（茶学专业论文）竹山圣水茶品质分析及形成机理.pdf

华中农业大学2 0 0 9 届硕士学位论文 摘要 竹山圣水茶是竹山县茶叶支柱品牌，其发展状况对整个竹山县的茶叶产业有较 大影响。课题选取竹山茶区的竹坪、圣水、得胜、大泉山、大观山、秦古、宝丰等 7 个具有代表性的圣水茶场对圣水茶的品质、产区气象条件、土壤条件、灌溉用水 进行了研究，旨在探明竹山圣水茶品质形成与生态因子的关系，为竹山茶区的科学 规划和管理提供理论依据。 1 竹山圣水茶品质分析 采用感官审评法分析了竹山圣水茶的感官品质。结果表明，圣水茶外形紧细显 毫，色泽嫩绿光润，匀整；内质香气栗香高长，略带花香，滋味鲜醇甘爽，汤色嫩 绿明亮，叶底细嫩明亮。 采用化学分析和高效液相色谱法( h p l c ) 分析了圣水茶的品质成分。结果表明， 圣水茶主要品质成分的含量为：茶多酚2 7 2 6 3 4 2 2 ，氨基酸2 8 6 3 9 2 ，咖啡 碱3 4 6 8 - 4 6 2 2 ，可溶性糖3 3 5 4 2 0 ，叶绿素0 0 9 2 0 1 9 9 ，儿茶素1 1 0 1 0 1 m g g - 1 5 1 3 4 5 m g g ，茶氨酸2 1 5 7 一3 2 6 4 。 采用原子发射光谱法( i c p ) 分析了圣水茶的营养元素。结果表明，圣水茶氮素 含量5 3 8 6 8 4 ，磷素含量0 4 6 7 0 5 5 6 ，钾素含量1 0 6 4 1 11 8 ，钙素含量 0 0 9 8 一0 1 6 5 ，镁素含量7 0 6 7 5 m g k g 一8 7 4 9 7 m g k g ，铁含量5 0 5 5 m g k g - 7 1 2 5 m g k g 。 采用气相色谱质谱法( g c m s ) 分析了圣水茶的香气物质组成。结果表明，香 气物质中以芳香族类含量最高，其次是烷烯烃类香气物质，再次是醇类类以及醛酮 类类香气物质，而以含氮香气物质为最少。这种香气物质的组成形成了竹山圣水茶 香气“栗香略带花香 的独特品质。 竹山茶区7 个茶场中，以圣水茶场的圣水茶品质最为优异，可以作为优质竹山 圣水茶的代表进行重点培育，扩大品牌效应，提高经济效益。 2 竹山圣水茶品质与灌溉水的关系 采用原子吸收光谱法( a a s ) 分析了竹山茶区灌溉用水的元素条件，结果表明 竹山七个茶场所在地取得水样中的c a 含量在8 6 1 5 m g 1 1 6 2 4m g 1 之间，以得胜含 量最高；f e 含量在o 1 7 5m g 1 o 5 3 4m g 1 之间，得胜和秦古含量明显高于其它茶场 的；m g 含量在2 9 9 3m g 1 - 5 4 9 5m g 1 之间，得胜、秦古、宝丰三个茶场的含量偏高； k 含量在0 8 5 3m g l 一7 8 6 7m g 1 之间，以大观山跟得胜含量偏高；z n 含量在0 0 4 8m g 1 0 1 3 3m g l ，以宝丰、大观山含量明显高于其他。 采用多元线性相关分析得，水中的锌离子能显著影响茶多酚含量；而钾离子影 响氨基酸；影响咖啡碱的主要有镁、锌离子；而影响叶绿素的主要有镁和锌离子。 水中金属离子对可溶性糖的影响并不显著。 竹山圣水茶品质分析及形成机理 3 竹山圣水茶品质与土壤条件的关系 采用化学分析、原子吸收光谱( a a s ) 等方法分析了竹山茶区的土壤条件。结 果表明，竹山茶区土壤的p h 在3 5 0 - 5 3 7 之间；土壤有机质含量在9 4 4 9 k g 一1 2 6 6 9 k g 之间，七个茶场都处在较低水平；土壤中三要素：氮( o 8 e , k g - 1 5 9 k g ) ；磷 ( 0 3 2 9 k g - 0 5 0 9 k g ) ：钾( 9 5 6 9 k g - 2 2 2 6 9 k g ) 含量普遍偏低，土壤容重 ( 1 3 2 9 e m 3 - 1 6 9 咖i 一) 普遍偏高。 采用多元回归和线性相关分析探讨了圣水茶的品质与土壤条件的关系。结果表 明，对圣水茶营养元素含量影响较为显著的土壤理化因子主要有土壤p h 、容重、全氮、 全磷、全钾、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铜、有效锌、有效铁；对圣水茶生化成分 影响极为显著的土壤理化因子主要有土壤p h 、有效锌、速效钾、全氮、全磷、土壤 有机质，对圣水茶生化成分影响较为显著的土壤理化因子主要有有效铁、有效锌、 土壤容重；影响圣水茶香气品质的的主要因子有土壤中的容重、速效钾、有效铜、 氮磷钾以及有机质含量。 4 竹山圣水茶品质与气象条件的关系 竹山茶区属亚热带季风气候区，月平均日照百分率2 7 6 一4 8 4 1 月平均气温 2 9 2 7 0 c ；月平均降水量8 3 r a m 2 0 0 6 m m ，全年平均降水量9 5 0 6 m m ：月平均空 气相对湿度6 6 2 8 3 o ；通过对不同深度的低温测定表明：0 e m 月平均地温为4 1 3 0 1 ，5 e m 月平均地温为4 3 2 8 6 ，1 0 c m 月平均地温为4 5 2 8 2 ，1 5 e m 月平均地温为4 9 2 8 5 ，2 0 c m 月平均地温为5 3 2 7 4 ；竹山茶区气象因子的 垂直变化较为明显，随海拔高度的增加，光照强度减弱，气温和地温下降，空气相 对湿度增加，有利于茶叶品质的形成。