武夷巖茶肉桂鮮葉品質動態(tài)變化及氣候影響分析*

沈長華 楊 凱 吳灰全 徐茂興 吳木貴 張潔薇 鄭曦希

(1.福建省南平生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象試驗站,福建 南平 354200；2.福建省災害天氣重點實驗室,福建 福州 350028；3.福建省氣象科學研究所,福建 福州 350028；4.福建省武夷山市氣象局,福建 南平 354300；5.福建省武夷山市茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心,福建 南平 354300；6.福建省南平市建陽區(qū)氣象局,福建 南平 354200)

茶是21世紀最安全的健康飲料，茶樹原產(chǎn)中國，有文字記載的人工栽培歷史已有3000多年[1-3]。南平市是福建茶葉主產(chǎn)區(qū)之一，其中最具代表性的武夷巖茶(亦稱武夷茶、巖茶)以“香、清、甘、活”特征而聞名全國、享譽世界。2002 年武夷巖茶榮獲國家地理標志保護產(chǎn)品，是中國十大名茶之一[4-5]。茶產(chǎn)業(yè)是閩北乃至福建省綠色發(fā)展、脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興的重要支柱產(chǎn)業(yè)。

武夷巖茶產(chǎn)量、品質受茶樹品種、栽培、土壤、生態(tài)環(huán)境、氣象條件和制茶工藝等因素影響。陳泉賓等學者綜合分析了武夷巖茶品種、生態(tài)條件、栽培措施、采制技術、工藝、土壤、光照、溫度、水分、地形、海拔和緯度對武夷巖茶品質的影響[6-8]；黃建安研究了閩北與閩南烏龍茶代表性品種感官審評和主要內(nèi)含成分茶多酚、兒茶素總量、咖啡堿及酚/氨值等“巖韻”與“音韻”關系[9]；莫燕霞等開展了不同生長期內(nèi)茶葉中茶多酚含量的變化研究，分析了武夷巖茶不同品種氨基酸組分及含量[10-11]；陳泉賓等分析了不同茶園土壤成分對武夷巖茶不同品種茶多酚、咖啡堿、可溶性總糖、兒茶素總量、水浸出物、氨基酸的影響與調控[12]；李文等研究了武夷肉桂酚氨比與氣象綜合指標呈顯著正相關[13]；徐桂妹等分析了武夷山市巖茶不同茶區(qū)月(季、年)農(nóng)業(yè)氣候條件[14]。但是，仍缺乏針對武夷巖茶肉桂鮮葉品質理化指標動態(tài)變化及氣象影響因子研究。因此，本文通過開展武夷巖茶肉桂鮮葉品質動態(tài)變化及影響研究，以期為武夷巖茶氣候品質評估與認證服務提供參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

2018年1月至2020年5月武夷巖茶肉桂品質和氣象數(shù)據(jù)來源于福建省武夷山市夷仙巖茶廠黃村石源壟(27°40′40″N，117°54′32″E，315.0 m)茶園、武夷山市巖歆茶葉科學研究所城郊小武夷(27°46′N，118°02′E，222.0 m)茶園和福建省武夷山市氣象局的平行觀測試驗。

1.2 方法

1.2.1 氣象要素觀測

根據(jù)中國氣象局《地面氣象觀測規(guī)范》進行觀測記載，其中在武夷山市夷仙巖茶廠(石源壟)茶園設多要素自動氣象觀測站，開展氣溫、相對濕度、降水量等觀測，而武夷山市巖歆茶葉科學研究所(小武夷)茶園因距武夷山大氣觀場直線距離僅500 m，故采用武夷山大氣環(huán)境監(jiān)測站氣象數(shù)據(jù)替代。

1.2.2 茶葉理化指標測定

在武夷山市夷仙巖茶廠石源壟、武夷山市巖歆茶葉科學研究所(小武夷)肉桂茶園內(nèi)，隨機選取樹勢中等、生長良好的茶園作為試驗地段，并將該地段劃分東、西、南、北4個試驗小區(qū)，每年4月15日開始至采摘日，每間隔5 d動態(tài)分別于4個小區(qū)采摘取樣鮮葉500 g，另取采摘日制成的毛茶200 g以上樣本，共36個樣本；并送農(nóng)業(yè)部茶葉質量監(jiān)督檢驗測試中心進行水分、水浸出物、茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿、維生素C、氨基酸組分、總黃酮、水溶性碳水化合物等茶葉品質理化指標測定。

