不同间种模式对白茶春梢叶色参数与色素含量的影响

吕运舟，施士争，吴 静

(1.江苏省林业科学研究院，江苏 南京 211153;2.南京牛首山林场实业有限公司,江苏 南京 211153)

白茶是叶色白化变异类的茶树(Camelliasinensis)资源，在我国已有千年种植历史[1]。随着安吉白茶等特异品种在现代茶叶产业中的成功发展，白茶越来越受到人们重视。天目湖白茶1号是一种低温敏感型白化品种[2]，春季新芽绿色，展叶进入采茶期逐渐转白，随后恢复成绿色，因其白化期叶片氨基酸含量高、茶多酚含量低等特点[2-3]，深受市场青睐。

林茶复合经营是一种构建多物种、多层次茶园生态系统的重要方法[4]。通过间作经济树种，增加茶园生物多样性，为茶树遮荫提高茶叶品质，同时可收获林副产品，提高茶园综合效益[5]。目前复合经营模式下白茶品质变化研究多侧重于生理生化方面[6-8]，鲜见对茶叶颜色变化规律研究报道。已有研究结果表明，植物叶片叶色参数与叶片色素成分及含量具有显著的相关性[9-11]，为研究活体条件下色素含量动态变化提供新方法，但在白茶研究中未见报道。

色素含量是色度品质的物质基础，叶色参数是色度品质的量化。本文中研究了薄壳山核桃、大叶榉树的不同间种模式下白茶春季采茶期嫩梢叶片色素含量与叶色参数的变化特征，旨在指导选择较优的间作模式，同时探讨2者的相关性，为后续研究用叶色参数仪快速评判白茶品质及间接估测色素含量提供思路。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江苏省溧阳市天目湖镇，属北亚热带季风气候、苏南宜溧丘陵地形，地理位置为E119.42.14，N31.22.20，年平均气温15.5 ℃，年降水量1 149.7 mm，土壤为黄棕壤、微酸性。

1.2 供试材料

供试白茶为2010年种植天目湖白茶1号无性系1年生扦插苗，2013年采用3年生薄壳山核桃良种苗和大叶榉实生苗间种，设置4种间种模式，具体情况见表1所示。于2019年4月9日采集新鲜嫩芽第2叶片，于每个间作模式行间选取3个点，每个点随机选取3片叶，采集时间为9:00—10:00。

表1 不同间种模式茶园基本情况

1.3 叶色参数的测定

采用日本柯尼卡美能达CM-700d/600型分光测色仪测定叶片颜色。测定部位均为叶片中部，避开叶脉处，记录L*，a*，b*值。其中，明度参数L*表示光泽明亮度；色相参数a*值表示红/绿，a*值越大，红色越深，a*值越小，绿色越深；色相参数b*值表示黄/蓝，b*的正值越大，表示黄色越深，负值越小，表示蓝色越深。

1.4 质体色素的提取与测定

叶绿素、类胡萝卜素及叶黄素含量采用乙醇-丙酮(1∶1)萃取比色法测定：将新鲜叶片用液氮研磨至粉末状，称取0.2 g于25 mL容量瓶中，加入20 mL提取剂(乙醇-丙酮混合液)，避光浸泡24 h，直至叶片变成白色，期间颠倒混合数次，定容至刻度，上清即为样品提取液；用分光光度计于474，470，485，665,642 nm下测定吸光值。

提取液叶绿素a(mg/L)=9.99A665-0.087 2A642； 提取液叶绿素b(mg/L)=17.7A642-3.04A665； 提取液类胡萝卜素(mg/mL)=4.92A474-0.025 5[a]-0.225[b]；提取液叶黄素(mg/L)=10.2A470-11.5A485-0.003 6[a]-0.652[b]。

式中，[a]、[b]分别表示叶绿素a和叶绿素b的浓度。

样品叶黄素含量(mg/100g)=叶黄素(mg/L)×提取体积(L)/样品质量(g)×100；样品类胡萝卜素含量(mg/100g)=类胡萝卜素(mg/L)×提取体积(L)/样品质量(g)×100；样品叶绿素总量(mg/100g)=(叶绿素a+叶绿素b)(mg/L)×提取体积(L)/样品质量(g)×100。

1.5 数据统计分析

试验数据采用软件Excel 进行数据处理； SPSS 13.0进行统计分析，显著性检验采用LSD法；origin16.0进行图表处理。

2 结果与分析

2.1 不同间种模式下白茶叶色表型特征

叶色参数是一种色泽定量表征的方法，不同间种模式下采茶期白茶1号嫩芽叶色参数L*，b*和a*在各组别中的差异如图1所示。R2模式下叶片的L*值最小，叶片色泽最亮；R4模式下最大，叶片色泽最暗，且与其他组差异显著(P<0.05)；而R1，R3与CK之间差异不显著。a*值是反映绿色的重要参数，随着不同栽植模式下郁闭度的增加，叶片a*值呈现先升高再下降的趋势。R2模式下叶片a*值最高，比CK升高了28.7%，表明在R2模式下叶片白度最高；b*值升高表明叶片黄色越深，b*值变化趋势与L*值和a*值相反，R2模式下最高。

