闽东茶区春秋季气候与茶叶品质的差异性

余会康， 黄荣锋， 黄文霖

(1.福建省灾害天气重点实验室， 福建 福州 350001; 2.福建省宁德市气象局， 福建 宁德 352100； 3.福建省蕉城区气象局， 福建 蕉城 352100)

中国是茶叶的原产地和主产区，茶产业已成为参与国际市场竞争的重要产业之一[1-2]。2018年中国18个主产茶叶省份茶园面积已达293.0万hm2，采摘茶园面积 226.7万 hm2[3]，中国茶叶产值首次突破2 000亿元，已形成稳定的区域优势[4]。茶叶作为中国特色经济作物，已形成西南、华南、江南、江北四大茶区，其主要分布于长江以南各省[5]，茶区适宜的光温水条件为茶叶生长提供了良好的气候资源。气候条件是影响茶叶的重要生态环境因素之一，其不仅影响茶叶的生长发育及产量形成，而且对茶叶的内在成分品质具有重要影响[6]。20世纪80年代至21世纪初，程明等[7]通过分析光温水等气象条件对茶叶茶多酚等含量变化的影响表明，绿茶品质存在季节性差异，主要是由于气温的变化造成的，诸如氨基酸、茶多酚等含量都会随环境条件的改变而变化。胡振亮等[8-10]认为，气象因子相互作用、制约，其关键因子对茶叶品质影响是随着环境条件、季节差异而改变的。李倬[11]认为，不同小气候区域会对茶叶的品质影响产生很大的差异性。2010年代初期，戈照平[12]通过调节茶园的光、温、湿等生态条件，使得茶园的小气候发生变化，从而影响春、夏茶叶的酚氨比等理化品质发生变化，有利于茶叶小气候栽培模式的改进。娄伟平等[13]分析春季龙井 43茶叶生化成分对气象因子的敏感性结果表明，降水量、相对湿度、平均气温、日较差、日照时数等气象因子在敏感区间内对酚氨比有不同程度的影响，但没有进行季节间的对比。刘瑞娜等[14]将鲜叶采收前 15 d的平均气温、相对湿度和日照时数作为茶叶品质的关键气候影响因子，结合春、夏和秋茶品质生化指标(茶多酚等)，建立气候指数模型，进行3个季节茶叶气候品质的等级评价，但没有体现出影响茶叶品质的主要气候因子。2014年起，随着茶叶气候品质论证的兴起，浙江、安徽、福建和云南等茶叶主产省份从茶叶生长的气候条件和有关指标阈值方面开展了区域性茶叶品质的评价和论证[15-18]，形成了茶叶气候品质评价气象标准(QX/T 411-2017)[19]，但主要是针对茶叶生长-采摘期的气候条件方面进行论证，评价所选取的气候要素及指标也不尽相同，且都具有明显的区域性，主要气候要素与茶叶理化品质之间在上述的茶叶气候品质论证中并未确立相关影响关系。相关研究表明，春茶与夏秋茶各种生化成分存在较大差异[11，20]，但关于季节间气候变化导致茶叶生化成分差异的影响因素及季节茶叶内品质变化的主要气候影响因子的研究较少。另外，由于各茶区的地理地貌、气候条件、栽培品种及管理都具有明显的区域性特点，气候条件对茶叶品质影响状况不尽相同，开展主茶区自然条件下季节气候变化及其对茶叶品质影响关系研究，有助于地方茶叶生产更有效应对气候变化响应，进一步促进茶园栽培设施改进及管理水平的提高。

福建省东北部的闽东地区(宁德市)是中国和福建省的重点产茶区，2017年茶园面积达6.87万hm2，产量10.42万t，位居福建省和全国产茶地市前列，全区9县市遍植各种茶树，可产绿茶、白茶、红茶和乌龙茶等，为全国茶类最多地市。闽东地区每年繁育良种茶苗达4亿多株，是全国最大良种茶苗繁育基地，其中国家级良种有12个，位居全国第一。闽东蕉城区是中国重点产茶县和名茶之乡，2018年被评为中国茶业百强县之一。蕉城区现有茶园面积8 866.7 hm2，2018年茶叶产量1.288万t，茶叶产值为8.11亿元。天山绿茶是蕉城区主要特色品牌，2009年荣获中国地理标志证明商标，该区天山绿茶是福建省特色农产品优势区，2013年被认定为中国驰名商标[21]。蕉城区地处福建省东北部，靠山临海，属于中亚热带海洋性季风气候，兼具山地丘陵小气候特点，海拔高差悬殊，气候温暖湿润，空气清新、自然生态环境优越，使得天山绿茶因具香高、色翠、味浓、耐泡4个特色而闻名。蕉城区既有内陆高海拔山地茶园，又有沿海低海拔丘陵茶园，茶园环境及气候特征在闽东地区都具有代表性，开展该区季节气候与茶叶品质差异性分析，对闽东及福建省茶叶规划布局和生产管理都有重要意义。鉴于此，对闽东主茶区蕉城区5个茶园春秋季采摘的绿茶样本主要理化成分检测值及相应气候要素的均值进行配对样本T值检验分析，以期为进一步探讨环境气候等条件对茶叶理化成分的影响提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 气象数据

