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茶园施肥模式对茶叶黄酮类及糖苷类代谢物含量的影响

2022-11-10龚雪蛟黄颖博叶玉龙李兰英王迎春

植物营养与肥料学报 2022年10期
关键词:糖苷黄酮类代谢物

龚雪蛟,秦 琳,黄颖博,张 翔,叶玉龙,李兰英,尧 渝,王迎春,罗 凡*

(1 四川省农业科学院茶叶研究所, 四川成都 610066;2 国家土壤质量雅安观测实验站, 四川雅安 625014;3 四川省农业科学院质量标准与检测技术研究所, 四川成都 610066)

茶树是我国重要的经济作物之一,茶叶因其独特的风味口感和人体保健价值正成为仅次于水的世界第二大饮品[1]。茶鲜叶中的多酚类、氨基酸、咖啡碱、可溶性糖等天然产物是加工形成优质茶叶产品的物质基础[2-3],其含量高低及配比主要由茶树品种决定[4-5],同时受土壤、气候等茶园环境[6-10]和栽培措施影响[11-14]。施肥直接影响茶园土壤养分含量及肥力,进而影响茶树对养分的吸收利用和茶叶生化品质,对茶鲜叶综合品质差异的贡献度约为7.48%[15]。氮是茶树营养“三要素”之一,过量施氮或施氮不足均不利于茶树生长和茶叶品质,且过量施肥加重环境负荷,造成面源污染[16-18]。因此,茶园养分管理以氮肥投入为核心,大量研究围绕“茶园适宜供氮”展开。有研究提出茶园年施氮肥300~450 kg/hm2[19],最有利于茶鲜叶品质维持在较高水平;刘美雅等[20]研究表明茶园年施氮285~474 kg/hm2,茶叶氨基酸、β-芳樟醇、橙花叔醇含量显著增加;刘扬等[15]提出福建省安溪县铁观音茶园高产优质的适宜施氮量为每年200~400 kg/hm2。Sun等[21]研究表明,分别以有机肥(牛粪)和尿素施入等量氮养分,茶叶中氨基酸、糖、脂肪酸的富集途径差异明显,牛粪处理使谷氨酰胺、奎宁酸和脯氨酸积累较多,而十八烷酸、十六烷酸和二十烷酸等有机酸含量显著减少,所制绿茶感官品质更优;Xie 等[22]建议用有机肥氮替代20%化肥氮;朱旭君等[23]研究认为有机肥替代化肥氮的比例在50%以上更有利于提高茶园产量和名优绿茶品质。Tang等[24]研究表明,铵态氮较硝态氮更易被茶树吸收利用。Li等[25]鉴定出AMT、NRT、AQP是调控茶树氮吸收的关键基因,氮累积则受GOGAT和GS等基因控制,CHS、CHI、DFR与儿茶素合成相关[26],不同供氮量和氮形态均会诱导相关基因差异表达。

黄酮类化合物是茶叶多酚物质的重要组分[27],约为茶多酚含量的13%,占茶叶 (干重) 的3%~4%,是茶叶“苦涩、收敛”风味和保健功能的重要物质来源[1]。茶叶中的黄酮类代谢物主要有黄烷醇、花色素、黄酮和黄酮醇等[28],除黄烷醇外,多以黄酮糖苷形式存在,如芸香苷、槲皮苷、山奈苷、花色苷等[29],是绿茶汤色“黄绿”的构成因子。除黄酮苷外,茶鲜叶中还存在其它糖苷类代谢物,如萜苷、皂甙、脂酰苷等,在内源糖苷酶作用下释放出单萜烯醇或芳香族醇等具有愉快花果香的游离态苷元,是茶叶香气的主要前体物质[30]。不同茶叶品类[31-33]、不同茶树品种[5]生化成分差异明显,因而品质各异。茶叶中黄酮类代谢物的积累模式和调控机制随不同氮素条件而存在显著差异,Huang等[34]茶树幼苗水培试验表明,缺氮促进多种黄酮类物质累积,随着氮供应量增加,黄酮类物质合成受到抑制。Dong等[35]茶树幼苗盆栽试验表明,茶叶中槲皮素-3-葡萄糖苷、山奈素-3-半乳糖苷等多种黄酮苷与蔗糖、果糖、葡萄糖含量呈显著正相关,适量供氮诱导黄酮和碳水化合物代谢相关基因上调表达,从而促进黄酮苷合成,氮过量或缺氮均表现为抑制作用。Liu等[36]研究指出,茶树嫩梢黄酮类物质的累积与茶树根系、成熟叶片中的碳氮代谢密切相关,增加氮供应促进茶树树体碳向成熟叶和根系分配,导致嫩叶中用于黄酮类物质合成的“碳骨架”减少。就氮形态而言,硝态氮促进茶多酚、儿茶素合成相关基因表达和累积量增加,铵态氮促进茶氨酸、谷氨酸、精氨酸累积量增加[37]。此外,茶树黄酮类物质还受植物激素调控,如孙平[38]研究发现,脱落酸(ABA) 处理后茶树中苯丙烷途径和类黄酮途径的基因(DHD、SDH1等)表达均显著上升。