2 結果與分析

2.1 不同年份不同茶園春茶生長季農(nóng)業(yè)氣象條件分析

武夷山市春茶生長季從2月下旬開始至5月中旬采摘結束，春茶品質與生長季各氣象要素影響十分密切。

2.1.1 不同年份春茶季農(nóng)業(yè)氣象條件分析

從圖1(a)～(c)可以看出，2018—2020年武夷山市春茶生長季，各年旬平均氣溫除個別旬次外，總體偏高明顯，變化趨勢一致且平緩；各年旬降水量除部分旬次偏多外，總體偏少顯著，旬際變幅大；各年旬日照時數(shù)除部分旬次偏少外，總體偏多，且旬際變幅大。

由圖1(d)～(f)可知，2018—2020年武夷山市春茶生長季，各年平均氣溫均偏高；降水量均偏少；日照時數(shù)除2019年偏少外，2018年和2020年均偏多。綜合來看，2019年春茶生長期間氣溫、降水量、光照條件最有利于春茶肉桂生長，其次是2020年，第三是2018年。

(a)

2.1.2 不同茶園農(nóng)業(yè)氣象條件分析

從表1可知，2018—2020年武夷山市春茶生長期間,小武夷和石源壟茶園連續(xù)3年旬平均氣溫、降水量和平均相對濕度的變化趨勢一致，但年際間變幅較大；從氣溫來看，小武夷茶園比石源壟茶園各年平均氣溫均高0.6～0.8℃、各旬均高0.1～1.3℃；從生長季降水量來看，小武夷茶園較石源壟茶園各年降水量距平值-54.6～2.0mm、各旬-29.7～32.7mm；從平均相對濕度來看，小武夷茶園旬平均相對濕度為67%～89%，石源壟茶園為76%～99%，小武夷茶園比石源壟茶園各年平均相對濕度低8%～11%、各旬低7%～13%。

表1 2018—2020年武夷山市不同茶園春茶生長季農(nóng)業(yè)氣象條件比較(月/旬)

2.2 鮮葉品質理化指標動態(tài)變化

2.2.1 水分、水浸出物變化

從圖2(a)可知，2018—2020年武夷山市小武夷茶園(a)和石源壟茶園(b)各采摘期肉桂鮮葉水分在不同年份、不同茶園呈現(xiàn)明顯不同變化，小武夷茶園肉桂鮮葉平均水分含量為5.78%，石源壟茶園為6.61%；從同一年份不同茶園對比來看，小武夷茶園肉桂鮮葉平均水分含量低于石源壟茶園；從同一茶園不同年份來看，大部分采摘期肉桂鮮葉水分含量從高到低的年份是2020年>2019年>2018年；從同一年份不同采摘日來看，總體呈現(xiàn)4月25日后采摘的鮮葉水分含量要高于25日之前采摘的鮮葉。

(a)2018—2020年武夷山市小武夷和石源壟茶園不同采摘期肉桂鮮葉水分含量變化

從圖2(b)可以看出，2018—2020年武夷山市小武夷茶園(a)和石源壟茶園(b)各采摘期肉桂鮮葉水浸出物在不同年份、不同茶園呈現(xiàn)明顯不同變化，小武夷茶園肉桂鮮葉平均水浸出物含量為48.0%、石源壟茶園為46.8%；從同一年份不同茶園對比來看，小武夷茶園肉桂鮮葉平均水浸出物含量高于石源壟茶園；從同一茶園不同年份來看，大部分采摘期肉桂鮮葉水浸出物含量從高到低的年份是2020年>2018年>2019年；從同一年份不同采摘日來看，總體呈現(xiàn)4月25日后采摘的鮮葉水浸出物含量要低于25日之前采摘的鮮葉。

