蕉城區(qū)不同海拔茶園氣候差異與茶葉化學(xué)品質(zhì)分析

余會(huì)康，黃榮鋒，祝杰偉，蔡英群

(1.福建省寧德市氣象局，福建 寧德 352100；2.福建省寧德市蕉城區(qū)氣象局，福建 蕉城 352100；3.福建省寧德市蕉城區(qū)赤溪鎮(zhèn)，福建 蕉城 352111)

氣候與海拔是影響茶葉生長(zhǎng)的重要生態(tài)因素，其中氣候條件不僅影響著茶葉生長(zhǎng)及產(chǎn)量，更是對(duì)茶葉品質(zhì)具有重要的影響[1]，正是各地不同的氣候條件形成了不同的茶葉品質(zhì)[2-5]。有關(guān)海拔高度對(duì)茶葉品質(zhì)的影響，黃壽波查證認(rèn)為中國(guó)的高山名茶主要分布在400～600 m地帶[1]，舒慶齡等研究認(rèn)為海拔500 m以上茶園的成茶品質(zhì)高于海拔200 m以下茶園的茶葉[7]。汪春園、蔡烈偉等研究表明，山區(qū)相對(duì)低溫，茶梢生長(zhǎng)緩慢是形成高山茶香的主因[6,8]。羅杰等研究表明，在較小區(qū)域，海拔升高相對(duì)濕度也提高，氣溫降低，降水量增加，春梢萌芽期、茶葉采摘期等相對(duì)延遲[9]。說明在不同海拔氣候條件對(duì)茶葉生長(zhǎng)發(fā)育及其品質(zhì)形成都具有影響[10-11]，因此開展不同海拔氣候條件對(duì)茶葉品質(zhì)影響的研究對(duì)區(qū)域茶葉生產(chǎn)規(guī)劃布局和結(jié)構(gòu)調(diào)整都有重要意義。

福建省寧德市蕉城區(qū)是中國(guó)茶樹同源“演化區(qū)域”，中國(guó)名茶之鄉(xiāng)和全國(guó)重點(diǎn)產(chǎn)茶縣。2018年蕉城區(qū)茶園面積13.3萬畝，茶葉產(chǎn)量1.288萬t，茶葉產(chǎn)值8.11億元，為中國(guó)茶業(yè)百?gòu)?qiáng)縣之一。蕉城區(qū)地處福建省東北部，背山面海，屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，兼具有丘陵山地氣候特點(diǎn)，為福建省“特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)區(qū)”，主產(chǎn)“香高、味濃、色翠、耐泡”天山綠茶特色產(chǎn)品，2009年榮獲中國(guó)地理標(biāo)志證明商標(biāo)，2013年被認(rèn)定為中國(guó)馳名商標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2017年4月14～25日分別采摘蕉城區(qū)霍童洞天(35 m)、洋中(447 m)、白馬山(633 m)、霍童坑頭(749 m)、赤溪西坑(894 m)5個(gè)不同海拔茶園(采摘區(qū))，樹齡5年左右的‘福云6號(hào)’一芽二葉鮮葉作為試驗(yàn)材料。收集2017年4月14～25日上述5個(gè)不同海拔茶園及附近氣象自動(dòng)站點(diǎn)氣溫、降水、相對(duì)濕度等氣候監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，取平均值。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 茶園管理方法 采摘茶園栽培管理水平基本一致。茶園結(jié)合人工除草，春季淺耕厚度小于12 cm，秋季深耕厚度15 cm以上。地上部分停止生長(zhǎng)后，采用農(nóng)家肥料和商品肥料相結(jié)合方式進(jìn)行基肥施入土中25 cm左右。茶園鋪草覆蓋，高溫干旱期及時(shí)灌溉補(bǔ)水，耕層相對(duì)含水量保持80%左右，同時(shí)注意及時(shí)排水。春茶和秋茶后輕修剪。病蟲害防治主要采取農(nóng)業(yè)、物理、生物、農(nóng)藥防治等方法相結(jié)合。