海拔7 0 0 m 处的圣水茶，营养元素、生化成 分、香气物质的含量以及感官品质得分都比较高，品质优异。这与气温相对较低、 昼夜温差大，光照强度适中，云雾较多，空气湿度大有关。因此，可以将海拔7 0 0 m 左右的地区规划为优质圣水茶生产的主要基地以提高经济效益。 关键词：圣水茶；生态条件；品质特点 华中农业大学2 0 0 9 届硕士学位论文 a b s t r a c t s h e n g s h u if a m o u st e ai nt h et e ar e g i o no fz h u s h a nw a so n eo ft h et o pt e nf a m o u s t e a si nh u b e ip r o v i n c e ，p rc h i n a , w h i c ht h e yw e r ep r o t e c t e db yn a t i o n a lp r o t e c t i o no f g e o g r a p h i c a li n d i c a t i o n s i na d d i t i o n , i t sd e v e l o p i n gh a da l li m p o r t a n te f f e c to n p r o s p e r i t yo ft e ai n d u s t r yi nt h eq i n - b am o u n t a i n i nt h i sr e s e 扣c kt e aq u a l i t y , m e t e o r o l o g i c a lc o n d i t i o n s ，s o i lc o n d i t i o n si n7t e ap l a n t a t i o n sw e r es t u d i e d t h em a i n p u r p o s ew a st oi n d i c a t et h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt e aq u a l i t ya n de c o l o g i c a lf a c t o r s ，a n d p r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i so fi m p r o v i n gm a n a g e m e mc o n d i t i o n sa n de n l a r g i n gt h es c a l e o ft e ap l a n t si nt h i sr e g i o n 1 r e s e a r c ho nt h eq u a l i t yo fs h e n g s h u if a m o u st e a o r g a n o l e p t i cq u a l i t yo fs h e n g s h u if a m o u st e aw a st e s t e db ym e t h o do fo r g a n o l e p t i c a p p r e c i a t i o n t h er e s u l t ss h o w e da sf o l l o w s ：s h a p ew a sw i r ya n de v e nw i lt i p s ，s h a p e c o l o rw a st e n d e rg r e e n ；a r o m aw a sf r e s h ，t e n d e r , c l e a na n dh i g hw i t hf l o w e 巧f r a g r a n c e ； f l a v o rw a sb r i s k ，f r e s ha n dm e l l o w ；s o u pc o l o rw a sb r i g h ta n dt e n d e rg r e e n ；t e a - l e a fw a s e v e n , f m ea n dt e n d e r t h ec o n t e n t so ft e an u t r i e n te l e m e n t s ，b i o c h e m i c a lc o m p o s i t i o n sw e r ea n a l y z e d b yi c p , c h e m i c a lm e t h o d sa n df i p l c t h er e s u l t ss h o w e da sf o l l o w s ：t o t a ln5 3 8 - 6 8 4 ；t o t a lp ：o 4 6 7 - 0 5 5 6 ，t o t a lk ：i 0 6 4 - 1 1 1 8 ，t o t mc a ：o 0 9 8 - 0 1 6 5 ，t o t a lm g ：7 0 6 7 5 m g k g 一8 7 4 9 7 m g k g ，t o t a lf e 5 