2.2.2 茶多酚、游離氨基酸變化

從圖3(a)可知，2018—2020年武夷山市小武夷茶園(a)、石源壟茶園(b)各采摘期肉桂鮮葉茶多酚在不同年份、不同茶園呈現(xiàn)明顯不同變化，小武夷茶園肉桂鮮葉平均茶多酚含量為19.1%、石源壟茶園為16.9%；從同一年份不同茶園對比來看，小武夷茶園肉桂鮮葉平均茶多酚含量高于石源壟茶園；從同一茶園不同年份來看，大部分采摘期肉桂鮮葉茶多酚含量從高到低的年份是2018年>2020年>2019年；從同一年份不同采摘日來看，總體呈現(xiàn)4月20日后采摘的鮮葉茶多酚含量低于20日之前采摘的鮮葉。

(a)2018—2020年武夷山市小武夷和石源壟茶園不同采摘期肉桂鮮葉茶多酚含量變化

從圖3(b)可以看出，2018—2020年武夷山市小武夷茶園(a)和石源壟茶園(b)各采摘期肉桂鮮葉游離氨基酸在不同年份、不同茶園呈現(xiàn)明顯不同變化，小武夷茶園肉桂鮮葉平均游離氨基酸含量為3.3%、石源壟茶園為3.2%；從同一年份不同茶園對比來看，小武夷茶園肉桂鮮葉平均游離氨基酸含量略高于石源壟茶園；但從同一茶園不同年份來看，小武夷茶園肉桂鮮葉游離氨基酸含量從高到低的年份是2020年>2019年>2018年，而石源壟茶園大部分采摘期肉桂鮮葉游離氨基酸含量從高到低的年份是2018年>2020年>2019年；從同一年份不同采摘日來看，總體呈現(xiàn)4月20日后采摘的鮮葉游離氨基酸含量要低于20日之前采摘的鮮葉。

2.2.3 咖啡堿、維生素C變化

從圖4(a)可知，2018—2020年武夷山市小武夷茶園(a)、石源壟茶園(b)各采摘期肉桂鮮葉咖啡堿在不同年份、不同茶園呈現(xiàn)明顯不同變化，小武夷茶園肉桂鮮葉平均咖啡堿含量為3.3%，石源壟茶園為2.9%；從同一年份不同茶園對比來看，小武夷茶園肉桂鮮葉平均咖啡堿含量高于石源壟茶園；從同一茶園不同年份來看，肉桂鮮葉咖啡堿含量從高到低的年份是2018年>2020年>2019年；從同一年份不同采摘日來看，總體呈現(xiàn)4月20日后采摘的鮮葉咖啡堿含量要低于20日之前采摘的鮮葉。

從圖4(b)可知，2018—2020年武夷山市小武夷茶園(a)、石源壟茶園(b)各采摘期肉桂鮮葉維生素C在不同年份、不同茶園呈現(xiàn)不規(guī)則變化，小武夷茶園肉桂鮮葉平均維生素C含量為0.17%、石源壟茶園為0.12%；從同一年份不同茶園對比來看，小武夷茶園肉桂鮮葉平均維生素C含量高于石源壟茶園；從同一茶園不同年份來看，大部分采摘期肉桂鮮葉維生素C含量從高到低的年份是2018年>2020年>2019年；從同一年份不同采摘日來看，總體呈現(xiàn)4月25日后采摘的鮮葉維生素C含量要低于20日之前采摘的鮮葉。

(a)2018—2020年武夷山市小武夷和石源壟茶園不同采摘期肉桂鮮葉咖啡堿含量變化

2.2.4 總黃酮、水溶性碳水化合物變化

從圖5(a)可知，2018—2020年武夷山市小武夷茶園(a)、石源壟茶園(b)各采摘期肉桂鮮葉總黃酮在不同年份、不同茶園呈現(xiàn)不規(guī)則變化，小武夷茶園肉桂鮮葉平均總黃酮含量為1.0%，石源壟茶園為0.9%；從同一年份不同茶園對比來看，小武夷茶園肉桂鮮葉平均總黃酮含量高于石源壟茶園；從同一茶園不同年份來看，大部分采摘期肉桂鮮葉總黃酮含量從高到低的年份是2020年>2018年>2019年；從同一年份不同采摘日來看，小武夷茶園呈現(xiàn)4月30日達最高，石源壟茶園呈現(xiàn)4月20日達最高，呈“中間高兩邊低”型分布。

