申加枝+張新富+胡建輝

摘要：以平陽特早一年生茶樹幼苗為試驗(yàn)材料，設(shè)置90、150、210、270 mg/L Ca2+濃度進(jìn)行鈣過量水培培養(yǎng)，研究其對(duì)茶樹幼苗、新梢主要品質(zhì)成分的動(dòng)態(tài)影響，同時(shí)測(cè)定了根系形態(tài)的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明，鈣過量處理前2周，茶多酚含量在較低鈣過量（90、150 mg/L）條件下增加，這可能是茶多酚作為抗氧化劑對(duì)鈣過量脅迫的抗性；氨基酸含量從第三周開始表現(xiàn)出下降，且隨著處理時(shí)間的增加，下降幅度越大；咖啡堿含量處理第一周即出現(xiàn)下降，隨著處理時(shí)間的增加，下降幅度增大。鈣過量對(duì)根系的傷害主要表現(xiàn)在根尖數(shù)減少和較高Ca2+濃度（210、270 mg/L）條件下，根系表面會(huì)附著一層白色黏膜抑制新根的生長(zhǎng)。鈣過量處理可直接造成茶樹根系吸收根的衰亡，進(jìn)而逐步影響到茶樹新梢品質(zhì)成分的合成。

關(guān)鍵詞：茶樹；鈣過量；新稍；品質(zhì)成分；根系

中圖分類號(hào)：S571.1；Q493 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）17-4108-04

Dynamic Effects of Excessive Calcium on Biochemical Components in Young

Shoots and Root Growth of Tea

SHEN Jia-zhi，ZHANG Xin-fu，HU Jian-hui

（College of Horticulture， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109， Shandong， China）

Abstract： Ca2+ concentration was applied at 90，150，210， 270 mg/L with hydroponic method to study the effects of excessive calcium treatment on the main biochemical components in young shoots of annual Pingyangtezao tea seedlings. Dynamic changes of morphological growth of tea root were determined. The results showed that content of tea polyphenols increased at 90 mg/L and 150 mg/L of Ca2+ concentration in the first two weeks， which might be one of resistance mechanisms of tea polyphenols as antioxidant to excessive calcium stress. Contents of amino acids had a downward trend from the third week. Caffeine content appeared to decrease from the first week. The decreasing trend of content of amino acids and caffeine increased with the time extension of excessive calcium treatment. The effects of excessive calcium on roots damage were mainly focused on the decrease of root tip number. The root surface was covered with white mucosa at higher Ca2+ concentration （210，270 mg/L）， which would restrain the growth of the new root. Excessive calcium treatment can directly cause the decline of tea tree absorb root， and then affect the synthesis of biochemical components in young shoots.

Key words： tea tree； excessive calcium； young shoots； biochemical components； roots

對(duì)鈣的存在不適應(yīng)的植物稱為嫌鈣植物，土壤中過多的鈣質(zhì)（特別是碳酸鈣）會(huì)妨礙其生長(zhǎng)發(fā)育[1]。茶樹是一種嫌鈣植物，對(duì)鈣的需求比一般作物低得多，過多的鈣會(huì)造成“鈣害”[2]。山東省是江北茶區(qū)產(chǎn)茶大省，是我國(guó)有名的優(yōu)質(zhì)綠茶產(chǎn)區(qū)。青島市地理緯度較高，晝夜溫差大，所產(chǎn)綠茶具有葉片厚、滋味濃、香氣高、耐沖泡等特點(diǎn)。近年來，青島市茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，嶗山、膠南、即墨等地茶園種植區(qū)域不斷擴(kuò)大，但我省土壤中活性鈣含量普遍較高，如青島市土壤交換性鈣含量平均為4.08 g/kg[3]。王躍華等[4]研究表明，鈣過量可引起光合系統(tǒng)膜結(jié)構(gòu)的破壞，導(dǎo)致電子傳遞鏈?zhǔn)茏?，茶樹葉片光能利用效率降低，從而影響茶樹新梢的生長(zhǎng)，成為制約高鈣土壤茶區(qū)無性系茶樹種植規(guī)模擴(kuò)大的關(guān)鍵因素。有關(guān)茶樹主要品質(zhì)成分在鈣過量條件下的代謝情況鮮見研究。平陽特早茶樹屬中葉類、灌木型、特早生種，扦插繁殖成活率高，抗逆性和抗寒性強(qiáng)，目前在青島及周邊茶區(qū)表現(xiàn)良好。本試驗(yàn)以一年生無性系平陽特早茶樹幼苗為材料，采用水培研究鈣過量對(duì)其主要品質(zhì)成分的動(dòng)態(tài)影響，旨在探討鈣過量條件下茶樹主要生化成分的代謝情況，為高鈣土壤茶區(qū)發(fā)展新建茶園提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用水培法對(duì)一年生平陽特早茶樹幼苗進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)液采用茶樹水培的標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液配方[5]，水培裝置見圖1。水培槽用增氧泵通氣，每天通風(fēng)通氣8～10 h，每7 d換一次營(yíng)養(yǎng)液。緩苗培養(yǎng)10 d后，分別設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)液鈣濃度（30 mg/L）及4個(gè)鈣過量鈣濃度（90、150、210、270 mg/L）的培養(yǎng)液對(duì)試驗(yàn)茶苗進(jìn)行處理。5個(gè)鈣濃度處理分別編號(hào)為CK、T1、T2、T3、T4，試驗(yàn)選用乙酸鈣替代硝酸鈣進(jìn)行鈣處理。每個(gè)水培槽設(shè)置一個(gè)處理，水培槽為藍(lán)色不透光的長(zhǎng)方形聚乙烯塑料箱（70 cm×45 cm×20 cm），每個(gè)水培槽定植茶苗60株（分為5組，每周采樣12株），5個(gè)處理300株，3次重復(fù)，共計(jì)用苗900株。茶苗由青島農(nóng)業(yè)大學(xué)即墨茶葉基地提供，水培試驗(yàn)于2013年在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)試驗(yàn)基地日光溫室內(nèi)進(jìn)行。

