一山千行綠,阡陌茶飄香。茶葉界有人認為,不施肥、不管理的“原生態”茶葉才是高端好茶。但事實真的如此么?近日,一項研究證實“不施肥的茶葉才是好茶葉”大概率是茶園管理誤區。
據了解,由廣東省農業科學院茶葉研究所所長唐勁馳團隊與中國科學院華南植物園研究員楊子銀團隊合作研究表示,通過長期定位試驗研究發現,長期土壤養分缺乏會顯著降低茶鮮葉中品質相關代謝物的含量,影響茶葉品質。相關研究在線發表于《食品化學》(Food Chemistry)。
論文第一作者、廣東省農業科學院茶葉研究所副研究員周波表示,近年來,過量施肥對土壤及環境的影響被廣泛關注,但茶園施肥不足同樣會嚴重影響茶葉的品質,茶園養分缺乏對茶葉品質特征相關代謝物影響的系統研究比較少,同時“不施肥可以促進茶葉品質提高”的錯誤觀念在茶園管理者中影響較大。
研究人員通過連續11年不施肥的長期定位試驗對比分析發現,多年不施肥的茶園土壤N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn、Ca等多種礦質養分含量顯著下降,連續多年采摘,從土壤中帶走大量礦質養分,而未得到有效補充,已造成多種土壤養分脅迫。同時土壤有機質含量也顯著降低,由于礦質養分的缺乏加速了土壤有機質礦化。
研究發現,養分脅迫導致葉綠素合成代謝通路中的關鍵蛋白NADPH的含量顯著降低,而該蛋白的表達正是受CsPORB基因調控。這說明養分脅迫通過降低葉綠素合成相關基因CsPORB的表達,減少了關鍵酶NADPH的合成量,最終限制了葉綠素的生物合成,導致葉片黃化。同時,研究人員通過葉綠體顯微結構分析也發現,不施肥茶葉的葉綠體體積變小,類囊體腫脹肥大,數量減少,排列疏松,并且葉綠素含量下降了37.8%。此外,還有8個光合作用關鍵蛋白表達量也顯著性地下調,長期養分缺失會顯著降低葉片的光合能力。
唐勁馳表示,該脅迫也會顯著降低總游離氨基酸,特別是茶氨酸的含量,茶氨酸降幅高達88.6%,這主要是與其合成相關基因CsGS1.2的相對表達量降低,同時降解相關基因CsPDX2.2的相對表達量升高等因素有關。氨基酸含量的大幅下降導致了酚氨比的顯著升高,從而影響了茶湯口感的鮮爽味。
與此同時,養分脅迫還影響了香氣合成基因的表達和部分香氣形成前驅體物質的合成,從而導致香氣物質,包括綠葉揮發物(Green leaf volatile),芳樟醇(linalool)及其氧化物,水楊酸甲酯(Methyl salicylate)等的含量顯著降低,影響茶葉香氣的豐度和持久性。
上述研究解析了土壤養分對茶葉品質的影響,證實了長期不施肥會顯著降低茶葉的綜合品質,對茶樹栽培、茶園管理以及茶園合理施肥提供了良好借鑒。此外,該團隊也指出土壤養分對茶葉滋味和香氣的調控網絡還不清晰,基于土壤養分管理的品質定向調控技術等都還有待進一步研究。
茶者,南方之嘉木也。唐勁馳認為,發展現代茶業,要導入高水平要素資源,加快推進農業關鍵核心技術攻關,讓科技為茶產業等更多特色產業賦能。