0 5 5 m g k g - 7 1 2 5 m g k g ，t h e c o n t e n t so ft e a b i o c h e m i c a lc o m p o s i t i o n s ：t e ap o l y p h e n o l2 7 2 6 - 3 4 2 2 ，a m i n oa c i d 2 8 6 - 3 9 2 ， c a f f e i n e3 4 6 8 - 4 6 2 2 ，s o l u b l es u g a r3 3 5 - 4 2 0 ，c h l o r o p h y l l0 0 9 2 - 0 1 9 9 ， c a t e c h i n1 1 0 1 0 1 m g g 一1 5 1 3 4 5 m g g ，t h e a n i n e2 1 5 7 - 3 2 6 4 a r o m ac o m p o u n d so f7s h e n g s h u if a m o u st e a sw e r ea n a l y z e db yg c m s t h e c o n t e n t so ft e aa r o m ac o m p o u n d sd e c r e a s e di nt h i so r d e r ：a r o m a t i c s a l k a n e sa n da l k e n e s a l c o h o l s a c i d i ca n de s t e r s n i t r o g e nc o m p o u n d s t h e s ep r o p o r t i o n so ft e aa r o m a c o m p o u n d sp r o v i d e dt h eu n i q u ea r o m aq u a l i t yo fd e l i c a t ea r o m a 、析mf l o w e rf r a g r a n c et o s h e n g s h u if a m o u st e a s h e n g s h u if a m o u st e a so fs h e n g s h u ip l a n t a t i o n sh a dt h eb e s tq u a l i t i e si nt h e7t e a p l a n t a t i o n s s o ，t h e s ep l a n t a t i o n sc o u l db ed e v e l o p e da sr e p r e s e n t a t i v e so fz h u s h a nt e a r e g i o ni no r d e rt oe x t e n db r a n de f f e c t sa n da d v a n c e de c o n o m i cb e n e f i t s 2 i r r i g a t i o nw a t e rc o n d i t i o n sa n dt h e i rr e l a t i o n s h i p sw i t ht e aq u a l i t y i r r i g a t i o nw a t e rc o n d i t i o n sw e r ea n a l y z e db ya a s ，t h er e s u l t ss h o w e da sf o l l o w s c a8 6 1 5m g a - 4 1 6 2 4m g l a n dt h e h i g h e s ti sd e s h e n g ；f eo 1 7 5m e , l 一0 5 3 4m g a ， d e s h e n ga n dq i n g ea r em o r et h a no t h e rt e ap l a n t a t i o n s ；m g2 9 9 3m g l - 5 4 9 5m g n ， 竹山圣水茶品质分析及形成机理 d e s h e n g 、q i n g u 、b a o f e n g a r et h eh i g h e r ：ko 8 5 3m g l - 7 8 6 7m g l ，d a g u a n s h a na n d d e s h e n ga r et h eh i t h e r ：z no 0 4 8m g l o 13 3m g l ，b a o f e n ga n dd a g u a n s h a na r et h e h i t h e r 。 