茶樣制備：鈣過量處理7 d后開始采樣，每周采樣一次，連續(xù)采樣5周，茶樹新梢采摘標(biāo)準(zhǔn)為一芽二葉，蒸鍋蒸汽殺青120 s，烘箱烘干，樣品裝入自封袋，于-10 ℃冰柜中保存，用于比較相同處理時(shí)間（1～5周）后，鈣過量處理相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液處理對(duì)茶苗生化成分的影響。

茶苗根系分析取樣：每個(gè)處理隨機(jī)挑選5株茶苗并分別標(biāo)記。處理開始后，每周測(cè)定一次，連續(xù)測(cè)定5周，測(cè)定前將茶樹幼苗根系洗凈后進(jìn)行根系形態(tài)特征分析，每次測(cè)定完成后，將分析數(shù)據(jù)分類保存，并將上述標(biāo)記茶樹幼苗分別置于相應(yīng)的水培槽中繼續(xù)培育，以供下次根系分析。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

茶湯制備：將烘干的茶樣，在磨碎機(jī)中磨成粉末過40目篩，分別稱取0.600 0 g粉碎茶樣置于100 mL錐形瓶中，加入約80 mL沸水，在恒溫水浴鍋中100 ℃水浴45 min，每隔10 min搖晃一次，使茶樣中的內(nèi)含成分被充分浸提。浸提結(jié)束后，浸提液趁熱抽濾，殘?jiān)脽崛ルx子水洗滌2～3次，濾液冷卻后定容至100 mL容量瓶中。

茶多酚總量的測(cè)定參照GB/T 8313—2002，采用酒石酸亞鐵比色法。游離氨基酸總量測(cè)定參照GB/T 8314—2002，采用茚三酮比色法。兒茶素、咖啡堿含量的測(cè)定采用高效液相色譜法，參考GB/T 8313—2008的檢測(cè)方法，并略作修改。流動(dòng)相A：乙腈90 mL，乙酸20 mL，10 mg/mL EDTA溶液2 mL，去離子水定容到1 000 mL；流動(dòng)相B：甲醇。色譜條件：檢測(cè)波長(zhǎng)278 nm，柱溫35 ℃，流速1 mL/min，進(jìn)樣量40 μL，運(yùn)行時(shí)間45 min。梯度條件如表1所示。

茶葉中茶氨酸含量測(cè)定采用高效液相色譜法[6]。色譜儀為Agilent 1100 Series，色譜柱Symmetry-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm），流動(dòng)相為0.05%三氟乙酸水溶液，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣量為10 μL，檢測(cè)波長(zhǎng)為203 nm，柱溫30 ℃，檢測(cè)時(shí)間10 min。每次進(jìn)樣結(jié)束后，用乙腈沖洗色譜柱10 min，然后用流動(dòng)相平衡色譜柱約10 min，至基線平穩(wěn)，再進(jìn)行下一組樣品的測(cè)量。

