不同茶樹品種聚硒能力研究

劉凱利，胡 歆,3，丁帥濤，萬 斌，周興長，紀曉明,3，梁 艷*

1.咸陽涇渭茯茶有限公司，陜西 咸陽 712044；2. 國家林業和草原局茯茶工程技術研究中心，陜西 咸陽 712044；3. 陜西蒼山秦茶集團有限公司，陜西 西安 710003

硒是人體必需的14種微量元素之一，可以提高人體免疫力、延緩衰老、保護心肌健康，具有預防心腦血管、冠心病、動脈硬化等作用[1-3]，被稱為“生命的保護劑”。中國營養學會推薦：18 ～ 49歲成年居民膳食硒元素的攝入量為60 ～ 400 μg/d，因此適當補充硒元素對人體健康具有重要意義。但是地球上硒的分布極不均衡，據WHO公布的資料，全球有40多個國家屬于低硒和缺硒地區，其中我國是世界上主要低硒和缺硒國家之一[4]。茶樹是一種吸收、聚集硒元素能力較強的植物，因此也是一種理想的補硒資源，飲用硒含量達標的茶葉，可適當提高人體的硒元素水平。

目前，對于茶樹硒的研究主要集中在茶葉硒與茶葉品質的關系、茶樹施硒肥的方式、茶樹中硒的存在形態、加硒對茶樹生理特性的影響、土壤與茶樹富硒之間的機理等[5-10]方面，而對于不同主栽茶樹品種聚硒能力的對比研究極少。本文以安康地區的6個主栽茶樹品種為研究對象，對其聚硒能力進行比較，旨在為篩選聚硒茶樹品種提供參考依據，同時也為富硒茶的生產加工提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑和材料

1.1.1 儀器和試劑

儀器設備：AFS-9750原子熒光光度計，北京海光儀器有限公司；WX-600微波消解儀，上海屹堯儀器科技發展有限公司；DKQ-1800智能控熱電加熱器，上海屹堯儀器科技發展有限公司。

試劑藥品：硒肥為亞硒酸鈉（Na2SeO3）[11-12]，AR，98%，山東西亞化學股份有限公司；國家標準樣品GSB 04-1751-2004 硒Se元素標準溶液，1 000 μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析檢測中心；鹽酸（GR）、硝酸（GR）、硼氫化鈉（AR），昆山金城試劑有限公司；氫氧化鈉（AR），上海沃凱生物技術有限公司；六氰合鐵（III）酸鉀（鐵氰化鉀）（AR），國藥集團化學試劑有限公司；硝酸銨，硫酸銨，硫酸鉀，磷酸二氫鉀，二水合氯化鈣，七水合硫酸鎂，硼酸，五水合硫酸銅等，AR，廣東光華科技股份有限公司。

水培營養液：參考小西茂毅[13]的茶樹水培標準營養液配方。

土培營養土：選擇廣州生升農業有限公司的“育苗基質”作為土培盆栽土壤，其中基質成分為：進口蘚類泥炭、東北草本泥炭、進口椰糠、碳化稻殼、珍珠巖、腐殖酸、中微量元素、生物菌種。土壤主要技術指標為：pH值6.0 ～ 6.5，有機質含量＞45%，總孔隙度＞60%，容重180～ 200 g/m3，水分20% ～ 40%。

1.1.2 茶樹品種

供試茶樹品種共6個，分別為紫陽群體種、陜茶1號、龍井43、中茶108、烏牛早、龍井長葉，茶苗均為一年生扦插苗。

1.2 方法

1.2.1 篩選適宜加硒濃度

以紫陽群體種為供試茶樹，以水培營養液為基礎，調節pH為5.0 ～ 5.5，培養至茶樹長出新根后加入Na2SeO3調節營養液，Se4+濃度分別為0 mg/L、0.25 mg/L、1.0 mg/L、1.5 mg/L、2.0 mg/L和4.0 mg/L，分別記為Se 0、Se 0.25、Se 1.0、Se 1.5、Se 2.0和Se 4.0，每個處理8盆，每盆30株茶苗。光照12 h，黑暗12 h，溫度25℃左右，濕度50%以上，每周更換一次營養液，茶樹培養時間3個月。