然而,茶园栽培条件下,长期不同施氮方式对茶叶黄酮类及糖苷组分的影响鲜有研究。这些物质不仅是茶叶的重要品质成分,还能为深入了解茶树对环境变化的生理响应提供重要信息[39-40]。本研究在四川茶树种植的典型区域,通过连续3年田间试验比较了不施肥、常量化肥氮、有机肥替代和减施氮肥对茶叶生化品质的影响,并基于非靶向代谢组学检测结果,分析了不同施氮模式下茶叶黄酮类及糖苷类代谢物的累积差异,旨在丰富茶园养分高效管理及绿色生产的理论基础,为实现茶叶优质高产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于四川省农业科学院茶叶研究所国家土壤质量雅安观测实验站基地 (30°16′N、103°17′E,海拔766 m),属于亚热带季风性湿润气候,年平均气温15.8℃,无霜期297天,年降雨量1500 mm左右。茶园土壤类型为酸性黄壤土,0—20 cm土层土壤基础理化性质为:pH 4.42、有机质 17.5 g/kg、全氮0.97 g/kg、全磷0.38 g/kg、全钾 13.81 g/kg、硝态氮9.51 mg/kg、铵态氮 0.57 mg/kg、有效磷 12.7 mg/kg、速效钾 147 mg/kg;20—40 cm土层土壤基础理化性质为:pH 4.80、有机质 12.3 g/kg、全氮 0.79 g/kg、全磷 0.37 g/kg、全钾 12.15 g/kg、硝态氮 5.80 mg/kg、铵态氮 1.48 mg/kg、有效磷13.4 mg/kg、速效钾 92.0 mg/kg。

1.2 试验设计

试验设4个处理:1) 不施肥对照 (CK);2) 常量化肥氮 (TF);3) 与TF施氮总量一致,以有机肥氮替代25%化肥氮 (OF);4) 采用茶树专用配方肥,氮肥减量25%并增施钾肥 (SF)。常量化肥氮施用量为 N 585 kg/hm2,试验用氮磷钾复合肥的N-P2O5-K2O为15%-15%-15%),尿素含N 46.3%。供试有机肥为商品有机肥 (N-P2O5-K2O 3.2%-0.8%-1.0%)和茶树专用配方肥 (N-P2O5-K2O 22%-9%-15%)。每年10月中旬开沟基施肥料,沟深20 cm,翌年春茶结束一次性撒施追施。每个处理设3次重复,共设12个试验小区,小区面积约400 m2,随机排列,不同小区间设2行隔离茶行。各处理病虫害防治、茶园采摘、修剪等其它管理措施一致。试验期为2016—2018年,各处理施肥量及年养分投入见表1。

表1 不同施肥处理年养分投入(kg/hm2)Table 1 Annual nutrient inputs of fertilization treatments in field experiment

1.3 样品采集

2019年春季,于茶树蓬面新梢30%通过一芽二叶物候期采摘一芽二叶鲜叶,随机称取各处理鲜叶500 g,采用蒸青固样、自然阴干[41-42],用于茶叶主要品质成分测定;另取100 g鲜叶立即放入液氮保存,用于LC-MS非靶向代谢检测。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 光合生理指标测定 于天气晴朗、无风少云之日,采用Li-COR 6800型植物光合测量系统进行光合生理指标采集。选取茶树蓬面向光性良好的新梢成熟叶片 (第四片或第五片),每个处理测定20个叶片(重复)、每个叶片采集10组数据,测定时间为2019年4月26日上午9:30—11:00。

1.4.2 茶叶品质成分含量测定方法 1) 茶多酚含量测定参照GB/T 8313—2018,采用分光光度法;游离氨基酸含量测定参照GB/T 8314—2013,采用茚三酮比色法;咖啡碱含量测定参照GB/T 8312—2013,采用高效液相色谱法;水浸出物含量测定参照GB/T 8305—2013,采用差量法;可溶性糖总量测定采用蒽酮比色法;茶氨酸含量测定参照GB/T 23193—2017,采用高效液相色谱法。酚氨比为茶多酚含量与游离氨基酸含量之比。

