不同施肥模式对茶树新梢氟含量及其品质成分的影响

葛悦，袁彦文，林青青，钟孟宇，倪德江，王璞，郭飞

华中农业大学园艺林学学院园艺植物生物学教育部重点实验室，湖北 武汉430070

黑茶（包括砖茶）因其降压降脂的功效备受消费者喜爱，然而有些鲜叶采摘标准较粗老的砖茶氟含量往往超过国家最高标准300 mg/kg[1]，在一些长期饮用高氟砖茶的少数民族地区，出现了“饮茶型氟中毒”现象[2]，这些由于氟引起的饮茶安全问题引起了广泛的关注。因此减少茶树对氟的吸收，降低其在砖茶中的含量就变得非常重要。

与其他大多数作物相比，茶树可以从土壤和空气中吸收更多的氟，表现出高聚氟耐氟性。茶树主要通过茶树根从土壤中吸收氟，然后在叶中储存。茶树鲜叶中氟的含量占全株氟积累量的98.1%，而茶树其他部位中仅占1.9%[3]。氟主要在成熟叶片和老叶中累积，并随着叶片成熟度的提高，其含量增加[4-5]。茶树对氟的富集作用受品种、季节、土壤、水分、空气等多因素影响，目前已有很多研究从低氟品种筛选[4,6]、不同氮肥水平施加[7-8]、茶树修剪[9]、栽培环境改善[10]、降低土壤氟的有效性[11]、加工工艺改进[12-13]等方面出发，结合茶树氟累积及其相关原理，探索降低茶叶氟含量的途径。

为进一步探究茶园合理有效的降氟措施，本研究通过田间试验，考察肥料施用和土壤调理剂对茶园土壤理化性质的影响，以及不同施肥模式对茶树新梢氟含量、持嫩性和品质成分的影响，以期为通过合理的施肥模式在保证茶叶品质甚至提高茶叶品质的基础上降低氟含量提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2020—2021 年在湖北省赵李桥茶厂有限责任公司茶园试验基地进行，茶树品种为福鼎大白茶。共设置5 组田间处理，处理1（CK）：不施肥；处理2（T1）：每667 m2施茶树专用肥160 kg；处理3（T2）：每667 m2施茶树专用肥160 kg+土壤调理剂20 kg；处理4（T3）：每667 m2施茶树专用肥160 kg+土壤调理剂60 kg；处理5（T4）：每667 m2施茶树专用肥160 kg+土壤调理剂60 kg+3次叶面喷施微生物菌剂。

试验用茶树专用肥（湖北嘉裕生物技术有限公司）为有机-无机复混肥料，总养分≥25%，有机质≥15%；土壤调理剂（韩国大成GMTECH 钙镁土壤调理剂）可以快速提高土壤pH 值，主要原料为白云石，其中CaO≥19.0%，MgO≥13.0%，有机质≥5.0%，pH7.0～9.0，粒度（1.00～4.75 mm）≥90%；微生物菌剂（湖北嘉裕生物技术有限公司）可以促进茶芽提早萌发，复合菌含量≥2亿/g。

采用随机区组排列，每条茶行（长度70～90 cm）即为1 个小区，对照3 条，T1～T4 各4 条，共计19 条茶行。2020 年冬季在茶行两侧挖沟施茶树专用肥和土壤调理剂，微生物菌剂分别于次年6 月7日、6月14日及6月21日分3次喷施。

1.2 试验方法

分别于2021 年7 月13 日、8 月31 日随机采摘新梢一芽三叶和一芽五叶，置于烘箱中150 ℃烘10 min杀青固样，然后80 ℃烘至足干；于2021年8月31日采集土壤样品，深度为0～20 cm，每个小区随机选取3 点土样混合（T3 和T4 为同一土壤施肥处理，选取T3作为代表），室内自然风干后研磨过20目筛。

1.3 检测方法

茶叶氟含量使用碱熔灰化进行样品前处理，然后采用氟离子选择电极法进行测定[14]；水浸出物测定参照《茶水浸出物测定》（GB/T 8305—2013）[15]；茶多酚测定参照《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》（GB/T 8313—2018）[16]；氨基酸总量测定参照《茶游离氨基酸总量的测定》（GB/T 8314—2013）[17]；茶叶纤维素测定使用纤维素（CLL）含量检测试剂盒（北京盒子生工科技有限公司）；土壤pH 测定采用电位法，水土比为2.5∶1.0[18]；土壤水溶态氟和交换态氟采用连续分级浸提法测定[18]。

