文章信息
- 苏祝成, 陆德彪, 朱有为, 段丽丽
- Su Zhucheng, Lu Debiao, Zhu Youwei, Duan Lili
- 浙江山区茶园茶叶氟含量及影响因素
- Fluoride Content in Tea Leaves from Mountainy Tea Gardens in Zhejiang Province and the Influence Factors
- 林业科学, 2009, 45(12): 135-138.
- Scientia Silvae Sinicae, 2009, 45(12): 135-138.
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文章历史
- 收稿日期:2008-08-18
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作者相关文章
2. 浙江省农业厅经济作物管理局 杭州 310020;
3. 浙江省农业厅环境保护管理站 杭州 310020
2. Industrial Crop Administration Bureau of Zhejiang Provincial Agricultural Department Hangzhou 310020;
3. Environmental Protection Administration Bureau of Zhejiang Provincial Agricultural Department Hangzhou 310020
氟是人体必需的微量元素之一,它在人体生长发育和骨骼代谢中起着重要作用,摄入适量的氟有益于身体健康。但是过量摄入会导致慢性氟中毒,主要表现为氟斑牙和氟骨症等。茶树(Camellia sinensis)对土壤和环境中氟具有较强富集作用,所以茶叶中氟含量状况以及饮茶是否会摄入过量氟等问题为社会所关注(孙殿军等,2005)。自从上世纪在一些茶叶中发现氟含量超标以来,针对茶叶中氟相关问题,已开展很多研究。研究认为茶树具有对氟的累积特性,但氟在茶树不同部位的积累程度是有差异的(马立锋等, 2002a; 2002b;白学信,2000)。茶树从土壤中吸收的氟, 主要向叶片运输并积累, 而根、茎部基本不积累氟(Ruan et al., 2003);叶子的成熟度越高,累积量越大(罗淑华等,2002;王连方,2004)。基于这样的研究结论,可以推断,采用不同发育程度新梢或茶树生长枝为原料的茶类,其氟含量会有很大差异。因此,有学者建议认为,氟含量可衡量绿茶等级的一个成分指标(Lu et al., 2004)。另有研究认为,茶树中的氟主要来自土壤以及对周边中氟的吸收,土壤土质以及环境条件是影响茶叶氟含量的主要因素(蔡洪远,2003)。研究指出,土壤中水溶性氟、pH值以及交换性铝、锰、钾、钙、镁、磷和钠离子等水文地质条件和茶树中氟含量有明显相关性,而茶园附近的萤矿石、水泥厂和砖瓦厂亦是导致茶叶中氟含量增加的主要因素。另外,生长季节也是影响茶叶氟含量的主要因素之一(刘超等,1998)。浙江是中国绿茶生产与出口加工的重要基地,2003年浙江绿茶出口已占全国绿茶出口总量67%,而2005年则达到70%。浙江茶园大部分分布在不同海拔丘陵地带,本文选择浙江开化、泰顺和安吉3个绿茶主产区的山区茶园,研究茶园氟污染状况,并分析生长季节、茶树品种、土质条件以及海拔等因素对茶叶中氟含量的影响。
