生态条件对茶叶品质的影响探析

王婷婷，金心怡

（福建农林大学园艺学院，福建 福州 350002）

生态条件对茶叶品质的影响探析

王婷婷，金心怡*

（福建农林大学园艺学院，福建 福州 350002）

阐述了茶树生长环境的生态条件与茶叶品质的关系，探析了土壤、湿度、温度、海拔高度、二氧化碳浓度等不同生态条件对茶叶品质（包括茶叶氨基酸、咖啡碱、茶多酚、可溶性糖等）的影响，提出了二氧化碳浓度和氮、磷、钾肥合理配施及快速经济检测是未来生态环境对茶叶品质影响的重点研究方向，为生态茶园建设和绿色食品茶叶生产提供参考。

生态条件；影响；茶叶品质

茶叶品质一般由茶叶的色、香、味、形和叶底等五大因子构成，指茶叶产品所具备的能满足人们某种需要的属性[1]。评定茶叶品质优劣时，除关注干茶的外形、色泽和叶底等这些影响茶叶品质的外在因子外，更要注重茶汤的香气、滋味和色泽等影响茶叶品质的内在核心因子。其中影响这些品质因子的主要生化物质有：水溶性色素和不溶性色素成分，呈味物质氨基酸、儿茶素，可溶性多糖和咖啡碱以及挥发性芳香化合物等。

茶叶品质不仅受茶树品种、茶园管理水平、茶叶加工技术的影响，还受茶树周围的总体生态环境的制约。茶树属灌木或乔木型，原多是伴生于我国亚热带常绿阔叶雨林、季雨林之中，因长期受这种特殊地理生态环境的影响，通过不断进化使其形成了喜温、喜湿、耐荫、耐酸等特性。一般认为气候温和、昼夜温差大、冬无严寒、夏无酷暑、雨量充沛、云雾缭绕、土壤肥沃呈酸性且无人为过度干扰的地区产出的茶叶品质较优。自古有云“高山云雾出好茶”，“名山胜水出名茶”，茶叶品质与生态环境有着密切的关系[2]。生态条件不仅影响着茶树的生长发育，对茶树的物质代谢强度和途径也有很大的影响。不同生态条件下的茶叶有不同的风格，如武夷岩茶有“岩韵”，安溪铁观音有“音韵”。我国地域辽阔，不同地区的小气候塑造了我国不同风味的各色名茶，这是我国茶叶事业蓬勃发展的有利保障。丰富的生产实践表明：光照、温度、湿度、海拔高度、土壤状况和人为条件是影响茶叶品质的主要生态因素。

1 生态条件及其与茶叶品质的关系

生态条件是指影响生物群落及非生物发展变化的自然因素（主要或完全是自然因素）。生态环境因为地域不同而发生相应的变化，其中影响茶树的生长发育和分布的主要生态条件可分为：①气候条件：光，热，降水和大气等因子。②土壤条件：土壤的物理和化学特性，如土壤母质，酸碱度，有机质含量、营养元素等。③生物条件：地面和土壤中的动植物和微生物。④地理条件：地理位置，地形状况，海拔高低，地质历史条件等。⑤人为条件：开垦，施肥，喷药，采摘等[2]。

研究发现：在同一地区，海拔高度和光照条件基本相同的情况下，生态茶园和复合茶园比纯茶园具有更优的生态条件，茶叶品质较好。生态茶园具有优化茶园光照条件、改善土壤理化性状、增加茶园生物多样性、减轻病虫害、提高茶园效益，优化茶叶品质等功能。李水菊等[3-5]研究发现生态茶园和有机茶园茶叶中的咖啡碱、氨基酸、可溶性多糖的含量皆比纯茶园高，水浸出物的含量丰富，芽叶持嫩性好，叶质肥厚柔软，品质较优异，鲜叶适制名优绿茶。生态茶园茶叶品质优于纯茶园和传统茶园，直接说明了生态环境的好坏在很大程度上影响着茶叶品质的高低。

