医学课件第三章环境对茶树物质代谢的作用.ppt
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1、第三章 环境对茶树物质代谢的作用 光照 温度 水肥 (N、P、K肥,矿质元素) 地理状况 (土壤、纬度、海拔) 茶树物质代谢的调控 (覆盖、生长调节剂 ) 裙 肮 阀 引 捧 树 萨 甭 仓 壕 啄 烩 墩 衰 株 桌 囤 语 肚 赊 而 夫 霄 演 勇 伍 详 诺 纸 驰 宽 辩 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第一节 光照与茶树的物质代谢 光照在茶树物质代谢中的作用物质代谢是 完成能量代谢的重要环节,只有绿色器官 叶片才能真正担负起这个复杂的代谢任务 ,叶细胞叶绿体中的叶绿素是接受光能的受 体,正是这类
2、色素巧妙地把光能转化为化学 能,为一切生命活动提供能源。 茶树是叶用作物,充分认识叶组织的功能 及其对茶树体生理生化过程的重要作用,在 理论和实践上,都是十分必要的。 钥 锡 背 愤 再 单 干 院 胎 顿 岸 颇 侧 域 迹 郝 运 滞 叼 揉 东 冶 上 坝 宽 永 缮 袜 闻 月 伎 紧 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 茶树叶片中除叶绿素外,还含有类胡萝卜素。 它在茶树光合作用中起辅助色素作用,对茶叶 品质有一定影响,因为它不仅同其它萜烯类有 生源的紧密联系,而且是茶叶加工过程中形成 茶香的重要组分。
3、 由于不同的色素吸收光谱不同,光质也将影响 茶树的物质代谢。茶树对可见光中的红橙光吸 收最多,其次是对蓝紫光的吸收,这些波长提 供能量的作用也最大。采用塑料遮荫纱可提高 产量1826%;品质成分全氮量由不遮荫的 4.31%提高到5.14%;茶多酚的含量由不遮荫的 14.0%下降到11.7%。 诫 佃 率 大 料 瘤 颗 椭 柿 眯 爹 掏 碳 惕 愿 攫 嘻 疡 痉 产 刷 盈 钻 幻 柿 它 扬 闻 尺 卑 兔 殖 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 光照与茶树的C、N代谢 糖是光合作用的初始产物,多酚类是糖
4、分解 转化的二级代谢产物,光对糖类、多酚类代 谢均有很重要的影响。一般情况下,茶树受 日光的照射,受光时高,碳素同化量也高。 在茶树体内则表现为高浓度的多酚类化合物 的累积,儿茶素特别是酯型儿茶素有最大量 的积累。 在茶树生长最活跃,物质代谢最 旺盛的幼嫩芽梢有种类最齐全、 数量最丰富的儿茶素。 光照与光照与C C代谢代谢 地 等 朋 溉 阂 歇 舱 敏 桌 醋 婆 佐 匪 吾 孵 咐 测 捌 梭 虚 岛 炭 斑 揭 矾 纺 耗 涉 遣 供 匆 该 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 在茶树多酚类合成代谢中,光
5、是必要的,光 在黄烷醇的生物合成和累积过程中起双重作用 ,其一是光为二级代谢的进行提供必要的先质 (例如糖);其二是光对温度效应起调控作用 ,直接影响着酶活性的变化,特别是对酯型儿 茶素生物合成的重要酶系的活性影响显著,此 外,光照还有利于茶树体内PAL活性的提高, 从而有利于儿茶素的合成;当然,光照还能加 速儿茶素的降解,直接影响儿茶素在茶树体内 的存在量。 光照与光照与C C代谢代谢 纪 甭 浓 帆 睦 良 肃 砸 锤 磨 甜 赤 埠 行 舒 寿 崩 霸 三 砖 支 吟 樟 谗 衡 醉 安 商 棵 脊 横 码 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境
6、对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 茶多酚在茶树叶片中的积累量,一般都高于其 它器官,这由叶片特殊代谢机能所决定的。由 于茶多酚处于生物合成与生物氧化降解的动态 平衡之中。日光的强度和光质的差异是影响两 者动态平衡的主要环境因素。 光照与光照与C C代谢代谢 署 孤 拭 袁 呵 侈 桩 豌 隔 果 戊 邱 苏 陡 虽 押 颧 憨 炽 乎 像 勤 逮 路 蓉 迸 廖 瘪 号 湿 高 猎 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 根据同位素示踪试验:标记的多酚类化合物经 机体代谢后,分布于其它代谢产物中,如二氧 化碳
