武夷山不同茶园茶树茶青品质的差异

叶江华, 罗盛财, 张 奇, 贾小丽, 王海斌,4, 刘宝顺, 洪永聪, 王飞权, 晁倩林, 曹士先, 周建文, 何海斌(.武夷学院茶与食品学院，福建 武夷山 400；.福建省农业生态过程与安全监控重点实验室/福建农林大学生命科学学院，福建 福州 000；.武夷山市农业局，福建 武夷山 400；4.龙岩学院生命科学学院，福建 龙岩 640；.武夷星茶业有限公司，福建 武夷山 400)

武夷山不同茶园茶树茶青品质的差异

叶江华1,2, 罗盛财3, 张 奇2, 贾小丽1,2, 王海斌2,4, 刘宝顺3, 洪永聪1, 王飞权1, 晁倩林5, 曹士先5, 周建文3, 何海斌2
(1.武夷学院茶与食品学院，福建 武夷山 354300；2.福建省农业生态过程与安全监控重点实验室/福建农林大学生命科学学院，福建 福州 350002；3.武夷山市农业局，福建 武夷山 354300；4.龙岩学院生命科学学院，福建 龙岩 364012；5.武夷星茶业有限公司，福建 武夷山 354300)

以武夷山3个不同地域茶园土壤及6个茶树品种为研究对象，测定土壤理化性质及茶青品质，研究不同茶园茶青品质的差异及与种植土壤的相关性.结果表明，虽然3个茶园土壤理化性质的差异明显，但其土壤肥力指数大部分达到一级标准，可满足茶树生长的需要.在茶多酚含量上，肉桂、水仙、铁罗汉、玉观音以九龙窠茶园的含量最高，半天妖、瓜子金以旗山茶园最高；在氨基酸含量上，肉桂、水仙、铁罗汉、玉观音以龟岩茶园的含量最高，半天妖、瓜子金以九龙窠茶园最高；在咖啡碱含量上，肉桂、水仙以旗山茶园的含量最高，铁罗汉以龟岩茶园最高，半天妖、瓜子金、玉观音以九龙窠茶园最高.不同茶园之间的茶青品质存在显著差异，可通过主成分分析区分来自于旗山、龟岩、九龙窠茶园的茶青.相关性分析结果表明，茶青品质与土壤理化性质之间存在一定的相关性，但不同茶园的相关性指标不一致.综上，种植土壤的理化性质显著影响茶树的茶青品质，对不同茶树品种的影响程度差异较大，因此根据茶树品种特性选择不同的种植土壤是必要的.

茶园; 土壤理化性质; 茶青品质; 主成分分析

Abstract: In order to explore the difference among quality of fresh tea leaves from different tea plantations in Wuyishan and its relationship with culture soils, physicochemical property of soils from 3 tea plantations and 6 tea cultivars were analyzed, together with quality of fresh tea leaves. The results showed that most of soil fertility indexes met grade Ⅰ level for tea-production, although most of them varied among 3 plantations. Polyphenols contents of Rougui, Shuixian, Tieluohan and Yuguanyin were the highest in Jiulongke plantation, and they were Bantianyao and Guazijin in Qishang plantation. Amino acid contents of Rougui, Shuixian, Tieluohan and Yuguanyin were the highest in Guiyan plantation, and they were Bantianyao and Guazijin in Jiulongke plantation. And caffein contents of Rougui and Shuixian were highest in Qishang plantation, while it was Tieluohan in Guiyan plantation, and they peaked in Bantianyao, Guazijin and Yuguanyin in Jiulongke plantation. Quality index of fresh tea leaf varied significantly among 3 plantations based on principle component analysis. Correlation analysis revealled that quality of fresh tea leaf was closely related to soil physicochemical index, though levels of correlation were different. Therefore, soil physicochemical index can be an indicator of fresh tea leaf quality, which should be carefully checked to ensure tea leaf quality.

