茶树吸收富集氟的特性及初步调控研究

论文摘要

茶树是典型的聚氟与耐氟植物,树体内的氟主要富集于成熟叶和老叶中,可高达6400mg/kg。由此,往往导致主要用成熟叶和老叶加工的砖茶氟含量超过国家最高限制标准（300mg/kg）。许多研究者从栽培、加工及饮用等多种途径探索降低砖茶氟含量。从根本上解决这一问题必须要降低主要原料,即茶树成熟叶中的氟含量,这需要从茶树成熟叶片富集氟的生理特性及影响因素着手进行系统研究。本论文立题研究茶树吸收富集氟的规律性及调控路径。运用了茶树栽培学、茶树栽培生理学及植物营养学等多学科的理论知识和研究方法,研究茶树吸收富集氟的特性,探讨了茶树叶片富集氟的状况及影响因素,在此基础上,初步探索了茶树叶片富集氟的调控路径,旨在为降低砖茶原料茶氟含量技术研究提供理论依据,并丰富茶树生理学的相关内容。采用了田间调查研究和水培茶树模型体系系统试验相结合的方法开展研究工作。探讨了:（1）茶树体内氟的分布规律及影响因素;（2）茶树叶片对氟的富集规律;（3）水培茶树对氟的吸收富集及转移规律;（4）钙盐、铝盐对水培茶树氟吸收富集的影响;（5）从叶面喷施、土壤改良、采收三条路径初步探索茶树氟调控措施。这五方面的研究取得的主要成果如下:（1）茶树叶片是氟的主要富集器官,约占树体总氟量的96.22%。茶树不同器官氟含量及其分布高低顺序为:叶片＞花蕾＞树皮＞生产枝＞骨干枝＞吸收根＞茎主轴＞主根＞侧根;叶片氟含量随叶序增加而显著增加,叶片中氟的富集量随叶龄呈线性增长（y=12.87x-155.49,R2=0.9752）。26个茶树品种（品系）间差异极显著(F=31.310**＞F0.01（25,55）=2.1508)。茶园的茶树老叶氟含量与茶园土壤水溶性氟含量呈显著正相关(F=6.6370*＞F0.05（1,29）=4.18);与茶园灌溉水呈显著正相关(F=7.03*＞F0.05（1,14）=4.6001)。茶园土壤0～20cm层的pH值极显著低于20～40cm层(F=11.6672**＞F0.01（1,34）=7.4441)。茶园土壤的pH值与水溶性氟含量均低于非植茶土壤,表明茶园土壤酸化利于茶树吸收、富集土壤中的氟。（2）茶树叶片和新梢的氟含量均与粗纤维含量呈极显著线性正相关(y新梢=33.7687x-172.569,R2=0.9091;y叶片=63.585x-595.81,R2=0.7662),表明随成熟度提高,叶片中富集的氟增加。茶树叶片中水溶性氟约占85%以上,是茶树体内氟的主体形态,并与总氟含量呈线性正相关。新梢与老叶氟含量呈线性正相关,老叶中氟的富集量多,水溶性强,可以向新梢转运。（3）水培茶树在相同的氟浓度下,各器官的氟含量随时间呈显著增加。氟吸收富集量顺序是老叶＞嫩叶＞根＞茎(F=31.1004**＞F0.01（3,24）=4.7181)。成熟老叶氟含量可高达6809.39mg/kg,这预示茶树叶片存在特殊的“氟存贮机制”,使茶树根系主动吸收低浓度氟,并在体内运输至叶片。在F-为250mg/L的水培条件下培养14天,茶树出现氟危害的症状,叶片氟含量高达4958.6±16.3 mg/kg,表明茶树对氟的耐受能力很强。在不含氟的水培条件下,随着茶树生长其新梢和根系的氟含量显著增加,这表明,氟含量很高的老叶可以向新梢和根系提供氟源,证实了茶树体内的氟具有较强的转移与再分配性质。（4）在培养液中的F-和Al3+的交互作用下能促进茶树叶片对氟的吸收和富集,含钙化合物能显著降低茶树新梢的氟富集,尤其以磷酸钙的作用最为明显。（5）新梢生长过程中向叶面喷施0.9%的氮素,氟含量仅为对照的63.6%,且能降低粗纤维含量和酚氨比,提高原料品质;在pH值为4.62的茶园土壤中添加0.5%碳酸钙或大理石粉,可有效降低茶园土壤水溶性氟含量达38.10%～46.03%;茶树体内的氟含量是随生长时间呈线性增长,而茶梢的重量是按Logistic曲线增长,因此在茶梢重量增长减缓时及时采收可有效控制原料茶的氟含量。上述研究结果,旨在为降低砖茶原料茶技术研究提供理论依据,并丰富茶树生理学的相关内容。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 立题背景及研究意义
• 1.1 引言
• 1.2 研究概述
• 1.2.1 茶树体内氟的分布与存在形式
• 1.2.1.1 茶树体内氟的分布规律
• 1.2.1.2 茶树体内氟的存在形式
• 1.2.2 影响茶树吸收富集氟的因素
• 1.2.2.1 土壤条件
• 1.2.2.2 水体和大气
• 1.2.2.3 茶园栽培管理