茶樹幼苗根系形態(tài)分析，采用多功能根系掃描分析儀（EPSON Perfection Flatbed Scanner V700/V900）進(jìn)行測(cè)定，分析總根長(zhǎng)、總表面積、平均直徑、 根尖數(shù)等指標(biāo)。

各處理均進(jìn)行3次重復(fù)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用MS Excel 2003、SAS V8.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用LSD法檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 鈣過量對(duì)茶多酚含量及兒茶素組成的動(dòng)態(tài)影響

前2周鈣過量處理與對(duì)照茶葉茶多酚含量差異顯著，之后差異不顯著（表2）。鈣過量處理前2周，隨著鈣離子濃度的增加，茶多酚含量均表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，T2處理茶多酚含量最高，分別達(dá)到27.51%和27.15%；鈣過量處理3～5周，這種趨勢(shì)發(fā)生改變，處理間茶多酚含量差異均不顯著。兒茶素總量的變化趨勢(shì)與茶多酚一致，經(jīng)過前2周鈣過量處理，茶苗新梢兒茶素的組成如圖2所示，鈣過量條件下表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）和表兒茶素沒食子酸酯（ECG）的變化比較大，其他兒茶素變化較小，因此，鈣過量處理?xiàng)l件下兒茶素總量的變化主要是EGCG和ECG引起的。

2.2 鈣過量對(duì)游離氨基酸、茶氨酸含量的動(dòng)態(tài)影響

鈣過量處理前2周各處理間茶葉游離氨基酸和茶氨酸含量差異不顯著，處理3周后二者含量均開始表現(xiàn)出差異（表3）。處理前2周，游離氨基酸和茶氨酸含量一直比較穩(wěn)定，變化幅度很?。粡牡谌苤恋谖逯?，與對(duì)照相比，游離氨基酸和茶氨酸含量隨著鈣離子濃度的增加顯著降低；處理第三周，150 mg/L鈣離子濃度（T2）處理?xiàng)l件下開始顯著下降；而處理第四周和第五周，90 mg/L鈣離子濃度（T1）處理?xiàng)l件下即開始顯著下降。

2.3 鈣過量對(duì)咖啡堿含量的動(dòng)態(tài)影響

與對(duì)照相比，茶葉中咖啡堿含量在鈣過量處理?xiàng)l件下存在明顯差異（表4）。從第一周至第五周，隨著鈣離子濃度的增加，咖啡堿含量均出現(xiàn)不同程度的下降。其中前3周咖啡堿含量下降幅度較小；而處理第四周后，咖啡堿含量出現(xiàn)大幅度下降，與對(duì)照相比，T1處理?xiàng)l件下即開始出現(xiàn)顯著下降，T4處理?xiàng)l件下咖啡堿含量下降0.43個(gè)百分點(diǎn)。

2.4 鈣過量對(duì)根系形態(tài)的動(dòng)態(tài)影響

植物地上部分的生長(zhǎng)發(fā)育與根系關(guān)系密切，本試驗(yàn)在測(cè)定茶苗新梢品質(zhì)成分的同時(shí)，利用根系分析儀對(duì)根系總根長(zhǎng)、總表面積、平均直徑、根尖數(shù)進(jìn)行了分析。鈣過量處理對(duì)根系的影響主要表現(xiàn)在根尖數(shù)的顯著減少，而總根長(zhǎng)、總表面積及平均直徑的變化不顯著（表4）。根尖數(shù)的減少幅度隨著鈣離子濃度的增加而增加，T1處理?xiàng)l件下，經(jīng)過5周培養(yǎng)，相對(duì)于第一周，根尖數(shù)減少了67.4，T4處理?xiàng)l件下根尖數(shù)減少量為99.80。隨著鈣過量處理時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)，茶樹根系的吸收根不斷衰亡，直至根系失去吸收功能，同時(shí)茶樹新梢也逐步干枯。