3 s o i lc o n d i t i o n sa n dt h e i rr e l a t i o n s h i p sw i t ht e aq u a l i t y s o i lc o n d i t i o n sw e r ea n a l y z e db yc h e m i c a lm e t h o d sa n da a s n l er e s u l t ss h o w e d 鹤 f o l l o w s ：p h3 5 0 - 5 3 7 ；o r g a n i ct t e r ：9 4 4 9 k g - 1 2 6 6 9 k g ；n ：o 8 9 k g - 1 5 9 k g ；p ： o 3 2 9 k g - 0 5 0 9 k g ；k ：9 5 6 9 k g 一2 2 2 6 9 k g ；b u l kd e n s i t y ：1 3 2 9 c m 3 一1 6 9 9 c m b a s e do nt h ea n a l y s i so fc o r r e l a t i o na n dm u l t i l i n e a rr e g r e s s i o n , t h er e l a t i v i t yw a s s t u d i e db e t w e e ns o i lc o n d i t i o n sa n dt e aq u a l i t yo fs h e n g s h u it e a 1 1 1 er e s u l t ss h o w e da s f o l l o w s ：s o i lt o t a lp h o s p h o r u sa n dp o t a s s i u m ，a v a i l a b l ep o t a s s i u m ，c o p p e ra n dz i n cw e r e t h em a i nf a c t o r sw h i c ha f f e c t e da n dl i m i t e dt h ec o n t e n t so fn u t r i e n te l e m e n t so ft e al e a v e s ； s o i l p h ，o r g a n i cm a t t e r ，t o t a ln i t r o g e na n dp o t a s s i u m ，e x c h a n g e a b l ec a l c i u ma n d m a g n e s i u m ，a v a i l a b l ec o p p e ra n dz i n cw e r et h em a i nf a c t o r sw h i c ha f f e c t e da n dl i m i t e d t h ec o n t e n t so fb i o c h e m i c a lc o m p o s i t i o n so ft e al e a v e s ；s o i lc o n d i t i o n sh a do b v i o u s l y i n f l u e n c eo nt h et e aa r o m aq u a l i t y a v a i l a b l ep o t a s s i u m ，c o p p e r ，n ，p a n do r g a n i cm a t t e r a r et h em a i nf a c t o r s 4 m e t e o r o l o g i c a lc o n d i t i o n sa n dt h e i rr e l a t i o n s h i p s w i t ht e aq u a l i t y t e ar e g i o no fz h u s h a nl o c a t e da ts u b - t r o p i cm o n s o o na r e a ，w h i c hm o n t h l ym e a n p e r c e n t a g eo fs u n s h i n eh o u rw a s2 7 6 - 4 8 4 ；m o n t h l ym e r na i rt e m p e r a t u r ew a s 2 9 。c 一2 7 0 ；m o n t h l ym e a ng r o u n dt e m p e r a t u r e ：0 c m4 1 一3 0 1 ，5 c m4 - 3 - 2 8 6 ， 1 0 c m 4 5 c - 2 8 2 c ，1 5 c m4 9 一2 8 5 ，2 0 c m5 3 一2 7 4 ；m o n t h l ym e a np r e c i p i t a t i o n ： 8 3 m m 一2 0 0 6 r a m ；a n n u a la v e r a g ep r e c i p i t a t i o n ：9 5 0 6 m m ；m o n t h l ym e a na i rr e l a t i v e h u m i d i t y ：6 6 2 - 8 3 o m e t e o r o l o g i c a lf a c t o r sv e r t i c a lv a r i a t i o no ft h i sr e g i o nw a s o b v i o u s ，w h i c hw i n lt h ea l t i t u d ee l e v a t e d ，t h es t r e n g t ho fi l l u