2) 黄酮类及糖苷类代谢物测定,称取经液氮研磨的茶鲜叶样品50 mg,加入400 μL 提取液[V(甲醇):V(水)=4∶1]。采用高通量组织破碎仪低温破碎(-20℃,50 HZ,6 min)。涡旋 (30 s) 混匀后,低温超声萃取30 min (5℃,40 KHz)。将样品静置 (-20℃,30 min) 后离心 (13000 g、4℃、15 min),取上清液并转移至LC-MS进样小瓶中上机分析。

采用超高效液相色谱串联飞行时间质谱系统(AB SCIEX, UHPLC-Triple TOF) 进行非靶向代谢物检测[31]。色谱条件:色谱柱为BEH C18 柱 (100 mm ×2.1 mm i.d., 1.7 μm; Waters, Milford, USA);流动相A为去离子水 (含0.1%甲酸),流动相B为乙腈/异丙醇(1/1) (含0.1%甲酸);进样量10 μL,流速为0.40 mL/min,柱温40℃。流动相洗脱梯度:0~3 min,95% A、5% B;3~9 min,80%~5% A、20%~95%B;保持4 min;13~16 min,95% A、5% B。质谱条件:分别采用正、负离子扫描模式,离子喷雾电压(+5 kv、-4 kv)、喷雾气50 psi、辅助加热气50 psi、离子源加热温度500℃、质量范围50~1000 M/Z、碰撞电压20~60 eV。

分析系统的稳定性采用质控样品(QC)进行考察。质控样品由所有检测样品混合而成,在仪器分析过程中,每3个样品插入1个质控样本,通过该样本的重复性分析考察检测过程中仪器稳定性,同时筛查分析系统中变异较大的变量,保证结果的可靠性。

3) 黄酮类及糖苷类代谢物的鉴定,首先,将UPLC-Q-TOF/MS分析得到的原始数据导入代谢组学处理软件Progenesis QI (Waters Corporation,Milford,USA),进行基线过滤、峰识别、积分、保留时间校正、峰对齐,得到保留时间、质荷比和峰强度等质谱信息,并与代谢数据库(http://www.hmdb.ca/;https://metlin.scripps.edu)进行匹配,对检测到的代谢物定性。然后,通过保留至少一组样品中非零值80%以上的变量、原始矩阵极小值补缺、总峰归一化、删除质控样本相对标准偏差(RSD)≥30%的变量等数据预处理,去除搜库得分<50.0的代谢物。最后,依据HMDB数据库中物质分类及物质结构式筛选出黄酮类及糖苷类代谢物。

1.5 数据统计分析

采用 SPSS 19.0 进行方差分析和LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对茶树叶片光合作用的影响

如表2所示,胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(E)、叶片总导度 (GTW)、CO2总导度 (gtc) 均以高氮肥处理 (TF、OF) 最高,TF处理下茶树叶片净光合速率 (A) 和气孔导度 (GSW) 显著高于SF处理,与OF处理无显著差异。这表明高氮肥促进了茶树叶片与外界环境水分和气体交换,增强了茶树光合作用。

表2 不同施肥处理茶树叶片光合生理参数Table 2 Photosynthesis parameters of tea leaves under different fertilization treatments

2.2 不同施肥处理茶叶主要品质成分含量变化

茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱、水浸出物、可溶性糖、茶氨酸是茶叶的主要品质成分。如表3所示,高氮肥量处理(TF、OF)的茶氨酸含量显著高于减氮处理(SF),这三者又显著高于CK处理,TF、OF、SF处理茶氨酸含量较CK处理增加7.22%~13.40% (P<0.05)。咖啡碱含量以TF处理最高,显著高于OF、SF、CK处理,后3个处理之间咖啡碱含量无显著差异。施肥显著降低了茶叶可溶性糖含量而显著增加了游离氨基酸含量,与CK处理相比,TF、OF、SF处理可溶性糖含量降低了8.17%~13.86%,游离氨基酸含量增加了23.15%~25.50%。茶多酚含量以CK处理较高,高氮肥处理TF、OF较CK处理分别降低9.35%、11.49%,氮肥减施处理(SF) 较CK处理降低6.08%,但差异不显著。水浸出物含量以高氮肥处理(TF、OF)较高,对照(CK)和减氮处理(SF)较低。酚氨比以CK处理较高,TF、OF和SF处理间无显著差异。