1.2.2 茶樣制備方法 每個(gè)采摘區(qū)隨機(jī)采集3份樣品，每份鮮葉樣品500 g左右，攤青8～10 h，然后蒸汽殺青2 min左右，90℃烘至足干，樣品裝袋貼上標(biāo)簽，50 g蒸青樣送測(cè)。

1.2.3 茶樣檢測(cè)方法 茶樣水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿等檢測(cè)按照相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8305-2013、GB/T8313-2008、GB/T8314-2013、GB/T8312-2013進(jìn)行。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理及方法 應(yīng)用歐氏距離法對(duì)不同海拔茶園氣候、化學(xué)品質(zhì)進(jìn)行差異性(相似性)對(duì)比分析，應(yīng)用Excel2007和SPSS22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同采摘區(qū)春季小氣候特征

2.1.1 不同海拔茶園主要?dú)夂蛞靥卣?從不同海拔茶園采摘期平均氣溫來看(圖1)，氣溫隨海拔升高呈逐漸下降的趨勢(shì)，以5個(gè)海拔高度采摘點(diǎn)的平均氣溫變化進(jìn)行線性趨勢(shì)分析，茶園海拔每升高100 m，春季4月份平均氣溫下降0.32℃，下降幅度低于常規(guī)的每百米0.65℃，說明蕉城區(qū)4月份平均氣溫隨海拔升高降溫幅度相對(duì)較小，主要是蕉城區(qū)地處沿海地帶，兼具有海洋性和山地氣候特點(diǎn)，受暖濕海洋氣流影響造成氣溫隨海拔上升降溫幅度較單一受丘陵山地影響相對(duì)要小一些。5個(gè)海拔高度采摘點(diǎn)的平均氣溫標(biāo)準(zhǔn)方差為1.6，對(duì)照降水量和相對(duì)濕度標(biāo)準(zhǔn)方差也為最小，也進(jìn)一步說明蕉城區(qū)不同海拔高度采摘點(diǎn)的平均氣溫變化相對(duì)較小。

從降水量來看(圖1)，不同海拔茶園采摘期降水量隨海拔升高呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，通過5個(gè)海拔高度采摘點(diǎn)的降水量的線性趨勢(shì)分析，茶園海拔每升高100 m，春季4月份降水量增加4.31 mm，而且呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì)(α=0.05)，5個(gè)海拔高度采摘點(diǎn)的降水量標(biāo)準(zhǔn)方差為15.1，相對(duì)于平均氣溫和相對(duì)濕度標(biāo)準(zhǔn)方差為最大，說明蕉城區(qū)不同海拔高度茶園的降水量變化具有顯著差異。

從相對(duì)濕度來看(圖1)，不同海拔茶園采摘期相對(duì)濕度平均為82.1%，標(biāo)準(zhǔn)方差為4.1，不同海拔間相對(duì)較小，其隨海拔升高變化趨勢(shì)也不明顯，反映出蕉城區(qū)不同海拔高度采摘點(diǎn)的相對(duì)濕度變化差異較小。

圖1 2017年4月蕉城區(qū)不同海拔高度茶園主要?dú)夂蛞谾ig. 1 Climatic factors studied at tea plantations in Jiaocheng District in April 2017注：各氣象要素為4月14～25日的平均值。

2.1.2 不同海拔茶園氣候差異性分析 綜合蕉城區(qū)不同海拔茶園采摘期主要?dú)夂蛞?平均氣溫、降水量、相對(duì)濕度)特征，應(yīng)用歐氏距離計(jì)算方法對(duì)5個(gè)海拔茶園氣候條件進(jìn)行氣候差異性分析(表1)，結(jié)果表明，低海拔茶園(霍童洞天)與隨著海拔不斷升高的其他茶園氣候條件歐氏距離數(shù)值越來越大，說明海拔造成氣候差別也越來越大。海拔越相近的茶園氣候差異性相對(duì)小，海拔相距大的茶園間氣候差異性也大。蕉城區(qū)5個(gè)海拔茶園水平相對(duì)距離在15～45 km之間，在春季4月采摘期所受的天氣系統(tǒng)影響基本相同，因此，茶園的小氣候主要是受海拔高度不同影響，不同海拔高度茶園小氣候差異相對(duì)明顯。

