噴施稀土對茶葉中不同狀態(tài)的稀土元素組成及含量的影響
上述人們普遍關(guān)心的問題還缺乏研究。本工作利用ICP-MS測試技術(shù)，選擇在我國綠tea .com/'>茶之鄉(xiāng)——安徽省郎溪縣以前未曾施用稀土的tea .com/'>茶園，進行了不同時間噴施稀土對tea .com/'>茶葉中不同狀態(tài)的REE組成及含量影響的試驗。 1 材料與方法 1.1 試驗設(shè)計
由于tea .com/'>茶鮮葉一年tea .com/look.php?sid=4198'>采摘 多輪，為避免噴施稀土粘附及保證tea .com/look.php?sid=4198'>采摘 嫩度一致，并參照常規(guī)用法，稀土噴施均在tea .com/'>茶樹越冬芽萌動前進行。試驗共設(shè)4個處理，即3月11日、3月22日和4月1日噴施稀土的處理及不噴施的對照。每個處理3次重復(fù)，隨機排列。每個重復(fù)的小區(qū)面積約0.03hm2，噴施濃度均為300μg/g，噴施的稀土為“常樂”稀土，主要成份見表1，噴施量為750kg/hm2。其中凈稀土含量為72.43g/hm2。供試土壤為紅黃壤，土壤中REE組成及含量見表2。供試tea .com/'>茶樹〔Camellia Sinensis (L) D.Kuntze〕品種為祁門櫧葉種。各處理的其他管理措施均一致。表1 “常樂”稀土的主要成分(μg/g)Table 1 Main component content (μg/g) ofREE in “Cheng Luo” 元素 La Ce Pr Nd Sm Gd Eu 含量 197.8 46.6 18.6 54.0 3.4 0.8 0.7 表2 試驗tea .com/'>茶園土壤中REE含量分布(μg/g)Table 2 Component content (μg/g) and percentage ofREE in soil from the tea garden 元素含量元素含量元素含量 Y 9.754±0.078 Sm 3.742±0.037 Ho 0.407±0.089 (7.31) (2.80) (0.31) La 25.751±0.258 Eu 0.700±0.005 Er 1.195±0.012 (19.30) (0.52) (0.90) Ce 56.885±0.171 Gd 3.122±0.062 Tm 0.200±0.001 (42.64) (2.33) (0.15) Pr 5.849±0.058 Tb 0.413±0.004 Yb 1.412±0.032 (4.38) (0.31) (1.06) Nd 21.710±0.239 Dy 2.086±0.002 Lu 0.206±0.002 (16.27) (1.57) (0.16)
注：表中括號內(nèi)數(shù)據(jù)為組成百分數(shù)(表3同) 1.2 樣品采集及處理
噴施前多點取耕作層(0～30cm)土壤，反復(fù)用四分法取1kg左右，室內(nèi)風(fēng)干、除草根雜物、研磨、過100目篩。
各處理均在4月15日按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(一芽二葉)tea .com/look.php?sid=4198'>采摘 ，統(tǒng)一工藝(殺青→揉捻→烘干)制成綠tea .com/'>茶。然后分別用四分法從中取樣。各處理tea .com/'>茶樣隨機取50g，研磨后過40目篩，待測，得tea .com/'>茶葉中不同狀態(tài)的各REE總量。另取各處理tea .com/'>茶樣100.0g，按以下步驟制備待測樣：分別用5000mL沸水浸提，重復(fù)一次，浸提條件與tea .com/'>茶葉水浸出物的測定相同〔7〕，浸提液用無灰濾紙過濾。tea .com/'>茶渣離心(2500 rpm、20min)后，103℃恒溫干燥，稱重并計算得率，研磨過40目篩，待測，即得各處理的tea .com/'>茶渣中各REE含量。
各處理的REE稀土浸出量(μg/g)=tea .com/'>茶葉中REE(μg/g)-tea .com/'>茶渣中REE(μg/g)×tea .com/'>茶渣得率(%)
各處理的浸提液分別在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上濃縮至900mL左右，加無水乙醇4000mL過夜，按文獻〔6、8〕制備純化，得tea .com/'>茶多糖。1.3 REE的測定
各樣品在80℃干燥箱中干燥8h后，土壤樣取100.0mg，其它取200.0mg，微波消解，ICP-MS測定〔9〕。每個樣重復(fù)測定3次，并計算其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。“常樂”稀土中REE含量用ICP-AES測定。1.4 試劑
