锌处理对粗壮女贞（苦丁茶）生理特性及品质的影响

丁　波　王德炉　罗　辉

摘要 以粗壮女贞（Ligustrum robustum）为材料，通过砂培研究了不同锌浓度（0.22mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L、6.00mg/L）对粗壮女贞生理特性和苦丁茶品质的影响。结果表明：粗壮女贞叶绿素含量和根系活力随着锌浓度的增加先增加后降低，浓度大于2.00mg/L时它们呈下降趋势，丙二醛含量变化相反，呈先降低后增加变化；粗壮女贞叶片中游离氨基酸、可溶性糖总量、茶多酚、儿茶素的含量均随着锌浓度增加呈先增加后降低的变化，锌浓度大于4.00mg/L时逐渐降低。锌为4.00mg/L有利于品质成分的形成，但是茶叶评审中酚氨比是重要的参考指标，锌为2.00mg/L时酚氨比最低，品质相对较好。粗壮女贞在锌浓度2.00mg/L时受到伤害较小，根系活力、适应性以及抗逆性较强，能够明显改善粗壮女贞整体的生理机能，给植株的碳氮代谢提供良好的物质基础和能量保证，从而有利于粗壮女贞的生长发育，提高苦丁茶的产量和品质。

关键词 锌处理；粗壮女贞；生理特性；品质

中图分类号 S571.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2009）05-0018-03

锌是生物的必需微量元素，参与植物的许多生物化学过程。但是，过量锌对植物具有毒害作用，它通过干扰植物叶绿素的合成和阻碍光系统的电子传递，以及抑制光合作用对CO2的固定和Hill反应等抑制植物的生长[1]。粗壮女贞（Ligustrum robustum）属木犀科植物（俗称苦丁茶、虫蜡树、向阳柳和紫金条等）[2]。近年来，将粗壮女贞作为保健品饮料开发已十分广泛，其特有的药用和保健价值深受人们的喜爱，其叶片可作为饮料，具有生津止渴、消食提神、清火解毒、降压减肥等多种药理功效，口感独特，具有较高的经济价值[3]。目前，关于粗壮女贞的生物量[3]、繁殖与栽培技术[2]、化学成分[4]和药理作用[5]有报道，但对于粗壮女贞（苦丁茶）生理和品质的研究尚少见报道。为此，通过砂培试验，就重金属锌对粗壮女贞生理和苦丁茶品质影响进行研究，以期为粗壮女贞（苦丁茶）高产、优质、无公害栽培提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以粗壮女贞作为材料，试验选择生长整齐一致的三年生实生苗。石英砂经稀HCl浸泡2d后用蒸馏水冲洗干净，直到用硝酸银试剂测试无氯离子，再用蒸馏水洗涤至pH值呈中性为止，然后装入聚乙烯塑料花盆（花盆高22cm、口径28cm、底径22cm）内。培养液采用国际通用的霍格兰（Hoa-gland）大量元素和阿农（Amon）微量元素混合营养液，溶液pH值调节在4.5～6.5之间。

1.2 试验设计

砂培试验在温室大棚内进行。2006年5月17日苗木植于装有9kg石英砂的花盆中，每盆1株。锌浓度为0.22mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L和6.00mg/L等4个处理。其中锌0.22 mg/L为营养液母液浓度即为对照，6株设为1个重复，重复3次。每4d浇1次营养液，每盆每次100mL，培养20d后，再用营养液加不同锌浓度培养30d采集相同部分叶片进行指标测定。

1.3 测定方法

1.3.1 取样方法。粗壮女贞在不同锌浓度胁迫30d后取4叶2芽鲜叶，用蒸馏水洗净后，用吸水纸吸干后于（103±2）℃条件下恒温鼓风干燥箱烘4h，研磨后过80目筛，供化学品质指标分析用；生理特性指标的测定用成熟鲜叶片。

1.3.2 指标测定。叶绿素用95%乙醇提取比色法[6]，根系活力用氯化三苯基四氮唑（TTC）法[7]，丙二醛含量用硫代巴比妥酸法[8]，儿茶素总量的测定用香荚蓝素比色法[9]，可溶性总糖用蒽酮比色法[7]，茶多酚总量用酒石酸铁比色法[10]，游离氨基酸总量用茚三酮紫色分光光度计法[11]。

2 结果与分析

2.1 锌胁迫对粗壮女贞（苦丁茶）生理的影响

2.1.1 光合色素。锌处理后粗壮女贞叶片光合色素含量发生了显著变化（见表1）。粗壮女贞叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡罗卜素以及叶绿素总量随着锌浓度的增加呈先增加后降低的变化，浓度为2.00mg/L时达到最大值。叶绿素总量各处理分别为对照的114.59%、96.19%和71.89%；表明粗壮女贞受到不同浓度锌处理后的适应机理存在明显差异，导致叶绿素含量不同，叶绿素a/b在锌处理后随着浓度的增加其比值先减小后略有增加。叶绿素a/b的大小是反应类囊体的垛叠程，类囊体的垛叠程越小，其适应性最强。本试验在锌浓度为2.00mg/L时Chl a/b值最小，表明此浓度下粗壮女贞对锌的适应性强。

