大葉種茶氣候品質評價方法

 論文欄目:氣候環境論文     更新時間:2019/12/5 11:48:58   

摘要:本研究旨在尋找大葉種茶品質與氣候條件的關系,為開展大葉種茶氣候品質評價提供技術支撐。應用普洱茶主產區19個樣本茶園平行觀測小氣候因子和普洱茶內含物數據,采用相關分析、模糊數學等方法,確定大葉種茶氣候品質評價因子、指標,建立單因子適宜度模型和氣候品質指數。結果表明,大葉種茶樹生長季內平均氣溫與咖啡堿含量呈顯著的負相關,相對濕度與氨基酸含量也呈顯著的負相關。結合大葉種茶樹的生理學特性,確定評價指標,并建立單個氣象要素和綜合的氣候品質評價模型。通過在研究茶區對評價方法進行驗證,評價準確率為84%。

關鍵詞:大葉種茶;氣候適宜度;氣候品質;評價方法

云南是世界公認的茶樹原產地和中國重要的茶葉生產基地,也是中國野生大茶樹發現最早、分布最多的省份,茶園面積和茶葉總產量均居全國前列。普洱茶產業是云南省傳統優勢特色產業,也是云南建設高原特色現代農業的主要品牌之一[1-2]。普洱茶指以地理標志?;し段冢ㄔ頗暇襯謔屎洗笠噸植柙耘嗪推斬杓庸さ那?,為北緯21°10′—26°22′、東經97°31′—105°38′的區域)的云南大葉種曬青茶為原料,并在地理標志?;し段誆捎錳囟ǖ募庸すひ罩瞥?,具有獨特品質特征的茶葉[3]。因此,大葉種茶是制作普洱茶獨有的原料。光、溫、水等氣候資源是決定其品質的先天主要條件之一,云南多樣性氣候特征為大葉種茶樹生長創造了適宜的氣候生態背景??勾笠噸植杵蚱分勢蘭鄯椒ㄑ芯?,為開展大葉種茶氣候品質認證做好基礎工作,促使合理利用氣候資源、合理規劃布局大葉種茶樹栽培,促進普洱茶生產提質增效、趨利避害提供了科學依據。國內有很多研究者在茶葉氣候品質方面開展了相關研究。金志鳳等[4-5]基于浙江省基本氣象站和區域自動站的逐日氣象資料,結合田間試驗獲取的茶葉品質數據,提出了影響茶葉品質的3個氣象指標,建立了茶葉氣候品質評價模型。王輝等[6]研究了氣候對名茶品質的影響,認為西湖龍井、安吉白茶、滇紅、安溪鐵觀音等名茶的優良品質與當地特有的氣候條件息息相關。陸文淵等[7]對安吉白茶原產地范圍及自然環境特征、安吉白茶品質與氣象因子的相關性等方面進行了分析探討,認為氣溫、光照、降水等氣象因子與安吉白茶的生長發育和茶葉品質密切相關。婁偉平等[8]通過研究茶葉質量指標形成與氣象條件的關系,確定了龍井茶葉氣候品質認證指標,開展了龍井茶葉氣候品質認證工作。目前,針對普洱茶的工藝、理化成分等方面研究較多,但普洱茶品質與氣象之間的關系研究尚少。本研究基于云南普洱主產茶區內19個茶園小氣候觀測站資料,結合大葉種曬青茶樣內含物檢測結果,研究大葉種茶主要內含物含量與氣象要素的關系,建立大葉種茶氣候品質綜合評價模型,以期為開展大葉種茶氣候品質認證提供技術方法。