試驗所用蒸餾水為玻璃雙蒸水，所用化學(xué)試劑為上海試劑二廠產(chǎn)品，分析純。 2 結(jié)果與討論 2.1 噴施稀土對tea .com/'>茶葉中REE組成及含量的影響
不同施稀土的tea .com/'>茶葉中REE的組成也同土壤一樣，以La、Ce和Nd為主，但La含量在組成中所占比例與土壤中相比顯著上升，而Ce則相反(表2、表3)。這說明tea .com/'>茶樹對土壤中稀土有選擇性吸收，對La等吸收較多；與此同時對一些重稀土如Tm、Yb、Ho等，tea .com/'>茶樹則吸收較少。這與陳照喜等〔10〕提出的tea .com/'>茶樹對ΣCe有較強的富集作用觀點相一致。表3 噴施稀土對tea .com/'>茶葉中REE組成及含量(μg/g)的影響Table 3 Effects of spraying RE on compositionpercentage and component content (μg/g)of REE in tea samples from RE treatment on various days 元素對照 3月11日噴施 3月22日噴施 4月1日噴施 Y 0.135±0.012 0.141±0.002 0.117±0.002 0.121±0.002 (6.55) (6.17) (5.02) (4.18) La 0.742±0.012 0.863±0.020 1.003±0.010 1.302±0.005 (36.00) (37.71) (43.07) (44.94) Ce 0.598±0.014 0.644±0.003 0.562±0.002 0.670±0.015 (28.58) (28.18) (24.13) (23.13) Pr 0.104±0.001 0.114±0.002 0.117±0.003 0.154±0.003 (5.05) (4.99) (5.02) (5.32) Nd 0.311±0.001 0.361±0.007 0.370±0.016 0.472±0.032 (15.09) (15.80) (15.87) (16.29) Sm 0.043±0.002 0.048±0.001 0.043±0.002 0.051±0.002 (2.09) (2.10) (1.85) (1.76) Eu 0.009±0.001 0.011±0.001 0.009±0.001 0.011±0.000 (0.44) (0.48) (0.39) (0.38) Gd 0.049±0.002 0.047±0.001 0.049±0.001 0.054±0.000 (2.38) (2.06) (2.10) (1.86) Tb 0.005±0.001 0.006±0.000 0.005±0.000 0.006±0.000 (0.24) (0.26) (0.21) (0.21) Dy 0.022±0.002 0.026±0.003 0.022±0.000 0.022±0.002 (1.07) (1.14) (0.94) (0.76) Ho 0.005±0.000 0.005±0.000 0.005±0.000 0.005±0.000 (0.24) (0.22) (0.21) (0.17) Er 0.012±0.001 0.015±0.001 0.012±0.000 0.014±0.002 (0.58) (0.66) (0.52) (0.48) Tm 0.002±0.000 0.002±0.000 0.002±0.000 0.002±0.000 (0.10) (0.09) (0.09) (0.07) Yb 0.011±0.001 0.013±0.001 0.011±0.000 0.011±0.001 (0.53) (0.57) (0.47) (0.38) Lu 0.002±0.001 0.002±0.000 0.002±0.000 0.002±0.000 (0.10) (0.09) (0.09) (0.07) ΣCe 1.798 2.041 2.104 2.660 (87.24) (89.32) (90.34) (91.82) ΣY 0.263 0.244 0.255 0.237 (12.76) (10.68) (9.66) (8.18) ΣCe/ΣY 6.836 8.356 9.351 11.223 ΣREE 2.061 2.285 2.329 2.897
注：ΣCe=La～Eu的含量總和，即鈰組或輕稀土總量；ΣY=Gd～Lu和Y的含量總和，即釔組或重稀土總量；ΣREE為15種稀土元素(除Pm、Sc外)的含量總和(表4～5同)