• 1.3 立题背景及研究思路
• 参考文献
• 第二章 茶树吸收富集氟的特征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 材料采集
• 2.2.2 调查地点的确定
• 2.2.3 取样方法
• 2.2.4 仪器及试剂
• 2.2.5 测定方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 茶树不同器官氟含量及分布
• 2.3.2 茶树不同叶位的氟含量及分布状况
• 2.3.3 茶树不同品种叶片氟含量的比较
• 2.3.4 不同茶园的茶树氟含量状况
• 2.3.5 茶园土壤及水肥中的氟含量及影响
• 2.3.6 茶园灌溉水氟含量与茶树氟含量的关系
• 2.3.7 肥料及农药对氟含量的影响
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 茶树叶片富集氟的特性
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 观测点的确定
• 3.2.2 观测方法
• 3.2.3 仪器及试剂
• 3.2.4 测定方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 茶树新梢不同生长阶段含氟量的变化
• 3.3.2 茶树新梢不同叶位的叶片氟含量状况
• 3.3.3 茶树新梢氟含量随生长时间的变化
• 3.3.4 茶树新梢与老叶氟含量的比较
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 水培茶树对氟的吸收富集及影响研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 主要仪器
• 4.2.3 试验方法
• 4.2.3.1 茶苗预培养方法
• 4.2.3.2 水培时间对茶树吸收富集氟的影响试验
• 4.2.3.2 培养液氟浓度对茶树吸收富集氟的影响试验
• 4.2.3.3 茶树体内氟的转移特性试验
• 4.2.4 测定方法与相关公式
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 水培时间对茶树吸收富集氟的影响
• 4.3.2 培养液氟浓度对茶树吸收富集氟的影响
• 4.3.3 氟在茶树体内的转移特性
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 铝盐和钙盐对水培茶树吸收富集氟的影响
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验材料
• 5.2.2 主要仪器
• 5.2.3 实验设计
• 5.2.3.1 茶苗的预培养
• 3+对水培茶树吸收富集氟的影响'>5.2.3.2 Al³⁺对水培茶树吸收富集氟的影响
• 2+对水培茶树吸收富集的影响'>5.2.3.3 Ca²⁺对水培茶树吸收富集的影响
• 5.2.4 测定指标与方法
• 5.2.5 统计方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 铝盐对茶树吸收富集氟的影响
• 5.3.1.1 铝盐对茶树叶片富集氟的影响
• 5.3.1.2 铝盐对茶树根系吸收氟的影响
• 5.3.1.3 铝盐对茶树茎中氟含量的影响
• 5.3.1.4 铝盐对茶树根系活力的影响
• 5.3.2 钙盐对茶树吸收富集氟的影响
• 5.4 结论
• 参考文献
• 第六章 茶树吸收富集氟的调控初步研究
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 实验方法
• 6.2.1.1 茶树叶面喷施调控技术
• 6.2.1.2 茶园土壤水溶性氟含量的模拟调控试验
• 6.2.1.3 茶树新梢采收调控技术
• 6.2.2 指标测定
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 茶树叶面喷施调控技术
• 6.3.2 茶树土壤水溶性氟含量的模拟调控试验
• 6.3.2.1 含钙化合物对土壤中水溶性氟的影响
• 6.3.2.2 低浓度有机酸对茶园土壤水溶性氟含量的影响
• 6.3.3 茶树新梢采收调控技术
• 6.4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录:攻读硕士学位期间发表的学术论文