分別于加硒第0 d、14 d、28 d、42 d和56 d取整株茶樹葉片，葉片經大量流水沖洗干凈后，微波殺青3 ～ 5 min，80℃烘干固樣。

1.2.2 水培盆栽試驗

6個供試茶樹品種，每個品種8盆，培養至茶樹長出新根后，每個品種進行加硒和對照處理，加硒濃度為1.2.1篩選出的適宜加硒濃度，每個處理4盆，每周更換一次營養液。

茶樹培養時間、取樣時間與樣品處理方法同1.2.1。

1.2.3 土培盆栽試驗

進一步對不同茶樹品種進行土培試驗富硒能力驗證。每個品種8盆，待土培至長出新根后進行加硒和對照處理。采用葉面噴施硒肥的方法[14]，噴硒濃度為1.2.1篩選的適宜加硒濃度，從上往下、從下往上均勻噴灑，以不見水滴為度，保證葉面正背面均有覆蓋。

茶樹培養時間、取樣時間與樣品處理方法同1.2.1。

1.2.4 茶葉生化成分和硒含量測定

主要測定水浸出物[15]、茶多酚[16]、游離氨基酸[17]、咖啡堿[18]等生化成分，硒含量測定參照《GB 5009.93—2017食品安全國家標準 食品中硒的測定》第一法 氫化物原子熒光光譜法 微波消解儀法。

2 結果與分析

2.1 適宜加硒濃度

由圖1可知，不同加硒濃度葉片硒含量與其加硒濃度密切相關，葉片硒含量隨培養時間的延長而增加。基礎硒為0.16±0.11 mg/kg，加硒培養至第14 d時，Se 0.25的硒含量為0.24±0.12 mg/kg，Se 4.0 為 1.14±0.20 mg/kg，加硒濃度越大，葉片硒含量越高。茶樹從14 d培養至28 d，不同加硒濃度的葉片硒含量呈直線增長，但從第28 d開始，其硒含量增加趨勢有所減緩，且Se 1.0和Se 1.5茶葉硒含量呈下降趨勢，可能與培養環境、生長狀態等因素有關。第56 d，較低加硒濃度（Se 0.25 ～ Se 1.5）茶葉硒含量相應較低，為0.51 ～ 1.64 mg/kg；Se 2.0硒含量較高，為3.44±0.14 mg/kg，但均符合農業行業標準（NY/T 600—2002 限定范圍0.25 ～ 4.00 mg/kg）[19]及供銷社行業標準（GH/T 1090—2014限定范圍0.20 ～ 4.00 mg/kg）[20]，而Se 4.0的葉片硒含量為6.97 ±0.20 mg/kg，遠超出行業標準最大值4.00 mg/kg，進而結合葉片生化成分的變化進行分析。

圖1 紫陽群體種不同加硒濃度下葉片硒含量隨培養時間的變化情況Figure 1 Changes of leaf selenium content with culture time under different selenium concentration in Ziyang population species

表1中，隨加硒濃度的增大，葉片水浸出物變化不明顯，茶多酚和咖啡堿增加，游離氨基酸下降，在一定程度上說明紫陽群體種添加適量硒肥，有助于葉片內多酚類物質、咖啡堿類物質增加，而游離氨基酸下降可能是游離氨基酸與硒元素結合形成硒代氨基酸及其衍生物，進一步合成硒蛋白，從而促進了茶葉硒含量的增加。

表1 紫陽群體種不同加硒濃度對葉片生化成分的影響Table 1 Effects of different selenium concentration on biochemical composition of leaves in Ziyang population species