Keywords: tea plantation; soils physicochemical property; quality of fresh tea leaves; principle component analysis

武夷山位于福建省北部的武夷山市南郊，是世界文化和自然双重遗产地，属典型的丹霞地貌，是国家5A级旅游景区之一，也是乌龙茶(武夷岩茶)的发源地.传统历史上武夷山主要茶树种植区均在武夷山风景名胜区和自然保护区的山涧岩石区，植被多样性丰富，土壤为岩石风化物，土层深厚，有机质、矿质元素含量丰富，这些天然条件形成岩茶特有的岩韵[1-2]，由此获得“天产”之美誉[3].

茶青品质是成品茶叶品质的基础，而茶青品质的形成受茶树品种、茶园土壤特质、地域小气候环境等影响[4-8].近年来，众多学者大量研究了茶叶品质与土壤理化性质的关系.研究表明，土壤有机质、pH影响茶树根系生长及茶树对全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾等养分的吸收，进而影响茶树次生代谢物的形成[9].孙威江等[10]研究表明，不同地域岩茶茶园土壤钾、锰、锌元素存在较大差异，而这种差异也表现在茶青元素含量的变化上，从而在一定程度上影响茶叶品质，因此在均衡施肥的基础上，适当增施镁、锰、钾、锌肥能提高茶叶品质；唐劲驰等[11]研究认为，合理施用氮、磷、钾肥不仅提高茶叶产量，还显著提高茶叶品质；雷琼[12]研究表明，茶园土壤中的氮、钾是影响茶叶游离氨基酸总量、咖啡碱含量的重要土壤理化指标；洪翠云等[13]研究认为，增施钾肥可以提高茶叶中氨基酸、咖啡碱的含量；董迹芬等[14]研究了茶叶香气与产地土壤条件的关系指出，钾对改善茶叶的香气品质效应明显，应注重茶园土壤钾、磷、镁的补充，尤其是要加强钾肥的施用.

关于不同茶树品种在不同地域种植后的品质变化及地域适应性研究，前人并未做深入探讨.据此，本试验以3个不同地域茶园土壤及6个茶树品种为研究材料，分析了不同地域茶园土壤理化性质的变化及其对不同茶树品种茶青品质形成的影响，旨在为深入揭示茶树种质的地域选择性提供参考.

1 材料与方法

1.1 材料

研究所需要的茶树材料均来自于武夷山市旗山、龟岩、九龙窠等3个政府机构认定的茶树种质资源保护区.历史资料表明，旗山、龟岩、九龙窠种植园茶树资源圃的茶树树龄分别约为5、20、25年.

1.2 样品采集

1.2.1 土壤样品 供试土壤分别取自旗山(北纬27°42′51″—27°42′97″，东经117°59′58″—117°59′86″)、龟岩(北纬27°36′26″—27°36′34″，东经117°57′52″—117°58′1″)、九龙窠茶园(北纬27°38′42″—27°38′45″，东经117°56′38″—117°56′44″).根据茶树种植区域是条块梯田，采用等距离取样法.将长条形的茶树种植区分为5等分，取每等分中心位置的3颗茶树为1个样本，取3个样本.采用土壤取样器，在茶树主根部半径20 cm的范围内，收集5～35 cm深度的土壤.收集的样品于室内常温下自然风干，去除残枝、残根等，研磨，过60目筛，混合后采用四分法，留取1 kg作为试验测定样品.

1.2.2 茶青样品 选择肉桂、水仙、铁罗汉、半天妖、瓜子金、玉观音等6个茶树品种为研究材料，取当年茶树新梢为测试样品，采用等距离取样法，采样时间为2015年4—5月茶叶采摘季节.将长条形的茶树种植区分为5等分，取每等分中心位置的5株茶树为1个样本，取3个样本.茶树叶片采摘标准为顶叶小开面，一芽三叶.收集的茶青样品于105 ℃下杀青60 min，于80 ℃下烘干至恒重，研磨，过60目筛后用于茶青品质指标的测定.

