彭赞文,张立杰,程道品,刘 茜
1. 梧州学院,广西 梧州 543000;2. 桂林旅游学院,广西 桂林 541000
硒是人体必需的微量营养元素之一,具有增强人体免疫力、抗衰老和预防癌症等重要的生物学功能[1-2]。人体缺硒会导致40多种疾病,如癌症、贫血、脑血管疾病、白内障和糖尿病等[3-4]。经常饮茶,尤其是饮用富硒茶,可以改善人体的硒营养,起到提高免疫力与预防疾病的效果。茶树对硒元素具有很强的吸收和富集能力,能把非生物活性的无机硒转化为安全、有效的有机硒[5]。但茶叶自然富硒与土壤含硒量、土壤pH值以及茶树品种有密切的关系。湖北恩施[6]、陕西汉阴[7]、安徽皖南[8]、贵州都匀[9]、福建寿宁[10]、江西浮梁[11]及江苏宜兴[12]等茶区,土壤硒元素含量是其他地区的数倍到几十倍,是我国富硒茶生产地带,并已开发出多种富硒茶产品。茶叶硒含量与土壤硒含量之间呈显著正相关,且不同品种茶树对硒的富集能力存在显著差异[8,12]。
广西农产品产地土壤硒资源普查结果表明:广西大部分农产品产地土壤中含硒量丰富,具有得天独厚的硒资源优势[15]。梧州境内气候温和湿润,生态条件优良,是广西主要的茶叶生产地区和重要的出口茶叶生产基地[16]。本试验研究采集广西梧州市六堡茶产区茶园土壤样品和对应茶鲜叶样品进行检测与分析,以期探明六堡茶茶叶硒含量及其影响因素。
根据六堡茶主产区的分布情况,在广西梧州市境内的苍梧县、藤县、蒙山县和长洲区4个县( 区)的主要茶叶产地,选取26 个典型茶园(其中苍梧县18个、其他地区8个),采集了17个剖面土样(其中苍梧县9个剖面,其他地区8个剖面)和208个表层土样。表层土壤样品采用S形路线进行采样,每个茶园采集8 个土壤样品,每个采样点为大约30 m 半径内采集5 个采样分点(0 ~ 60 cm 深的土柱),利用“四分法”将每个采样点的5 个样品均匀混合为1个土样,每个土样质量为1.0 kg 左右。同时,选择代表性茶场采集剖面土样,分别为0 ~ 25 cm、25 ~ 50 cm、50 ~ 75 cm、75 ~ 100 cm、100~ 125 cm和125 ~ 150 cm。剔除土样里石块、根系和其他杂物后逐一进行编号,同时记录采样的相关信息。采集的土样经风干、剔除杂物后磨碎分别过20目和100目筛,备用待测。
选取11个典型具代表性茶园,在每个茶园选取3 ~ 4株健康、无病虫害茶树,分别采集茎、叶样品,样品鲜重大于1.0 kg。并按试验方法1.1,在距对应茶树根际15 cm的位置,均匀采集土壤表层0 ~ 60 cm 深的土样。所有样品均贴上标签,并做好相应记录,装入塑料自封袋备用。
土壤 pH值采用水浸提电位法测定;茶树的茎、叶以及表层土壤和剖面土壤样品中的Se元素含量,均采用电感藕合等离子体质谱仪(美国安捷伦科技有限公司,LC/ICP-MS7700X型)分析测定。
采用Microsoft Excel 2016及SPSS 19.0统计分析软件进行数据处理和差异显著性检验,并用Oringin 9.0软件进行绘图。
2.1.1 茶园表层土壤pH值和土壤硒含量
广西梧州26个六堡茶典型茶园土壤样品检测结果表明(表1),茶园表层土壤pH值变幅在3.71 ~ 5.65,平均值为4.56。茶园土壤pH平均值全部位于较为适宜的4.00 ~ 6.50, 51.8%的茶园土壤pH值位于最为适宜的4.50 ~ 5.50,达到优质高效高产茶园土壤要求[17]。仅有2个茶园的4个土壤样品pH值低于4.00。这可能是常年植茶土壤因长期耕作和施肥等因素,导致土壤酸化。
表1 六堡茶产区表层土壤pH值及土壤硒元素含量Table 1 pH value and selenium content of surface soil in Liubao tea producing areas
茶园表层土壤全硒平均含量变幅为0.25 ~5.09 mg/kg,平均值为2.28 mg/kg,高于全国土壤平均硒含量(0.29 mg/kg)和广西全区土壤表层硒含量(0.77 mg/kg)[18]。土壤平均硒含量大于富硒茶园0.4 mg/kg标准[19]的茶园有25个,土壤硒含量平均值大于0.77 mg/kg的茶园有23个。土壤硒元素的富集系数变幅在0.64 ~ 12.73(富集系数用土壤硒含量与富硒茶园标准0.40 mg/kg之比来表示),平均值为5.70, 富集系数大于1的茶园达到25个。可见,梧州六堡茶产区土壤富硒是生产天然富硒茶的先决条件,梧州市作为广西优质六堡茶的重要生产基地和出口基地,具有开发和生产天然、高产、优质富硒茶的明显优势。