Se 2.0的茶多酚和咖啡堿含量較高，茶葉品質較好，而Se 4.0的茶多酚和咖啡堿相對Se 2.0有所下降，可能是過高濃度的硒對茶樹生長起到一定抑制作用，從而導致茶樹新陳代謝行為減弱、生物利用率及效能降低等。研究表明，添加適量的硒可以提高葉綠素的含量，從而增強作物的光合作用[21]；另外，適量硒也會提高組織可溶性蛋白質的含量，從而促進作物生長，提高產量，增強作物抗逆性[22-24]；但硒濃度過高（≥3 mg/L）對茶苗生長狀態和茶葉品質均有不良影響，主要表現為茶苗呈現脅迫反應，茶多酚降低[25]。

綜上所述，本研究選擇2.0 mg/L的Na2SeO3溶液作為適宜加硒濃度。

2.2 不同茶樹品種在水培條件下聚硒能力

以2.0 mg/L Na2SeO3溶液為硒肥，加入原始營養液中，研究不同茶樹品種在水培條件下葉片硒含量的變化情況，結果見表2。

表2 不同茶樹品種在水培條件下葉片硒含量變化Table 2 Changes of selenium content in leaves of different tea varieties under hydroponic conditions

表2中，不同茶樹品種的CK組硒含量基本保持不變，加Se組則表現出茶樹的強聚硒特性。隨培養時間的增長，不同茶樹品質茶葉硒含量均呈現持續增加趨勢。6種茶樹品種對硒的富集特性也表現出差異性，以56 d茶葉硒含量為準，不同茶樹品種的聚硒能力依次為：龍井43＞中茶108＞紫陽群體種＞陜茶1號＞烏牛早＞龍井長葉，其中龍井43硒含量增長趨勢最明顯、聚硒能力最強，從0.096±0.15 mg/kg增加至56 d的6.128±0.43 mg/kg；中茶108次之，從0.093±0.20 mg/kg增加至4.685±0.27 mg/kg，且28 ～ 42 d表現為急劇增長趨勢，也表明中茶108在該時期具有良好的聚硒性能；紫陽群體種從0.159±0.16 mg/kg增加至3.915±0.31 mg/kg，增長趨勢較平穩；陜茶1號從0.291±0.12 mg/kg增加至3.245±0.19 mg/kg，烏牛早從0.099±0.11 mg/kg增加至3.124±0.22 mg/kg，龍井長葉從0.081±0.16 mg/kg增加 至 2.954±0.11 mg/kg，三種茶樹品種的硒含量增長趨勢基本一致。

不同茶樹品種加硒處理前后生化成分含量見表3。在水培條件下，水浸出物變化無明顯規律，聚硒能力較強的茶樹品種（龍井43、中茶108和紫陽群體種）茶多酚有所增加，聚硒能力較弱的茶樹品種（陜茶1號、烏牛早、龍井43）茶多酚變化不明顯；龍井43、中茶108、紫陽群體種及陜茶1號游離氨基酸下降，而烏牛早和龍井長葉游離氨基酸略有增加；除紫陽群體種咖啡堿有所增加外，其余茶樹品種咖啡堿基本不變。綜合而言，聚硒能力較強的茶樹品種茶多酚有所增加，游離氨基酸下降，水浸出物和咖啡堿變化無明顯規律。

表3 不同茶樹品種加硒處理前后葉片生化成分的含量Table 3 Contents of biochemical components in leaves of different tea varieties before and after selenium treatment

2.3 不同茶樹品種在土培條件下聚硒能力

進一步對6個茶樹品種的聚硒能力進行土培驗證，結果見表4。

表4 不同茶樹品種在土培條件下葉片硒含量變化Table 4 Changes of selenium content in leaves of different tea varieties under soil culture conditions