m i n a t i o nr e d u c e d ，t h e t e m p e r a t u r e ，t h eg r o u n dt e m p e r a t u r er e d u c e d ，t h ea i rr e l a t i v eh u m i d i t yi n c r e a s e d t h e y w e r ea l lb e n e f i c i a lf o rp e r f o r m i n gq u a l i t yo f s h e n g s h u if a m o u st e a a ta l t i t u d e7 0 0 m i n t h et e ar e g i o no fz h u s h a n , m e t e o r o l o g i c a lc o n d i t i o n ss u c ha sl o w e rt e m p e r a t u r e ，l a r g e r t e m p e r a t u r ed i f f e r e n c eb e t w e e nd a ya n dn i g h t , m o d e r a t el i g h ti n t e n s i t y ，m o 代c l o u d sa n d l a r g e ra i rh u m i d i t yw o r et h em a i nf a c t o r sf o re x c e l l e n tq u a l i t yo ft e a s o ，t h et e ar e g i o n s o fa r o u n da l t i t u d e7 0 0 mi nz h u s h a nw i l lb et h ef i r s tc h o i c e st od e v e l o ps h e n g s h u i f a m o u st e a 、蕊le x c e l l e n tq u a l i t y k e y w o r d s ：s h e n g s h u if a m o u st e ae c o l o g i c a lc o n d i t i o n s ；q u a l i t yc o m p o n e 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 否 如需保密，解密时间年月日 是否保密 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定。与我一同x - 作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名- 寸荔帆胪7 r 年厂月7 日 学位论文使用授权书 本人完全了解华中农业大学关于保存、使用学位论文的规定，即学生必须按照学 校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电子版， 并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位 论文。本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全 部或部分内容，同时本人保留在其他媒体发表论文的权力。 注：保密学位论文( 即涉及技术秘密、商业秘密或申请专利等潜在需要提交保密的论 文) 在解密后适用于本授权书 姗张汀藿 翩张障春 槲期：吖年厂月r槲期：扣0 7 年月f 7 日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 华中农业大学2 0 0 9 届硕士学位论文 l 前言 众所周知，茶叶品质与自然环境的关系非常密切。即使同一品种由于所处的生态 环境不同，其产量与品质也会不同。而生态环境又包括气候和土壤两大主要因子。( 王 守生等，2 0 0 3 ) 通常根据生态因子的性质，可以将生态因子细分为气候、水源、土 壤、地形、生物、人为等生态因子( 冷平生，2 0 0 3 ) 。不同的生态因子对茶树的生 长，物质积累以及茶叶品质的形成影响不同，选择和构建友好的生态环境可以有效 地提高茶叶品质。 1 1 文献综述 1 1 1 土壤因子与茶叶品质的关系 1 1 1 1 土壤的类型和物理性质与茶叶品质的关系 由不同土壤母质发育而来的土壤类型各异，对茶叶生长及品质形成的影响也会 各不相同。人们很早就注意到了土壤类型与茶叶品质的关系，陆羽茶经中就有 “上者生烂石，中者生砾壤，下者生黄土 的说法。梁远发等人对乌江流域主要茶 场茶园土壤性状的调查表明，不同母岩发育的土壤理化性状各不相同，其对应的茶 叶品质也不相同，土壤理化性状及茶叶品质优劣依序为硅质黄壤 砂页岩黄壤 第四 纪粘质黄壤 小黄泥 黄棕壤( 梁远发等，2 0 0 3 ) 。王效举等人研究了长江三峡地区 不同茶园土壤的化学特征与茶叶品质的关系发现，长江三峡地区主要植茶土壤为硅 铝质铁铝土、钾硅质铁铝土和硅铁质铁铝土3 种。硅铝质铁铝土的特点是土壤质地 粗，剖面分异明显，硅铝钾含量高，铁钙镁含量低；钾硅质铁铝土多为砂壤质，硅 钾含量较高；硅铁质铁铝土土层深厚，质地粘重，铁铝含量较高，磷钾含量低。