地理因子对云南咖啡生豆品质的影响研究

鲁韦坤 李湘 李蒙

摘 要 利用2016年2月云南咖啡主产区34个采样点物理性状数据和采样点地理位置属性数据，研究了云南咖啡生豆主要物理性状与地理位置属性的关系。结果表明，千粒重和粒度≥17号豆的百分率随着海拔的增加有增加的趋势，但是随着纬度的增加，千粒重出现先上升后下降的趋势，当到达N24°附近后，千粒重并不会随着海拔的升高继续升高，而是出现明显的下降；粒度≥17号豆的百分率在纬度N24°时，粒度≥17号豆的百分率出现了明显的下降。综合以上结果，云南哀牢山以西咖啡种植的最适区域为N24°以南的高海拔山区。

关键词 咖啡生豆 ；物理性状 ；纬度 ；海拔

中图分类号 S571.2 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2019.02.003

Abstract The relationship between main physical properties and geographical location properties of raw coffee beans produced in Yunnan was analyzed based on the data from the 34 sampling sites of main coffee producing areas in February 2016 in Yunnan. The results showed that 1 000 grain weight and percentage of bean size≥17 （screen size） increased with the altitude. However， with the increase of latitude， the 1000-grain weight increased first and then decreased. The 1000-grain weight did not continue to increase at the altitude of N24 degrees， but decreased significantly with the increase of altitude higher than N24 degress. The percentage of bean size≥17 （screen size） was not obviously changed at the latitude of lower than N24 degrees， but obviously decreased at the latitude of greater than N24 degrees. In conclusion， the most suitable area for coffee cultivation in the west of Ailao Mountain in Yunnan Province was in the mountainous area with high altitude in the south of N24 degree.

Key words coffee beans ； physical properties ； latitude ； altitude.

咖啡原產非洲中北部低纬高原地区，与可可、茶叶并称世界三大饮料，其产量、产值和消费量均居三大饮料之首，在国际贸易中是仅次于石油的第二大原料型产品[1]。中国咖啡最重要的产区是云南，其产量占全国总产量的99%左右，主要分布在普洱、保山、临沧、德宏等9个州市[2]， 2016年统计显示：普洱市、 临沧市、德宏州和保山市4个主产区的咖啡种植面积占全省88%以上[3]。据报道，在云南哀牢山以西热区种植的小粒种咖啡产量较高，商品豆品质优越，具独特香醇味，深受消费者青睐，在国内外咖啡市场具有较强的竞争力[4-5]。但是云南咖啡产业也存在不少问题，如种植品种单一、深加工不足、国际市场影响力欠佳等问题[6]。笔者以咖啡主产区34个采样点的咖啡生豆物理性状和地理因子差异为研究对象，研究咖啡物理性状与地理要素的相关性，为今后咖啡种植区划调整提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 咖啡生豆物理性状数据

结合咖啡实际种植区、以及纬度和海拔差异，在普洱、临沧、保山、德宏等5个州市主产区共设计34个样本点，样本采样时间为2016年2月，样本品种为卡蒂姆（Catimor）系列和无遮蔽的样本，采样时尽量保证所采样本区的土壤类型、种植年限基本一致，样本区分布纬度：N 22.250 2°～25.808 1°，经度：E 97.673 9°～101.742 4°，海拔：817～1 419 m，海拔跨度602 m，采样时利用手持GPS记录各采样点的经纬度和海拔信息。各采样点信息和空间分布见表1。将所采样本按照统一方法进行去皮和干燥处理后，每个样本随机取200 g咖啡生豆进行千粒重、粒度≥17号豆的百分比、粒度≥17号豆正常豆百分比、粒度≥17号豆大象豆及斑点豆百分比、粒度≥17号豆碎豆百分比、粒度<17号豆百分比、粒度<17号豆正常豆百分比、粒度<17号豆大象豆及斑点豆百分比、粒度<17号豆碎豆百分比等指标分析，每个样本进行3次重复，并取平均值。

2 结果与分析

2.1 咖啡生豆物理性状间相关性分析

一般认为，咖啡种植海拔越高，生豆的千粒重，颗粒越大，则咖啡生豆更紧实、烘焙后越能产生较好的口味，品质越好。这主要是因为海拔越高温度越低，咖啡生豆生长期延长，有利于咖啡干物质的积累[1，7-8]。由表2可知，千粒重与粒度≥17号豆的百分率呈极显著正相关，表明咖啡生豆越大，千粒重则越大，咖啡生豆越大并不会导致其内部紧实度降低；千粒重与粒度≥17号豆正常豆百分比和粒度≥17号豆碎豆重百分比呈极显著正相关，说明随着千粒重的增加，咖啡生豆粒度≥17号豆正常豆百分比和粒度≥17号豆碎豆重百分比的比重也会相应的增高。千粒重与粒度<17号豆百分比和粒度<17号豆正常豆重百分比呈极显著负相关，表明随着千粒重的增加，粒度<17号豆百分比和粒度<17号豆正常豆重百分比会下降。

2.2 咖啡生豆物理性状与采样点地理位置相关性分析

由表3可知，除粒度<17号豆百分比与纬度呈极显著正相关，粒度<17号豆大象豆及斑点豆百分比相关性不明显外，其余各项指标均与纬度呈显著和极显著负相关，表明随着纬度的增加，咖啡生豆千粒重和大小有减少的趋势；海拔与千粒重呈极显著正相关，与粒度≥17号豆的百分比、粒度≥17号豆正常豆百分比呈显著相关，说明随着海拔的升高，千粒重、粒度≥17号豆的百分比、粒度≥17号豆正常豆百分比也将随着增加；而随着经度的增大，千粒重、粒度≥17号豆的百分比和粒度≥17号豆正常豆百分比也呈增大的趋势。

