夏 魏 劉 志 邵圣枝 聶 晶 李祖光 袁玉偉,? Karyne M.Rogers

(1浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所,浙江 杭州 310021;2 浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)與工程學(xué)院,浙江 杭州 310014;3 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品信息溯源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 310021;4新西蘭GNS國家同位素中心,惠靈頓 下哈特 5040 新西蘭)

在自然界,茶樹作為植物的一類,可以利用水、二氧化碳以及土壤中礦物質(zhì)進(jìn)行光合作用以及其他生命活動(dòng),從而調(diào)節(jié)能量與物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化并維持生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性[4]。其中,1H和D、12C和13C、16O和18O、14N和15N 屬于這些物質(zhì)的基本組分,它們之間雖無明顯化學(xué)性質(zhì)差異,但其物理性質(zhì)(氣相中傳導(dǎo)率、分子鍵能、生化合成和分解速率等)的差異會(huì)導(dǎo)致物質(zhì)反應(yīng)前后同位素組成產(chǎn)生明顯變化。以某種元素的不同同位素在物質(zhì)(物相)之間的分配產(chǎn)生不同同位素比值的現(xiàn)象稱為同位素分餾,如水蒸氣通過空氣進(jìn)行擴(kuò)散,CO2和H2O 通過葉片氣孔擴(kuò)散,植物吸收和同化NO3-、NH4+等無機(jī)鹽的過程等,都會(huì)發(fā)生同位素分餾現(xiàn)象[5-7]。而水、土壤中的礦物元素經(jīng)過溶解、沉淀、凝聚、絡(luò)合、吸附等過程,形成具有不同遷移轉(zhuǎn)化能力和不同形態(tài)的礦物質(zhì),使得它們在自然界的種類分布和含量不同,這也決定了環(huán)境中礦物元素的差異性[8],而不同地域的茶樹在生長過程中因環(huán)境的差異使其獲取的礦物元素產(chǎn)生相應(yīng)變化。因此,通過借助科學(xué)的分析方法,明確物質(zhì)間存在的差異特征及其相關(guān)性具有重要意義。

目前,穩(wěn)定同位素結(jié)合微量元素的分析技術(shù)已在多種農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地溯源和真假鑒別方面得到了廣泛應(yīng)用,如橄欖油[9]、獼猴桃[10]、蜂蜜[11]、牛肉[12]和茶葉[13]等。其中,茶樹是多年生經(jīng)濟(jì)作物,同種茶葉因生長地域不同其內(nèi)在品質(zhì)往往不同,這可能與其獨(dú)特的地理、氣候和環(huán)境有關(guān)[14]。相關(guān)研究表明,不同地域來源的動(dòng)植物體內(nèi)穩(wěn)定同位素組成受氣候、海拔、地形、水源、土壤、大氣成分及動(dòng)植物代謝類型等因素的影響,出現(xiàn)同位素分餾效應(yīng)而存在差異,產(chǎn)生的差異性具有一定指紋特征,能夠作為內(nèi)在的地理標(biāo)識(shí)[15-16]。如王潔等[17]采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀

(inductive coupled plasma atomic emission spectrometers,ICP-AES)、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(inductive coupled plasma mass spectrometers,ICP-MS)

和元素分析同位素質(zhì)譜聯(lián)用儀(elementary analyzerstable isotope ratio mass spectrometers,EA-IRMS)對(duì)西湖、越州和錢塘的龍井茶進(jìn)行測定分析,證實(shí)了不同產(chǎn)地茶葉中的礦物元素含量及穩(wěn)定同位素比率具有地域差異性;袁玉偉等[13]利用EA-IRMS對(duì)浙江、山東和福建茶葉進(jìn)行測定時(shí)發(fā)現(xiàn),茶葉中穩(wěn)定同位素δD和δ18O存在明顯差異;Ni 等[18]采用EA-IRMS和ICP-MS對(duì)浙江、山東和貴州等多個(gè)產(chǎn)地的扁形綠茶進(jìn)行測定分析,通過主成分分析(principal components analysis,PCA)和線性判別式分析(linear discriminant analysis,LDA)發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)區(qū)茶葉礦物元素和穩(wěn)定同位素具有特征性,以上研究僅顯示了不同產(chǎn)地茶葉的差異性及特征狀況。也有研究指出茶葉的差異特征與外界環(huán)境密切相關(guān),如占茉莉等[19]對(duì)不同產(chǎn)區(qū)的龍井茶進(jìn)行近紅外光譜分析,發(fā)現(xiàn)茶葉本身特征差異與產(chǎn)地氣候、地理環(huán)境等因素關(guān)系密切,但未探討茶葉與環(huán)境變量之間的關(guān)聯(lián)性。

