萌芽前叶面喷施硒酸钠提高茶叶含硒量及品质

李晓嫚，郭丽娜，郝心愿，王 璐，王月琪，王新超，岳 川，曾建明*

（1 福建农林大学园艺学院, 福建福州 350002；2 中国农业科学院茶叶研究所 / 国家茶树改良中心 / 农业农村部茶树生物学与资源利用重点实验室, 浙江杭州 310008；3 西南大学食品科学学院, 重庆北碚 400715）

硒是人体不可缺少的微量元素，它在人体中发挥着重要而独特的作用，对人体健康至关重要[1]。据统计，全球有近10亿人缺硒，我国约72%的土壤存在缺硒或低硒，其中30%属严重缺硒[2]。世界各地不断增加的硒缺乏症正导致许多病理性疾病[3]。因此，在过去的几十年里，人们对硒的研究兴趣在改善公共卫生的许多领域都有所增长。硒在维持人体自然身体功能方面和各种生理过程中起着非常重要的作用[4-6]。由于其抗氧化特性，如氧化应激、炎症、细胞凋亡、生殖障碍、糖尿病、甲状腺问题、癌症和免疫反应等，在各种疾病的发病机制和病理生理学中也起着关键作用[7]。因此，了解正常生理条件下硒的生化途径是阐明硒对人类疾病防治作用的重要条件。植物性食品中的硒是人体硒营养的重要来源，通过外源硒补给提高植物可食用部位含硒量是解决缺硒地区人群补硒问题的重要途径[8-10]。茶树是天然富集硒能力较强的植物，能吸收土壤中无机形态的硒代谢转化为生物有机态硒，成为人摄入硒的重要来源[11]，是理想的食物补硒的天然硒源。有学者认为，与普通绿茶相比，富硒绿茶酚含量、还原活性、DPPH自由基清除活性和铁离子螯合活性均显著提高，且硒与茶多酚、茶多糖等组分对茶叶的抗氧化功效有协同增效作用[12]。然而中国是个缺硒的大国，这导致国产茶叶的含硒量参差不齐，许多富硒茶难以达到富硒标准。以往我国绿茶产区茶叶补硒多围绕春茶[13-15]，关于夏茶的利用十分有限，面对富硒茶难以满足市场的消费需求以及夏茶利用不足的现状，通过合理的技术手段将夏茶与富硒茶生产相结合以满足消费者的需求十分有意义。

最简便和理想的生产富硒茶的途径是在天然富硒土壤地区种植茶树，从而依靠茶树根系自然吸收，但目前国内天然富硒茶区的产能有限，难以满足市场对于富硒茶的需求，所以关于富硒茶栽培技术、叶面喷施硒肥对茶树硒富集影响的研究越来越多。张豪杰等[16]对高硒茶区湖北恩施、陕西安康不同地点生产茶园成龄茶树和根际土壤进行研究，证实了富硒区茶叶全硒含量与土壤硒含量之间极显著相关；周超等[17]研究表明，土壤含水量、pH和硒含量与茶树硒吸收密切相关。方兴汉等[18]通过喷施试验表明，硒酸钠能促进14C同化产物向根系运转，主要是促进根系贮藏糖、结构糖、结构蛋白等次生物质的合成与积累；也有研究表明，有机硒肥中含有的腐植酸、N、P、K 和微量元素 Zn 等营养成分喷施于茶树叶面后，被茶树吸收利用，影响茶树的光合作用和碳素累积，从而影响茶叶产量[19]。李静等[20]通过土施和喷施亚硒酸钠盆栽试验，发现两种施用方式都非常有利于茶叶硒含量的提高及品质的改善，如叶面喷施有降低儿茶素含量的作用。因此，本研究通过对夏季不同生长时期的茶树进行外源硒肥补充，探讨喷施外源硒肥对夏季茶树生长、茶叶品质、茶树增硒效果以及叶面硒残留情况等方面的影响，为夏茶合理安全施用硒肥及生产富硒茶提供科学依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验在中国农业科学院茶叶研究所(浙江嵊州)实验基地‘中茶108’成龄茶园进行。试验地土壤为红壤，土壤理化特性为有机质17.05 g/kg，有效磷8.9 mg/kg，有效硫40.85 mg/kg，土壤总硒含量为0.23 mg/kg。试验处理前，供试茶园前期一直采用统一栽培管理技术，茶树生长势整齐，茶园土壤一致性好，于2020年4月27日进行轻修剪，并划定试验小区，每个小区4.5 m2(3 m×1.5 m)，为防止试验处理间的干扰，小区间设置隔离行区，试验地块示意图见图1。