1.3 土壤基本理化指标的测定

土壤pH采用复合电极法测定；全氮含量采用重铬酸钾—硫酸消化法测定；全磷含量采用氢氧化钠—钼锑抗比色法测定；全钾含量采用氢氧化钠溶融—火焰光度法测定；速效氮含量采用碱解扩散法测定；速效磷采用0.5 mol·L-1碳酸氢钠浸提，按钼锑抗比色法测定其含量；速效钾采用1 mol·L-1中性NH4OAc浸提，按火焰光度计法测定其含量[15].有机质含量采用重铬酸钾—硫酸消化法测定[16].

肥力指数的计算方法：茶园土壤肥力指数以农业部规定的茶园环境土壤肥力指标为临界值，同一作物品种在不同土壤中种植后，土壤实际测量值与临界值的比值为评价指标，以反映土壤的肥力指数.计算公式：Pi=Ci/St.其中，Pi为不同土壤的肥力指数，Ci为不同土壤肥力指标的实际测量值，St为不同土壤肥力指标的临界值[17].

1.4 茶青品质指标的测定

茶多酚含量采用福林酚比色法[18]测定，氨基酸含量采用茚三酮比色法[19]测定，咖啡碱含量采用紫外分光光度法[20]测定.

1.5 数据分析

采用EXCEL软件对数据进行归类、方差分析及变化率计算，采用DPS数据处理系统对数据进行显著性分析.

2 结果与分析

2.1 茶园土壤的理化指标、肥力指数

土壤理化指标测定结果(表1)表明，旗山、龟岩、九龙窠3个茶园的土壤pH均在茶树生长适宜范围内.土壤肥力指数分析结果(表2)表明：3个茶园的土壤肥力大部分达到农业部规定的茶园土壤Ⅰ级肥力水平[17]；只有旗山、龟岩茶园土壤的全钾(0.81、0.90)、有机质(0.63、0.82)，九龙窠茶园土壤的全氮(0.97)低于Ⅰ级肥力水平.因此可以认为，总体上3个茶园的土壤肥力可满足茶树生长的需要.

表1 茶园土壤的理化指标1)Table 1 Physicochemical indexes of soils in different tea plantations

1)同列数据后附不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，附相同字母者表示差异不显著(P>0.05).

表2 茶园土壤的肥力指数1)Table 2 Fertility indexes of soils in different tea plantations

1)根据”茶叶产地环境技术条件”[16]中规定的土壤Ⅰ级肥力指标的临界值分别为：全氮1.0 g·kg-1、全磷0.6 g·kg-1、全钾10 g·kg-1、有效氮100 mg·kg-1、有效磷10 mg·kg-1、有效钾120 mg·kg-1、有机质15 mg·kg-1.

从表1可以看出：土壤全氮含量大小为：旗山>龟岩>九龙窠，速效氮含量大小为：旗山>九龙窠>龟岩；全磷含量大小为：九龙窠>旗山>龟岩，速效磷含量大小为：九龙窠>龟岩>旗山；全钾含量大小为：九龙窠>龟岩>旗山，速效钾含量大小为：龟岩>九龙窠>旗山；有机质含量大小为：九龙窠>龟岩>旗山.显著性分析结果(表1)表明：在茶园土壤的pH、全钾含量、速效磷含量上，旗山茶园与龟岩茶园不存在显著差异，但二者与九龙窠茶园存在显著差异；在全氮含量上，龟岩茶园与九龙窠茶园不存在显著差异，但二者与旗山茶园存在显著差异；在全磷含量上，旗山茶园与九龙窠茶园不存在显著差异，但二者与龟岩茶园存在显著差异；在速效氮、速效钾、有机质含量上，3个茶园之间均存在显著差异，而在全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、有机质含量上，九龙窠茶园与旗山茶园不存在显著差异，但二者与龟岩茶园存在显著差异.可见，不同地域茶园的土壤理化指标存在明显差别.

2.2 不同茶园的茶青品质

2.2.1 茶多酚含量 茶多酚含量的测定结果(图1)表明，相同品种不同茶园茶青的茶多酚含量均存在显著差异(除玉观音外).肉桂、水仙茶多酚含量的大小为：九龙窠>龟岩>旗山；铁罗汉为：九龙窠>旗山>龟岩；半天妖、瓜子金为：旗山>九龙窠>龟岩，而玉观音为：九龙窠≈旗山>龟岩.