3 討論和結(jié)論

Ca2+被認(rèn)為參與促進(jìn)細(xì)胞壁增厚、植物防御素合成及改變活性氧[7]。植物在正常的生長(zhǎng)情況下，活性氧的產(chǎn)生和清除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。鈣過量脅迫可引起茶樹光合系統(tǒng)膜結(jié)構(gòu)的破壞，而葉綠體和線粒體是植物體內(nèi)活性氧產(chǎn)生的主要部位[8]，脅迫處理增加了植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生。植物體內(nèi)存在的負(fù)責(zé)清除活性氧產(chǎn)生的抗氧化系統(tǒng)由兩部分組成，即抗氧化酶類和抗氧化劑類，二者在植物體內(nèi)都可清除活性氧。茶多酚是一類以兒茶素類為主體的類黃酮化合物，具有C6-C3-C6碳骨架結(jié)構(gòu)，是重要的天然抗氧化性物質(zhì)，可對(duì)活性氧起到一定的清除作用[9]。本試驗(yàn)中，鈣過量脅迫處理初期，較低鈣濃度（90、150 mg/L）條件下，茶樹體內(nèi)茶多酚含量的增加可在一定程度上降低脅迫造成的危害，而隨著鈣濃度的增加或脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，茶多酚消耗量增加，含量逐步降低。

氨基酸是茶葉中的主要滋味物質(zhì)，能緩解茶的苦澀味，增強(qiáng)甜味，還可以轉(zhuǎn)化成各種香氣物質(zhì)，與茶葉品質(zhì)呈正相關(guān)[10，11]。茶氨酸是茶樹中含量最高的游離氨基酸，占茶葉干重的1%～2%[12]。茶氨酸是由根系吸收無機(jī)態(tài)氮，在茶根部由乙胺與L-谷氨酸生物合成，再經(jīng)由輸導(dǎo)組織運(yùn)往地上部分，最終運(yùn)往茶樹的各個(gè)組織[10]。高鈣土壤條件下，高濃度Ca2+會(huì)抑制嫌鈣植物對(duì)其他金屬離子的吸收、銨鹽的硝化，尤其是對(duì)有些嗜好氮肥的嫌鈣植物[13]。茶樹是典型的嫌鈣嗜氮植物，高濃度Ca2+勢(shì)必會(huì)抑制銨鹽的硝化；此外，鈣過量條件下，茶樹根系根尖數(shù)減少，且高Ca2+濃度下根系表面會(huì)附著一層白色黏膜，這些都會(huì)導(dǎo)致根系合成茶氨酸的能力下降。本試驗(yàn)中，鈣過量處理2周后，游離氨基酸、茶氨酸含量的顯著降低證明了該觀點(diǎn)。咖啡堿是茶葉中的另一重要滋味物質(zhì)，其與茶黃素以氫鍵締合后形成的復(fù)合物具有鮮爽味，是影響茶葉品質(zhì)的重要組分[14]。茶葉中的嘌呤可能是在葉綠體中從先質(zhì)直接合成，這些嘌呤又可以在這里轉(zhuǎn)化成咖啡堿[10]。王躍華等[4]研究表明，鈣過量脅迫導(dǎo)致葉綠體膜損傷，基質(zhì)類囊體片層變得松散，類囊體膜也受到不同程度的破壞。這勢(shì)必會(huì)影響咖啡堿的合成。此外，鈣過量條件下，茶樹根系根尖數(shù)減少，影響根系對(duì)氮素的吸收，從而影響到茶樹新梢中咖啡堿的合成。本試驗(yàn)中，鈣過量處理1周后，咖啡堿含量出現(xiàn)顯著降低。

茶樹根系中乳白色的吸收根是根中生命活動(dòng)最活躍的部分。根的伸長(zhǎng)、對(duì)水分和無機(jī)鹽的吸收、成熟組織的分化以及對(duì)重力與光線的反應(yīng)都發(fā)生于這一區(qū)域。吸收根在生長(zhǎng)發(fā)育過程中不斷衰亡更新[5]。嫌鈣植物的根細(xì)胞不能很好地控制過量胞質(zhì)鈣離子濃度，高鈣濃度下，位于等離子體膜中的陰離子通道關(guān)閉。胞質(zhì)鈣離子增加，而液泡中有機(jī)酸的釋放受到影響，液泡中有機(jī)酸的積累加劇，pH平衡遭到破壞[15]。這使得高鈣濃度對(duì)嫌鈣植物的傷害首先體現(xiàn)在根系上，根系分析中根尖數(shù)能夠反映吸收根的衰亡更新情況，本試驗(yàn)中，隨著鈣過量處理時(shí)間的增加，茶苗根系的根尖數(shù)不斷減少，這表明鈣過量條件下吸收根的衰亡占主導(dǎo)。由此表明，鈣過量脅迫處理初期，較低鈣濃度（90、150 mg/L）條件下，茶多酚可對(duì)脅迫傷害起到一定的抵御作用，隨著脅迫對(duì)根系傷害程度的增加，氨基酸、咖啡堿的合成逐步受到影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] ZOHLEN A， TYLER G. Immobilization of tissue iron on calcareous soil： Differences between calcicole and calcifuge plants[J]. Oikos，2000， 89（1）： 95-106.