1.4 数据处理与分析

试验数据使用Excel和SPSS软件进行统计与分析，采用Duncan多项比较进行数据的显著性检验。

2 结果与分析

2.1 土壤施肥处理对茶园土壤理化性质的影响

不同处理8 月底茶园土壤理化检测结果（图1）表明，供试茶园土壤pH在3.65～4.04之间，整体偏低。与CK 相比，T2 处理对土壤pH 没有显著影响；T1 和T3 处理均显著提高了土壤pH，且T3处理土壤pH最高。说明160 kg茶树专用肥与60 kg土壤调理剂配合施用可以有效提高茶园土壤pH。

图1 4种土壤施肥处理对茶园土壤理化性质的影响

土壤中可以直接被茶树吸收利用的氟为土壤有效氟，包括土壤水溶态氟和交换态氟。其中土壤水溶态氟具有很大的活性，极易被茶树吸收并最终累积于叶片中[19]。与CK相比，T1、T2、T3处理均能显著降低茶园土壤中水溶态氟的含量，不同程度增加了土壤交换态氟含量，由此推测土壤水溶态氟可能与交换态氟存在相互转化；此外土壤有效态氟总量变化趋势与水溶态氟一致。

2.2 不同施肥模式对茶树新梢氟含量的影响

不同施肥处理7 月13 日和8 月31 日一芽三叶和一芽五叶氟含量见图2。不同施肥模式对茶树新梢氟含量均有降低作用，但降低的程度不尽相同。施肥措施对降低较成熟的新梢即一芽五叶氟含量更加有效，与CK 相比，T1、T3 和T4 处理可以显著降低7 月13 日一芽五叶茶树新梢氟含量，分别降低了50.19 mg/kg、86.58 mg/kg、85.76 mg/kg；而T2、T3 和T4 处理可以显著降低8月31 日一芽五叶茶树新梢氟含量，分别降低了104.13 mg/kg、137.79 mg/kg、173.66 mg/kg。此外，一芽三叶氟含量对不同施肥措施也有不同程度的响应，与CK处理相比，T4处理可以显著降低7 月13 日茶树新梢氟含量，T1 处理也有一定的降低作用，而T2、T3 处理的影响不大；8 月31 日一芽三叶不同处理间氟含量降低效果为T4＞T2＞T3＞T1，但较CK 降低效果均不显著。总体而言，施肥措施对成熟度高的茶树新梢降氟作用更大，其中T3、T4 处理均可以显著降低一芽五叶氟含量；在4个施肥处理中，T4处理对降低氟含量最有效。

图2 不同施肥模式对茶树新梢氟含量的影响

2.3 不同施肥模式对茶树新梢持嫩性的影响

纤维素含量可以反映茶树新梢的老嫩程度，不同施肥模式处理的茶叶纤维素含量如图3 所示。除7 月13 日一芽三叶T1 处理茶叶纤维素含量略有升高外，其他处理均能不同程度降低茶叶纤维素含量，其中T4 的降低效果最明显。这与茶树新梢氟含量的变化高度一致，说明了T4 处理即增加叶面喷施微生物菌剂可能通过提高茶树新梢的持嫩性，从而降低茶叶氟含量。

图3 不同施肥模式对茶树新梢纤维素含量的影响

2.4 不同施肥模式对茶树新梢品质成分的影响

不同施肥模式处理下7 月13 日和8 月31 日一芽三叶和一芽五叶品质成分含量如表1所示。各施肥模式整体上提高7 月13 日一芽三叶、一芽五叶水浸出物和茶多酚的含量，其中，与CK相比，T1处理显著提高了7 月13 日一芽三叶茶多酚含量，T2 处理显著提高了7 月13 日一芽五叶水浸出物含量。而8 月31 日各施肥模式处理的一芽五叶水浸出物和茶多酚含量较CK均有所降低，但没有显著差异。

表1 不同施肥模式对茶鲜叶品质成分的影响

不同施肥模式对7 月13 日茶树新梢氨基酸含量影响较大，与CK相比，T3、T4处理显著降低了一芽三叶氨基酸含量，而T2 处理显著增加了一芽五叶氨基酸含量。8月31日的茶树新梢中氨基酸含量除一芽五叶T3、T4 处理略有降低外，其他处理均有提高。此外，酚氨比整体上集中在3.43～5.21之间。

总的来说，相较于CK处理，除8月31日一芽五叶各品质成分含量略有降低外，各施肥模式整体上促进品质成分的积累，其中T1、T2 在增加水浸出物、茶多酚以及氨基酸含量上更有优势。