注：图中数据均为均值±标准误，不同字母表示多重比较差异显著(P<0.05)。图1 不同间种模式下白茶叶色表型特征

2.2 间作模式对叶片各色素含量的影响

由图2可见，春茶采摘期，不同间种模式下白茶1号的叶片中各色素含量差异变化不同，其中叶绿素含量变化差异不显著，类胡萝卜素总量和叶黄素含量差异显著(P<0.05)。与CK相比，间作模式会导致叶绿素和类胡萝卜素总量下降，R2模式下最低，分别是CK的70.9%和90.1%。此后，随着郁闭度的增加又开始升高，但各模式下叶绿素总量的变化不显著。叶黄素含量的变化趋势与2者相反，CK最低为8.8 mg/(100 mg鲜质量)，随着郁闭度升高，呈现先升高再下降趋势，在R2模式下达到最高值为11.0 mg/(100 mg鲜质量)，且各处理间差异显著。

注：图中数据均为均值±标准误，不同字母表示多重比较差异显著(P<0.05)。图2 不同间作模式下白茶1号采茶期春梢叶片色素含量比较

茶树叶片呈色变化与各色素相对含量的变化紧密相关，不同间作模式下白茶1号叶片各色素含量百分比变化特征如图3所示。采茶期不同间作模式下茶树新梢叶片的叶绿素总量、类胡萝卜素总量与叶黄素含量百分比差异最大的是R2模式，分别约为34.5%，52.7%，12.8%。叶绿素总量占叶片色素总量百分率可以直观反映叶片的绿度。本研究各间种模式下，茶树叶片叶绿素总量占叶片色素总量百分率从大到小的排列顺序为R2(34.5%)、R3(37.1%)、R1(37.7%)、R4(39.5%)和CK(41.4%)。

图3 不同间作模式下白茶1号采茶期春梢叶片各色素含量百分比

2.3 色素含量与叶色参数的相关性

相关性分析结果(见表2)表明，叶色参数L*，a*和b*与叶绿素含量、类胡萝卜素含量和叶黄素含量之间相关性达到显著水平，其中叶黄素含量与L*值显著(P<0.01)负相关，与a*值(P<0.05)和b*值(P<0.01)显著正相关。叶绿素含量及类胡萝卜素含量与L*值显著(P<0.05)正相关，与a*值和b*值呈负相关关系，但类胡萝卜素含量与b*值相关性不显著。

表2 色素含量与叶色参数间的相关系数

3 结论与讨论

白茶叶片色泽是其品质高低的重要指标之一[3]。叶绿素、类胡萝卜素及叶黄素是植物叶片的主要色素，它们的综合作用影响了植物叶片的色泽[12]。茶树白色系突变属于温度敏感性突变体，春季叶色白化是由于低温引起叶绿素含量下降形成[1-2]。进一步研究发现，几乎所有白化茶树品种的叶片在返白阶段均发生叶绿体结构解体、内部空泡化现象，导致类囊体发育不完全、叶绿素流失[13]。而合理构建复合经营茶园，可以改善茶园小气候，提高茶叶品质[6]，但是间种树种选择失当或密度过大，会影响茶树生长[4]。已有研究表明，早春采茶期的间种茶园与纯茶园温度差异不显著[6,8]，低温诱导白茶新梢返白[1]。本研究中，采茶期各间种模式下白茶新梢叶片均出现了返白现象，其中白茶间种薄壳山核桃、郁闭度为50%—70%的模式下，叶片白度最高，其叶绿素含量最低，且占3种色素总量的百分比只有34.5%。由于采样时各模式点温度差异不大，叶片中叶绿素总量变化差异不显著，但类胡萝卜素、叶黄素等色素变化显著，各色素含量百分比的改变可能是引起叶片呈色差异的主要原因。因此，本研究结果可为白茶复合经营提供参考，然而不同模式下色素含量改变的机理，需要进一步研究。

叶色参数可以数字化描述并定量表征植物叶片色泽，在多种观叶植物叶色变化研究过程中得到应用[11-15]。宋绪忠等[16]研究发现8个茶树无性系的叶色值(SPADR)大小和叶绿素含量相关。金琦芳等[17]通过对茶树‘武夷奇种C18’进行遮荫试验，发现光照可以增加叶片花青素含量、降低叶绿素含量，使得叶色参数a*值升高和b*值降低，叶片由紫红色转变为绿色。本研究材料白茶1号为茶树白色系突变体，采茶期叶片叶色参数差异显著，且与叶绿素、类胡萝卜素、叶黄素含量相关性显著。结果表明叶绿素含量和类胡萝卜素含量与L*值显著正相关，与a*值和b*值呈负相关，而叶黄素含量与L*值显著负相关，与a*值和b*值显著正相关。因此，本研究结果为利用测色仪快速检测白茶叶片失绿程度及叶片内色素含量变化提供了科学依据。