[2] 吳 洵. 茶園土壤管理與施肥技術(shù)[M]. 北京： 金盾出版社， 2010.

[3] 楊 力，劉光棟，宋國(guó)菡，等.山東省土壤交換性鈣含量及分布[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998（4）：17-21.

[4] 王躍華，張麗霞，孫其遠(yuǎn).鈣過量對(duì)茶樹光合特性及葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2010（2）：432-438.

[5] 童啟慶.茶樹栽培學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2000.

[6] 朱小蘭，陳 波，羅旭彪，等.高效液相色譜法測(cè)定茶葉中的茶氨酸[J].色譜，2003，21（4）：400-402.

[7] CANDAN N， TARHAN L. Effects of calcium， stress on contents of chlorophyll and carotenoid， LPO levels， and antioxidant enzyme activities in Mentha[J]. Journal of Plant Nutrition，2005， 28（1）： 127-139.

[8] YAMAGUCHI T， BLUMWALD E. Developing salt-tolerant crop plants： Challenges and opportunities[J]. Trends in Plant Science，2005，10（12）： 615-620.

[9] 李 玲. 植物生理學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京： 科學(xué)出版社，2009.

[10] 苑曉春.茶葉生物化學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[11] CHU D C， KOBAYASHI K， JUNEJA L R， et al. Theanine—its synthesis， isolation， and physiological activity[A]. YAMAMOTO T， JUNEJA L R， CHU D C， et al. Chemistry and Application of Green Tea[C]. New York：CRC Press，1997.

[12] JUNEJA L R， CHU D， OKUBO T， et al. L-theanine—a unique amino acid of green tea and its relaxation effect in humans[J]. Trends in Food Science & Technology，1999， 10（6）： 199-204.

[13] TYLER G. Inability to solubilize phosphate in limestone soils—key factor controlling calcifuge habit of plants [J]. Plant and Soil，1992， 145（1）： 65-70.

[14] CHEN Q， GUO Z， ZHAO J. Identification of green teas （Camellia sinensis L.） quality level according to measurement of main catechins and caffeine contents by HPLC and support vector classification pattern recognition[J]. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis， 2008， 48（5）： 1321-1325.

[15] LEE J A. The calcicole-calcifuge problem revisited[J]. Advances in Botanical Research，1999，29：1-30.

3 討論和結(jié)論

Ca2+被認(rèn)為參與促進(jìn)細(xì)胞壁增厚、植物防御素合成及改變活性氧[7]。植物在正常的生長(zhǎng)情況下，活性氧的產(chǎn)生和清除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。鈣過量脅迫可引起茶樹光合系統(tǒng)膜結(jié)構(gòu)的破壞，而葉綠體和線粒體是植物體內(nèi)活性氧產(chǎn)生的主要部位[8]，脅迫處理增加了植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生。植物體內(nèi)存在的負(fù)責(zé)清除活性氧產(chǎn)生的抗氧化系統(tǒng)由兩部分組成，即抗氧化酶類和抗氧化劑類，二者在植物體內(nèi)都可清除活性氧。茶多酚是一類以兒茶素類為主體的類黃酮化合物，具有C6-C3-C6碳骨架結(jié)構(gòu)，是重要的天然抗氧化性物質(zhì)，可對(duì)活性氧起到一定的清除作用[9]。本試驗(yàn)中，鈣過量脅迫處理初期，較低鈣濃度（90、150 mg/L）條件下，茶樹體內(nèi)茶多酚含量的增加可在一定程度上降低脅迫造成的危害，而隨著鈣濃度的增加或脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，茶多酚消耗量增加，含量逐步降低。