2.1.2 根系活力。根系活力泛指根系的吸收、合成、氧化和还原能力等，是用来衡量根系长势好坏的重要生理指标，是植物生长的重要生理指标之一。根系活力大小反映了根系代谢强度的大小，活力越高，则根系组织的代谢就越旺盛，根系就健壮，这对整个植株的生长是有利的[12]。锌处理后根系活力发生了显著的变化（见图1），根系活力随着锌浓度的增加先增强后逐渐减弱。锌为2.00mg/L时比对照提高了33.52%，当锌浓度大于2.00mg/L时逐渐减弱，而且锌为4.00和6.00mg/L分别比对照降低18.04%、29.48%。根系活力的降低可能是由于强的呼吸代谢造成能量的过多消耗，严重抑制了粗壮女贞的生长。

2.1.3 丙二醛。丙二醛（MDA）是膜质受到活性氧伤害而发生过氧化的产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害程度。锌处理后粗壮女贞叶片丙二醛的含量产生了明显变化（见图2），丙二醛含量随着锌浓度的增大先减小后增加的变化趋势（浓度越大增加的幅度越小）。锌浓度为2.00mg/L、4.00mg/L和6.00mg/L时MDA含量分别为对照的0.91倍、1.09倍和1.11倍；粗壮女贞受到锌处理后增加丙二醛的含量来维护自身所受的伤害，锌浓度为2.00mg/L时明显低于其他浓度，粗壮女贞受到的损伤较小。

2.2 锌对苦丁茶品质的影响

可溶性糖是生物体内重要成分之一，是生物体中的重要能源和碳源，糖可以降低水势，提高植物吸水和保水能力。可溶性糖含量还与植株在逆境胁迫下渗透调节有关，有利于增强抗逆性[13]。锌处理后粗壮女贞叶片可溶性总糖含量发生显著变化，随着锌浓度的增大先增加后降低（见表2）。锌浓度为4.00mg/L时可溶性总糖含量达最大值（8 111.97 mg/100g），各处理与对照相比可溶性总糖分别提高了11.73%、27.71%和11.16%。可溶性糖含量的增加，在一定程度上可以降低酚类物质所带来的苦涩味，提高苦丁茶叶的品质。

锌胁迫处理后粗壮女贞叶片中游离氨基酸的含量发生了显著变化（见表2），粗壮女贞叶片中游离氨基酸的含量随着锌浓度的增加呈先增加后减小趋势。锌浓度为4.00mg/L时其游离氨基酸的含量达到最高。各处理与对照相比，游离氨基酸的含量分别为对照的107.75%、118.26%和102.67%。茶多酚和儿茶素的含量变化与氨基酸含量的变化趋势一致。儿茶素是茶多酚的主要组成部分，其组分及含量又与茶叶品质、茶树品种等有关[14]。锌浓度为4.00mg/L时儿茶素和茶多酚的含量最高。

在茶叶生化品质审评中，决定茶叶品质好坏的主要因素是氨基酸、咖啡碱、茶多酚的含量以及茶多酚与氨基酸比值（称酚氨比），氨基酸含量高，酚氨比低则绿茶品质好；反之，则绿茶品质差。多酚类/氨基酸的比值是：名茶在6.3~13.7，一般绿茶在13.7~16.3[15]。锌处理后苦丁茶酚氨比发生了变化。不同锌浓度处理后酚氨比均在6.3～13.7之间，表明品质良好。当锌浓度为2.00mg/L时粗壮女贞的氨基酸和茶多酚含量虽然都不是最高，但它的酚氨比相对较低（11.17），因此苦丁茶的品质在2.00mg/L时相对较好。

3 结论与讨论

叶绿素是绿色植物进行光合作用的主要色素，其含量在一定程度上能反映植物同化物质的能力，直接影响植物光合作用。环境因子的改变会引起叶绿体色素含量的变化，进而引起光合性能的改变[16]，甚至影响植物正常的新陈代谢。本试验中，锌处理后叶绿素a、叶绿素b、类胡罗卜素和叶绿素总量随着锌浓度的增加均呈先增加后降低的变化。锌浓度大于2.00mg/L时叶绿素含量开始显著减小，可能是过量锌破环了细胞膜的透性，使叶绿素分子大量渗漏[17]，也可能是破坏叶绿素合成蛋白酶的活性[17]和线粒体的结构导致叶绿素含量降低。从而光合作用受到抑制，造成植株代谢紊乱，降低了植株的抗逆性。浓度为2.00mg/L类囊体膜垛叠状态比例最小，即此浓度粗壮女贞对锌的适应性最强。根系活力越高，则根系组织的代谢就越旺盛，根系就健壮，这有利于整个植株的生长发育[12]。本试验根系活力随着锌浓度的增大先显著提高后逐渐减弱。锌浓度为2.00mg/L比对照提高了33.52%，大于2.00mg/L粗壮女贞根系活力急剧下降，此时植株通过消耗大量的代谢产物来缓解锌对胁迫的伤害，影响植株生长。而且锌浓度为2.00mg/L时丙二醛含量最低，使粗壮女贞叶片膜质过氧化程度低，受害较小。