2 生态条件对茶叶品质的影响

2.1 土壤条件对茶叶品质的影响

我国地域广阔，种植茶树的土壤类型丰富，不同类型的土壤有着不同的水、肥、气、热、孔隙度、有机质、矿质元素及酸碱度等，这些因素共同影响着茶叶中氨基酸、咖啡碱、茶多酚和多糖物质的含量。因此土壤条件与茶叶品质的形成密切相关。

2.1.1 土壤质地和土层深度对茶叶品质的影响

土壤质地与茶叶品质的优劣息息相关。苏有健[6]等调查了安徽61个乡镇的山地茶园土壤特性，发现茶叶品质较优的茶园，土壤物理黏性适中，土层含沙粒较多，呈壤质偏砂性。王效举[7]等人调查了长江三峡地区一些茶园的土壤质地特征，结果表明，铁铝土中土壤母质为硅铝质和钾硅质的能获得品质较好茶叶，而母质为硅铁质的铁铝土产出的茶叶氨基酸和水浸出物含量少，品质较差。田永辉[8]发现硅质黄壤的土壤疏松，通气透水，蓄水积肥，物理性状最好。黄壤种植的茶叶氨基酸、茶多酚、咖啡碱和水浸出物的总量都高于黄棕壤，茶叶品质优异，滋味鲜爽。硅质黄壤和砂砾土壤土质疏松、土壤昼夜温差大、孔隙多、根生长健壮、根系较密，利于茶树同化物的转化与吸收，茶叶中的氨基酸、咖啡碱和水浸出物含量高、茶多酚含量较低，茶叶总体品质为香高味醇。

土壤耕层深度对茶树生长有重要影响，正常茶园的土层深度要求超过80 cm。这样，土壤透气性好，有利于蓄水积肥，还能防止土壤水分过高导致孔隙被阻塞，引起茶树根系缺氧，有氧呼吸困难，分泌有毒物质造成烂根。

2.1.2 土壤有机质含量和土壤pH值对茶叶品质的影响

土壤中有机质含量的高低对茶叶品质有重要的影响，其通过生化作用提高茶叶中茶多酚、咖啡碱和水浸出物的量，对茶叶的汤色和滋味影响较大。殷根华[9]等对茶园施用不同有机肥，以不施有机肥做对比发现，施用机肥的茶园不论是茶叶发芽密度、百芽重、鲜叶产量还是茶叶主要内含物质都有所提高。通过调查发现，我国名优茶产地的土壤有机质含量都大于2%[7]。另一方面，我国茶园的土壤有机质含量普遍偏低，土壤的整体肥力不足，耕层较浅，调查我国茶区的土壤情况，发现被调查的茶园中有70%左右的茶园土壤有机质含量不能满足茶树生长，限制了我国茶叶品质的提高[10]。施用有机肥能有效改善土壤物理性状，增加土壤的胶体含量，促进土壤团聚体发育，增大土壤孔隙度，提高土壤含氧量和微生物含量，提高微量元素的有效性，有效协调土壤三相关系，防止土壤板结等。

茶树是喜酸植物，一般认为茶树适宜的土壤pH为4.0～6.5。土壤pH超过7.0时茶树生长困难，但pH的下限不明显，pH在4.0以下时茶树仍能良好生长。我国茶园土壤呈酸性，且pH值变化范围可从3.5到7.0，调查我国茶园土壤pH的实际情况可知，pH在5.0～6.0的茶园土壤中矿物元素的总含量高，微生物多样性好，茶树根冠比较大，可获得较高品质的茶叶[11]。李海生[12]等研究了不同pH值对茶树幼苗生长的影响，发现当培养液的pH为7.0、6.0和3.5时，茶树幼苗最终死亡或不能正常生长，pH为5.5时茶苗生长旺盛。

2.1.3 土壤中氮、磷、钾对茶叶品质的影响

氮、磷、钾是影响茶树生长的必需元素。氮是蛋白质的组成元素，它对茶叶的香气、滋味等都有明显的影响。磷也是蛋白质的成分，在脂肪、碳水化合物合成代谢和光合过程中都有重要的作用。它促进细胞分裂、纤维素的合成和根的生长发育，有利于鲜叶中叶绿素的形成，提高茶树光合作用，能增加红茶汤色浓度，提高红茶品质。钾能促进根系对氮的吸收，有利于蛋白质和氨基酸的合成，提高茶树的抗旱抗寒能力和茶多酚含量。