硅 铝质铁铝土和钾硅质铁铝土上产出的茶叶品质高于硅铁质铁铝土上产出的茶叶品 质。( 王效举和陈鸿昭，1 9 9 4 ) 。李以暖等人应用灰色关联分析方法，对湖南省茶 叶产区环境地质条件与茶叶品质的关系进行了探讨，结果表明，影响茶叶品质的生 化物质和营养元素含量与茶区土壤及其母岩的性质有密切关系，优质名茶大多产于 磷和硫矿资料相对丰富，地质构造以志留系至前震呈系地层为主、土壤主要是石质 或砂质红( 黄) 壤的地区，因此在进行茶园规划和施肥管理中应该充分考虑环境地 质条件的影响作用( 李以暖和王凯荣，1 9 9 5 ) 。通过对湖南省古丈和大庸两县不同 母质发育土壤上的茶叶品质的调查发现，泥灰岩、红砂岩、板页岩发育的土壤上产 出的茶叶品质高于紫色砂岩和白云灰岩发育的土壤上的茶叶品质( 李国满，1 9 9 0 ) 。 周国华等人对西湖龙井茶产区的土壤母质及茶叶品质的研究表明，发育于泥盆纪石 英岩上的质地适中的黄泥沙土最适宜发展优质的西湖龙井茶( 周国华和顾金秋， 1 9 9 5 ) 。李涛等人对长江三峡茶区土壤母质与茶叶品质的关系研究表明，发育于石 灰岩的土壤上生长的茶叶，具有较高的l 脯氨酸含量和较低的铝、氟含量，其品质 竹山圣水茶品质分析及形成机理 优于发育于非石灰岩的土壤上生长的茶叶品质( l ie ta 1 ，2 0 0 7 ) 。而硅质页岩发育而 来的土壤( 如湖北省恩施、鹤峰、宣恩、咸丰和陕西省紫阳县) 有利于发展高品质 的富硒茶( 王美珠，1 9 9 1 ) 。唐根年等人对浙江省茶叶主产区的土壤母质调查显示， 优质茶园主要分布在石英砂岩、花岗岩、酸性凝灰岩和片麻岩发育的土壤上( 唐根 年等，2 0 0 1 ) 。许春霞等人对陕西省茶园土壤特征与茶叶品质的关系研究表明，该 省山地黄壤和山地黄棕壤中土壤养分较高，茶树生长缓慢，茶叶氨基酸、咖啡碱、 儿茶素及矿质营养含量丰富，宜于植茶( 许春霞和李向民，1 9 9 8 ) 。 土层厚度，土壤质地、结构、密度、容重和孔隙度等物理性状与茶叶品质的形 成密切相关。李国满的研究表明土壤疏松，上松下紧，全土层l m 以上，松土层2 0 e m 以上，通透性好的砂壤土有利于茶树的根系发育，树体的健壮生长，所产茶叶品质 较好( 李国满，1 9 9 0 ) 。田永辉等人研究了土壤物理性状对茶叶品质的影响，结果 表明，氨基酸、咖啡碱与总孔隙度、液相、气相成正相关，与固相、容重成负相关； 茶多酚与总孔隙度、气相成负相关，与液相、固相、容重成正相关；水浸出物与总 孔隙度、液相成负相关，与气相、固相、容重成正相关( 田永辉和梁远发，2 0 0 0 ) 。 1 1 1 2 土壤p h 值和有机质与茶叶品质的关系 郭荣发等人对粤北、中、南等高产茶园的土壤酸碱度进行了研究，表明该区茶 园土壤p n 均在5 0 以下，最低在3 5 5 ，茶叶产量与p h 值呈显著负相关。( 郭荣发 和刘腾辉，1 9 9 7 ) 王泽洲等人对四川省西部植茶的黄壤和酸性紫色土的性质进行了 研究，提出了高产茶园的p h 值在4 2 - 4 5 之间，有机质含量在2 以上( 王泽洲和王 宪章，1 9 9 0 ) 。彭福元等人对湖南省的茶园土壤调查显示，高产优质茶园土壤的p h 值为4 5 5 5 ，有机质大都在2 5 以上( 彭福元和刘继尧，1 9 9 9 ) 。 1 1 1 3 土壤营养元素状况与茶叶品质的关系。 氮、磷、钾素与茶树的生长发育和茶叶的品质关系极为密切，被称为茶树生长 “三要素。三要素的丰缺指标评价以及配方施肥的研究，对于提高茶叶产量和品质 具有较大的理论和实践意义。据湖南省茶叶研究所的研究( 张亚莲等，1 9 9 7 ) ，茶 园土壤养分的丰缺指标为：产量在2 2 5 0 k g h m 2 干茶的茶园土壤0 e m - 4 0 c m 土层全磷 ( p 2 0 5 ) 含量 o 1 2 ，碱解氮含量 1 4 9 m g k g 土，速效磷含量 3 2 m g k g 土，速 效钾含量 1 1 0 m g k g 土。应根据不同土壤类型确定各自适宜的三要素配方比例， 花岗岩红壤和石灰岩红壤为l ：l ：l ，板页岩红壤和第四纪红壤为2 ：l ：1 。阮建云 等人在研究中也采用了2 ：1 ：l 的配合比( 阮建云和吴洵，2 0 0 3 ) 。而印度、斯里 兰卡和东非，则采用1 ：2 ：2 、l ：2 ：3 或1 3 ：0 9 ：1 等的配合比，日本则多采用 2 5 ：1 ：l 的配合比( 童启庆主编，2 0 0 0 ) 。据彭福元等人的研究，高产优质茶园土 壤的全氮与全磷 0 1 ，有效氮 1 2 0 m g k g 土，有效磷 1 0 m g k g 土，有效钾 2 华中农业人学2 0 0 9 届硕士学位论文 1 0 0 m g k g 土( 彭福元和刘继尧，1 9 9 9 ) 。据印度u p a s i 茶叶研究所的研究表明，氮、 钾的配施比为l ：0 8 3 时，可以得到较好的c t c 茶的品质( v e n k a t e s a na n dg a n a p a t h y ， 2 0 0 4 ) 。赵卫星对茶园适宜旌氮量的研究表明，茶叶产量与施氮量密切相关，二者 呈抛物线型变化。