由于采样点纬度、经度和海拔存在差异，比如高纬低海拔采样点可能与低纬高海拔采样点的物理性状检测结果相差不大。因此，有必要对各要素进行进一步分析。鉴于咖啡生豆品质主要以千粒重和粒度≥17号豆的百分比为主要指标，因此主要对这2个指标进行分析。

2.2.1 纬度

将采样点纬度按从小到大排序后，以纬度为横坐标，海拔和千粒重（粒度≥17号豆的百分比）为纵坐标作图。由图1可知，随着纬度的增加，千粒重出现先上升后下降的趋势，而从采样点海拔来看，尽管高纬度采样点的海拔已经高于低纬度高海拔的采样点，但是其千粒重并未比后者高，表明当到达一定纬度后，千粒重并不会随着海拔的升高继续升高，而是在N24°附近出现明显的下降。

由图2可知，随着纬度的增加，与千粒重不同的是，粒度≥17号豆的百分比在纬度小于N24°时，粒度≥17号豆的百分比呈现平缓的波动，大于N24°时，粒度≥17号豆的百分比出现了明显的下降；从采样点海拔来看，高纬高海拔采样点的粒度≥17号豆的百分比总体比低纬高海拔偏低，特别是高纬低海拔采样点比低纬低海拔偏低明显，表明利用高纬度的替代种植方式对咖啡生豆粒度≥17号豆的百分比存在明显的不利影响。

2.2.2 海拔

将采样点海拔按从小到大排序后，以海拔为横坐标，纬度和千粒重为纵坐标作图。由图3可知，随着海拔的上升，千粒重出现上升的趋势。从采样的纬度来看，高纬高海拔并未使千粒重明显增加，但是高纬高海拔咖啡遭受寒冻害的风险明显增加。

由图4可知，随着海拔的上升，粒度≥17号豆的百分比出现上升的趋势。从采样的纬度来看，高纬高海拔并未使粒度≥17号豆的百分比明显增加。

2.2.3 经度

将采样点经度按从小到大排序后，以经度为横坐标，纬度和千粒重为纵坐标作图。由图5可知，随着经度的增加，千粒重尽管出现了上升的趋势，但从采样点的纬度来看，经度较低区域采样点的纬度较经度较高区域采样点明显偏高，从而导致出现以上相关性结果。这主要是由云南咖啡主产区的位置纬度西高东低所致，因此不再做后续分析。

3 讨论与结论

利用2016年2月云南咖啡主产区34个采样点物理性状的分析数据和采样点地理位置属性数据，研究了云南咖啡主产区咖啡生豆主要物理性状与地理位置属性的相关关系。本研究结果表明，千粒重和粒度≥17号豆的百分比随着海拔的增加有增加的趋势，但是随着纬度的增加，千粒重呈现先上升后下降的趋势，当到达N24°附近后，千粒重并不会随着海拔的升高继续升高，而是出现明显的下降；粒度≥17號豆的百分比在纬度N24°时，粒度≥17号豆的百分比出现了明显的下降。综合以上结果，云南咖啡种植的最适区域为N24°以南的西双版纳州、普洱市、临沧市中部以南的高海拔区域。

从本文的结果来看，随着采样点海拔的升高，咖啡生豆千粒重和粒度≥17号豆的百分比呈现上升趋势，这与黄家雄等[1]的研究结果一致。但是海拔不能无限上升，海拔上升太高可能导致寒冻害灾害突出，对云南而言，高纬地区海拔1 670 m几乎是咖啡种植的上线[7]。随着采样点纬度的增大，咖啡生豆品质出现下降的趋势。这与李锦红等[9]的研究结果不一致，主要是其采样点主要分布在N24°以北和用杯评作为评价指标所致。一般认为，海拔的上升与纬度的增大对温度的影响具有一致性。从种植气候区划的角度来考虑，可以通过北移的方式来解决作物对海拔的要求。本文分析结果表明，云南咖啡种植的北界为N24°附近，这可能是咖啡对太阳辐射强度有一定的要求所致。

目前，世界著名咖啡主产区主要分布在南北回归线内的高原地区。从本文咖啡对纬度和海拔的综合要求来看，云南种植咖啡的最适区域依然为低纬度高海拔的区域，这与世界著名咖啡主产区相吻合，但是云南咖啡主产区主要分布在北回归线以北的地区。同时由于云南90%以上种植品种是杂交小粒种卡蒂姆（Catimor）系列，口感类似于哥伦比亚咖啡，但国际上普遍认为其品质次于纯小粒种，因此很少用于单品咖啡的生产制作，主要用于商品豆出口[2]。这2个因素可能是云南咖啡种植面积大，但是品质不佳、缺乏知名单品咖啡的根本原因。

云南低纬高海拔区域面积较少，仅在西双版纳州西部和普洱市西南部存在符合条件的区域。为了打造云南的精品咖啡，建议在上述区域种植精品咖啡，这些区域大多为原始森林和橡胶园，植被覆盖较好，鉴于在热量充足的前提下，一定的隐蔽环境有利于咖啡生豆品质的提高[10]，还可以减轻咖啡的病虫害[11-13]，可在林下和橡胶园里套种咖啡[14-17]。特别是对于高海拔橡胶林来说，由于热量不足，其产量较低，更适宜套种咖啡以提高经济效益。同时咖啡收获期在橡胶停割期，咖啡采摘需要大量劳动力，这在劳动力保障和降低成本方面也更具有优势。

参考文献

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