表1 2017年4月中下旬蕉城區(qū)不同海拔茶園氣候條件差異性

注：表中數(shù)據(jù)為歐氏距離值，下同。

2.2 不同采摘區(qū)春茶化學(xué)品質(zhì)

2.2.1 不同海拔茶葉主要化學(xué)品質(zhì)特征 對(duì)不同海拔茶園4月采摘茶葉主要化學(xué)品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果表明不同海拔茶葉茶多酚含量變化最大，其標(biāo)準(zhǔn)方差達(dá)到3.90，而咖啡堿含量變化最小，其標(biāo)準(zhǔn)方差為0.56，其次方差依次增大的分別為水浸出物、氨基酸總量，由于不同海拔茶葉茶多酚含量變化最大，而氨基酸總量變化相對(duì)較小，造成酚氨比變化也較大，標(biāo)準(zhǔn)方差達(dá)到了3.02，變化差異僅次于茶多酚，說明蕉城區(qū)不同海拔高度對(duì)茶葉茶多酚含量變化波動(dòng)是最大，其次是酚氨比，而對(duì)咖啡堿、水出浸物和氨基酸含量變化影響相對(duì)較小。

從蕉城區(qū)5個(gè)海拔高度茶園蒸青固樣的各化學(xué)品質(zhì)變化來看(圖2)，水浸出物隨海拔升高有增加的趨勢(shì)，海拔每升高100 m，水浸出物含量增加0.20%，而海拔對(duì)水浸出物影響變化趨勢(shì)是顯著的(α=0.01)，其中海拔最高的赤溪西坑(894 m)茶葉水浸出物含量達(dá)到最高(48.9%)。茶多酚含量隨海拔升高呈現(xiàn)單峰型變化，即從低海拔的霍童洞天(35 m)到中海拔的白馬山(633 m)，茶多酚含量隨海拔升高而增加，而從白馬山到高海拔的赤溪西坑(894 m)，茶多酚含量又呈減少趨勢(shì)。氨基酸含量隨海拔升高也呈減少趨勢(shì)，海拔每升高100 m，氨基酸含量減少0.15%，但這種變化趨勢(shì)不顯著?？Х葔A含量隨海拔升高呈明顯增加趨勢(shì)，海拔每升高100 m，咖啡堿含量增加0.16%，而這種變化趨勢(shì)是極其顯著的(α=0.01)，說明海拔升高對(duì)咖啡堿含量增加具有正向影響作用。酚氨比含量隨海拔升高也呈增加趨勢(shì)，海拔每升高100 m，酚氨比增加0.77%，而這種變化趨勢(shì)也是顯著的(α=0.05)，說明海拔與酚氨比存在相關(guān)性，海拔升高對(duì)酚氨比增加也具有正向影響作用。

2.2.2 不同海拔茶葉化學(xué)品質(zhì)差異性分析 結(jié)合蕉城區(qū)不同海拔茶園同期茶葉化學(xué)品質(zhì)(水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、酚氨比)特征，應(yīng)用歐氏距離計(jì)算方法對(duì)5個(gè)海拔茶葉進(jìn)行化學(xué)品質(zhì)差異性分析(表2)，結(jié)果表明，不同海拔間茶葉化學(xué)品質(zhì)歐氏距離數(shù)值有明顯差別，其中低海拔的霍童洞天與高海拔的赤溪西坑差異值最大(1.749)。同時(shí)高海拔的霍童坑頭與赤溪西坑差異值最小(0.575)，但是并非海拔差距越大，茶葉化學(xué)品質(zhì)差異性也越大，如中海拔的洋中茶園與高海拔的霍童坑頭茶葉差異值較小(0.642)，說明不同海拔茶葉化學(xué)品質(zhì)存在差異性，低海拔與中、高海拔高度茶葉化學(xué)品質(zhì)差異是明顯的。但這種差異性大小并不一定與其海拔差距大小相一致，這可能與茶樹種植的土壤環(huán)境、施肥管理、有效積溫、光照條件等有關(guān)。