從圖5(b)可知，2018—2020年武夷山市小武夷茶園(a)和石源壟茶園(b)各采摘期肉桂鮮葉水溶性碳水化合物在不同年份、不同茶園呈現(xiàn)明顯不同變化，小武夷茶園肉桂鮮葉平均水溶性碳水化合物含量為3.9%，石源壟茶園為4.2%；從同一年份不同茶園對比來看，小武夷茶園肉桂鮮葉平均水溶性碳水化合物含量低于石源壟茶園；從同一茶園不同年份來看，大部分采摘期肉桂鮮葉水溶性碳水化合物含量從高到低的年份是2020年>2019年>2018年；從同一年份不同采摘日來看，總體呈現(xiàn)4月20日后采摘的鮮葉水溶性碳水化合物含量明顯高于20日之前采摘的鮮葉。

(a)2018—2020年武夷山市小武夷和石源壟茶園不同采摘期肉桂鮮葉總黃酮含量變化

2.3 影響肉桂鮮葉品質的氣象因子

2.3.1 水分、水浸出物、茶多酚、游離氨基酸的影響

從表2可以看出，武夷巖茶鮮葉水分除與采摘前60 d的降水量、前55 d的平均最小相對濕度、前10 d的氣溫日較差呈極顯著正相關外，其他均為極顯著負相關；且影響時段大部分集中在春茶生長中后期。從關聯(lián)序看，關聯(lián)度最大的是采摘前60 d的降水量和前55 d的平均最小相對濕度，其次是前10～30 d的熱量因子，最后是前30 d的日照時數(shù)?？梢?，影響武夷巖茶鮮葉水分含量首先是茶葉生長中前期的水分和中后期的熱量因子，而光照因子相對次要。

表2 肉桂鮮葉水分、水浸出物、茶多酚、游離氨基酸與各氣象因子相關系數(shù)、關聯(lián)度、關聯(lián)序

武夷巖茶鮮葉水浸出物除與采摘前10 d的日照時數(shù)呈極顯著正相關外，其他均為極顯著(顯著)負相關；且影響時段集中在春茶生長中后期。從關聯(lián)序看，關聯(lián)度最大的是采摘前20～35 d的熱量因子，特別是前35 d的平均氣溫和≥10.0℃活動積溫；其次是前15 d的平均最小相對濕度；最后是前10 d的日照時數(shù)?？梢?，影響武夷巖茶鮮葉水浸出物含量首先是春茶生長中后期的熱量因子，其次是水分和光照因子。

武夷巖茶鮮葉茶多酚除與采摘前15 d的日照時數(shù)呈極顯著正相關外，其他均為極顯著負相關；且影響時段大部分集中在春茶全生長季。從關聯(lián)序看，關聯(lián)度最大的是采摘前80～85 d水分因子，尤以采摘前80 d的平均相對濕度為最；其次是采摘前80～90 d的熱量因子，尤以采摘前90 d的平均氣溫為最；最后是采摘前15 d的日照時數(shù)?？梢?，影響武夷巖茶鮮葉茶多酚含量首先是春茶生長季的水分和熱量因子，其次是春茶生長中后期的光照因子。

武夷巖茶鮮葉游離氨基酸除與采摘前55 d的降水量呈極顯著正相關外，其他均為顯著(極顯著)負相關；且影響時段不集中，即分布在采摘前15～90 d之間。從關聯(lián)序看，關聯(lián)度最大的是采摘前55 d的降水量；其次是前15～90 d的熱量因子，尤以前40 d的平均最高氣溫、前45 d的平均氣溫為最；第三是前60 d的日照時數(shù)?？梢?，影響武夷巖茶鮮葉游離氨基酸含量首先是春茶生長中前期水分因子，其次是前15～90 d的熱量因子，最后是中前期光照因子。

2.3.2 咖啡堿、維生素C、總黃酮、水溶性碳水化合物的影響

從表3可以看出，武夷巖茶鮮葉咖啡堿除與采摘前15 d的日照時數(shù)呈極顯著正相關外，其他均為極顯著負相關；且影響時段大部分集中在春茶全生長季。從關聯(lián)序看，關聯(lián)度最大的是采摘前80～85 d的水分因子，尤以前80 d的平均相對濕度為最；其次是前15 d的日照時數(shù)；最后是前10 d及前85～90 d的熱量因子，尤以前90 d的平均氣溫為最?？梢娪绊懳湟膸r茶鮮葉咖啡堿含量首先是春茶全生長季水分，其次是后期的日照時數(shù)，第三是春茶全生長季的熱量因子。

