李露露, 姚键梅, 尹荣秀, 蒲璐璐, 文 洁, 周富裕
(1.贵州省茶叶研究所, 贵阳 550006; 2.贵州省丹寨县环境监测站, 贵州 丹寨 557500)
茶(CamelliasinensisL.)作为一种健康的饮品,其品质及安全问题日益引起国内外的广泛关注。我国是茶叶的发源地,茶叶也作为我国出口创汇的重要农作物之一,在国民经济乃至世界经济发展中占据重要地位。然而,随着国际贸易的日益发展,我国茶叶市场所面临的质量问题日益突出,减少茶叶生产过程中农药和化肥的投入,提高茶叶品质,增加茶叶的单位面积产量,提升我国茶叶在国内外市场的竞争力等成为国家和政府关注的问题[1]。
在农业系统中,合理间作是实现农产品有机生产的有效措施之一,能产生诸如降低病虫害发生,增加土壤微生物种群数量,改善土壤物理性状,提高养分含量,促进农作物生长,提高农产品的产量和品质等生态效应[2]。目前,国内茶园所普遍采用的是纯茶树单作种植模式,随着年限的增加,导致茶园出现土壤退化、生态环境破坏、病虫害严重等问题。为了能够满足市场对优质茶叶日益增长的需求,提高茶叶的品质及产量,人们开始将茶树和其他经济作物间作,对茶树实行立体复合型种植,不仅改善茶园的生态环境,还提高茶树生态系统的生物多样性指数,从而减少病虫害的发生,提高茶树生产力。例如,大豆[Glycinemax(L.)Merrill]、白三叶草(TrifoliumrepensL.)等在幼龄茶园中间作可有效改良茶园的土壤养分状况,显著调控茶园生态环境,减少虫害及杂草的发生[3-4]。尧渝等[5]对杉树、梨树和桂花茶园间作模式的研究也表明,3种茶园间作模式均能提高茶园土壤有机质含量,改善和保持土壤肥力,提高茶树的光合生理指标,从而有效地促进茶树生长,改善茶叶品质,增加茶叶产量。
光照条件直接影响茶树的产量和品质,降低茶园的光照强度,改善茶园光质,增加散射光的比例,有利于提高茶树叶片的净光合效率,也有利于茶树干物质的积累及光合产物的形成,从而提高鲜叶产量[6]。此外,光照条件对光合色素也有很重要的影响,周琼琼等[7]对茶树芽叶紫化的生理生化分析研究表明,红紫色幼嫩芽叶较成熟绿色叶片,具有较高的茶多酚、咖啡碱、儿茶素总量。葡萄作为一种优质的水果,其口感极佳,食用方便,广泛受到当代消费者的喜爱。随着葡萄在化妆品、医药用品、生物制药等不同行业的逐渐应用[8],市场对于葡萄的需求也持续增加。葡萄属落叶果树,一般在3月下旬萌芽,4月下旬进入新鞘生长期,逐渐对茶树树冠起到遮荫效果。因此,本研究为探明葡萄与茶树间作模式对茶叶品质的影响,就茶树新鞘呈色及主要品质生化成分进行研究,旨在为茶树提供一种合理可行的间作栽培技术支持。
本试验茶树品种是福鼎大白茶,采摘于贵州省雷山县丹江镇脚雄村,选取茶树长势中等的原有成龄茶园,共有面积1.3 hm2,间作葡萄0.13 hm2。间作葡萄棚架采用的是钢筋水泥构制材料,结构现场如图1所示。
图1 茶园间作葡萄现场
没食子酸、咖啡因、可可碱、谷氨酸标准品均购于北京世纪奥科生物技术有限公司;甲醇(色谱纯)、碳酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、水合茚三酮、氯化亚锡、重质氧化镁均购于天津科密欧化学试剂有限公司,福林酚购于合肥博美生物科技有限公司,实验用水为去离子水(实验室自制)。
试验茶样为福鼎大白茶,采于2021年5月27日,分别采摘单作茶园的一芽二叶茶叶新梢和间作葡萄茶园的一芽二叶茶叶新梢。鲜叶采摘后立刻放入微波炉中进行微波制样,制备的生化样品备测。