余志[13]等认为合理配施氮磷钾肥有利于提升茶叶产量，可使产量增加21.54%、百芽重增加16.00%、发芽密度提高65.94%，茶多酚、氨基酸和可溶性糖的含量分别增加3.15%、9.25%、9.53%。赵卫星[14]对茶园施不同量的氮肥，发现茶园亩产量与施氮量紧密相关，二者呈开口向下的物线型变化，一定程度上的施氮量和茶叶品质及产量呈正相关。当茶园土壤含氮量超过一定范围时，茶叶的产量和品质都将下降，其中春茶受到的影响尤为明显。李以暖等[15-16]发现茶叶N和P对氨基酸、儿茶素、茶多酚含量影响较大，其中与氨基酸呈显著正相关。李静等[17-18]发现，钾对氨基酸、茶多酚、水浸出物、咖啡碱、多糖等这些影响茶叶品质的化学成分都有重要影响，一定程度上土壤含钾量的增加，可以显著改善茶叶的品质。

香气是审评茶叶品质的重要指标之一。其中香气占绿茶品质评定的25%，乌龙茶品质评定的30%。长期以来，生产出优质高香茶叶是科研与生产单位都十分重视的工作。磷与鲜叶中类黄酮物质的形成有密切的关系，严重影响着红茶汤色，同时磷对茶叶香气组成成分中的萜烯类、脂肪族和醇类化合物的形成有较大影响。是这些化合物合成过程中的必需物质；钾能有效改善茶叶香气，董迹芬[19]等，通过对茶园进行施钾试验（以不施钾肥为对照）发现，同对照相比，有施用钾肥的茶叶中能发展为良好香型的烯类、醇类和醛类物质的含量明显增加，青草气味的戊醇、青叶醇的含量显著下降。钟芳永[20]对铁观音叶片进行不同喷施处理，研究不同肥料对茶树生理特性及品质影响，结果表明：不同喷施处理的茶树叶片间化学成分含量变化不大。毛茶感官存在一定的差异，其中基肥处理的得分85.25，高于基肥＋喷施清水处理和基肥＋喷施尿素处理，尤其是香气和滋味方面。

所以，土壤的质量对茶树的生殖生长和营养生长都有着重要影响，改善茶园土壤质量是提高茶叶品质的一个重要的途径。

2.2 气候条件对茶叶品质的影响

茶叶作为一种经济作物，其生长发育受气候因素的制约。气候条件是指气温、降水、光照等不同因子共同作用的结果。如果气温适宜、湿度较大、光照适度，则茶树生长旺盛，芽梢健壮，持嫩性好，叶片肥厚，内含物质丰富，品质优；如果气候炎热、干旱，茶树生长发育缓慢，芽梢细弱，纤维素含量提高，叶片窄小，内含物质减少，品质差。张涛[21]等认为茶树品种、茶园种植管理技术、气候环境和茶园土壤等条件的不同，均会影响茶叶品质的好坏。黄初雨等[22-25]对比各季节的茶叶品质，发现无论是哪个季节的茶叶，其品质均以前期较优，中期第二，末期最差；春季茶叶的整体品质要优于其他季节，不同季节茶叶的茶多酚和咖啡碱的含量差别比较大。对于品质差异的原因他们认为：光照、温度和湿度等的不同对茶叶体内各物质的积累转化起着差异性作用。因此掌握气候规律，对茶园的科学管理以及茶树品种的合理选择具有重要的意义。

2.2.1 温湿度条件对茶叶品质的影响

茶树生长的最适温度是15～30℃，在10℃左右开始发芽。在连续35℃以上的高温天气及土壤水分不足的情况下，茶树生长发育将受到抑制，幼嫩芽叶出现灼伤。在10℃以下，茶树生长缓慢或停止，到－13℃左右时，茶树地上部会被冻伤甚至死亡。研究表明茶树生长的最低临界温度为－15 ℃，最高临界温度为45℃，最适温度为22℃[26]。

