素的含量，對普洱市現代茶園茶葉品質的提升有著積極意義。