表3 不同施肥处理茶叶主要品质成分含量 (%)Table 3 The contents of main quality components in tea leaves under different fertilization treatments

与高氮肥处理 (TF、OF) 相比,氮肥减量25%并增施钾肥处理(SF)茶氨酸、咖啡碱含量和水浸出物含量分别降低4.59%~5.45%、5.97% (SF比TF处理)、8.91%~10.33%,而游离氨基酸、可溶性糖、茶多酚含量无显著变化。与TF处理相比,有机肥氮等量替代25%化肥氮处理 (OF) 咖啡碱含量降低5.73%,茶多酚、茶氨酸、游离氨基酸和水浸出物含量无显著变化。

2.3 不同施肥处理茶叶中鉴定到的黄酮类及糖苷类代谢物

从图1可以看出,本试验检测条件下,峰形良好,分布相对均匀,数据结果可靠。

图1 质控样本总离子流图Fig.1 Total ion current chromatograms of quality control sample

如表4所示,不同处理茶叶样品共检测到黄酮类代谢物65种、糖苷类代谢物31种。黄酮类代谢物包括黄酮苷43种、异黄酮苷6种、黄酮4种、黄烷醇4种和其它黄酮类物质8种。糖苷类代谢物包括萜苷18种、脂酰苷7种、甾体皂甙5种、香豆素糖苷1种。LSD多重比较结果表明,66种代谢物累积水平在不同施肥处理间差异显著,30种无显著差异,说明施肥处理引起了茶叶黄酮类及糖苷类代谢物含量的改变。

表4 不同施肥处理茶叶中鉴定到的黄酮类及糖苷类代谢物Table 4 All the flavonoids and glucosides metabolites identified in tea under different fertilization treatments

续表4 Table 4 continued

续表4 Table 4 continued

2.4 减氮增钾对黄酮类及糖苷类代谢物累积水平的影响

表5所示,与TF处理相比,SF处理显著降低了4种黄酮苷 (杨梅酮-3-O-洋槐糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、查耳酮樱花素、落新妇苷),1种黄烷醇(表没食子儿茶素没食子酸酯),1种萜苷 (肉桂萜醇C1-19-葡萄糖苷),1种脂酰苷 (1-辛烯-3-桑色素酊),共7种代谢物累积水平,降幅3.08%~87.21%。其中,肉桂萜醇C1-19-葡萄糖苷降幅较大,为87.21%。SF显著增加了1种黄酮 (川陈皮素),2种黄酮苷 (牡荆素-4'-O-α-L-吡喃鼠李糖苷、Ranupenin 3-rutinoside)和1种脂酰苷的累积水平,其中川陈皮素增幅最大,为414.02%。

表5 减氮增钾茶叶中累积水平显著变化的代谢物Table 5 Metabolites with significant accumulative changes in tea leaves under reducing N and increasing K input

2.5 有机肥替代对黄酮类及糖苷类代谢物的影响

表6显示,与TF处理相比,OF处理显著增加了飞燕草素-3-(6-对香豆酰基半乳糖苷)、牡荆素-4'-O-α-L-吡喃鼠李糖苷、桃皮素-3'-葡萄糖苷等10种黄酮苷,2种黄酮(杨梅酮、川陈皮素),去氢大豆皂苷Ⅰ、珠子参苷R2、京尼平苷酸等6种萜苷,苦瓜皂苷g、葫芦素E-2-O-葡萄糖苷、孕甾烷甙等5种甾体皂甙和(S)-橙花叔醇-3-O-[a-L-鼠李糖吡喃醇-(1->2)-β-D-吡喃葡萄糖苷]等2种脂酰苷,共25种黄酮类及糖苷类代谢物累积水平。其中,川陈皮素、飞燕草素-3-(6-对香豆酰基半乳糖苷)增幅分别达2280.20%、1355.11%,其它23种代谢物累积量水平增加10.85%~60.83%。OF处理显著降低了5种黄酮苷[杨梅酮-3-O-洋槐糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、飞燕草素-3-槐糖苷-5-葡萄糖苷、槲皮素-3-(3R-葡糖基芸香苷)、查耳酮樱花素],2种黄酮多聚体(二氢黄酮、3'-没食子酰原飞燕草素B2),1种异黄酮苷(5,7-二羟基-2',6-二甲氧基异黄酮-7-鼠李糖苷),1种萜苷(肉桂萜醇 C1-19-葡萄糖苷),2种脂酰苷(1-辛烯-3-桑色素酊、5-大柱香波龙烷-3,9-二醇-9-[芹糖基-(1->6)-葡萄糖苷] ),共11种代谢物累积量水平,降幅为10.35%~68.89%。