1材料與方法

1.1研究區域和資料

1.1.1研究區概況普洱市和西雙版納州均是重要的普洱茶產區,位于云南省西南部,南部與老撾、緬甸山水相連,和泰國、越南近鄰。研究區地處北緯21°08′—24°50′、東經99°09′—102°19′之間,北回歸線橫穿普洱市中部,境內群山起伏,山地面積占90%以上。受地形、海拔影響,研究區內垂直氣候特點明顯,干濕季分明,普洱市大部分地區常年無霜,冬無嚴寒,夏無酷暑,西雙版納州終年溫暖,日照充足,熱量豐富,濕潤多雨。1.1.2資料來源2016—2017年在普洱市、西雙版納州選取19個樣本茶園,開展大葉種茶樹物候觀測、氣象觀測。選取茶園區域自動站或茶區基本氣象站的逐日溫度、降水量、日照時數、相對濕度等氣象資料。以上氣象數據在進行統計分析前,剔除了異常數據,對缺測數據利用回歸訂正法進行插補,確保了各氣象要素數據在時間序列上的完整性和連續性。在開展氣象觀測、大葉種茶樹物候觀測的各茶園布設試驗點,共采集了104份大葉種茶茶樣,并對其進行茶多酚、氨基酸、咖啡堿、水浸出物等主要內含物測定,得到研究所需的大葉種茶內含物含量數據。大葉種茶樣的內含物測定依據GB/T8302、GB/T8303、GB/T8304、GB/T8305、GB/T8313、GB/T8314—2002、GB/T8312—2002等國家標準[9-15]。

1.2研究方法

1.2.1分析茶樣制備本研究采用微波固樣的方法對采摘的大葉種茶鮮葉進行固樣處理[16-18],以備后續研究所用。1.2.2氣候適宜度隸屬函數作物的氣候適宜度是把氣溫、降水量、日照時數等氣象因子的數量變化,通過模糊數學中隸屬函數的方法轉化為對作物生長發育、產量形成、品質優劣的適宜程度。有研究者在研究農業生態氣候過程中提出,根據農業氣象生理生態學原理,可以得出氣溫、日照時數、相對濕度等氣象因子與有機體增長量、品質形成的關系曲線,將有機體增長量及品質形成作為用氣象因子評價對其適宜度的指標。氣象因子指數可取值[0,1],其中0表示氣象條件差,作物停止生長,產量及品質不能形成,1表示氣象條件非常有利于作物生長,有機體產量、品質最佳,進而得到各氣象因子的適宜度曲線[19-21]。(1)氣溫適宜度隸屬函數[21]。氣溫與作物生長發育的關系十分密切,每種作物都有三基點溫度,即最適溫度、上限溫度和下限溫度,氣溫適宜度是判定作物在某個生長發育階段的溫度的適宜程度。氣溫適宜度的計算如式(1)~(2)。

2結果與分析

2.1氣候品質評價因子的確定

大葉種茶樹的生長發育與氣溫、降水、濕度、日照等氣象因子密切相關。本研究利用茶樹萌芽至采摘期間的氣象條件與大葉種茶主要內含物含量進行相關分析。從相關性分析結果(表1)可以看出,云南大葉種茶樹生長季內平均氣溫與咖啡堿含量呈顯著的負相關,平均氣溫與其他內含物含量之間無顯著的相關性;相對濕度與氨基酸含量也呈顯著的負相關,相對濕度與其他內含物含量之間無顯著的相關性;降水量、日照時數與茶多酚、氨基酸、咖啡堿和水浸出物總量等茶葉主要內含物之間均沒有顯著的相關性。因此,確定大葉種茶生長季內的平均氣溫、相對濕度作為大葉種茶氣候適宜度評價的氣象因子。

2.2關鍵氣象因子適宜度評價模型

2.2.1氣溫適宜度評價模型分析不同區域茶園平行觀測的氣溫、物候及內含物含量數據,得到茶芽萌發至采摘期間氣溫與適宜度正偏態分布曲線(圖1)。茶芽萌發至采摘期間氣溫為12.8℃時,茶葉開始芽萌;當平均氣溫為16.7℃時,氣溫適宜度達到峰值,是大葉種茶樹生長最適宜溫度;當平均氣溫低于峰值時,隨著氣溫的降低,氣溫適宜度迅速下降,當平均氣溫高于38.0℃時,氣溫適宜度為0。因此,確定茶芽萌發至采摘期間最適氣溫、下限氣溫和上限氣溫閾值?;諂率室碩攘ナ艉姆椒?,根據大葉種茶芽萌發至采摘期間最適氣溫、下限氣溫和上限氣溫閾值,建立大葉種茶氣溫適宜度評價模型,如式(5)。2.2.2濕度適宜度評價模型分析不同區域茶園平行觀測的相對濕度、物候及內含物含量數據,得到茶芽萌發至采摘期間相對濕度與適宜度的分布曲線(圖2)。大葉種茶樹新梢生長期最適平均空氣相對濕度下限值為74%。當相對濕度在74%以上,相對濕度適宜度為1,適宜大葉種茶樹生長發育,對其產量及品質形成非常有利;當相對濕度在25%~74%之間,隨著相對濕度的降低,大葉種茶樹的生長發育、茶葉產量及品質受到的影響程度增大;當相對濕度小于25%時,大葉種茶樹不能正常生長。