氨基酸是茶葉中的主要滋味物質(zhì)，能緩解茶的苦澀味，增強(qiáng)甜味，還可以轉(zhuǎn)化成各種香氣物質(zhì)，與茶葉品質(zhì)呈正相關(guān)[10，11]。茶氨酸是茶樹中含量最高的游離氨基酸，占茶葉干重的1%～2%[12]。茶氨酸是由根系吸收無機(jī)態(tài)氮，在茶根部由乙胺與L-谷氨酸生物合成，再經(jīng)由輸導(dǎo)組織運(yùn)往地上部分，最終運(yùn)往茶樹的各個(gè)組織[10]。高鈣土壤條件下，高濃度Ca2+會(huì)抑制嫌鈣植物對(duì)其他金屬離子的吸收、銨鹽的硝化，尤其是對(duì)有些嗜好氮肥的嫌鈣植物[13]。茶樹是典型的嫌鈣嗜氮植物，高濃度Ca2+勢(shì)必會(huì)抑制銨鹽的硝化；此外，鈣過量條件下，茶樹根系根尖數(shù)減少，且高Ca2+濃度下根系表面會(huì)附著一層白色黏膜，這些都會(huì)導(dǎo)致根系合成茶氨酸的能力下降。本試驗(yàn)中，鈣過量處理2周后，游離氨基酸、茶氨酸含量的顯著降低證明了該觀點(diǎn)?？Х葔A是茶葉中的另一重要滋味物質(zhì)，其與茶黃素以氫鍵締合后形成的復(fù)合物具有鮮爽味，是影響茶葉品質(zhì)的重要組分[14]。茶葉中的嘌呤可能是在葉綠體中從先質(zhì)直接合成，這些嘌呤又可以在這里轉(zhuǎn)化成咖啡堿[10]。王躍華等[4]研究表明，鈣過量脅迫導(dǎo)致葉綠體膜損傷，基質(zhì)類囊體片層變得松散，類囊體膜也受到不同程度的破壞。這勢(shì)必會(huì)影響咖啡堿的合成。此外，鈣過量條件下，茶樹根系根尖數(shù)減少，影響根系對(duì)氮素的吸收，從而影響到茶樹新梢中咖啡堿的合成。本試驗(yàn)中，鈣過量處理1周后，咖啡堿含量出現(xiàn)顯著降低。

茶樹根系中乳白色的吸收根是根中生命活動(dòng)最活躍的部分。根的伸長(zhǎng)、對(duì)水分和無機(jī)鹽的吸收、成熟組織的分化以及對(duì)重力與光線的反應(yīng)都發(fā)生于這一區(qū)域。吸收根在生長(zhǎng)發(fā)育過程中不斷衰亡更新[5]。嫌鈣植物的根細(xì)胞不能很好地控制過量胞質(zhì)鈣離子濃度，高鈣濃度下，位于等離子體膜中的陰離子通道關(guān)閉。胞質(zhì)鈣離子增加，而液泡中有機(jī)酸的釋放受到影響，液泡中有機(jī)酸的積累加劇，pH平衡遭到破壞[15]。這使得高鈣濃度對(duì)嫌鈣植物的傷害首先體現(xiàn)在根系上，根系分析中根尖數(shù)能夠反映吸收根的衰亡更新情況，本試驗(yàn)中，隨著鈣過量處理時(shí)間的增加，茶苗根系的根尖數(shù)不斷減少，這表明鈣過量條件下吸收根的衰亡占主導(dǎo)。由此表明，鈣過量脅迫處理初期，較低鈣濃度（90、150 mg/L）條件下，茶多酚可對(duì)脅迫傷害起到一定的抵御作用，隨著脅迫對(duì)根系傷害程度的增加，氨基酸、咖啡堿的合成逐步受到影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] ZOHLEN A， TYLER G. Immobilization of tissue iron on calcareous soil： Differences between calcicole and calcifuge plants[J]. Oikos，2000， 89（1）： 95-106.

[2] 吳 洵. 茶園土壤管理與施肥技術(shù)[M]. 北京： 金盾出版社， 2010.

[3] 楊 力，劉光棟，宋國(guó)菡，等.山東省土壤交換性鈣含量及分布[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998（4）：17-21.

[4] 王躍華，張麗霞，孫其遠(yuǎn).鈣過量對(duì)茶樹光合特性及葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2010（2）：432-438.

[5] 童啟慶.茶樹栽培學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2000.

[6] 朱小蘭，陳 波，羅旭彪，等.高效液相色譜法測(cè)定茶葉中的茶氨酸[J].色譜，2003，21（4）：400-402.

[7] CANDAN N， TARHAN L. Effects of calcium， stress on contents of chlorophyll and carotenoid， LPO levels， and antioxidant enzyme activities in Mentha[J]. Journal of Plant Nutrition，2005， 28（1）： 127-139.