表6 有机肥替代25%化肥氮茶叶中累积水平显著变化的代谢物Table 6 The metabolites with accumulation level significantly varied in tea leaves under replacing 25% of chemical fertilizer N with organic fertilizer

续表6 Table 6 continued

2.6 不同施肥处理茶叶黄酮类及糖苷类优势代谢物鉴定

表7显示,根据同一代谢物在不同施肥处理茶叶中相对丰度多重比较结果,将某处理下相对丰度显著高于其它任一施肥处理的代谢物定义为该施肥处理的优势代谢物,则CK处理有10种,其中黄酮苷4种、黄烷醇2种、萜苷2种、脂酰苷1种、香豆素糖苷1种;OF处理有15种,其中黄酮1种、黄酮苷7种、萜苷3种、甾体皂甙4种;TF和SF处理未鉴定出黄酮类或糖苷类优势代谢物。OF处理下,川陈皮素和飞燕草素-3-(6-对香豆酰基半乳糖苷)相对丰度值较其他3种施肥模式的变化倍数分别达24.89、14.52。表明,不施肥处理和有机肥替代处理均促进了黄酮类及糖苷类物质累积。

3 讨论

茶叶品质成分的形成与茶树碳、氮代谢密切相关[36]。氮是茶树营养“三要素”之一,在很大程度上决定着茶树碳、氮代谢的平衡关系[43],氮养分充足有利于增强茶树氮代谢[44],提高氨基酸、咖啡碱含量;缺氮茶树氮代谢减弱,氨基酸类物质合成受阻,“碳骨架”更多被用于黄酮类及糖类物质合成[45]。本研究结果表明,不同施肥处理显著影响茶叶主要品质成分含量,在检测到的96种黄酮类及糖苷类代谢物中,多达66种代谢物的累积量在不同处理间差异显著。

与CK相比,施肥处理(TF、OF、SF)使茶叶中茶氨酸和游离氨基酸含量显著增加,茶多酚含量及酚氨比显著降低,从而有利于提升茶汤“鲜爽”度[9,46],这与Chen等[44]研究结果一致。同时,高量氮肥处理(TF)显著增加了咖啡碱和水浸出物含量,表明适量氮肥可提升茶叶生化品质。另一方面,长期施氮会降低茶叶苯甲醇、苯乙醇、橙花叔醇等香气物质含量,不利于茶叶香气品质提升[44],本研究中,TF、OF、SF处理下茶叶中 (S)-橙花叔醇-3-O-[a-L-鼠李糖吡喃醇-(1->2)-β-D-吡喃葡萄糖苷] 累积水平均显著低于CK处理。茶园不施肥会增加茶多酚[20,47]、可溶性糖含量[36],本研究进一步表明,这可能是简单儿茶素 (表儿茶素、表没食子儿茶素)、芸香苷、槲皮苷、杨梅苷、紫苏甙A等主要黄酮类及糖苷类物质累积量增加所致 (表7)。然而,不施肥处理(CK)茶树净光合速率未见显著下降,可能与茶树体内的氮养分转移机制[48]和低氮强烈诱导植物碳同化基因表达有关[49],有待进一步研究。

在施氮585 kg/hm2水平上氮肥减量25%并大幅度提高钾肥用量,茶树净光合速率、茶叶茶氨酸、咖啡碱、水浸出物含量显著低于常量化肥氮处理(表2、表3);同时,表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)累积水平降低3.08% (表5)。茶氨酸和咖啡碱含量降低暗示了一定程度的氮养分缺乏。Dong等[35]研究认为,缺氮会导致碳同化能力减弱和碳水化合物合成量降低,进而影响糖苷物质累积。本研究中,SF处理下,杨梅酮-3-O-洋槐糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、落新妇苷和查耳酮樱花素等4种黄酮苷和1-辛烯-3-桑色素酊、肉桂萜醇C1-19-葡萄糖苷累积水平显著降低可能与茶树净光合速率降低有关。因此,从提高茶树碳同化能力和茶叶生化品质角度,年施氮585 kg/hm2较440 kg/hm2更适合四川茶区,这一数值接近该地区茶园氮养分年平均用量573 kg/hm2,高于我国茶园氮肥推荐用量450 kg/hm2[50]。这是由四川茶区茶园以名优绿茶原料为目标,密集采摘、蓬面多轮修剪、氮养分需求量大的生产特点所决定。