图1 试验地块示意图Fig.1 Diagram of the trial plots

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 采用二因素裂区设计，主处理(A)为硒肥种类，副处理(B)为喷施时期。主处理以清水(A0)为对照，设硒酸钠(A1)、亚硒酸钠(A2)和酵母硒(A3) 3种外源硒肥处理。根据文献资料[14,20-21]和本研究的前期预试验，本试验的硒肥溶液硒(Se)浓度设定为50 mg/L，硒肥溶液用量1.8 L/m2。副处理设夏茶顶芽萌发前(5月12日，B1)与1芽1叶期(5月20日，B2)两个喷施时期。

试验每个处理设置3次重复，每个处理随机布置。在试验处理当天的17：00后对茶行蓬面进行均匀喷洒，以喷至叶片湿润而不滴水为度。

1.2.2 观测、采样及分析方法 蓬面新梢性状观测：当对照处理茶树蓬面1芽2叶占比达30%左右时，在每处理区块上随机观测30 cm×30 cm茶蓬内新梢发育情况，测定蓬面新梢数量、1芽2叶长度和百芽重等农艺性状。

茶叶生化分析样制备：采1芽2叶新梢于120℃迅速干燥至恒重，用于测定茶多酚、儿茶素、咖啡碱、游离氨基酸和花青素的含量。每个样品取样量不少于50 g干样。

茶叶硒含量测定样制备：分别采B1和B2期1芽2叶新梢制备硒含量检测样。各处理新梢样于80℃烘干至恒重。

叶片残留硒采样及测定：采B2期1芽2叶新梢制备叶片残留硒检测样，各处理采样后，先用纯净水清洗3遍，再用去离子水冲洗3次然后烘干。每个样品取样量不少50 g干样。

样品测定方法：茶叶生化成分按 GB/T8313—2018、GB/T8314—2013、GB/T8312—2013 和FB/LH003—2010检测茶多酚、儿茶素、咖啡碱、游离氨基酸和花青素含量[22-24]；茶叶硒含量样品送通标标准技术服务有限公司武汉分公司(武汉)，按GB 5009.93—2017第一法和DBS42/002—2014检测样品中总硒和无机硒含量[25-26]。

1.3 数据处理及统计分析

芽萌展值能较客观地反映茶芽萌发状况，萌展值=∑ (各类芽代表值×各类芽数)/总芽数。叶面硒残留率可以对喷施的外源硒肥进行安全性评估，叶面硒残留率=(清洗前硒含量-清洗后硒含量)/清洗后硒含量。试验数据采用Excel 2021进行统计分析，以Graphpad Prism 8.0.1制图，差异显著性分析采用IBM SPSS Statistics V21.0 LSD法。

2 结果与分析

2.1 喷施外源硒对茶树蓬面新梢生育的影响

有研究表明，适量施硒肥可以促进茶树生长，提高抗逆性和产量，改善茶叶的品质[27-28]。茶树新梢发育程度、1芽2叶芽长和百芽重均受外源硒影响，且不同时期施硒作用效果也有差异。从表1可以看出，与对照相比，萌芽前喷施酵母硒处理明显降低茶树萌展值，降低量为0.14±0.04，但不影响茶树蓬面新梢总数。1芽1叶期喷施硒酸钠处理和酵母硒处理明显降低茶树蓬面新梢总数，分别降低了17.66±4.16 和 22.33±4.04。

表1 不同生长期喷施外源硒肥的茶树蓬面新梢发育状况Table 1 New shoot development in response to selenium fertilizer spraying at different growth periods of tea plants