1 材料与方法 1.1 样品采集与制备1) 采样点选择与定位在浙江省开化、泰顺和安吉3个有代表性的绿茶主产区,选择海拔50~710 m之间的山区丘陵茶园,随机确定68块有代表性的茶园作为采样点,用GPS测定该点的海拔和地理坐标。在每个采样点采取土壤样品1个,春茶和秋茶样品各1个。
2) 样品采集土壤样品:茶园土壤采样深度为0~40 cm,土壤样品为混合样,采用梅花形采集法。在确定中心点后,沿交叉线在4个方位距交叉点25 cm左右的4个点,加之中心点,各取约1.5 kg土样并混合。按对角线取样法,从混合样中取出约1.5 kg的分析样。茶叶样品:茶叶采样,采用间隔点采样法组成混合样,采样的总株数不少于20株,鲜叶质量不小于2 kg。采用人工采摘方法,采摘标准为一芽二叶,采摘时间为春茶4月中旬,秋茶为9月中旬。
3) 样品制备土壤样品:土样采集后,将大块的泥团捏碎,放在清洁的容器上,在室内自然风干。风干过程中,除去植物残枝、石块和砂子等。风干后的土样需用木碾碎和研细,要求泥土全部通过20目筛网,并混匀和对角取样,土样不小于700 g。春茶和秋茶茶样:利用烘干机,将采摘的茶鲜叶及时烘干,要求烘干机风口温度约为70 ℃,烘至足干后装入清洁塑料样品袋。
1.2 方法1) 茶叶中氟的测定氟离子选择电极法,采用GB/T 5009.18-1996食品中氟的测定方法。
2) 土壤中全氟的测定氟离子选择电极法,采用WS/T 88-1996土壤中总氟测定方法的燃烧水解-离子选择电极法。
2 结果与分析 2.1 茶叶氟含量136个茶叶氟含量值的分布见图 1,其均值±标准差为(60.86±39.75) mg·kg-1,低于全国绿茶抽样平均水平(67.53±69.49) mg·kg-1 (马立峰等,2002b)。其中,50%的茶样氟含量在0~50 mg·kg-1之间,氟含量低于100 mg·kg-1的样品占86.3%。在所有的样品中,只有一个茶样的氟含量超过我国农业行业标准NY659-2003中规定的200 mg·kg-1,达到254.58 mg·kg-1,其他均低于该规定标准,氟含量的合格率为99.3%。
从表 1可以看出,样本中春茶和秋茶氟含量分别为(60.28±47.00) mg·kg-1和(61.43±31.19) mg·kg-1。对春茶和秋茶2组氟含量均值数据的统计对比,其T值为0.204(P>0.05),说明两者无显著性差异。春茶和秋茶氟含量的相关系数为0.359(P<0.05),说明两者含量呈显著相关,即如果春茶氟含量高,意味着其秋茶含量亦高,反映春茶和秋茶氟含量的变化受到一些共同因素的影响。同时需要注意到,两者尽管有显著相关,但相关系数绝对值并不是很大,这是否反映由于生长季节差异,它们各自还受到不同环境因素及栽培技术措施的影响,这需要今后进一步研究。
茶叶中氟的来源可能来自2个方面,一是土壤,二是对空气中氟的吸附,而后者主要与周边的水泥厂和砖瓦厂等污染源有关。通过空气途径的污染必然会在不同海拔中得到反映,即低海拔污染源周围茶叶含氟量高,高海拔茶园相对低。因此,通过对茶样氟含量与海拔关系的统计,可以间接分析相对较低海拔茶园是否受到大气中氟的污染。表 2是茶叶氟含量与茶园海拔的偏相关分析,从统计结果可以看出,茶叶氟含量和茶园的海拔不存在显著相关(P>0.05)。据此可以得出的初步结论是,目前浙江山区茶园,基本上没有受到大气环境中氟污染的影响,也就是说茶叶中的氟主要来自土壤。
从表 3中可以看出,浙中山区(开化)茶园土壤中氟含量均值高于浙北山区(安吉)和浙南山区(泰顺),但其春茶和秋茶中的氟含量均低于其他2个地区,表明茶叶中氟含量与土壤氟含量的不一致性。对春茶、秋茶中氟含量与土壤关系的进一步研究表明,春茶氟含量和土壤氟含量有显著性关系,R=0.283(P<0.05),但秋茶中氟含量受土壤中氟含量影响并没有达到显著性水平(P>0.05)。