7、、木质素等。据前苏联学者(1959年)用 幼龄茶树的离体枝条研究茶多酚分解代谢发现 ,发现约有80%的放射性出现在CO2中,表明 绝大部分的多酚类化合物都参与了分解代谢。 蛋白质、氨基酸、咖啡碱是茶叶中重要的生化 成分 。茶氨酸代谢与儿茶素代谢是互相沟通、 互相制约的。谷氨酰胺与咖啡碱的代谢也密切 相关。 庆 摈 虞 妊 闪 扶 耕 吴 橱 嫂 耸 循 逼 雁 卑 爽 坤 奔 钟 近 紫 惟 棘 山 牲 敖 绷 耶 瞩 酉 絮 锰 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 一般地,光强度和日照量大,有利于碳素代 谢,
8、不同程度地抑制含氮化合物的代谢,红 橙光有利于二氧化碳的同化与糖类的合成, 而蓝紫光能促进蛋白质的合成。 凡有利于氮代谢的多种光照因素,必然有利 于茶叶中含氮化合物氨基酸、咖啡碱等的 积累。 光照与光照与N N代谢代谢 失 帽 仗 驮 妻 串 绥 痒 我 厂 赌 肠 遏 溅 署 定 布 婪 忍 景 顾 湍 逛 露 颤 图 星 技 浊 哎 掂 渝 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 在光照下,茶鲜叶中谷氨酰胺会分解为谷氨酸 ,而谷氨酸是茶氨酸合成的前体。在弱光下或一 定光强下,谷氨酸大量积累,酶促作用加速茶氨 酸
9、的合成;在强光下,一定浓度的茶氨酸受光易 分解。高档鲜叶茶氨酸含量较高,中、低、档鲜 叶茶氨酸含量较低。 茶氨酸是根部生物合成的产物,随地上部分的 生长,茶氨酸输送到正在生长的叶组织,为正在 进行的细胞分裂提供氮素营养,如果此时光合作 用旺盛,茶氨酸的分解代谢加速,其碳架积极参 与多酚类或其它相关物质的代谢,因此大量累积 了有机碳化合物,茶氨酸的累积相应降低;反之 ,降低碳素同化作用,就能直接提高茶氨酸的含 量,遮光能提高氨基酸含量的原因就在于此。 光照与光照与N N代谢代谢 模 撑 钾 患 恩 雁 抒 兴 联 纵 绸 狠 赚 翰 驴 闭 掐 拥 扫 游 怂 吊 琴 珊 日 趣 说 奢 嗡 砍
10、 极 扬 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 茶叶的有机物大致可分为两大类,一类为含 氮化合物(如蛋白质,氨基酸,咖啡碱等), 其余为不含氮化合物,统称为碳水化合物及其 代谢产物,(如淀粉、糖纤维素、茶多酚等) 。 碳/氮比是指碳的总量与氮的总量之比。茶树 鲜叶中含碳量约为11%,含氮量约为5%,因 此茶叶的碳氮比(C/N)约为23。通常这个 比值波动较大,一是因为光合作用随光照条件 而变化,合成积累的碳水化合物有所不同;其 二是光照导致氨基酸分解的速率不同,致使体 内的氨基酸含量随光照条件而改变。 光照与光照
11、与C C、N N平衡平衡 雍 缔 掩 辛 赶 拜 堂 财 摸 契 烃 依 痉 掳 算 吨 山 敖 慢 痢 秃 巡 庚 耘 傀 丝 坯 掉 快 毁 掇 氏 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 茶树最具饮用价值的器官是正在分生生长的幼 嫩芽叶,在此阶段芽和叶主要靠根部运送氮素 ,老叶输送碳素以供滋养成长,就是说“代谢库 ”的作用占主导作用,一旦芽叶成熟老化定型便 向“代谢源”转化,成为新生芽叶有机养料的供 应器官,从此饮用价值降低,甚至没有饮用价 值。 “代谢库”占主导地位的芽叶便含有最高浓度的 儿茶素和氨基酸。从
12、“代谢库”过渡到“代谢源” 的过程,也是儿茶素、氨基酸的浓度逐步降低 的过程,毫无疑问,也是品质下降的过程。 光照与光照与C C、N N平衡平衡 缴 扒 捐 昭 浦 渡 夺 的 姬 镶 帮 便 番 暂 孙 舀 壤 谊 孜 臂 膊 吸 毋 蹄 琐 哗 饮 孟 拷 狗 医 绣 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 适度遮光能改善品质,是产茶国家常用的农 用措施,对叶用作物的茶树有其经济意义。 适度遮光措施,其实质是人为地调节“代谢源 ”与“代谢库”的相互关系,从而能调节碳氮代 谢的动态平衡。增加氮素,有利于茶氨酸的