[8] YAMAGUCHI T， BLUMWALD E. Developing salt-tolerant crop plants： Challenges and opportunities[J]. Trends in Plant Science，2005，10（12）： 615-620.

[9] 李 玲. 植物生理學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京： 科學(xué)出版社，2009.

[10] 苑曉春.茶葉生物化學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[11] CHU D C， KOBAYASHI K， JUNEJA L R， et al. Theanine—its synthesis， isolation， and physiological activity[A]. YAMAMOTO T， JUNEJA L R， CHU D C， et al. Chemistry and Application of Green Tea[C]. New York：CRC Press，1997.

[12] JUNEJA L R， CHU D， OKUBO T， et al. L-theanine—a unique amino acid of green tea and its relaxation effect in humans[J]. Trends in Food Science & Technology，1999， 10（6）： 199-204.

[13] TYLER G. Inability to solubilize phosphate in limestone soils—key factor controlling calcifuge habit of plants [J]. Plant and Soil，1992， 145（1）： 65-70.

[14] CHEN Q， GUO Z， ZHAO J. Identification of green teas （Camellia sinensis L.） quality level according to measurement of main catechins and caffeine contents by HPLC and support vector classification pattern recognition[J]. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis， 2008， 48（5）： 1321-1325.

[15] LEE J A. The calcicole-calcifuge problem revisited[J]. Advances in Botanical Research，1999，29：1-30.

3 討論和結(jié)論

Ca2+被認(rèn)為參與促進(jìn)細(xì)胞壁增厚、植物防御素合成及改變活性氧[7]。植物在正常的生長(zhǎng)情況下，活性氧的產(chǎn)生和清除處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。鈣過量脅迫可引起茶樹光合系統(tǒng)膜結(jié)構(gòu)的破壞，而葉綠體和線粒體是植物體內(nèi)活性氧產(chǎn)生的主要部位[8]，脅迫處理增加了植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生。植物體內(nèi)存在的負(fù)責(zé)清除活性氧產(chǎn)生的抗氧化系統(tǒng)由兩部分組成，即抗氧化酶類和抗氧化劑類，二者在植物體內(nèi)都可清除活性氧。茶多酚是一類以兒茶素類為主體的類黃酮化合物，具有C6-C3-C6碳骨架結(jié)構(gòu)，是重要的天然抗氧化性物質(zhì)，可對(duì)活性氧起到一定的清除作用[9]。本試驗(yàn)中，鈣過量脅迫處理初期，較低鈣濃度（90、150 mg/L）條件下，茶樹體內(nèi)茶多酚含量的增加可在一定程度上降低脅迫造成的危害，而隨著鈣濃度的增加或脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，茶多酚消耗量增加，含量逐步降低。

氨基酸是茶葉中的主要滋味物質(zhì)，能緩解茶的苦澀味，增強(qiáng)甜味，還可以轉(zhuǎn)化成各種香氣物質(zhì)，與茶葉品質(zhì)呈正相關(guān)[10，11]。茶氨酸是茶樹中含量最高的游離氨基酸，占茶葉干重的1%～2%[12]。茶氨酸是由根系吸收無機(jī)態(tài)氮，在茶根部由乙胺與L-谷氨酸生物合成，再經(jīng)由輸導(dǎo)組織運(yùn)往地上部分，最終運(yùn)往茶樹的各個(gè)組織[10]。高鈣土壤條件下，高濃度Ca2+會(huì)抑制嫌鈣植物對(duì)其他金屬離子的吸收、銨鹽的硝化，尤其是對(duì)有些嗜好氮肥的嫌鈣植物[13]。茶樹是典型的嫌鈣嗜氮植物，高濃度Ca2+勢(shì)必會(huì)抑制銨鹽的硝化；此外，鈣過量條件下，茶樹根系根尖數(shù)減少，且高Ca2+濃度下根系表面會(huì)附著一層白色黏膜，這些都會(huì)導(dǎo)致根系合成茶氨酸的能力下降。本試驗(yàn)中，鈣過量處理2周后，游離氨基酸、茶氨酸含量的顯著降低證明了該觀點(diǎn)?？Х葔A是茶葉中的另一重要滋味物質(zhì)，其與茶黃素以氫鍵締合后形成的復(fù)合物具有鮮爽味，是影響茶葉品質(zhì)的重要組分[14]。茶葉中的嘌呤可能是在葉綠體中從先質(zhì)直接合成，這些嘌呤又可以在這里轉(zhuǎn)化成咖啡堿[10]。王躍華等[4]研究表明，鈣過量脅迫導(dǎo)致葉綠體膜損傷，基質(zhì)類囊體片層變得松散，類囊體膜也受到不同程度的破壞。這勢(shì)必會(huì)影響咖啡堿的合成。此外，鈣過量條件下，茶樹根系根尖數(shù)減少，影響根系對(duì)氮素的吸收，從而影響到茶樹新梢中咖啡堿的合成。本試驗(yàn)中，鈣過量處理1周后，咖啡堿含量出現(xiàn)顯著降低。