从表2可以看出，与对照相比，萌芽前喷施亚硒酸钠显著降低新梢长度和百芽重，分别降低了1.04±0.39 cm和1.94±0.57 g，使茶树新梢更纤细，其余各处理间无明显差异。1芽1叶期喷施硒酸钠显著降低新梢长度和百芽重，分别降低0.88±0.15 cm和1.70±0.35 g，会使茶树变得纤细，喷施亚硒酸钠处理与喷施清水无明显差异，喷施亚硒酸钠和酵母硒处理与喷施清水无明显差异。

表2 不同生长期喷施硒肥对茶树1芽2叶新梢发育的影响Table 2 Effects of selenium fertilizers and spraying periods on the development of one bud and two leaves of tea trees

2.2 喷施外源硒肥对茶叶硒含量的影响

由图2可以看出，与对照相比，萌发前喷施硒酸钠处理和亚硒酸钠处理可显著提高茶叶中总硒和有机硒含量，总硒含量分别显著提高了1.15±0.29和1.47±0.10 mg/kg，有机硒含量分别显著提高了1.13±0.19和1.38±0.08 mg/kg。喷施硒酸钠处理和亚硒酸钠处理，茶树1芽2叶有机硒含量高达1.13～1.38 mg/kg，占总硒含量的93.6%～96.9%。1芽1叶期喷施硒酸钠处理、亚硒酸钠处理和酵母硒处理均可显著提高茶叶总硒和有机硒含量，总硒增加量分别为 5.97±0.85、7.88±0.68 和 2.61±0.65 mg/kg，有机硒含量分别增加了5.17±0.75、7.51±0.63和2.48±0.59 mg/kg。1芽2叶有机硒含量分别为5.17、7.51和2.48 mg/kg，分别占总硒含量的86.0%、94.9%和94.0%；总硒和有机硒含量的增加，均表现为亚硒酸钠＞硒酸钠＞酵母硒处理，并且1芽1叶期喷施均比萌发前喷施显著提高；但1芽1叶期喷施外源硒均存在一定的叶表残留，各残留比例分别为硒酸钠7.46%、亚硒酸钠1.99%、酵母硒64.20%。

图2 不同生长期外源硒肥处理的茶树1芽2叶期总硒和有机硒含量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 喷施外源硒肥对茶叶品质的影响

从表3和表4可以看出，与对照相比，喷施硒酸钠处理对茶叶品质会产生明显影响，而其它各处理均无显著影响。其中萌芽前喷施硒酸钠会显著降低茶叶中的咖啡碱和没食子酸、儿茶素等简单儿茶素含量；1芽1叶期喷施会降低茶叶中游离氨基酸15.18%，增加茶多酚和儿茶素总量分别为10.57%和11.30%，儿茶素组成中没食子酸 、表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯显著增加。

表3 不同时期喷施硒肥处理下茶叶活性成分含量Table 3 Content of the main active ingredients of tea as affected by selenium fertilizers and spraying periods

表4 不同生长期外源硒肥处理的茶叶中儿茶素组分 (%)Table 4 The catechin components of tea leaves as affected by selenium fertilizers and spraying periods

3 讨论

3.1 喷施外源硒肥对茶树新梢生长状况的影响

近年来硒对植物生长有益的证据日趋增多。在水稻[29-30]，玉米[31]、大豆[32-33]、油菜[34]、芥菜[35]、白菜[36]、烟草[37]中都有报道。随着人们对富硒茶的关注，硒对茶树生长的影响日趋增加，春季叶面喷施亚硒酸钠处理虽可明显提高茶梢中硒含量，但生产茶园喷施亚硒酸钠25～100 mg/L会减产15%～30%[18]。土壤施亚硒酸钠后茶树总芽头数显著少于对照[38]。但有研究认为，春季茶树老叶按75 g/hm2喷施浓度为60 mg/L的硒酸钠及亚硒酸钠处理13～18天，结果表明16～18天的茶树新梢数量显著增加[15]。本研究结果显示仅有萌芽前喷施亚硒酸钠和1芽1叶期喷施硒酸钠明显降低新梢百芽重，缩短新梢长度，导致茶树减产，酵母硒在萌芽前和1芽1叶期喷施分别降低茶树萌展值和茶树蓬面新梢总数。说明硒酸钠适宜于新梢萌发前喷施，亚硒酸钠适宜于新梢萌发后喷施，生产中应根据实际条件选择硒源种类和喷施时期。