同一茶园不同茶树品种茶青的茶多酚含量也存在差异，表现为：旗山、龟岩茶园以瓜子金的含量最高(26.74%、22.22%)，水仙最低(17.25%、18.56%)；九龙窠茶园以半天妖最高(25.69%)，肉桂最低(22.93%).

2.2.2 氨基酸含量 氨基酸含量的测定结果(图2)表明，相同品种不同茶园茶青的氨基酸含量均存在显著差异.肉桂氨基酸含量的大小为：龟岩>九龙窠≈旗山；水仙为：龟岩>旗山>九龙窠；铁罗汉、玉观音为：旗山>九龙窠>龟岩；半天妖为：九龙窠>龟岩>旗山；瓜子金为：九龙窠≈龟岩>旗山.

附不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，附相同字母者表示差异不显著(P>0.05).图1 3个茶园、6个茶树品种茶青的茶多酚含量Fig.1 Polyphenol contents of fresh tea leaves from 6 tea cultivars planted in 3 tea plantations

附不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，附相同字母者表示差异不显著(P>0.05).图2 3个茶园、6个茶树品种茶青的氨基酸含量Fig.2 Amino acid contents of fresh tea leaves from 6 tea cultivars planted in 3 tea plantations

同一茶园不同茶树品种茶青的氨基酸含量也存在差异，表现为：旗山茶园以水仙的含量最高(3.12%)，瓜子金最低(1.98%)；龟岩茶园以铁罗汉最高(4.44%)，瓜子金最低(2.73%)；九龙窠茶园以铁罗汉最高(3.77%)，肉桂最低(2.32%).

2.2.3 咖啡碱含量 咖啡碱含量测定结果(图3)表明，相同品种不同茶园茶青的咖啡碱含量均存在显著差异.肉桂、水仙咖啡碱含量的大小为：旗山>九龙窠>龟岩；铁罗汉为：九龙窠≈龟岩>旗山；半天妖、瓜子金、玉观音为：九龙窠>旗山>龟岩.

附不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)，附相同字母者表示差异不显著(P>0.05).图3 3个茶园、6个茶树品种茶青的咖啡碱含量Fig.3 Caffein contents of tea fresh leaves from 6 tea cultivars planted in 3 tea plantations

同一茶园不同茶树品种茶青的咖啡碱含量也存在差异，表现为：旗山茶园以肉桂的含量最高(3.21%)，铁罗汉最低(2.25%)；龟岩茶园以铁罗汉最高(2.73%)，半天妖最低(1.97%)；九龙窠茶园以玉观音最高(2.92%)，肉桂最低(2.46%).

2.3 不同茶园茶青品质的主成分分布

以3个茶园6个茶树品种茶青的茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量为指标，分析不同茶园茶青品质的主成分分布.从图4可以看出：旗山茶园的茶青品质分布在第Ⅰ象限；龟岩、九龙窠茶园的茶青品质分布在第Ⅳ象限，且距离相近，它们与旗山茶园的距离较远.可见，龟岩、九龙窠茶园的茶青品质较为相似，而与旗山茶园的茶青品质存在一定的差异.以茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量为指标可以较好地区分来自于旗山、龟岩、九龙窠茶园6个茶树品种的茶青.

图4 3个茶园、6个茶树品种茶青品质的主成分分布Fig.4 Principle component analysis on quality of fresh tea leaves from 6 tea cultivars planted in 3 tea plantations