同一土培條件下，56 d時聚硒能力依次為：中茶108＞龍井43＞紫陽群體種＞陜茶1號＞烏牛早＞龍井長葉。0 ～ 14 d，不同茶樹品種通過葉面噴施硒肥，其硒含量增長較快；14 ～ 28 d，四個茶樹品種（紫陽群體種、陜茶1號、中茶108、龍井長葉）硒含量仍為增長趨勢，但增速有所減緩，其原因可能是茶樹對硒的聚集能力有一定限度，也可能與茶樹的生長狀態有關。28 ～ 56 d，龍井43、中茶108、烏牛早和龍井長葉的硒含量持續增長，而紫陽群體種和陜茶1號硒含量有所下降。從茶樹生長狀況來看，紫陽群體種和陜茶1號的新芽、新根較少，長勢較龍井43、中茶108、烏牛早和龍井長葉要弱；同一培養環境下，龍井43、中茶108、烏牛早和龍井長葉對環境的適應能力較紫陽群體種和陜茶1號要強。與CK相比，葉面噴施硒肥，可顯著提高茶葉硒含量，且葉面累積硒的能力大于水培條件中茶樹根聚集硒的能力（表2，表4）。土培條件下不同茶樹品種生化成分的變化與水培條件變化相似。

3 結論與討論

本研究采用不同加硒濃度水培試驗篩選出的適宜加硒濃度為2.0 mg/L。采用2.0 mg/L含硒營養液比較了6個茶樹品種在水培盆栽條件下的聚硒能力，其大小依次為龍井43＞中茶108＞紫陽群體種＞陜茶1號＞烏牛早＞龍井長葉，龍井43的聚硒能力相對最強。對各茶樹品種進行生化成分測定發現，聚硒能力較強的茶樹品種茶多酚有所增加，游離氨基酸下降；聚硒能力較弱的品種茶多酚變化不明顯，游離氨基酸略有增加，水浸出物和咖啡堿無明顯變化規律。考慮到春茶至夏茶間隔期較短及土壤增施硒肥耗時長、見效慢等特點，為后續綜合提升茶樹資源利用率，本文采取葉面噴施的方式對6種茶樹品種的聚硒能力進行土培驗證，結果為中茶108＞龍井43＞紫陽群體種＞陜茶1號＞烏牛早＞龍井長葉，與水培試驗相比，中茶108和龍井43的聚硒能力發生變化，即中茶108的聚硒能力大于龍井43，其余4種茶樹品種富硒能力順序不變，土培葉片生化成分的檢測結果與水培處理相比變化不大。

茶樹體內的硒主要分為有機硒和無機硒，其中有機硒占80%以上，主要以蛋白硒形態存在，而蛋白硒是硒原子通過取代硫氨基酸中的硫原子而合成；除蛋白硒外，植物中的一部分有機硒是以蛋氨酸、RNA、多糖果膠、多酚化合物等形態存在。本文以Na2SeO3為硒肥，水培條件下根部增施硒肥，茶樹根部吸收SeO2-3并轉化為SeO42-和其他硒化物，再通過水上部分運輸至葉片，在葉片線粒體和葉綠體內將無機硒轉化為有機硒。結果表明，土培葉面噴施硒肥的增硒效果較水培根施硒肥效果更好，原因可能與無機硒在葉面直接轉化的速度更快有關。

不同茶樹種質資源因具有不同的生物學特性而表現出對硒的吸收與聚集能力存在不同程度的差異。本研究通過根施硒肥的水培處理及葉面噴施硒肥的土培處理，得出中茶108和龍井43聚硒能力相對較強，紫陽群體種和陜茶1號次之，烏牛早和龍井長葉相對較弱。這與王朝陽等[26]的研究結果不一致，原因可能與茶樹栽培基質中硒的分布、施硒肥的方式、茶樹培養時間以及茶葉取樣方式等有關，后續本研究將通過延長茶苗培養時間及在田間試驗的方法進行優化、完善，以期在土壤硒含量較高的安康地區，通過栽培聚硒茶樹品種，生產加工出穩定優質的富硒茶葉產品。