2.1.2 茶园垂直剖面土壤中的硒含量
六堡茶产区不同茶园土壤剖面全硒含量垂直分布见表2。整体来看,0 ~ 25 cm、25 ~ 50 cm、50 ~ 75 cm、75 ~ 100 cm、100 ~ 125 cm和125 ~ 150 cm土壤全硒平均含量分别为1.95 mg/kg、1.90 mg/kg、1.86 mg/kg、1.88 mg/kg、1.85 mg/kg和1.86 mg/kg。各茶园上层和下层土壤全硒含量并未出现明显的趋向性增加或减少的情况,上层和下层土壤全硒含量比较接近。这表明六堡茶园硒在土壤剖面中的生物积累作用和土壤淋溶作用达到了基本动态平衡[19]。上层和下层土壤的全硒含量比较接近且处于比较高的水平,在17个茶园土壤垂直剖面中,有11个茶园上层和下层土壤全硒含量差异较小,其余6个茶园上层和下层土壤全硒含量差异比较大,整体上并未出现明显的趋向性增加或减少的情况。从茶树根系主要分布的各层土壤全硒含量整体平均值来看,0 ~ 25 cm、25 ~ 50 cm、50 ~75 cm和75 ~ 100 cm土壤全硒平均含量分别为1.95 mg/kg、1.90 mg/kg、1.86 mg/kg和1.88 mg/kg,上层和下层土壤全硒含量比较接近,且处于较高的水平,在一定程度上决定了六堡茶茶园土壤天然富硒的地域优势。
表2 六堡茶产区茶园垂直剖面土壤中硒元素含量 (mg/kg)Table 2 Selenium content in vertical profile soil of tea garden in Liubao tea producing areas (mg/kg)
对11个六堡茶典型茶园采集的土壤样品和茶叶、茶树枝条样品进行检测分析(六堡茶成品中含有一定数量的茶树枝条),结果见表3。鲜叶中硒含量在0.25 ~ 0.93 mg/kg,平均含量为0.63 mg/kg;茶树枝条中硒含量在0.20 ~ 0.84 mg/kg,平均含量为0.58 mg/kg。在检测分析茶园中,有91%的茶园茶叶和枝条硒含量超过富硒茶叶0.25 mg/kg的标准,说明六堡茶茶叶和枝条具备富硒茶的物质基础。六堡茶茶叶对土壤硒的富集系数在0.12 ~ 0.84,平均值为0.35,茶树枝条对土壤硒的富集系数在0.09 ~ 0.61,平均值为0.30,茶叶对硒的富集能力略高于枝条。
表3 茶鲜叶和枝条中硒的含量及其富集特征比较Table 3 Comparison of selenium content and seleniumenriching characteristics in tea leaves and branches
对梧州市六堡茶园24组茶鲜叶与茶园土壤硒含量、24组茶树枝条与茶园土壤硒含量数据进行相关性分析(图1),结果表明:茶鲜叶与土壤硒含量以及枝条与土壤硒含量均呈现极其显著正相关(p<0.01),二者的泊松相关系数分别为0.655和0.554。这表明土壤硒含量对六堡茶茶叶硒含量的影响明显,梧州可充分利用土壤硒元素资源来生产天然、优质的富硒六堡茶。
图1 茶园土壤硒和茶鲜叶及枝条硒含量的相关性Figure 1 Correlation of selenium content in tea garden soil and tea
广西梧州六堡茶产区茶园表层土壤全硒含量在0.25 ~ 5.09 mg/kg,平均值为2.28 mg/kg,96.2%的茶园土壤达到了富硒水平,且远高于全国和广西的平均值。梧州六堡茶大部分茶园土壤pH值位于较为适宜的4.0 ~ 6.5,有利于硒在土壤中的吸附与解析[8,13],有51.8%的茶园土壤pH值达到了优质高效高产茶园土壤要求。茶园土壤剖面中各土层之间全硒含量在1.85 ~ 1.95 mg/kg,也远高于富硒茶园的标准。大部分茶园上层和下层土壤全硒含量差异比较小,且处于较高的水平,土层之间的全硒含量没有显著差异,生物积累与淋溶作用处于基本平衡,这说明梧州地区土壤供硒能力比较强且稳定。
各茶园茶叶全硒含量在 0.25 ~ 0.93 mg/kg,平均含量为0.63 mg/kg;枝条中全硒含量在0.20~ 0.84 mg/kg,平均含量为0.58 mg/kg。茶叶、茶树枝条与土壤全硒含量均呈现极显著正相关,这表明土壤富硒是六堡茶富硒的主要原因。因此,较适宜的土壤pH值和富硒特征为生产富硒六堡茶提供优良环境基础。