有机肥替代化肥是我国当前大力推广的施肥模式。本研究显示,施氮585 kg/hm2,有机氮替代25%化肥氮处理(OF)与等氮量化肥处理(TF)相比,除咖啡碱外,茶氨酸、游离氨基酸、水浸出物、可溶性糖、茶多酚含量和酚氨比未见显著变化(表3),但有36种黄酮类及糖苷类代谢物累积差异明显(表6)。OF处理下,12种黄酮类和13种糖苷类代谢物累积水平显著增加,8种黄酮类和3种糖苷类代谢物累积水平显著降低。飞燕草素-3-(6-对香豆酰基半乳糖苷)、槲皮素-2''-(6''-对香豆酰基葡糖基)、山奈酚-3-[4''-(对香豆酰基葡糖基)鼠李糖苷]、山奈酚-3-(2",6"-二对香豆酰基葡萄糖苷)等黄酮苷累积水平显著增加表明OF处理促进了茶树对香豆酸的合成,预示着茶树苯丙烷类代谢[51]途径活跃。总体来看,OF处理促进了茶树黄酮类及糖苷类代谢物累积,有15种物质累积水平显著高于其它处理(表7)。其中,部分物质具有良好的人体保健功能,如川陈皮素[52]、芹黄素[53]、牡荆素[54]、飞燕草素[55]、槲皮素[56]等;部分糖苷物质有助于增强茶树抗逆性[57-58],如飞燕草素及其苷能够增强植物对多种生物和非生物因素胁迫的抗性[59];同时,糖苷是形成茶叶香气的主要前体物质,其含量增加利于提高茶叶香气品质。因此,有机肥部分替代化肥是茶园化肥减施增效的有效途径。本研究结果显示,尽管OF处理促进了黄酮类及糖苷类代谢物累积,但茶多酚和可溶性糖含量并未相应增加。因此,有机肥施用下,茶树体内代谢物合成转化关系尚需进一步研究。

表7 不同施肥处理茶叶黄酮类和糖苷类优势代谢物Table 7 Preponderant metabolites of flavonoids or glycosides in tea leaves under different fertilization treaments

续表7 Table 7continued

氮养分供应影响黄酮类物质累积已在茶树和其它多种植物上得到证实[34-35],减氮或低氮诱导黄酮类物质合成相关基因上调表达,从而促进黄酮类物质生物合成。本研究中,OF、SF处理较TF处理等量减少速效氮投入,受影响的黄酮类代谢物数量分别为20种(OF较TF)、8种(SF较TF),表明SF处理对黄酮类物质的影响明显小于OF处理,这可能与增施钾肥提高了茶树对土壤氮的利用能力有关。同时,前人研究表明,减少氮养分促进可溶性糖和茶多酚累积,抑制氨基酸合成[36,45],而本研究中,与常规化肥处理相比,氮肥减量25% (SF)未引起三者含量及酚氨比的显著变化,进一步证实了增施钾肥对茶树吸收利用土壤氮的促进作用。从有差异的黄酮类及糖苷类物质数量看,OF处理较TF处理有36种,SF处理较TF处理有11种,说明OF处理较SF处理对茶树次级代谢产物的影响更强烈,这与有机肥养分种类丰富和改善土壤理化性状能力强有关[21,60]。另外,本研究发现,与TF处理相比,杨梅酮-3-O-洋槐糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、牡荆素-4'-O-α-L-吡喃鼠李糖苷等9种物质累积水平在OF、SF处理表现出相似增减趋势,推测茶叶中糖苷物质对氮养分的响应与黄酮类物质相似。

4 结论

茶园施肥显著影响着茶叶品质成分含量及其组成。与常规化肥处理相比,以有机肥替代25%化肥氮降低了茶叶咖啡碱含量,提高了川陈皮素、飞燕草素、槲皮素、芹黄素、山奈酚、牡荆素等多种黄酮类代谢物和去氢大豆皂甙Ⅰ、珠子参苷R2、孕甾烷甙等多种糖苷组分累积水平。减施25%氮肥降低了茶氨酸、咖啡碱、水浸出物含量和糖苷类代谢物(如杨梅酮-3-O-洋槐糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、肉桂萜醇C1-19-葡萄糖苷等)累积水平,对茶多酚、可溶性糖、游离氨基酸含量和酚氨比影响较小。

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