噴施稀土對成品tea .com/'>茶中稀土總量的影響表現(xiàn)在：ΣREE隨噴施與tea .com/look.php?sid=4198'>采摘 的間隔期延長而減少(表3)。間隔期為15天(4月1日噴施的)時，成品tea .com/'>茶中稀土總量比對照高約43%；間隔期為25天(3月22日噴施的)時比對照高約15%；當(dāng)間隔期為35天(3月11日噴施的)時僅比對照高約10%。這可能與葉面噴施稀土后，隨著時間的延長，稀土元素向tea .com/'>茶樹莖、根等器官運轉(zhuǎn)有關(guān)。這一結(jié)果提示，tea .com/'>茶葉稀土應(yīng)用中，噴施時間的確定除注意稀土生物效應(yīng)外，還應(yīng)考慮稀土在tea .com/'>茶葉中的殘存量。2.90μg/g已遠遠超過國際(REO≤2.0μg/g)要求。
噴施稀土對tea .com/'>茶葉中REE組成的影響：輕稀土吸收較多，尤其是La，這與“常樂”稀土主要是輕稀土組成有關(guān)(表1)。而重稀土在不同噴施處理tea .com/'>茶葉中的含量與對照相比略有減少，但組成比例下降較多。輕稀土含量雖高于對照，但隨間隔期延長而明顯減少，從而使噴施處理的ΣCe/ΣY值均高于對照。這一結(jié)果提示，在tea .com/'>茶樹新梢中的輕稀土移動性可能較大。2.2 噴施稀土對tea .com/'>茶葉中水溶態(tài)各REE浸出量及浸出率的影響
tea .com/'>茶葉不同于米、蔬菜等，人們僅飲tea .com/'>茶浸出液，即tea .com/'>茶湯，棄tea .com/'>茶渣。所以更為關(guān)注外源稀土對tea .com/'>茶葉中各REE浸出量及浸出率的影響。由表4可知，tea .com/'>茶葉中各REE 80%左右不溶于tea .com/'>茶湯；噴施與tea .com/look.php?sid=4198'>采摘 的間隔期不同，tea .com/'>茶葉中稀土浸出量和浸出率的大小也不同：間隔期15天＞對照＞35天＞25天，以間隔期25天稀土浸出率最小，約17%。造成上述結(jié)果的原因可能與REE與一些大分子結(jié)合，而不溶性熱水。這一結(jié)果對正確確定tea .com/'>茶樹噴施稀土后的tea .com/look.php?sid=4198'>采摘 間隔期具有重要參考作用。表4 噴施稀土對tea .com/'>茶葉中REE浸出量及浸出率的影響Table 4 Effects of spraying RE on amount and ratio of REE in infusion of tea from RE treatment on various days 元素對照 3月11日噴施 3月22日噴施 4月1日噴施 μg/g %* μg/g % μg/g % μg/g % Y 0.037 27.17 0.032 22.93 0.020 16.92 0.035 29.19 La 0.130 17.47 0.143 16.52 0.218 21.72 0.445 34.15 Ce 0.174 29.52 0.141 21.96 0.074 13.14 0.223 33.32 Pr 0.026 24.81 0.022 19.30 0.006 5.38 0.047 30.55 Nd 0.073 23.47 0.077 21.32 0.044 11.85 0.167 35.43 Sm 0.012 27.80 0.008 16.15 0.006 14.60 0.018 35.74 Eu 0.001 10.56 0.004 32.05 tr 0.004 32.05 Gd 0.016 31.94 0.006 13.14 0.011 22.86 0.017 30.79 Tb 0.001 19.50 0.001 13.75 0.001 13.60 0.001 23.33 Dy 0.005 21.59 0.007 27.50 0.004 19.00 0.004 13.35 Ho 0.002 31.00 tr 0.002 31.00 0.002 31.00 Er 0.002 13.75 0.003 19.50 0.002 14.50 0.004 30.18 Tm 0.001 42.50 tr 0.001 42.50 0.001 42.50 Yb 0.002 21.59 0.003 20.38 0.002 16.36 0.004 32.05 Lu tr tr tr tr ΣCe 0.416 23.14 0.395 19.35 0.348 16.56 0.904 33.98 ΣY 0.066 25.10 0.052 20.23 0.042 18.88 0.068 28.69 ΣCe/ΣY 6.303 7.601 8.290 13.294 ΣREE 0.482 23.37 0.447 19.45 0.391 16.79 0.972 33.55