本研究擬通過對(duì)山東日照和嶗山地區(qū)茶葉及其茶園土壤、灌溉水源中穩(wěn)定同位素和礦物元素進(jìn)行分析,比較兩地區(qū)4種穩(wěn)定同位素比值(δ13C、δ15N、δD和δ18O)和23種礦物元素(Na、Mg、Al、K、Ca和Sr 等)的區(qū)域特征,開展茶葉與產(chǎn)地環(huán)境中穩(wěn)定同位素和礦物元素特征的相關(guān)性研究,旨在了解茶葉與環(huán)境因子之間的關(guān)系,為茶葉原產(chǎn)地溯源技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茶葉、栽培土壤及灌溉水源樣本的采集地點(diǎn)為山東省日照和嶗山地區(qū),采樣時(shí)間為2014年5月。其中日照茶葉和土壤樣本各7個(gè),嶗山茶葉和栽培土壤樣本各3個(gè)(茶葉和栽培土壤樣本相對(duì)應(yīng)),日照和嶗山水源樣本分別采集6個(gè)和3個(gè)(水源主要為當(dāng)?shù)睾恿骱退畮?,樣本總計(jì)29個(gè),具體信息見表1。

表1 茶葉、土壤和水源樣本信息Table1 Information of tea,soil and water source samples

穩(wěn)定同位素比率分析采用國際原子能機(jī)構(gòu)(international atomic energy agency,IAEA,維也納,奧地利)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):CH-6(蔗糖,δ13CV-PDB= -10.449‰±0.033‰),IAEA-600(咖啡因,δ13CV-PDB=-27.771‰±0.043‰,δ15Nair= 1.0‰±0.2‰),IAEA-601(苯甲酸,δ18OV-SMOW= 23.14‰±0.19‰),IAEA-602(苯甲酸,δ18OV-SMOW=73.35‰±0.39‰),IAEA-N-2(硫酸銨,δ15Nair=20.3‰±0.2‰),IAEA-CH-7(聚乙烯,δ2HV-SMOW= - 100.3‰ ± 2.0‰);英國Elemental Microanalysis 公司的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):B2203(δ2HV-SMOW=-25.3‰±1.1‰)、B2155(δ15Nair=5.94‰±0.08‰),B2174(δ13CV-PDB=-37.421‰±0.017‰),進(jìn)行兩點(diǎn)法校正。氫氧化鈉(NaOH)和五氧化二磷(P2O5),德國密理博公司;玻璃碳,炭黑,氧化銅(CuO)、三氧化二鋁(Al2O3)、線狀還原銅、錫杯和銀杯(尺寸規(guī)格:4 mm×4 mm×11 mm),德國艾力蒙塔公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

Vario PYRO cube元素分析儀和Isoprime 100 型同位素比率質(zhì)譜儀,德國艾力蒙塔公司;FW100 型粉碎機(jī),天津泰斯特公司;CEM Mars 5 型微波消解儀,美國培安公司;X-seriesⅡ型ICP-MS,美國賽默飛世爾公司。

全詩想象奇特，雖是題畫之作，卻出入于畫面之外。首二句用夸張之語營造一種雄闊之勢，三、四句由整體轉(zhuǎn)向局部，描繪出峰頭禿樹萬笏朝天之勢。中間六句通過箕山老人前后氣色的轉(zhuǎn)變再次凸顯蓬萊峰的雄壯氣勢。接下來兩句用“忽然”一詞將觀者的視線由峰頂引至海邊平地。整幅畫面，有萬仞之高的險(xiǎn)峰，有平如江海般的平地。一高一低，一險(xiǎn)一緩，給人以強(qiáng)烈的視覺沖擊。后四句由畫闡發(fā)自我感悟，青峰、明月何須購買，本屬萬物。最后兩句化用蘇軾“我攜此石歸，袖中有東海”之句，與首句呼應(yīng)。