格兰仕微波炉(北京盛世豪杰贸易有限公司)、电热恒温干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司)、高速万能粉碎机(瑞安市百信制药机械有限公司)、高效液相色谱仪(美国Agilent1260)、超声波清洗机(深圳市超洁科技实业有限公司)、电子天平(北京赛多利斯科学仪器有限公司BSA 224 S-CW型)、恒温水浴锅(北京市光明医疗仪器有限公司)、抽滤装置(浙江黄岩黎明实业公司2 XZ-0.5型)、超纯水制备器(重庆摩尔水处理设备有限公司Molecular)、飞鸽牌离心机(上海安亭科学仪器厂TGL-20 bR);大连依利特色谱柱C 18(粒径5 μm,250 mm×4.6 mm)。
1.4.1葡萄棚架搭建
试验茶园2014年栽植,属于福鼎大白茶品种。2019年划出0.13 hm2茶园,间作水晶葡萄,种于两行茶树的沟间,便于管理。葡萄棚架高2 m,架面用铁丝布置,葡萄架和茶行呈垂直交叉。葡萄上架后,肥水、修剪以及其他管理措施均按葡萄栽培的要求进行。
1.4.2样品处理
以单作茶园采摘的一芽二叶茶叶新梢微波杀青固样作为对照,利用间作葡萄茶园的一芽二叶茶叶新梢微波杀青固样为材料。
1.4.3生化成分测定
茶叶主要生化成分测定:水浸出物采用( GB/T 8305-2013);茶多酚和儿茶素总量及组分采用(GB/T 8313-2008);游离氨基酸总量采用茚三酮比色法(GB/T 8314-2013);咖啡碱采用(GB/T 8312-2013);可可碱采用高效液相色谱法(NY/T 3631-2020)。
茶的水浸出物是判定茶品质的综合性指标,一般来说,茶品质越好,水浸出物越高;氨基酸含量的变化直接影响茶汤的香气和滋味,氨基酸含量越高,绿茶品质越好[9];而茶叶中茶多酚和咖啡碱是茶汤苦味的主要呈味物质[10-11]。高品质的绿茶,一般具有较高的氨基酸、中等的儿茶素和较低的咖啡碱含量[12]。
本次试验对检测茶样微波杀青固样后对主要生化成分进行了测定(表1),结果表明,间作葡萄遮荫后,水浸出物、茶多酚、可可碱含量有所减少,特别是儿茶素总量明显降低,降低4.03%;而氨基酸含量明显升高,比对照提高2%。具体来看,茶树间作葡萄有利于提高茶叶的品质。
表1 间作对茶叶主要生化成分的影响 单位:%
如图2、图3所示,A是同一片试验区非间作茶园茶叶呈色情况,B是间作葡萄茶园茶叶呈色情况,间作葡萄后,茶叶新梢呈现出嫩绿色,且色泽光亮,而非间作的茶叶新梢色泽呈红紫色。这是由于茶树对遮光的适应,间作茶园茶树叶片中叶绿素b含量有所增加,叶绿素a与叶绿素b的比值减小所导致[13]。大棚稻草覆盖遮荫试验结果表明,茶树的叶片中叶绿素含量会随着遮荫程度的增加而升高,芽叶持嫩性增强,有利于提高茶叶的品质[14]。
图2 非间作与间作茶园色泽对比
图3 非间作与间作茶叶新鞘色泽对比
茶树原产于我国云贵高原及边缘地区热带雨林地带,长期以来逐步形成耐荫、喜湿、喜温、喜酸的生态特性,其光合作用补偿点较高、光饱和点较低[15]。
本研究表明,间作葡萄后,由于其对茶树起到遮荫的效果,其叶片中叶绿素含量会有所提高,芽叶持嫩性有所增强,茶叶新梢呈现出嫩绿色,色泽光亮。从生化成分来看,间作葡萄后茶多酚、可可碱含量有所减少,特别是儿茶素总量明显降低,而氨基酸含量有所提高,改善了绿茶品质。
葡萄一般在3月下旬萌芽,4月下旬进入新鞘生长期,逐渐对茶树树冠起到遮荫效果,9月中下旬,气温降低,光照减弱,葡萄随即进入落叶期,逐步退出茶园的生态调节。大部分的茶树春茶采摘时间是3月下旬至5月中旬,在这期间,自然光照、湿度、温度等都很适合茶树新鞘的生长,葡萄在这期间的生长需要营养成分很低,因此并不会影响茶树的芽叶生长。春茶末期,葡萄的生长逐渐进入旺盛期,随着温度的升高,光照增强,葡萄的光合作用也加强,其叶片有效地遮住大部分的直射光,茶园的树冠及土壤温度都会进一步得到改善。间作葡萄模式下,有利于降低茶树新鞘紫化,从而降低使茶汤具有苦涩味的咖啡碱、茶多酚含量,提高氨基酸含量,有助于提升茶汤的“鲜爽”味。因此,葡萄与茶树间作是一种可取的种植模式。