*?REE浸出率(%)=(REE浸出量(μg/g)/tea .com/'>茶葉中REE量(μg/g))×100 2.3 噴施稀土對tea .com/'>茶葉多糖中REE組成和含量的影響
由表5可見，水溶態(tài)REE約有10%是以多糖的組成形式而存在，但隨著間隔期的延長參與多糖配合物形成的量減少。參與稀土多糖組成的REE主要是鈰組稀土，尤其是在噴施后短期內(nèi)，鈰組稀土約占總量的93%，以后隨間隔期延長而減少。表5 噴施稀土對tea .com/'>茶多糖中REE含量(μg/g)及組成的影響Table 5 Effects of spraying RE on composition percentage and component content (μg/g)of REE in tea polysaccharide from RE treatment on various days 元素對照 3月11日噴施 3月22日噴施 4月1日噴施 Y 0.083±0.005 0.088±0.001 0.094±0.004 0.136±0.003 (7.85) (9.63) (16.92) (13.21) La 0.371±0.005 0.412±0.006 0.613±0.026 1.820±0.005 (9.99) (10.08) (10.12) (13.90) Ce 0.195±0.005 0.244±0.004 0.254±0.009 0.652±0.002 (3.92) (6.06) (12.36) (9.95) Pr 0.058±0.001 0.065±0.002 0.088±0.003 0.244±0.003 (7.18) (10.34) (52.80) (17.65) Nd 0.183±0.003 0.196±0.005 0.252±0.003 0.732±0.007 (8.77) (8.91) (20.62) (14.90) Sm 0.021±0.001 0.024±0.001 0.027±0.002 0.061±0.004 (6.13) (10.50) (16.20) (11.52) Eu 0.009±0.001 0.008±0.001 tr 0.015±0.001 (31.50) (7.00) (12.75) Gd 0.023±0.001 0.025±0.001 0.028±0.002 0.070±0.002 (5.03) (14.58) (9.16) (13.99) Tb 0.003±0.000 0.004±0.000 0.003±0.000 0.007±0.001 (10.50) (14.40) (10.80) (23.80) Dy 0.013±0.000 0.016±0.001 0.016±0.001 0.023±0.001 (9.10) (8.00) (14.40) (19.55) 0.003±0.000 tr 0.003±0.001 0.005±0.000 (5.25) (5.40) (8.50) Er 0.009±0.001 0.011±0.001 0.012±0.001 0.017±0.001 (15.75) (12.83) (21.60) (14.45) Tm 0.001±0.000 tr 0.002±0.000 0.002±0.000 (3.50) (3.60) (6.80) Yb 0.007±0.001 0.011±0.001 0.013±0.001 0.013±0.000 (12.25) (12.83) (23.40) (11.05) Lu tr tr tr tr ΣCe 0.837 0.949 1.242 3.524 (7.04) (8.41) (12.85) (13.25) ΣY 0.153 0.176 0.174 0.276 (8.11) (11.85) (14.85) (13.79) ΣCe/ΣY 5.471 5.392 7.138 12.768 ΣREE 0.990 1.125 1.416 3.800 (7.19) (8.81) (13.04) (13.28)
注：括號中數(shù)據(jù)為可溶態(tài)稀土中參與tea .com/'>茶多糖配合物形成的REE的百分率，即(多糖中稀土含量(μg/g)×多糖得率(%)/tea .com/'>茶湯中稀土含量(μg/g))×100
鐘淑琳等〔6〕用不噴稀土的tea .com/'>茶樹鮮葉分離純化得到了稀土結(jié)合的tea .com/'>茶葉脂多糖。王玉琦〔11〕從鐵芒萁鮮葉中也分離出與稀土緊密結(jié)合的多糖。我們首次從成品干tea .com/'>茶中也分離純化得到稀土tea .com/'>茶多糖，但稀土含量較少。這可能與成品tea .com/'>茶經(jīng)過了熱加工處理有關(guān)。 3 結(jié)論
1.噴施稀土后tea .com/'>茶樹對鈰組稀土尤其是La吸收較多，而一些釔組稀土的含量受外源稀土的影響小，但其組成比例下降。