3 小结与讨论

3.1 小结

本研究通过对茶园进行不同施肥模式处理，结果表明，4 种施肥模式有利于提高茶园土壤pH，降低土壤有效态氟含量，从而降低茶树新梢氟含量，且对一芽五叶氟含量的降低程度大于一芽三叶。T1 和T2 处理更有利于鲜叶品质成分的积累，但降氟效果不显著；T3 和T4 处理对降氟更有效，整体上也可以促进品质成分的积累。若考虑施肥成本和劳动力等因素，T3 处理较优；若想达到最大程度降氟效果，则T4 处理最优。同时，研究也发现T3和T4处理7月13日一芽三叶氨基酸含量相对较低，因此需要探究更加合适的土壤调理剂用量以促进茶叶品质的提升。

3.2 讨论

茶树氟含量受茶树品种、芽叶成熟度以及栽培措施的影响，在已经定植的茶园换种成本过高、周期长，较难推广，因此在保证品质的基础上应主要通过栽培措施的改善及控制采摘原料的成熟度两种方式来降低氟含量。

茶树各器官中氟含量差异很大，其中叶片尤其是成熟叶中的氟含量远大于根茎，表现为成熟叶＞嫩叶＞茎＞根[20-23]。本研究中8月31日各处理一芽五叶氟含量均高于一芽三叶，与前人研究相符；但是7 月13 日各处理氟含量却出现了相反的趋势，除CK外，其他施肥模式处理的一芽五叶氟含量略低于一芽三叶。通过对茶树新梢持嫩性的研究发现，8月31日一芽三叶和一芽五叶纤维素含量分别高于7 月13 日相应成熟度新梢的纤维素含量，说明7 月13 日的茶树新梢处于较幼嫩状态，因此推测可能是一芽五叶中所包含嫩茎的低氟含量中和了7 月13 日较幼嫩四五叶所积累的氟含量。所以在生产实践中，当茶树新梢达到采摘标准时应尽快采摘以降低氟含量。

施肥是茶园栽培管理中最常用的一种措施，通过合理的施肥方式可以提高茶叶产量和相关品质成分含量[24]。王烨军等[7]和张永利等[8]研究发现，合理的施用氮肥还可以改变土壤各形态氟的含量，影响茶树根系对氟的吸收，进而影响茶树新梢氟含量，长期合理施用氮肥，可以有效降低茶树新梢氟含量。本研究中除CK外，均在冬季施用了一种茶树专用肥。施用纯茶树专用肥（T1）可以提高土壤pH，降低土壤水溶态氟含量，从而降低茶树新梢氟含量，但除7 月13 日一芽五叶氟含量显著降低外，其他处理效果不显著；此外T1处理可以提高茶叶（除8 月31 日一芽五叶）水浸出物、茶多酚、氨基酸的含量，与前人研究结果一致。

土壤pH 可以影响土壤水溶性氟的含量，进而影响茶树对土壤氟的吸收。陆丽君等[25]研究发现，土壤pH 在3.78～5.66 范围内，土壤水溶性氟含量与土壤pH 呈负相关。Ruan 等[26]将茶苗在系列pH值（4.0、4.5、5.0、5.5、5.9）的溶液里水培，发现茶树叶片氟含量出现先增后减的趋势，在pH 5.5时最高；同样，吴命燕[27]研究发现在水培条件下，pH 5.5 时茶树叶片氟的积累量最高。本研究中，T2、T3 处理均对降低茶树新梢氟含量有效。相较于不施肥处理，T3显著提高了土壤pH，降低了土壤水溶态氟含量，从而有效降低茶树新梢氟含量；而T2 处理的pH 与CK 无显著差异，但也显著降低了土壤水溶态氟的含量，推测可能是通过影响土壤有机质、土壤Ca2+浓度等其他方式降低土壤水溶态氟含量进而达到降低茶树新梢氟含量的效果[28-30]。此外，除8月31日一芽五叶外，T2处理整体上提高了茶树新梢水浸出物、茶多酚、氨基酸的含量，有利于品质成分的积累，但对一芽五叶的降氟效果略低于T3，因此需要设计更加精确的土壤调理剂梯度以探究最合适的土壤pH。

除了施肥和改善土壤pH 外，笔者还在施用茶树专用肥和土壤调理剂的基础上喷施微生物菌剂，旨在促进茶芽提早萌发，降低采摘芽叶的成熟度来降低氟含量。结果发现三者组合使用（T4）可以在很大程度上降低茶树新梢氟含量，除8月31日一芽三叶处理外，其他均达显著水平。