表3 肉桂鮮葉咖啡堿、維生素C、總黃酮、水溶性碳水化合物與各氣象因子相關系數(shù)、關聯(lián)度、關聯(lián)序

武夷巖茶鮮葉維生素C除與采摘前15 d的日照時數(shù)呈顯著正相關外，其他均為顯著(極顯著)負相關；且影響時段大部集中在春茶生長季。從關聯(lián)序看，關聯(lián)度最大的是采摘前15 d的日照時數(shù)；其次是前80 d的平均相對濕度、前70 d的平均最小相對濕度；最后是前80 d的平均最低氣溫?？梢娪绊懳湟膸r茶鮮葉維生素C含量首先是春茶生長后期的光因子日照時數(shù)，其次是前70～80 d的水分和熱量因子。

武夷巖茶鮮葉總黃酮除與采摘前10 d的氣溫日較差、前55 d的降水量和前10 d的日照時數(shù)呈極顯著正相關外，其他均為極顯著負相關；且影響時段集中在春茶生長中后期。從關聯(lián)序看，關聯(lián)度最大的是采摘前10～35 d的熱量因子，尤以前10 d的氣溫日較差為最；其次是前15～55 d的水分因子，尤以前55 d的降水量為最；最后是前10 d的日照時數(shù)。可見影響武夷巖茶鮮葉總黃酮含量首先是春茶生長后期的熱量和中后期的水分因子，其次是后期光因子。

武夷巖茶鮮葉水溶性碳水化合物除與采摘前20 d的降水量呈極顯著負相關外，其他均為極顯著正相關；且影響時段大部分集中在春茶全生長季。從關聯(lián)序看，關聯(lián)度最大的是采摘前80～90 d的熱量因子，尤以前80 d的≥10.0℃活動積溫為最；其次是前20 d的降水量?？梢娪绊懳湟膸r茶鮮葉水溶性碳水化合物含量首先是春茶全生長季的熱量因子，其次是春茶生長后期水分因子，而與光因子影響不明顯。

3 結論與討論

(1)2018—2020年春茶肉桂生長期間氣溫均偏高、降水量均偏少；日照時數(shù)除2019年偏少外，其他均偏多。小武夷和石源壟茶園試驗點春茶生長期間氣溫、降水和相對濕度變化趨勢一致，且石源壟茶園水分、熱量條件組合更有利于優(yōu)質肉桂茶葉生長。

(2)春茶肉桂鮮葉品質因采摘期、茶園、年份不同呈現(xiàn)明顯變化。隨著采摘期時間的推遲，除水分和總黃酮含量呈有升有降趨勢外，水溶性碳水化合物含量呈上升趨勢，其他理化成分均呈下降趨勢；從不同茶園對比來看，小武夷茶園除水分、水溶性碳水化合物含量低于石源壟茶園外，其他理化成分均高于石源壟茶園；不同年份的鮮葉水分、水浸出物、總黃酮、水溶性碳水化合物含量2020年最高，茶多酚、咖啡堿、維生素C含量2018年最高，但游離氨基酸含量是小武夷茶園2020年最高、石源壟茶園2018年最高。

(3)影響春茶肉桂鮮葉品質的關鍵氣象因子因理化指標不同而不同。從第一影響因子來看，影響水分、茶多酚、咖啡堿、游離氨基酸是水分因子，分別為采摘前60 d的降水量、前80 d的平均相對濕度、前55 d的降水量；影響水浸出物、總黃酮、水溶性碳水化合物是熱量因子，分別為采摘前35 d的平均氣溫、前10 d的氣溫日較差、前80 d的≥10.0℃活動積溫；影響維生素C是光照因子，為采摘前15 d的日照時數(shù)；從綜合影響因子來看，除水溶性碳水化合物主要由熱量因子主導、而光因子影響不明顯外，其他品質指標均受不同時段熱量、水分、光因子不同組合影響。

(4)本研究未考慮春茶肉桂茶葉病蟲害、茶園土壤因素對茶葉品質的影響，仍有待進一步研究。