1.3 穩(wěn)定同位素比率檢測

1.3.1 碳、氮穩(wěn)定同位素測定 參照袁玉偉等[13]和劉志等[20]的方法,采用EA-IRMS 測定茶葉和土壤中δ13C和δ15N值。稱取2.0～4.0 mg (響應(yīng)度為2～10 nA)樣品至錫箔杯(4 mm×4 mm×11 mm)中,包樣后將樣品置于元素分析儀(vario PYRO cube)中,樣品中的碳元素和氮元素分別轉(zhuǎn)化為純凈的CO2和N2氣體,再經(jīng)稀釋后進(jìn)入同位素質(zhì)譜儀檢測。具體參數(shù):元素分析儀的氧化爐和還原爐溫度分別為920℃和600℃,氦氣吹掃流量230 mL·min-1;同位素質(zhì)譜檢測時(shí)間550 s,參考?xì)鉃楦呒兌?＞99.999%)N2和CO2。

1.3.2 氫、氧穩(wěn)定同位素的測定 參照袁玉偉等[13]和劉志等[20]的方法,采用EA-IRMS 測定茶葉和水源樣品中的δ18O和δD值。稱取0.3～0.6 mg 樣品于銀杯(4 mm×4 mm×11 mm)中,包好后置于元素分析儀中,經(jīng)燃燒爐產(chǎn)生的H2和CO 進(jìn)入同位素質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測。具體參數(shù):He 流量125 mL·min-1,燃燒爐溫度1 450℃;同位素質(zhì)譜檢測時(shí)間950 s,參考?xì)鉃楦呒兌?＞99.999%)O2和H2。

1.3.3 穩(wěn)定同位素比率計(jì)算 由于自然界中重同位素自然豐度相對(duì)極低,導(dǎo)致試驗(yàn)儀器獲取的穩(wěn)定同位素比率值(R)極小。國際上,通常將已知同位素比率的標(biāo)準(zhǔn)品作為參照,計(jì)算未知樣本中穩(wěn)定同位素比率的相對(duì)值。計(jì)算公式為:

式中,R樣品為所測樣品中重同位素與輕同位素的豐度比,即13C/12C、15N/14N、18O/16O、2H/1H;R標(biāo)準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)樣品中重同位素與輕同位素的豐度比。

測試數(shù)據(jù)均采用兩點(diǎn)校正法定值,即δ13CV-PDB采用IAEA 穩(wěn)定同位素比率初級(jí)標(biāo)準(zhǔn)品CH-6、IAEA-600 進(jìn)行兩點(diǎn)法校正,δ15Nair采用IAEA-N-2、IAEA-600標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校正,δ18OV-SMOW采用IAEA - 601、IAEA-602標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校正,δ2HV-SMOW采用B2203、CH-7標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校正。

1.3.4 礦物元素的測定 參照邵圣枝等[21]的方法。稱取0.4～0.6 g 樣品于微波消解內(nèi)罐中,加入4.0 mL硝酸(2.0 mol·L-1),靜置10 h 以上,待消解完全;再加入2 mL 雙氧水,20 min后,加蓋套防爆外套,進(jìn)微波消解儀,采用溫度控制模式,先升溫至120℃保持5 min,然后升溫至185℃保持30 min,再升溫至190℃保持5 min,結(jié)束待冷卻后,取出內(nèi)罐,開蓋置于專用石墨加入器中,然后進(jìn)行趕酸處理,將待測樣品蒸至快干時(shí),加入0.5 mL 去離子水,如此反復(fù)2 次,至樣品蒸至快干時(shí),取下冷卻,加入適量1%稀硝酸,在加熱板上溶解剩余殘?jiān)?用超純水將消解液轉(zhuǎn)至25 mL 離心管中,定容后過濾,采用ICP-MS 進(jìn)行測定,用銠和錸作內(nèi)標(biāo)溶液(1 ng·mL-1) 進(jìn)行監(jiān)控和校正儀器漂移。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016 整理數(shù)據(jù)并制圖,采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行顯著性分析(P＜0.05),熱圖采用Matlab 2009b軟件制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶葉、土壤和水源中4種穩(wěn)定同位素比率特征