汪春园[27]发现，年平均气温在12～14℃、年有效积温大于10℃、昼夜温差在10℃左右时，茶树叶嫩茎粗、节间长、持嫩性强，氨基酸和芳香物质积累多。王舒畅[28]发现气温为22～23℃，且水分等条件适宜时，茶芽生长速度最快。然当夏季温度高于35℃时茶树新梢生长速度迅速下降，温度过高时光合作用减弱，呼吸作用增强，不利于物质积累，加速叶片老化，纤维含量增加，内含物减少，对茶叶品质和产量影响显著。魏杰[25]等发现，茶多酚与咖啡碱这两项茶叶中的主要物质，在凉爽，湿度较大的春季比温度高、湿度较小的夏季分别减少24.8%与50%。在相同季节，不同气温下，茶多酚与咖啡碱的含量也有差别，当平均气温为16.4℃时，茶叶中这两种物质含量分别为26.17%与3.41%；平均气温为20.5℃时，两种物质含量分别增加到30.65%与4.05%。

茶树喜湿，嫩芽含水量为74%～80%，嫩茎含水量高于80%。同时水是茶树进行光合作用的必要原料之一，当叶片失水10%时，光合作用就会受到抑制。唐劲驰等[29-30]进行茶树水分胁迫对光合作用的影响试验，设置了以下4个水平处理：正常供水（土壤含水量为田间最大持水量的75%）、轻度水分胁迫（55%）、中度水分胁迫（35% ）、重度水分胁迫（20%）。结果表明：在水分胁迫下茶树光合作用的几个指标都发生了明显下降，其中重度水分胁迫下的净光合速率比正常供水的下降了77.4 %～80%。

茶树虽喜潮湿，但不宜长期积水。蒋宗孝[31]等发现在茶树营养生长时期，茶树每月的需水量要超过100 mm，但不宜过高，当月降水量超过300 mm，且该月下过不止一次的暴雨，将造成茶园涝灾；当连续几个月的降水量都小于50 mm时要及时采取灌溉措施，否则将导致茶树缺水，影响茶叶产量和品质。年降水量在1500 mm左右时最适和茶树生长，茶叶更容易达到高产优质。袁应泽[32]等认为茶园土壤的相对含水量在70%～80%、空气相对湿度在

75%以上能满足茶树生长。

2.2.2 光照条件对茶叶品质的影响

茶树喜光，因此光照强度、光质、光照时间对茶树生长、茶叶质量有较大的影响。茶树生长发育过程中，90%～95%干物质是通过光合作用获得的。同时茶树又具有耐荫习性，忌强光直射，过强的光照会导致叶片失水老化。茶树适应生长在多漫射光的环境中，因为在比较荫蔽、多漫射光的条件下有利于氨基酸、维生素形成、新梢内含物丰富、叶肥嫩，香高味浓，品质好。因此，适宜的光照强度不仅可以提高茶叶产量，还对茶叶品质的形成有着重要的影响。

田永辉[33]等研究了不同季节的光照强度对茶叶品质的影响，发现：三季节中，春季茶叶氨基酸总量最高，夏季茶叶中茶多酚含量最高。春季光强适宜，茶叶品质优异，夏茶因受到高强度光照，品质较差，秋茶的各项指标介于两者之间。茶树忌强光直射，在漫射光和散射光环境下，特别是日照百分率小于45%时，茶树的光合产物能够充分的积累转化，茶叶品质得到提升。

程孝[34]等通过对茶园进行不遮荫（对照）、单层遮荫和双层遮荫处理，发现，遮荫后茶园的环境有一定改善。遮荫后，茶多酚、粗纤维含量降低，叶绿素、咖啡碱、氨基酸含量增加。故遮荫处理后的茶叶嫩度增加、鲜爽度提高、香气较好，茶叶颜色变绿，对绿茶的品质影响较大。而且双层遮阳网的茶叶品质要优于单层遮阳网。

肖润林[35]等在夏秋季茶园中使用80%、61%、37%遮光率的遮阳网覆盖和不遮阳（对照）处理，发现遮阳处理的茶叶中氨基酸含量全部增加，其中80%遮光处理的茶叶氨基酸含量增加了68.6%，而茶多酚含量则降低。光质能影响茶树生长，高婷[36]对茶树进行不同光质照射，发现蓝光和紫光有利于茶树的生长，它们能有效控制多酚类物质合成，同时提高氨基酸和蛋白质的含量，降低茶汤苦涩味，提升鲜爽度。