2.4 土壤理化指标与茶青品质的相关性

不同地域茶园土壤理化指标与茶青品质的相关性分析结果(表3)表明：旗山茶园茶青的茶多酚含量与土壤全磷、全钾、速效磷含量呈极显著正相关，与pH呈极显著负相关；氨基酸含量与速效钾、有机质含量呈极显著正相关，与全氮、速效氮含量呈显著或极显著负相关；咖啡碱含量与pH、全氮含量呈极显著正相关，与全钾、速效磷、有机质含量呈极显著负相关.龟岩茶园茶青的茶多酚含量与土壤全氮、速效氮含量呈极显著正相关，与速效钾含量呈极显著负相关；氨基酸含量与速效钾、有机质含量呈显著或极显著正相关，与全氮、速效氮含量呈显著或极显著负相关；咖啡碱含量与全磷、全钾、速效磷含量呈显著或极显著正相关，与pH呈显著负相关.九龙窠茶园茶青的茶多酚含量与土壤全钾、速效磷、有机质含量呈极显著正相关，与pH、全氮含量呈显著或极显著负相关；氨基酸含量与全钾、速效磷、有机质含量呈极显著正相关，与pH、全氮含量呈显著或极显著负相关；咖啡碱含量与全氮、速效氮含量呈显著或极显著正相关，与速效钾含量呈极显著负相关.

1)**表示差异极显著(P<0.01)，*表示差异显著(P<0.05).

3 讨论

武夷山是继我国峨眉山、黄山、泰山之后被列为第4个世界双重遗产名录的名山[21].武夷岩茶被誉为中国十大名茶之一，当地的小气候、传统的耕作条件、经过长期的人为筛选及自然选择形成许多具有特色的名优品种，不同品种间具有各自的环境适应性[22-23].因历史原因，武夷山茶园大多数归属于茶农个体经营，因此茶园规模小，区域零散，茶树品名繁多且来源复杂，茶农根据需要断断续续开垦、种植茶树，因此难以选择具有相同茶龄的不同种植区域为研究区域，茶园管理也因人而异.这种实际情况对研究人员在研究材料的平行比较上造成很大困难.为了最大限度地减少因这些历史原因带来的影响，本试验选择具有官方资质的3个种植区，其茶树品种来源可靠、种植历史比较清晰、茶园管理相对规范、茶树品种肥培管理措施相对一致，且同时具有研究所需要的6个茶树品种，以探讨武夷山不同地域茶园土壤理化性质变化及茶青品质的差异.土壤理化性质研究结果表明，不同茶园土壤的pH以旗山茶园最高(4.85)，九龙窠茶园最低(4.74).据报道，茶树是喜酸作物，土壤pH为4.5～6.0时适合于茶树种植[24-25].可见，本试验中3个茶园土壤均较适合茶树的正常生长.本试验结果显示，3个茶园土壤养分的肥力指数基本大于Ⅰ或接近Ⅰ级肥力水平，土壤中的养分能满足茶树生长的正常需求.Xu et al[26]研究不同类型不同茶园土壤的理化性质发现，不同地域茶园土壤中的养分含量存在差别从而影响茶叶品质.旗山茶园土壤全钾、速效钾、有机质含量较低，而全氮、全磷、速效氮、速效磷含量较高；龟岩茶园土壤全钾、有机质含量较低；九龙窠茶园土壤全磷、全钾、速效磷、速效钾、有机质含量较高.这些理化性质的差异导致不同茶树品种的茶青也存在差异.值得注意的是，土壤全氮、速效氮含量与氨基酸含量间呈显著负相关(九龙窠茶园速效氮除外).一般认为，氮素是植物生长的第一必需元素且为氨基酸提供来源.然而武夷山茶农的实践经验表明，在满足茶树生长需要后，过度施氮虽然提高了茶叶的产量，但不利于提高茶叶的质量.因此茶农对优质茶园基本不补充氮肥，以追求高品质为主；而对土壤质地一般的茶园，补充氮肥以追求产量为目标.为此我们认为在土壤氮素符合茶树基本需求时，过多的氮素提供实际上加速了叶片的光合作用与生长，促进茶叶产量但不利于品质，这与武夷山茶农对茶园管理的实践经验是一致的.