茶樹根系中乳白色的吸收根是根中生命活動(dòng)最活躍的部分。根的伸長(zhǎng)、對(duì)水分和無機(jī)鹽的吸收、成熟組織的分化以及對(duì)重力與光線的反應(yīng)都發(fā)生于這一區(qū)域。吸收根在生長(zhǎng)發(fā)育過程中不斷衰亡更新[5]。嫌鈣植物的根細(xì)胞不能很好地控制過量胞質(zhì)鈣離子濃度，高鈣濃度下，位于等離子體膜中的陰離子通道關(guān)閉。胞質(zhì)鈣離子增加，而液泡中有機(jī)酸的釋放受到影響，液泡中有機(jī)酸的積累加劇，pH平衡遭到破壞[15]。這使得高鈣濃度對(duì)嫌鈣植物的傷害首先體現(xiàn)在根系上，根系分析中根尖數(shù)能夠反映吸收根的衰亡更新情況，本試驗(yàn)中，隨著鈣過量處理時(shí)間的增加，茶苗根系的根尖數(shù)不斷減少，這表明鈣過量條件下吸收根的衰亡占主導(dǎo)。由此表明，鈣過量脅迫處理初期，較低鈣濃度（90、150 mg/L）條件下，茶多酚可對(duì)脅迫傷害起到一定的抵御作用，隨著脅迫對(duì)根系傷害程度的增加，氨基酸、咖啡堿的合成逐步受到影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] ZOHLEN A， TYLER G. Immobilization of tissue iron on calcareous soil： Differences between calcicole and calcifuge plants[J]. Oikos，2000， 89（1）： 95-106.

[2] 吳 洵. 茶園土壤管理與施肥技術(shù)[M]. 北京： 金盾出版社， 2010.

[3] 楊 力，劉光棟，宋國(guó)菡，等.山東省土壤交換性鈣含量及分布[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998（4）：17-21.

[4] 王躍華，張麗霞，孫其遠(yuǎn).鈣過量對(duì)茶樹光合特性及葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2010（2）：432-438.

[5] 童啟慶.茶樹栽培學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2000.

[6] 朱小蘭，陳 波，羅旭彪，等.高效液相色譜法測(cè)定茶葉中的茶氨酸[J].色譜，2003，21（4）：400-402.

[7] CANDAN N， TARHAN L. Effects of calcium， stress on contents of chlorophyll and carotenoid， LPO levels， and antioxidant enzyme activities in Mentha[J]. Journal of Plant Nutrition，2005， 28（1）： 127-139.

[8] YAMAGUCHI T， BLUMWALD E. Developing salt-tolerant crop plants： Challenges and opportunities[J]. Trends in Plant Science，2005，10（12）： 615-620.

[9] 李 玲. 植物生理學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京： 科學(xué)出版社，2009.

[10] 苑曉春.茶葉生物化學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[11] CHU D C， KOBAYASHI K， JUNEJA L R， et al. Theanine—its synthesis， isolation， and physiological activity[A]. YAMAMOTO T， JUNEJA L R， CHU D C， et al. Chemistry and Application of Green Tea[C]. New York：CRC Press，1997.

[12] JUNEJA L R， CHU D， OKUBO T， et al. L-theanine—a unique amino acid of green tea and its relaxation effect in humans[J]. Trends in Food Science & Technology，1999， 10（6）： 199-204.

[13] TYLER G. Inability to solubilize phosphate in limestone soils—key factor controlling calcifuge habit of plants [J]. Plant and Soil，1992， 145（1）： 65-70.

[14] CHEN Q， GUO Z， ZHAO J. Identification of green teas （Camellia sinensis L.） quality level according to measurement of main catechins and caffeine contents by HPLC and support vector classification pattern recognition[J]. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis， 2008， 48（5）： 1321-1325.

[15] LEE J A. The calcicole-calcifuge problem revisited[J]. Advances in Botanical Research，1999，29：1-30.