施锌肥明显提高新梢总氮、咖啡碱、蛋白质和可溶性多糖的含量[19]。在一定锌浓度范围内不仅能促进粗壮女贞的生长发育，提高苦丁茶的产量，而且对苦丁茶品质也有益。能显著提高茶多酚、游离氨基酸、儿茶素和可溶性糖等品质成分含量。游离氨基酸含量的提高不仅改善茶叶的滋味，而且能提高苦丁茶的香气，如丙氨酸和缬氨酸等经氧化脱氨后，转变成香气物质，而苯丙氨酸和丙氨酸等本身就带有花香。本试验粗壮女贞叶片中游离氨基酸含量、可溶性糖总量、茶多酚、儿茶素的含量均是随着锌浓度的增加先增加后降低，锌浓度为4.00mg/L时各含量最高，之后降低。在茶叶生化品质审评中，决定茶叶品质好坏的主要因素是氨基酸、咖啡碱、茶多酚的含量以及茶多酚与氨基酸比值（称酚氨比），氨基酸含量高，酚氨比低则绿茶品质好。本试验结果显示，锌浓度为2.00mg/L酚氨比最低（11.17），此浓度下苦丁茶品质总体较好。

总之，锌浓度为2.00mg/L时与其他各处理相比粗壮女贞（苦丁茶）叶片的叶绿素含量最高、丙二醛含量最低和植株的根系活力最强，处理后受到的伤害也就越小。能够明显改善粗壮女贞的生理功能、调节能力和适应性最强，光合产物积累越多，根系根尖组织吸收的营养元素和水分也将最多，给植株的碳氮代谢提供良好的物质基础和能量保证。从而有利于植株生长发育，提高苦丁茶的产量和品质。

4 参考文献

[1] 黄艺，李婷，姜学艳.锌对外生菌根植物苏格兰松幼苗锌积累和光合作用的影响[J].环境科学学报，2004，24（3）：508-514.

[2] 杨礼旦，王安文.粗壮女贞繁殖与栽培技术研究[J].中国生态农业学报，2005，13（3）：181-182.

[3] 姚立，杨礼旦，唐望远.粗壮女贞的生物量研究[J].贵州林业科技，2004，32（1）：27-30.

[4] 杨远庆，朱冬雪，杨胜学.贵州苦丁茶化学成分研究[J].贵州农业科学，1996（3）：31-33.

[5] 张敬杰，潘炉台，杨立勇，等.粗壮女贞药理作用初探[J].中国民族民间医药杂志，2004（69）：241-243.

[6] 王学奎.植物生理生化实验原理和技术（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2005.

[7] 张志良，瞿伟菁.植物生理学实验指导（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2005.

[8] 陈建勋，王晓峰.植物生理学实验指导[M].广州：华南理工大学出版社，2002.

[9] 中国科学院茶叶研究所.茶树生理及茶叶生化实验手册[M].北京：农业出版社，1983.

[10] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T8313—2002.茶多酚测定[S].北京：中国标准出版社，2002.

[11] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 8314—2002.游离氨基酸总量测定[S].北京：中国标准出版社，2002.

[12] 林伟，张燕，周娜娜，等.铅污染对黄瓜幼苗根系活力的影响[J].广西民族大学学报（自然科学版），2007，13（1）：93-95

[13] 中国科学院上海植物生理研究所.现代植物生理学试验指南[M].北京：科学出版社，1999.

[14] 黄意欢.茶学实验技术[M].北京：中国农业出版社，1997.

[15] 尹杰，高相福.贵州名茶氨基酸含量及组成与品质的关系[J].贵州农业科学，1998，26（1）：29-31.

[16] 王素平，郭世荣，胡晓辉，等.盐胁迫对黄瓜幼苗叶片光合色素含量的影响[J].江西农业大学学报，2006，28（1）：32-38.

[17] 王学征，韩文濒，于广建.盐分胁迫对番茄生理生化指标影响的研究[J].北方园艺，2004（3）：48-49.

[18] VAN ASSCHE F，CLIJSTERS H.Effects of metals on enzyme activity in plants[J].Plant Cell Environ，1990，13（3）：l95-206.

[19] DEV CHOUDHURY M N，BORDOLOR A K，SHARMA P K.Effect of zinc and manganese on the uptake of nitrogen in tea shoot[J].Two and a Bud，1989，36（1-2）：18-24.