13、积累。 在生产上适度遮光,特别对夏秋茶的品质改 善是有积极意义的,但过度遮光是不宜的, 既影响品质,也影响产量。 光照与光照与C C、N N平衡平衡 台 酗 蚜 理 悲 深 钵 胀 砍 蛛 盆 皋 崖 窟 弘 午 兢 亨 郁 永 耐 蹭 歼 量 鹃 堰 剑 氟 盈 资 宙 鸥 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第二节 温度与茶树的物质代谢 茶树是一种喜温的常绿作物,对温度有一定 的要求,温度过高或过低都不利于生长。试验 结果指出:茶树与其他植物相似,其生长速度 在035范围内基本符合Vant Hoff定律,
14、即温度每提高10,生长速度就增加一倍,或 Q10=2。茶树光合作用速度在10 20时,Q10 1.86;2035时,Q10=1.21;在10 26时 (p140),Q102.25。这就是说,温度对茶树碳 素代谢的影响是显而易见的。 注: Q10 即呼吸温度系数,指在生理温度范畴内 ,温度升高10时,呼吸速率与原来温度下呼吸速率 的比值。它反映呼吸速率随温度变化的程度。 眶 拢 泻 切 价 户 涛 奖 咋 夹 斋 览 医 湘 忧 胯 枕 缴 钙 末 妨 戒 同 古 蓄 捧 沥 己 矛 费 蔑 弱 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质
15、代 谢 的 作 用 一般而言,在茶树生长适温范围内,温度提高 可提高酶系的催化效果,提高有机物运输速率 ,增强呼吸作用强度,从而提高机体的同化强 度,促进生长 。茶树的糖代谢进行得最旺盛累 积干物量最多是在高温的78月份,也正是光 合作用强度达到最高峰的季节 。 温度与温度与C C代谢代谢 (糖)(糖) 挂 吊 吊 钟 诺 假 吴 擎 睬 鸳 游 锦 魔 诈 浮 攘 褪 碌 卓 棍 隐 镜 外 年 攀 搂 杂 伴 贩 咖 煮 加 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 糖代谢是其它物质代谢的基础,糖的累积为 呼吸作
16、用提供了足够的基质,更为二级代谢产 物多酚类的形成提供大量的先质。 多酚类是从糖代谢的中间产物如环己六醇、 莽草酸等进一步合成的;另一方面糖的分解代 谢为活体内一切生理活动提供能量。在气温较 高呼吸强度较大的季节,有利于多酚类的合成 。 温度与温度与C C代谢(多酚)代谢(多酚) 塞 揖 该 豌 二 阁 船 鹅 瓢 崎 圃 敛 楞 辩 直 贮 隧 辱 巡 瓢 随 憎 籍 骚 藏 碾 荚 爪 裴 友 浸 锡 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 据浙江大学茶学系研究结果,一芽三叶中氨 基酸含量以幼嫩茎部分最高,但上
17、午凌晨日 出前的含量与正午强光高温下相比,幼茎部 分茶氨酸浓度几乎下降了一半,一芽三叶氨 基酸总含量约降低了15%,这与高温(强光 )加速了茶氨酸的分解有关。 用14C同位素的示踪试验结果表明:光照能 加速茶氨酸的分解,有机碳14C能很快参与糖 与多酚类的合成代谢,而遮光能延缓这种代 谢的进程。 温度与温度与N N代谢代谢 狈 附 那 帜 瞧 岔 尚 一 颤 嗣 时 虱 言 府 互 砚 昨 莹 绽 妻 拳 扶 卤 溃 汹 旅 计 简 迁 名 奉 吃 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 茶树体内的氨基酸受温度的影
18、响也表现在 季节性差异上,如一芽三叶新梢氨基酸含 量春季最高、秋季次之,夏季最低。 温度与温度与N N代谢代谢 颇 唁 入 藉 溃 鸵 足 瘦 党 结 翘 控 牵 尿 邑 玛 草 姜 锯 溃 哄 只 呻 宇 里 瑶 闷 肢 锥 蒂 晃 翌 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 茶树在一个半年生长周期内生长发育有阶段性变 化。前期(春茶期)以营养生长为中心,生长势最 强的器官是新生的顶芽,氮素营养物质的自然运输 分配在生长中心的新芽梢。 新梢萌发的夏秋季节,营养生长与生殖生长齐头 并进,生殖生长的花果(当年的花芽,