2.隨著噴施至tea .com/look.php?sid=4198'>采摘 間隔期延長，外源稀土對tea .com/'>茶葉中稀土含量的影響作用減弱。
3.tea .com/'>茶葉中REE約有80%左右以水不溶態(tài)殘存于tea .com/'>茶渣中，不進入tea .com/'>茶湯。tea .com/look.php?sid=4198'>采摘 間隔期15天時，噴施稀土的tea .com/'>茶葉中水溶態(tài)稀土總量比對照高，其浸出率也比對照大；當(dāng)間隔期大于25天時，噴施稀土的tea .com/'>茶葉中REE大多呈結(jié)合態(tài)不溶于熱水，水溶態(tài)稀土總量均比對照低，其浸出率低約4～6%。因此，人們從飲tea .com/'>茶中攝入的稀土極少。噴施稀土的tea .com/look.php?sid=4198'>采摘 間隔期20天左右即可。
4.進入tea .com/'>茶湯中的REE約有10%是以tea .com/'>茶多糖的組成形式而存在，其中尤以La、Ce、Nd為主�！� 基金項目：安徽省自然科學(xué)基金項目(97412004)作者簡介：汪東風(fēng)（1956-）,男,副教授,博士,發(fā)明專利兩項,著作兩部,論文30多篇作者單位：汪東風(fēng)（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)系，安徽 合肥 230026）
曹心德（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)系，安徽 合肥 230026）
趙貴文（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)系，安徽 合肥 230026）
葉盛（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)業(yè)部tea .com/'>茶葉生物技術(shù)重點開放試驗室，安徽 合肥 230036）
汪東風(fēng)（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)業(yè)部tea .com/'>茶葉生物技術(shù)重點開放試驗室，安徽 合肥 230036）參考文獻：［1］汪東風(fēng)，王常紅.稀土在tea .com/'>茶樹上應(yīng)用研究進展〔J〕.稀土，1996,17(4):46～50.［2］倪嘉纘主編.稀土生物無機化學(xué)〔M〕.北京：科學(xué)出版社,1995.79～80.［3］朱為方，徐素琴，邵萍萍等.贛南稀土區(qū)生物效應(yīng)—稀土日允許攝入量〔J〕.中國環(huán)境科學(xué)，1997,17(1):63～65.［4］汪東風(fēng)，趙貴文，葉盛.tea .com/'>茶葉中稀土元素存在狀態(tài)〔J〕.tea .com/'>茶葉科學(xué)，1998,18(2):120～124.［5］張國文，張涵，劉永華等.稀土礦區(qū)tea .com/'>茶葉中稀土元素ICP-AES測定〔J〕.光譜與光譜分析，1997，17(1):74～78.［6］鐘淑琳，閔蔚宗.tea .com/'>茶葉中分離出一種稀土—脂多糖〔J〕.科學(xué)通報,1994,9:863.［7］汪東風(fēng)，盧福娣編著.tea .com/'>茶葉生物化學(xué)基礎(chǔ)實驗與研究技術(shù)〔J〕.北京：科學(xué)技術(shù)文獻出版社,1997:15～16.［8］汪東風(fēng)，謝曉鳳，王澤農(nóng)等.粗老tea .com/'>茶中多糖含量及保健作用〔J〕.tea .com/'>茶葉科學(xué)，1994，14(1):73～74.［9］Xinde Cao,Guiwen Zhao,Ming Yin et al.Determination of ultratrace rare earth elements in tea by inductively coupled plasma mass spectrometry with microwave digestion and AG50W-x8 cation exchange chromatography〔J〕.Analyst,1998,123:1115～1119.［10］陳照喜，王曉蓉，田笠卿等.土壤和tea .com/'>茶樹對稀土元素的富集作用〔J〕.中國環(huán)境科學(xué)，1995，15(2):145～147.［11］王玉琦，許雷，孫景信等.分子活化法分析研究鐵芒萁葉中稀土結(jié)合多糖〔J〕.中國科學(xué)(B輯)，1997,27(6):517～521. 收稿日期：1999-06-28