3 小結(jié)與討論

3.1 氣候條件對(duì)茶葉生長(zhǎng)影響

不同海拔茶園氣候存在明顯差別，隨海拔升高，春季氣溫緩慢下降，有效積溫也呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，因此茶葉芽梢生長(zhǎng)也放緩，物候生長(zhǎng)期延遲，春梢萌芽期、茶葉采摘期等也隨海拔均呈現(xiàn)延遲的狀態(tài)[9]，說明不同海拔茶園氣候?qū)Υ翰枭L(zhǎng)具有重要影響作用。降水量隨海拔升高而增多，所以高山濕度增大，云霧也較多，光照短而漫射光多，光合作用形成的糖類化合物縮合困難，茶葉中纖維素不易形成，茶鮮葉原料在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持鮮嫩而不易老化，即持嫩性較強(qiáng)。同時(shí)在漫射光條件下光質(zhì)中紅黃色光多而藍(lán)紫光不易透過，減少紫外線的照射也有利于葉綠素、含氮物和香氣的形成[12]。

圖2 蕉城區(qū)不同海拔蒸青茶樣主要化學(xué)成分Fig.2 Major chemicals in spring teas grown at different elevations in Jiaocheng District

表2 2017年4月中下旬蕉城區(qū)不同海拔蒸青茶樣化學(xué)成分相似性

3.2 不同海拔氣候?qū)Σ枞~化學(xué)品質(zhì)影響

蕉城區(qū)不同海拔茶園的氣候和茶葉化學(xué)品質(zhì)都存在差異性，其中氣候的差異性主要表現(xiàn)在春季4月份隨海拔升高平均氣溫下降幅度相對(duì)較小(每百米0.32℃)，差異不顯著。而降水呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì)(每百米4.31 mm)，相對(duì)濕度變化差異小。不同海拔茶葉茶多酚含量變化最大，其中中海拔的茶多酚含量最高，而氨基酸總量變化相對(duì)較小，造成酚氨比變化也較大；另外咖啡堿、水浸出物也隨海拔波動(dòng)影響相對(duì)較小。但茶葉的水浸出物、咖啡堿、酚氨比隨海拔升高而呈增加趨勢(shì)，氨基酸含量隨海拔升高呈減少趨勢(shì)，但這種變化趨勢(shì)不顯著。除了低海拔的霍童洞天茶葉的酚氨比為5.7外，中、高海拔酚氨比都>8，5個(gè)海拔茶園平均酚氨比為9.8，說明蕉城區(qū)天山茶葉適制為紅茶、綠茶，具有耐泡、香高、色翠的特性。

3.3 討論

水浸出物蕉城區(qū)不同海拔茶園氣候差異明顯，海拔越相近的茶園氣候差異性相對(duì)小，海拔相距大的茶園間氣候差異性也大。不同海拔氣候條件對(duì)茶葉生長(zhǎng)有重要影響作用，春季4月份隨海拔升高平均氣溫下降，降水呈現(xiàn)顯著增加，相對(duì)濕度大等與相關(guān)研究相似，這種不同海拔氣候條件有助于蕉城區(qū)春茶適制綠茶、紅茶，從而形成鮮嫩、耐泡、香高的特性。不同海拔茶葉化學(xué)品質(zhì)存在差異性，但這種差異性大小并不一定與其海拔差距大小相一致，主要受蕉城區(qū)在海洋性和山地氣候共同作用下造成。