穩(wěn)定同位素特征分析是基于同位素的自然分餾效應(yīng),主要受環(huán)境、地形、氣候、土壤和生物代謝類型等影響而發(fā)生不同的分餾作用,利用同位素的比率差異揭示某部分區(qū)域特征[15-16]。由表2可知,日照和嶗山兩地茶葉穩(wěn)定同位素δ13C 差異不大,同位素值比率的變化幅度為0.1‰,而日照茶葉中δD和δ18O 高于嶗山,差值分別為3.9‰和1.9‰,具有一定的差異特征,兩地區(qū)δ15N值呈現(xiàn)較大的差異,日照和嶗山分別為4.8‰和2.9‰;在栽培土壤樣本中,嶗山地區(qū)的δ13C略高于日照,δ13C 差值為1.6‰,兩地δ15N 差異較大,日照和嶗山δ15N 分別為0.7‰和7.0‰;兩地區(qū)水源的δ18O 差異較小,差值僅為0.3‰,日照δD 低于嶗山,δD 差值為5.3‰。在日照和嶗山茶葉樣本的4種穩(wěn)定同位素分析中發(fā)現(xiàn)只有δ13C 具有顯著差異(P=0.045),可作為兩地區(qū)產(chǎn)地判別的依據(jù)。

表2 茶葉、土壤和水源中4種穩(wěn)定同位素比率特征Table2 Four stable isotope ratio signatures of tea,soil and water source

2.2 茶葉、土壤和水源中礦物元素含量特征

茶葉中礦物元素含量主要與其生長的土壤環(huán)境和人類生產(chǎn)活動(dòng)(施肥、噴藥等)密切相關(guān)[22]。由表3可知,兩地區(qū)的茶葉、栽培土壤和灌溉水源中23種礦物元素含量各不相同。在兩地區(qū)的栽培土壤樣本中,6種常量礦物元素(Na、Mg、Al、K、Ca、Fe)的含量相對(duì)較高,范圍為2.18～41.18 g·kg-1。其中,日照地區(qū)栽培土壤樣本中Mg、Ca、Fe 礦物元素含量高于嶗山,但Na、Al、K元素含量差異不大。兩地區(qū)的栽培土壤中其余17種微量元素(Li、Be、Mo、Ag 等)的含量均低于1 g·kg-1,其中礦物元素Mn、Pb、Rb 等含量差異不明顯,只有V 在兩地差異較大。兩地區(qū)茶葉中,K含量最高,范圍為17.46～19.19 g·kg-1,其次是Mg、Ca和Mn,含量范圍為0.91～2.99 g·kg-1,其余微量礦物元素含量均低于0.25 g·kg-1。對(duì)比發(fā)現(xiàn),日照地區(qū)茶葉中K、Ca、Ga、Zn和Cr 等礦物元素含量高于嶗山,而日照地區(qū)茶葉中Mg、Ni、Cu 等礦物元素含量則低于嶗山。兩地區(qū)茶葉中Na含量差異顯著(P＜0.05),含量分別為0.11和0.03 g·kg-1,其他多數(shù)礦物元素差異不顯著(P＞0.05)。兩地區(qū)水源中僅有Na、Mg、Al、Ca和Cr 等礦物元素具有一定的區(qū)域性差異,如兩地區(qū)水源中Mg元素含量分別為9.48和7.57 g·kg-1,但多數(shù)礦物元素含量較低,不適合作為產(chǎn)地特征對(duì)比元素。

2.3 茶葉中穩(wěn)定同位素和礦物元素與其茶園土壤、灌溉水源相關(guān)性分析

由圖1-A可知,茶葉與土壤δ13C值的相關(guān)系數(shù)R2僅為0.289 5,僅呈微弱的相關(guān)性;由圖1-B可知,茶葉與土壤δ15N值的相關(guān)系數(shù)R2為0.450 7,呈現(xiàn)一定的相關(guān)性;由圖1-C、D可知,茶葉與灌溉水源δD和δ18O值相關(guān)系數(shù)R2分別為0.021 4和0.156 2,均無明顯相關(guān)性。在茶葉和土壤中4種穩(wěn)定同位素具有不同的相關(guān)性,如圖2所示,茶葉中δ18O與土壤中δ13C 呈較強(qiáng)正相關(guān),而與土壤中δ15N 呈較強(qiáng)負(fù)相關(guān)。同樣,礦物元素在茶葉與土壤中具有不同的累積規(guī)律,如茶葉中Cu與土壤中Rb,以及茶葉中Mo和Cs與土壤中Cd均呈較強(qiáng)正相關(guān);而較多礦物元素在茶葉與土壤之間呈較強(qiáng)負(fù)相關(guān),如茶葉中Sr、K、Fe、Ba與土壤中Na、Ca、Cr、Co 等元素,土壤中K、Be、Mo與茶葉中Mg、Al、V、Co、Fe 等元素均呈負(fù)相關(guān)。