2.3氣候適宜度綜合評價模型

氣溫和濕度的氣象適宜度評價,僅能反映出單個氣象因子對大葉種茶樹生長發育、產量及品質形成的影響。因此,基于單因子的適宜度模型建立綜合的氣象適宜度模型,能反映多個關鍵氣象因子對大葉種茶樹適宜性的綜合影響,以此來表征大葉種茶氣候品質。在氣候適宜度指數中,關鍵是確定氣溫適宜度、相對濕度適宜度的權重,本研究采用專家打分法,確定氣溫適宜度、濕度適宜度的權重,建立大葉種茶氣候適宜度綜合評價模型,如式(7)。采用回代方法,計算大葉種茶氣候適宜度指數,結合大葉種茶生長發育和內含物質測定數據,確定大葉種茶氣候品質評價等級和氣候適宜度指數范圍。大葉種茶氣候品質等級和氣候適宜度指數見表2。

2.4評價驗證

研究中對樣本茶園2016年3個茶園共16個批次、2017年3個茶山共3個批次共19個大葉種曬青茶樣進行氣候品質評價,同時在各茶樣產區開展調查工作。將茶樣的氣候品質評價結果與調查結果(表3)進行對比分析,有16個茶樣的評價與調查結果相吻合,有3個與調查結果相差一個檔次,評價準確率為84%。

3結論與討論

(1)通過分析云南大葉種茶主要內含物含量與氣象要素的關系,確定平均氣溫和相對濕度為大葉種茶氣候適宜度評價的關鍵氣象因子,并建立大葉種茶氣候適宜度綜合評價模型。國內有諸多茶葉氣候品質方面的研究者[4-8,22]對各地茶葉的氣候品質評價因子開展了研究,對比分析來看,國內不同產地、不同品種的茶葉氣候品質評價因子存在一定共性,也有一定差異。氣溫和濕度條件均是影響茶葉品質的關鍵氣象因子,降水、日照等其他因子則因地域和茶葉品種的不同,影響的程度也有所不同。(2)大葉種茶氣候品質評價指標的確定和評價模型的建立,是開展大葉種茶氣候品質認證工作的關鍵技術部分。在品質認證工作完成的基礎上,研究茶區選擇茶農、茶企開展大葉種茶品質與氣候的關系、主要天氣氣候災害等專項的調查,對建立的大葉種茶氣候適宜度的綜合評價模型進行驗證。經評價模型評價得到的大葉種茶品質與實際基本相符,準確率較高,符合當地生產實際。通過對大葉種茶氣候品質等級的劃分,對于茶農、茶企、茶商等提高茶葉的商品價值具有積極的意義。(3)本研究雖然在選取大葉種茶樹樣本茶園時考慮了地域的均勻分布,但在試驗的實際開展過程中因為樣品采集及處理等方面的原因,導致最終結論仍存在一定程度上的地域局限性??悸塹皆頗細叢傭嘌牡匭蔚孛埠推蛺跫?,筆者通過試驗確定關鍵氣象因子,在樣本茶園及其周邊茶園的大葉種茶氣候適宜度評價時較適用,如果對距離樣本茶園較遠地區的各個茶園,評價因子有待進一步驗證及修訂,或將研究區域繼續拓展到大葉種茶樹的各個主要種植區。同時,在茶葉氣候品質評價方法的研究上應結合其他農產品的評價方法[23-30]開展進一步的研究,進而得到大葉種茶氣候品質評價的普適模型,以提高大葉種茶氣候品質認證技術的科學性和可靠性。

作者:張茂松 吉文娟 周云 王鵬云 吳育釗 單位:云南省氣候中心 云南省臨滄市氣象局 昆明晨力商貿有限公司

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