3.2 喷施外源硒肥对茶叶硒含量和化学品质的影响

有学者研究了14个茶树优良品种苗期在两种硒水平下硒含量的变化，证明了茶树是富硒植物，不同茶树品种对硒的吸收效应存在差异[39]。金建昌等[27]对盆栽‘龙井43’和白茶进行叶面喷施亚硒酸钠，结果表明叶面喷施硒肥能有效提高茶叶中的硒含量至富硒茶标准。陈旭东等[40]对茶树进行不同种类硒肥喷施，‘福鼎大白茶’茶树嫩梢的硒含量迅速升高，并且在喷施以后4～8天内即可到达峰值。王磊等[41]研究表明，在一定范围内叶面喷硒均能显著提高茶树嫩叶的含硒量，进而提高制成干茶的含硒量。在非天然富硒地区种植茶叶，可以使用安全的叶面硒肥来生产富硒茶，关键是要严格把握好喷施时间，避免非经叶面吸收而残留在嫩梢上的硒进入采摘加工环节[41]。本研究结果显示，无论萌芽前还是生长期，在茶树叶面喷施外源硒肥均能显著提高夏季茶树新梢的含硒量，但生长期喷施，茶叶表面会有一定的硒残留量，其中以喷施酵母硒茶叶表面硒残留量最高，且萌芽前喷施酵母硒茶树硒含量明显低于硒酸钠和亚硒酸钠喷施，所以在萌芽前喷施硒酸钠和亚硒酸钠有利于提高茶树新梢硒含量。

硒参与植物的许多代谢过程，与次生代谢物合成密切相关[34,42-43]。研究表明硒初级代谢中积累的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帮助下被修饰，参与许多次级硒代谢，其中大多数代谢物是硒谷胱甘肽[44]。相比普通绿茶，富硒绿茶中与α-亚油酸代谢、乙醛酸和二羧酸代谢相关的差异蛋白表达上调，在柠檬酸循环中，乙醛酸和二羧酸代谢的产物覆盖了大量的中间体，可为植物提供能量[45]。植物对外源硒的积累对其有很多生理上的益处，包括上调植物的抗氧化反应、保护植物免受草食，还可以通过加速植物对矿物质的吸收和光合作用效率来促进植物的生长[34,46-47]。研究表明喷施硒酸钠能促进14C同化产物向根系运转，促进根系贮藏糖、结构糖、结构蛋白等次生物质的合成与积累[18]；叶面喷施亚硒酸钠对夏茶的品质改善最为明显，茶叶中的茶多酚含量明显下降，氨基酸含量明显提高，酚氨比下降，大大降低了夏茶的苦涩味[20]。不同季节茶树叶面施用硒酸钠和亚硒酸钠均能显著增加茶叶甜味和香气，显著降低茶叶苦味[15,48-49]，从而提高茶叶品质，与本研究在夏季不同时期喷施硒酸钠使茶叶呈苦味性质的咖啡碱、儿茶素组分等含量下降，从而改善夏茶品质的结果一致，所以外源硒处理可以提高茶叶品质。

在上述研究中，茶树生长状况、茶叶硒含量以及茶叶品质之间存在差异，原因可能是不同硒源、不同施肥方式、不同茶树品种对硒的吸收机制存在差异[9,21]，导致外源硒对茶树的效应不同，但同时证明补硒对茶叶的品质性状有积极作用[13,50-52]。在低硒土壤人工生产富硒茶，应保证既不影响茶树生长和茶叶产量，又要使叶表硒残留控制在尽可能小的限度内。

4 结论

夏茶萌芽前喷施硒肥可有效提高茶叶总硒和有机硒含量，改善茶叶品质，且不影响茶叶生长。硒酸钠的效果优于其他硒肥。