3 討論

通過對(duì)茶葉和土壤中礦物元素的相關(guān)性研究可知其富集性和排他性。本研究結(jié)果表明,在同種礦物元素分析中,茶葉與土壤中Cd、Li、Co、Sr、Mo 具有一定相關(guān)性,進(jìn)一步分析可知茶葉和土壤中Cd、Li 共存性較強(qiáng),而Co、Sr、Mo 共存性較弱;在不同種礦物元素分析中,土壤中Rb與茶葉中Gu、Zn,以及土壤中Cd與茶葉中Mo、Cs 共存性較強(qiáng),而土壤中Mg、Mn與茶葉中K、Na 無明顯關(guān)聯(lián)。李紅英等[22]研究發(fā)現(xiàn)小麥和玉米中Cu、Cd與相應(yīng)土壤中該元素相關(guān)性較強(qiáng)(R2＞0.7),鹿保鑫等[23]在大豆8種微量元素研究中發(fā)現(xiàn)同一產(chǎn)地的大豆與相應(yīng)土壤中K、Ca、Zn、Cu、Mn 具有顯著相關(guān)性。本研究與李紅英等[22]的研究結(jié)果一致,即在同種礦物元素的分析中,茶葉和土壤中Cd 相關(guān)性較強(qiáng),但與鹿保鑫等[23]的研究結(jié)果存在差異,即未發(fā)現(xiàn)茶葉和土壤中Cu 具有較強(qiáng)相關(guān)性,這可能是由于兩者為不同植物,且茶樹是多年生植物,大豆、玉米和小麥?zhǔn)且荒晟参?植物生命周期不同也會(huì)導(dǎo)致其生理代謝產(chǎn)物不同。

表3 茶葉、土壤和水源中23種礦物元素的含量Table3 Content of 23 mineral elements in tea,soil and water

茶葉生長過程中,通過植物體光合作用吸收空氣中CO2合成有機(jī)物,因而植物體中C 同位素比值理論上與空氣CO2中C 同位素比值相同。但研究發(fā)現(xiàn),土壤中有機(jī)質(zhì)微生物分解產(chǎn)生的烴類氣體(如甲烷)和無機(jī)碳酸根離子(如CO32-,HCO3-等),也能作為植物光合作用的可用碳源。因此,探討茶葉與土壤中C 同位素的相關(guān)性,能夠深入了解茶葉植物體光合作用過程中C 同位素的生態(tài)循環(huán)機(jī)理。本研究通過熱圖多重相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),茶葉與栽培土壤中δ13C 呈較弱負(fù)相關(guān),與水源中δ18O 幾乎無相關(guān)性,可見茶葉中C、O元素與相應(yīng)栽培土壤、水源無密切關(guān)系。由此可知,土壤中微生物活動(dòng)和無機(jī)碳源在茶葉光合作用中所占比重不大,植物體中C 主要來源于光合作用過程吸收的CO2。且由植物光合作用原理可知,CO2是暗反應(yīng)階段合成有機(jī)物(多糖類)的重要物質(zhì),H2O 參與光反應(yīng)生成的O2被釋放于外界空氣,由此推斷,茶葉中轉(zhuǎn)化累積的O元素不是主要來源于H2O,而是來源于CO2,此研究結(jié)果與植物光合作用反應(yīng)機(jī)理相符合。