合理密植和林茶间作也是完善茶园光照的一种方法。巩雪峰、吴满霞等[37-38]的研究表明，茶园小气候因种植模式的不同有显著差异，茶园的合理密植、遮荫和间作不但有利于提高茶园生态系统的生物多样性，减少茶园病虫害，还能改善土壤状况，增加茶叶中氨基酸、蛋白质和多糖的积累，减少咖啡碱及茶多酚的含量，提高茶叶品质。

2.3 海拔高度对茶叶品质的影响

“高山云雾出好茶，低山丘陵出早茶”。海拔高则温度低、湿度大，导致茶芽萌发较迟，芽叶生长缓慢、持嫩性好，提高了新稍中可溶性含氮化合物的量，进一步影响氨基酸和香气物质的形成；在多雾高湿的环境条件下，增加漫射光的量，有利于芳香物质的形成，其中蛋氨酸，胱氨酸等影响茶叶香气的氨基酸含量增加；较大的昼夜温差有利于光合产物的积累，增加可溶性糖的含量，调节多酚类物质。谷氨酸，丙氨酸和天冬氨酸等影响茶汤鲜味的氨基酸在海拔较高的地区含量更丰富。

陈春成[39]通过研究安溪半林国有林场的毛蟹生长情况，发现，高海拔茶园春季气温上升慢，茶叶物候期延迟。随海拔上升100 m，春梢萌芽和茶叶采摘期延迟2 d，产量下降1 kg左右，质量提高一个等级，产值平均增加465元/hm2。李名君[40]等通过研究赣北14号耐寒品种，发现，高海拔生长的茶树，春茶的水浸出物和氨基酸含量都较平丘茶为高，而夏秋茶则是水浸出物和咖啡碱含量较高。同样的土壤, 高海拔条件下的茶树能形成较多的高沸点香气成分。

高山出好茶，是相比平原、丘陵茶园而言，调查我国名优茶产地的海拔可以发现并非海拔越高茶品质越好。一般认为茶山海拔高度在600～1200 m为佳。但是海拔超过1000 m，茶树生长发育受一定阻碍，表现为休眠期早且长，容易发生寒害和冻害，增加白星病危害，导致百芽重减轻，对夹叶增多，影响产量，提高茶园防治成本。用带有白星病的鲜叶加工成的茶叶，滋味带苦涩，汤色浑暗，碎末多[41-43]。吴道良[44]对红河州地区海拔高度为700～2000 m的6个不同茶园的云南大叶种茶树进行了调查，发现无论是茶叶外在品质因子（叶片肥厚度、老嫩度、干茶色泽）还是内在品质因子（汤色、香气及滋味）都是1750 m处的最优，同时海拔越低茶叶品质越差。罗杰[45]等对四川蒙山茶区的茶叶进行品质鉴定：海拔高度从600 m上升到800 m时，茶多酚的含量与海拔高度呈正相关关系；然海拔高度继续增加，则茶多酚含量不断下降；在一般情况下氨基酸、咖啡碱的含量与海拔高度呈正相关。许多研究表明海拔高度在800～950 m处的茶叶品质较好，原因可能是随着海拔的上升，光照和温度较适宜，同时雨水充沛易造成土壤冲刷，加上生物作用变小导致土壤偏沙性，粒度较大。因此，随着海拔高度的增大，土壤粒度是明显增大的；同时云雾大，漫射光多的环境利于茶叶中品质化合物的积累转化[46-48]。