适量增加施n 量对茶叶产量和含n 量、游离氨基酸、咖啡碱和茶 氨酸等品质指标有较好的促进作用，同时c n 和茶多酚表现出明显下降趋势。当施 氮量超过一定范围时，其产量、品质的各项指标反而下降，其中作为一年中最重要 茶季的春茶受不同施氮量的影响尤为明显。研究还指出了武夷岩茶肉桂茶园施氮量 在7 6 7 k g h f t y - 1 左右时，产量和品质较好常规施n 量3 4 5 k g h a - 1 y - 1 的1 - 2 倍时，茶 叶的几种品质指标含量保持在较高水平：当施n 量低于3 4 5k g h 1 y - 1 时n - r 特性较 好( 赵卫星，2 0 0 7 ) 。 何电源等人于1 8 8 5 1 9 8 7 年间对湖南省具有代表性的茶园土壤进行了调查研究， 结果表明土壤全氮与茶叶氨基酸或咖啡碱的含量呈显著正相关( 何电源和许国焕， 1 9 8 9 ) 。林心炯等的研究证实了在福建红、黄壤茶区推行施用磷肥，有利于促进茶 树的生长发育和提高茶叶的品质( 林心炯和周钦泽，1 9 6 3 ) 。李国满认为氮、钾养 分对茶叶品质起决定性的作用，其中土壤速效钾与茶叶茶多酚的含量、酚氨比值呈 显著正相关( 李国满，1 9 9 0 ) 。谢学民等人用核素示踪技术研究了不同技术措施对 茶树碳氮代谢和茶叶品质的影响，认为钾素能增强光合产物运转速度，提高光合产 物利用率( 谢学民和杨贤强，1 9 9 3 ) 。王效举等人的研究表明，速效磷与水浸出物 成显著正相关，但与咖啡碱成显著负相关；缓效钾与氨基酸成正相关( 王效举和陈 鸿昭，1 9 9 4 ) 。吴全等人探讨了四川茶园几种主要土壤中的速效钾动态变化情况， 并结合施肥试验，认为四川茶区土壤特别是壮年期茶园施钾肥增产效果明显( 吴全 和徐泽，1 9 9 6 ) 。雷琼的研究表明，氮、钾是影响茶叶氨基酸和咖啡碱含量的重要 因素。氮钾配施有利于茶叶氨基酸、咖啡碱含量的提高，有益于茶叶的化学成分处 于较佳范围，获得较好的茶叶品质( 雷琼，2 0 0 3 ) 。 大量元素钙、镁、硫、铝等，在茶树的生长发育中起着特殊的生理作用，影响 茶叶品质的形成。吴洵通过多年的大量分析结果表明，正常生长的茶树各器官中的 钙、镁保持有一定的含量和比例，钙随组织老化而积累，而镁总是趋向新生的幼嫩 组织，c a m g 值则随组织老化而急速增大。叶中的c a m g 值 l ，根中的c a m g 值 4 0 伽n 2 ( 郭素英和段建真， 1 9 9 5 ) 。 茶树的树冠小气候对新稍物候期以及茶叶品质都有较大影响。王信理等人对茶 园生态边界层的垂直结构特征及其变化规律的研究表明，茶园冠层的枝叶密集，叶 片垂直分布集中。晴天，由于受到茶树生理活动的影响，温度和湿度垂直分布形成 明显的逆温层和正的湿度梯度，在叶片分布层附近达最大值，向上向下减小，并随 天气条件和时间变化而不同。并由此提出了通过人为安排建立良好的生态边界层结 构以提高茶叶品质的可行性结论( 王信理和熊文愈，1 9 9 3 ) 。姚国坤等人研究了条 栽茶树的树冠小气候与茶树生长发育的关系，表明相对光强和叶温的分布从树冠外 围到中心、从树冠上部到下部逐渐减少，树冠迎风侧的风速大于树冠背风侧。对东 西行向的条栽茶树来说，新稍萌发生长，树冠南侧早于北侧；花蕾着生数树冠南侧 多于北侧；茶叶氨基酸含量，树冠南侧小于北侧；茶多酚和咖啡碱含量，树冠南侧 大于北侧。对南北行向条栽茶树来说，新稍萌发生长，树冠西侧早于东侧；花蕾着 生数树冠西侧多于东侧；茶叶氨基酸含量，树冠西侧小于东侧；茶多酚含量树冠西 侧大于东侧；咖啡碱含量，树冠不同方位差异不大( 姚国坤和黄寿波，1 9 9 2 ；黄寿 波和姚国坤，1 9 9 3 ) 。 另外，农业气候的变化对茶树的生长发育和茶叶品质的影响也较大。郁家成等 人对皖东茶区四十年( 1 9 5 2 年1 9 8 9 年) 的气象资料进行了研究，发现皖东茶区的 热量、水分和光照等气候条件均有明显的变化，呈现冬季变暖、夏季变凉、生长期 延长、春季开采期提前、降水量增多、湿度增大、光照减弱的变化趋势。他们认为 农业气候的这一变化趋势对茶树的生长发育和茶叶品质的提高十分有利，应利用这 一变化，发展高产优质茶叶( 郁家成和宋世芬，1 9 9 2 ) 。国外也有研究表明( o t h i e n o e ta 1 ，1 9 9 2 ；s t e p h e n se ta 1 ，1 9 9 2 ) ，农业小气候的变化对茶树的生长发育和茶叶品质 都有较大影响。 通过对气候条件与茶树的生长发育和茶叶品质的关系研究，可以用来进行宜茶 区的评价，并指导茶叶生产实践。谢庆梓根据福建山地气候生态特征和茶树的生物 学特性，进行了山地宜茶气候带的划分，并依此提出了科学开发福建山地茶叶生产 的技术措施( 谢庆梓，1 9 9 3 ) 。他的主要划分依据有茶树安全生育、产量和品质形 成的关键性气象指标极端最低气温、活动积温以及日照百分率等。蒋跃林等人分析 了气候因子与我国茶树栽培界限的关系，发现冬季低温条件是茶树栽培北界和垂直 高度界限的决定因子。将年极端最低气温1 5 ( 2 和5 低温出现频率1 0 分别作 为划分灌木中小叶型茶树和乔木大叶型茶树栽培北界的气候指标，划分出茶树的栽 培北界。