N是植物重要的生源要素,植物體吸收環(huán)境介質(zhì)中含NO3-的無機(jī)鹽類物質(zhì),通過生物固氮合成有機(jī)物和氨基酸,但在此過程中N 同位素分餾較小。在日照和嶗山茶葉的研究中對(duì)其N 穩(wěn)定同位素值特征進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)兩地區(qū)栽培土壤的δ15N值差異較大,主要?dú)w因于產(chǎn)地間農(nóng)業(yè)活動(dòng)(施肥種類、茶樹年齡)的差異。茶葉與栽培土壤中δ15N值呈現(xiàn)一定的相關(guān)性,可知茶葉中N 同位素與栽培土壤關(guān)系密切。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,農(nóng)作物中15N 主要來源于栽培土壤,施用人工合成肥料會(huì)使農(nóng)作物中15N 貧化,不同茶園間施肥方式和栽培時(shí)間不同,會(huì)導(dǎo)致不同地域間茶葉的δ15N 出現(xiàn)差異[24-26]。

圖1 茶葉與土壤(δ13C,δ15N)和水源(δD,δ18O)中穩(wěn)定同位素的相關(guān)性Fig.1 Correlation of stable isotopes ratios of tea with soil (δ13C,δ15N) and water (δD,δ18O)

H、O 同位素主要受大氣蒸發(fā)、植物蒸騰等物理過程分餾的影響,其中,O 同位素還受植物體光合作用和呼吸作用以及空間上緯度效應(yīng)、大陸效應(yīng)和高度效應(yīng)的分餾影響[27]。本研究結(jié)果表明,兩地區(qū)灌溉水源中δ18O 差異不大,可能是由于日照和嶗山地理位置相近,導(dǎo)致δ18O 分餾效應(yīng)較弱。茶葉與灌溉水源中δD和δ18O 幾乎無相關(guān)性,但有研究報(bào)道,植物體的水一般通過河流、地表水直接獲取,但本研究結(jié)果未直接反映出此現(xiàn)象,這可能是由于植物體吸收灌溉水后,其葉片蒸騰過程對(duì)H 同位素的分餾影響較大,而葉片光合作用和呼吸過程對(duì)O 同位素的分餾影響更為顯著,導(dǎo)致灌溉水源與植物體中H、O 同位素比率不一致[28-29]。相關(guān)研究表明,H、O 同位素參與大氣、水循環(huán)程度較高,影響其分餾因素較多,如降雨、經(jīng)緯度、海拔高度和離海岸距離等,這些因素都易造成區(qū)域之間H、O 同位素的天然分餾,引起植物體獲取的H、O 同位素出現(xiàn)差異[20,30]。因此,進(jìn)一步探究氣象因子和空間尺度對(duì)茶葉中穩(wěn)定同位素分餾影響具有一定的價(jià)值。

4 結(jié)論

本研究通過測定茶葉及其茶園土壤和灌溉水源中4種穩(wěn)定同位素比率(δ13C、δ15N、δD和δ18O)和23種礦物元素含量(Na、Mg、Al、K、Ca和Sr 等),探討日照和嶗山兩地區(qū)茶葉、栽培土壤和灌溉水源中穩(wěn)定同位素及礦物元素的特征差異及相關(guān)性。結(jié)果表明,兩地區(qū)的茶葉及其栽培土壤和灌溉水源中穩(wěn)定同位素比率及礦物元素含量具有一定的差異,茶葉與栽培土壤中Cd、Li、Co、Sr、Mo 具有一定相關(guān)性,為茶葉穩(wěn)定同位素及礦物元素產(chǎn)地溯源提供了數(shù)據(jù)支持。此外,茶葉穩(wěn)定同位素δ15N值與栽培土壤的δ15N 相關(guān)性最大(R2=0.450 7),而δ13C、δ18O和δD 呈現(xiàn)較低的相關(guān)性,R2分別為0.289 5、0.156 2和0.021 4。茶葉中穩(wěn)定同位素δ18O 主要來源于空氣中CO2,而非灌溉水源,揭示了茶葉的生長過程中氧穩(wěn)定同位素的直接來源,但與其灌溉水源無明顯關(guān)系。本研究對(duì)探討茶葉、土壤和水源間穩(wěn)定同位素和礦物元素含量的相關(guān)性,闡明茶葉與產(chǎn)地環(huán)境因子間的相互影響和茶葉產(chǎn)地溯源技術(shù)應(yīng)用具有重要意義。

圖2 茶葉、土壤和水源中穩(wěn)定同位素及礦物元素的相關(guān)性Fig.2 Correlation of stable isotopes and mineral elements between tea,soil and water source