上述的统计结果,可能和2个方面原因有关。首先本文选用了土壤的全氟指标,已有研究表明,茶叶中的氟含量与土壤水溶性氟相关(马立锋等,2002a),而土壤全氟和土壤中水溶性氟的关系受土壤pH值的影响,即土壤pH值是影响土壤水溶性氟含量值的关键条件。当pH值比较低时,即使土壤全氟含量很高,但土壤中水溶性氟含量并不高,反映在茶叶中的含氟量亦相对较低。因此,研究土壤全氟含量和茶叶氟含量关系时,pH值是重要的影响因素。其次,茶树一芽二叶新梢中的氟含量受采摘季节的影响。成熟或粗老的茶树枝叶具有吸收和积聚氟的特性,春茶早期新梢从越冬的枝叶中转移的氟较多,因此,其表现出与土壤呈显著相关。与此不同,秋茶是当年反复采摘后新萌发的新梢,从土壤中转移的氟相对较少,而受其他因素影响的可能性更大些。
2.5 不同茶树品种对茶叶氟含量的影响基于浙江绿茶常用的4个茶树品种(鸠坑群体C. sinensis cv. Jiukeng)、福鼎大白茶(C. sinensis cv. Fudingdabaicha)、白叶1号(C. sinensis cv. Banye 1)和嘉茗1号(C. sinensis cv. Jiaming 1)的茶叶含氟量,分析探讨不同品种茶树对氟的吸收和累积性是否存在差异。表 4是上述4个茶树品种含氟量的统计值。从表中可以看出,4个茶树品种以白叶1号的含氟量最高,其次是嘉茗1号。对茶叶含氟量与品种关系的统计分析表明,当以土壤氟含量为控制变量时,茶叶含氟量与品种相关系数达0.404(P<0.05),这说明茶树品种与氟吸收和累积能力的确存在显著相关。图 2不同茶树品种茶叶含氟量聚类分析的结果进一步表明,在这4个茶树品种中,含氟量相对较高的茶样大部分来自白叶1号和嘉茗1号品种。
茶树对氟有较强的吸收能力,土壤以及茶园生长环境中污染源是茶叶氟含量增加的主要原因,而对于偏远山区茶园而言,土壤影响是最主要的。本文研究结论表明,土壤中的氟通过水溶性氟影响着茶树对氟的吸收,全氟和茶叶中含氟量不存在显著相关。因此,造成土壤中水溶性氟变化的pH值等土壤理化因素都有可能间接影响着茶树体内氟的积累。以开化、泰顺和安吉为代表的浙江山区茶园中茶叶氟含量普遍较低,其绝对值远低于全国平均水平,这其中有两方面的原因。首先,绿茶的原料一般是一芽一叶和一芽二叶,本研究所选茶样的原料均为一芽二叶新梢。已有研究文献证实,茶树各器官中以成熟叶片对氟的累积最强,而这些新稍芽叶中氟含量相对较低。因此,在同样条件下,以细嫩新梢芽叶为原料的绿茶相比以成熟枝叶为原料的其他茶类,其氟含量相对较低。另一原因是浙江山区茶园地处偏远地带,没有受到环境的污染,这在海拔与茶叶含氟量相关性分析中得到佐证。另外,浙江绿茶生长季节有春、夏、秋之分,现在生产实践中一般采摘春茶和秋茶。本研究对春茶和秋茶含氟量均值的统计分析表明,两者并无显著性差异,说明两者氟含量受着一些共同因素的影响;但需要注意的是,两者相关系数的绝对值并不是很大,反映出生长季节的差异,茶叶中的氟含量还在一定程度上受其他因素影响而波动。
尽管茶树有着对氟的强累积性,但不同茶树品种之间却存在显著性差异。本研究仅选择了4个茶树品种,实际上,我国茶树品种资源非常丰富,品种对氟的吸收特性有待全面研究,以指导各茶区对品种进行合理筛选。对一些土壤含氟量较高的新开垦茶园,可根据地区茶类的需求状况,在茶类适制性品种范围内,挑选对土壤氟吸收和累积性相对较弱的品种,可以避免茶叶中氟含量过高的问题。
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