2.4 大气中CO2浓度对茶叶品质的影响

目前对大气中CO2浓度和茶叶品质关系的研究比较少。大气中的CO2是茶树光合作用必不可少的原料之一，正常情况下空气中CO2浓度大约为300 mL/L。当CO2浓度低于80 mL/L时，茶树光合作用变得极小甚至停止，当CO2浓度增至1200 mL/L以上时，茶树光合作用强度达到极限，呈饱和状态。随着人类活动的加剧，大气中CO2浓度将持续升高，预测到2050年全球大气CO2浓度是目前的1.5倍[49]，严重影响着植物的生长发育。因此研究茶树在高CO2浓度下的生长特性和品质特征对茶树优质高产栽培、产品加工以及开发利用提供了基础数据和科学依据。杨书运[50]试验发现，在气温为28～38℃、光合有效辐射为58～60 μmol/m2·s的条件下，光合有效辐射强度、茶叶光合速率及净光合速率与CO2浓度正相关。蒋跃林[51]等研究表明，高CO2浓度对春茶的品质成分影响程度最大，对夏、秋茶品质影响较小，大气CO2浓度为550 μmol/mol和750 μmol/mol时茶叶的氨基酸含量下降1.7%～4.5%和6.7%～12.2%，咖啡碱含量降低3.1%～4.6%和5.1%～10.7%，茶多酚含量增加3.8%～6.0%和6.9%～11.3%，可溶性糖含量增加了8.4%～14.4%和18.1%～28.2%。

3 改善生态条件的几点建议

3.1 加大CO2浓度对茶叶品质影响的研究

大气中的CO2是茶树光合作用的原料之一，其浓度过低过高都会抑制光合作用。查阅相关文献发现，其中关于大气中CO2浓度对茶叶品质影响的研究报告很少。但近几年来温室效应越来越严重，大气中的CO2浓度不断增加，影响着茶叶的生长及茶叶品质。在CO2浓度不断增加的环境背景下，茶树新梢氨基酸、茶多酚、咖啡碱、可溶性糖等主要品质成分的含量一定也在发生变化。因此我们应该加大关于CO2浓度对茶叶品质影响的研究。还可以根据具体的研究数据，模拟未来大气状况，培育抗高CO2浓度的新茶树品种。

3.2 加强土壤元素含量高效便捷检测技术研究

合理施肥，维持茶园土壤中氮、磷、钾的合理比例，易获得高品质茶叶。目前土壤中氮磷钾元素含量的测定主要用化学浸提法，其测定的元素单一、分析过程繁琐、不能实现系列化操作，加上历时太长导致分析结果难于及时应用，不利于施肥有效地进行[52]。同时农业部还推荐了土壤有效养分两种快速测定方法，Mehlich3法和ASI法，但是这两种方法有一定的地域局限性，主要用于北方旱地。因此我们需要加大对土壤元素测定方法的关注，推动研究一种高效方便经济的土壤元素含量的测定方法。这利于提高普通茶农对茶园土壤管理，对茶叶发展有很大的促进作用。

3.3 重视新技术在改造生态环境中的运用

人为条件也是生态条件的一种。如今人们为寻求更大经济利益，随意开荒扩土，滥用肥料和农药，造成生态破坏和环境污染。我们虽不能随意创造出适合茶树生长的最佳生态环境，但应尽力维护和改造原有的生态环境。同时重视改造生态环境的新技术的运用，如人工补充光源、使用酶类和微生物改善土壤理化性质、电解析法除去土壤中有毒重金属离子等；合理利用现有的生物技术，加大物理防治病虫害的力度，促进生物农药的应用，加大绿肥、有机肥的使用量，加强农残控制等。生态茶园的茶叶品质要高于纯茶园，有机茶园的品质要高于普通茶园，因此我们要加大生态茶园和有机茶园的建设，逐步将纯茶园和普通茶园改造成生态茶园或有机茶园。

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Effects of Ecological Conditions on Tea Quality

WANG Ting-ting，JIN Xin-yi*

（College of Horticulture，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002，China）

In this paper, we reviewed the effects of ecological environment conditions on tea quality and contents of function compositions in tea（amino acid, caffeine, tea polyphenols and soluble sugar）, including soil, humidity, temperature, altitude and CO2concentration, and suggested the study hotspots for the influence of ecological environment on tea quality in future: CO2concentration, coordination of spreading manure （N, P and K） and rapid-cheap detection technology, so as to provide a reference for the development of ecological tea plantation and the green production of tea.

ecological conditions, influence, tea quality

王婷婷（1989-），女，硕士研究生，研究方向：茶叶加工工程。

金心怡（1957-），女，教授，博士生导师，研究方向：茶叶加工工程。E-mail: jxy427@tom.com