19、隔年的茶果 )和营养生长的夏、秋新梢必须共同分配由根部输 送的氮素,这种由于茶树本身的竞争性分配氮素营 养可能是夏秋茶氨基酸含量往往比春梢低得多的原 因之一。 温度与温度与N N代谢代谢 汽 美 勒 蝗 辖 莉 墨 侦 掂 粒 臀 晦 硕 传 祈 碗 椰 歪 荚 莉 湃 赋 专 求 伎 论 别 厂 孙 杀 敛 尹 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第三节 水、肥与茶树物质代谢 茶树是耐荫喜湿的多年生叶用作物,茶园 水肥的多少直接影响茶树的生育与茶叶的 产量和品质。 欺 芭 扛 秘 鹤 美 哗 授 煞 懈 粳
20、微 边 拔 苑 亮 品 让 泊 磨 羊 舅 炬 献 叮 懦 抠 人 隐 姐 埂 恕 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 茶树生长所要求的土壤含水量以田间持水量的 7090最为适宜,一旦土壤相对含水率低于 70,对茶树生长和代谢将产生不利影响。 缺水对光合作用的影响:遭遇水分亏缺的茶树 ,由于细胞膨压下降,气孔关闭,进入叶片中 的CO2量减少,同时缺水也降低了原生质的水合 作用,从而导致光合强度及合成代谢减弱。如 茶树缺水2%,光合强度则下降5%;失水10 12时,光合作用明显受到抑制;当缺水叶片 临近萎蔫时,光
21、合作用下降到72左右,光合 作用的变化直接影响到茶树体内干物质的积累 。 水分与水分与C C代谢代谢 懂 违 陆 湃 顽 老 渭 式 尤 剪 硕 蛀 缺 猫 译 蓄 仿 即 足 打 矛 萝 帆 俗 饯 杨 穗 槛 鹅 兰 刑 弃 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 缺水对多酚类代谢的影响 水分胁迫首先使细胞膜透性遭受破坏,同 时破坏酶间隔,直接影响酶的活性,缺水 导致茶树体内许多种酶活性下降,从而影 响茶树多种生理过程。 认为水分胁迫增强时,合成作用削弱,分 解作用提高,导致多酚类含量降低。 因此茶树在干旱气候
22、条件下,进行灌溉措 施是保证茶叶高产优质的必要措施。 水分与水分与C C代谢代谢 仲 计 咨 江 妓 乐 卫 闲 明 惋 铸 蹬 蹦 北 柬 并 切 素 薪 求 蹄 母 挎 讹 蚌 恤 啼 作 馒 节 蜡 邢 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 水分对氮素代谢的影响 水分代谢与氮素代谢在茶树的物质代谢过 程中是密切相联的,含氮代合物的代谢需 要根部源源不断地通过根部以水分为介质 吸收和运输氮。 水的代谢失调,含氮有机物的代谢也必受 影响。茶树遇到干旱,蛋白质合成受阻, 而分解作用却加强,茶多酚和氨基酸等内 含成
23、分含量减少,最终导致茶叶减产和品 质下降。 水分与水分与N N代谢代谢 磕 赘 食 瘫 津 锤 麦 准 钩 肚 庄 获 你 大 贮 抡 英 尧 汪 额 篙 岂 晴 秘 栅 康 啄 枚 抄 晰 筹 该 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 氮肥与茶树物质代谢 氮肥对茶叶碳氮代谢平衡影响明显,能提高含 氮物质的含量,降低多酚类的含量。施氮肥后 各品种茶树叶片叶绿素含量,包括叶绿素a和b ,均比对照高,淀粉含量也上升,但可溶性糖 的含量略有下降。这表明一方面氮素供应促进 了光合碳的同化,而另一方面体内氮代谢的加 强又消
24、耗了较多的光合产物。由于氮供应的增 加和光合碳同化的加强,各种氮化物的合成得 到了相应的促进,其中总氮、非还原氮和游离 氨基酸氮增加的幅度较大,而蛋白质的变化则 没有明显的变化规律。 N N肥与肥与C C、N N代谢代谢 勒 舅 秉 评 崩 噶 仁 鸿 敢 征 欠 葡 嫩 遮 档 湍 脸 陇 骏 汽 氓 愤 腐 奢 誉 驼 约 习 膀 涨 柄 缝 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 第 三 章 环 境 对 茶 树 物 质 代 谢 的 作 用 另外,随着氮肥用量的增加,茶叶中的氨 基酸含量呈平行的增长。在高氮时茶氨酸 和精氨酸呈直线上升,其最高含量可达氨 基酸总量的80%
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