评价茶叶品质的主要指标有茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱等[27].茶叶冲泡后茶汤滋味的主要物质是茶多酚，滋味鲜度在于氨基酸，咖啡碱则与茶叶滋味的浓醇、鲜爽度有关，茶叶中茶多酚、茶氨酸、咖啡碱含量的高低决定了茶叶品质的水平[28-30].本试验结果表明，在所考察的茶树品种中以茶叶滋味评价指标——茶多酚为主成分，在同一茶园不同茶树品种上，旗山、龟岩茶园适合种植瓜子金，九龙窠茶园适合种植半天妖；而对于不同茶园同一茶树品种，肉桂、水仙、铁罗汉、玉观音适合种植在九龙窠茶园，半天妖、瓜子金适合种植在旗山茶园(图1).以茶叶滋味鲜度评价指标——氨基酸为主成分，在同一茶园不同茶树品种上，旗山茶园适合种植水仙，龟岩、九龙窠茶园适合种植铁罗汉；而对于不同茶园同一茶树品种，肉桂、水仙、铁罗汉、玉观音适合种植在龟岩茶园，半天妖、瓜子金适合种植在九龙窠茶园(图2).以茶叶滋味的浓醇、鲜爽度评价指标——咖啡碱为主成分，在同一茶园不同茶树品种上，旗山茶园适合种植肉桂，龟岩茶园适合种植铁罗汉，九龙窠茶园适合种植玉观音；而对于不同茶园同一茶树品种，肉桂、水仙适合种植在旗山茶园，铁罗汉适合种植在龟岩茶园，半天妖、瓜子金、玉观音适合种植在九龙窠茶园(图3).同时，不同茶园土壤理化性质与茶叶品质相关性的分析结果表明，土壤理化指标的变化显著影响旗山、龟岩、九龙窠茶园茶青中的茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量(表3).可见，不同地域对不同茶树品种的品质具有一定的影响，不同茶树品种对最佳种植环境的需求存在一定的特异性.进一步研究3个茶园6个茶树品种茶青的茶多酚、氨基酸、咖啡碱等指标的主成分分布，能较好地区分3个茶园(图4).

综上，不同地域茶园的土壤理化指标对不同茶树品种茶青品质的影响存在一定的差异，因此不同茶树品种在种植上应当考虑地域选择.茶青品质指标与土壤理化指标之间存在一定的相关性，但不同茶园的相关性指标不一致.土壤的理化性质显著影响着茶青品质，但对不同茶树品种的影响程度差异较大，因此根据茶树品种特性选择不同的种植土壤是必要的，而通过管理措施调整土壤肥力指标从而提高茶青品质，具有科学依据及实践意义.茶青品质的形成过程非常复杂，是多指标综合作用的结果，茶青品质是影响茶叶加工品质的物质基础，因此也可以根据茶青品质的地域性特征，为后续加工工艺的选择以提高成品茶的质量提供参考.

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(责任编辑:施晓棠)

DifferenceoffreshtealeafqualityfromdifferentteaplantationsinWuyishan

YE Jianghua1,2, LUO Shengcai3, ZHANG Qi2, JIA Xiaoli1,2, WANG Haibin2,4, LIU Baoshun3, HONG Yongcong1, WANG Feiquan1, CHAO Qianlin5, CAO Shixian5, ZHOU Jianwen3, HE Haibin2
(1.College of Tea and Food Science, Wuyi University, Wuyishan, Fujian 354300, China; 2.Fujian Provincial Key Laboratory of Agroecological Processing and Safety Monitoring/College of Life Sciences, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China; 3.Agriculture Bureau of Wuyishan City, Wuyishan, Fujian 354300， China; 4.College of Life Sciences, Longyan University, Longyan, Fujian 364012， China; 5.Wuyistar Tea Co. Ltd., Wuyishan, Fujian 354300, China)

S571.1

A

1671-5470(2017)05-0495-07

10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2017.05.003

2017-06-23

2017-07-17

国家重点基础研究发展计划项目(2016YFD0200900)；中国乌龙茶产业协同创新中心专项(201310)；福建省自然科学基金资助项目(2017J01649)；福建省中青年教师教育科研项目(JAT160504)；武夷学院“人才引进项目”(YJ201701).

叶江华(1979-)，男，博士，讲师.研究方向：茶园生态与茶叶品质调控.Email:jhye1998@126.com.通讯作者何海斌(1965-)，男，教授，博士生导师，博士.研究方向：植物化学与化学生态学.Email: alexhhb@163.com.