灌木中小叶型茶树栽培北界位于射阳、蚌埠、信阳、商县、武都、泸定、 德钦、林芝到错那一线；乔木大叶型茶树栽培北界位于温州、龙岩、韶关、榕江、 6 华中农业大学2 0 0 9 届硕士学位论文 广南、昆明到六库一线。用年级端最低气温多年平均值1 0 和3 作为两种生态型 茶树栽培垂直高度界限指标，推算出茶树栽培垂直高度界限在4 4 0 m - 2 1 3 0 m 之间( 蒋 跃林和李倬，2 0 0 0 ) 。李湘阁等人从农业气象学角度，利用模糊数学方法，通过对 南京地区茶树生产气候适宜度的计算与分析，探讨了不同的县区茶树种植的气候适 宜状况。认为该地区茶期条件优越，适宜发展名优绿茶；夏茶期受高温和同照百分 率的影响，茶叶产量和品质都有下降；秋茶期受干旱的影响，茶叶品质也较春茶下 降( 李湘阁和闵庆文，1 9 9 5 ) 。 1 2 研究目的和意义 竹山县是中国“高香型生态绿茶之乡 。是湖北重要的高山名优茶区，据竹山县 志记载，竹山县人工栽培茶叶有一百多年的历史，从1 9 4 9 年至今，全县茶叶面积由 1 1 0 0 亩发展到1 0 万亩，产量由4 2 5 吨达到1 7 0 0 吨，年创产值2 亿元，茶园亩平均 纯收入达到2 0 0 0 元，其中高产茶园可达到5 0 0 0 - - 8 0 0 0 元，加之竹山地形切割深、 海拔高差大、阳光直射少、漫射光多，有利于茶叶叶绿素的合成积累，因此，被湖 北省茶叶区划为鄂西北高山名优茶产区，茶叶产业也被县委、县政府列为重点发展 的特色产业。 湖北圣水茶场有限责任公司位于生态条件优越公司下设7 个加工茶场，年加工 能力达到1 8 0 吨，现已形成了“五位一体，辐射周边，覆盖全县”的经营局面，公司 自主控制及联合农户茶园面积共计l o 万余亩，其中大部分为通过o t r d c 认证的有 机茶园或无公害茶园。公司主要产品为“圣水”牌系列绿茶，以可溶性固形物含量丰 富，香高、色嫩、味醇、形美等特点享誉省内外，其中，“圣水翠峰”荣获湖北省十 大名优茶精品称号：“圣水毛尖”在第二、三届中国国际农业博览会上连续两次夺得 金奖：产品商标连续评为湖北省著名商标，今年又被评为湖北省十佳名优茶加企业。 竹山茶叶的优异品质不仅取决于精湛的加工工艺，还取决于竹山茶区独特的生 态环境。其它植茶区相比，关于竹山圣水茶品质形成与生态因子关系的研究仍为空 白。为提高竹山圣水茶的生产技术含量，提高其市场竞争力，为湖北省茶业的可持 续发展进一步发挥作用，应该在充分遵守生态规律的前提下，科学地规划茶园，并 制定科学的茶树栽培技术措施。因此，对竹山茶区圣水茶品质形成与生态因子的关 系进行研究，把握该茶区各生态因子对圣水茶品质的影响，为茶区的科学规划和管 理提供理论依据，具有非常重要的现实意义。 1 3 研究内容 1 3 1 竹山圣水茶品质分析 通过对竹山圣水茶的感官品质、营养元素、生化成分、香气成分的分析，确定 了不同茶场圣水茶的品质特征。 7 竹山圣水茶品质分析及形成机理 1 3 2 竹山茶区水资源分析与茶叶品质的关系 通过对竹山茶区的茶园灌溉用水的p h 、金属元素分析，掌握了各茶场的茶园用 水的金属元素含量。 1 3 3 竹山茶区土壤理化性质分析及其与圣水茶品质的关系 确定了竹山茶区不同茶场茶园的土壤条件，建立了土壤各理化因子对圣水茶品 质综合影响的线性模拟方程。 1 3 4 竹山茶区气象条件分析及其与圣水茶品质的关系 通过对竹山茶区主要茶场的气象因子的分析，确定了竹山茶区主要茶场茶园开 园前的气象条件及其对圣水茶品质的影响。 8 华中农业大学2 0 0 9 届硕士学位论文 1 4 技术路线 图1 竹山圣水茶品质形成机理研究技术路线 2 材料与方法 2 1 主要试剂 茚三酮 蒽酮 浓硫酸 a r ，中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 a r ，中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 a r ，中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 9 竹山圣水茶品质分析及形成机理 磷酸二氢钾 磷酸氢二钠 氯化亚锡 酒石酸钾钠 硫酸亚铁 乙醇( 无水乙醇) 丙酮 2 2 主要仪器设备 恒温水浴锅 分光光度计 电子分析天平 锥筒杀青机 网带式烘干机 2 3 材料 2 3 1 供试水样 a r ，中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 a r ，中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 a r ，中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 a r ，中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 a r ，北京益利精细化学品有限公司 a r ，中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 a r ，天津市永大化学试剂开发中心 肌系列 7 2 2 s 型 a w 2 2 0 型 6 c s z - 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