2017年4月14-25日、9月29日至11月2日闽东茶区5个不同海拔茶园的气温、降水、相对湿度等主要气象监测数据，由茶园附近气象自动站点提供。

1.2 方法

1.2.1 春秋季绿茶样本采摘及检测

1) 茶叶样本的采摘。分别于2017年4月14-25日、9月29日至11月2日采摘春、秋季茶叶代表样本，以蕉城区5个不同海拔茶园中种植5年左右的品种福云6号为样本进行采样，选择茶园及海拔分别为赤溪西坑(894 m)、霍童坑头(749 m)、白马山(633 m)、洋中(447 m)、霍童洞天(35 m)。

2) 茶叶理化品质的检测。每个茶园采集3个随机样品，每份鲜叶500 g左右，采用蒸汽杀青烘方式，取50 g蒸青样进行检测。其中茶样氨基酸、茶多酚、咖啡碱、水浸出物等分别按照GB/T 8314-2013、GB/T 8313-2008、GB/T 8312-2013、GB/T 8305-2013标准进行理化成分测定。

1.2.2 配对样本的T值检验 对采摘日前14 d内的气象数据(气温、降水、相对湿度等)进行统计分析，采用春秋季茶叶样本主要理化成分检测值和气象数据应用配对样本的T值检验方法对春秋季茶叶的主要气候要素、理化成分进行差异性对比分析[22]。

配对样本T值检验法：配对样本T值检验可以对春秋季茶叶样本的气候要素和理化成分进行配对分析，推断2个季节气候与品质是否存在显著性差异。

Ⅰ：当2个总体方差未知且相等时，即σ1=σ2时，将合并的方差S作为2个总体方差的估计：

两总体均值差的检验的统计量(t)如下。

在Ⅰ条件下，统计量(t)服从n1+n2-2个自由度的t分布；在在Ⅱ条件下，服从修正自由度的t分布，修正的自由度(f)如下。

1.3 数据统计分析

运用SPSS 22.0中相关统计模块进行计算[22]。

2 结果与分析

2.1 蕉城区春秋季茶叶理化品质

2.1.1 春秋季茶叶主要理化成分特征 从表1可知，季节内主要理化成分波动变化，春茶以茶多酚标准差最大(3.90)，说明春茶的茶多酚含量变化幅度最大，氨基酸次之(0.81)，咖啡碱最小(0.56)；秋季茶叶则以水浸出物标准差最大(2.45)，其含量变化幅度也最大，咖啡碱次之(1.90)，氨基酸最小(0.76)。春秋季对比，两季茶叶的水浸出物差异最大，其中春茶的水浸出物含量比其秋季高35.9%。其次为茶多酚，春茶比秋季高37.8%。氨基酸总含量差异最小。春季茶叶中的水浸出物、茶多酚含量平均值都高于秋季，而咖啡碱、氨基酸含量平均值略低于秋季。水浸出物主要包括茶多酚类、咖啡碱、游离氨基酸、可溶性糖、水溶蛋白等[9]，其含量多可以使茶汤呈现更丰富的滋味，水浸出物含量与茶叶品质相关较为显著,表现为直接反映茶叶品质好坏的物质[23-24]；而茶多酚和氨基酸与茶叶品质关系最密切，茶多酚是茶叶中多种多酚类物质的总称，其在茶叶品质构成中占有重要地位，是影响绿茶汤色主要物质之一[25]，而且对绿茶滋味的影响较大[26]，茶多酚含量高有利于提升其品质，因此，蕉城区春秋季茶叶水浸出物、茶多酚含量显著性变化必然影响到其品质的差异。

表1 2017年蕉城区春秋季绿茶主要理化成分的平均值及标准差

2.1.2 春秋季绿茶理化品质差异 对2017年蕉城区春秋季茶叶的4个主要理化成分进行配对样本T值检验，春秋季间茶叶的水浸出物、茶多酚含量平均值差异显著(P<0.05)(表2)，而咖啡碱、氨基酸含量平均值差异不显著，说明春秋季节差异对茶叶中的水浸出物、茶多酚含量变化有显著影响，而对咖啡碱、氨基酸含量变化影响不明显。相关研究表明，茶多酚和水浸出物是茶叶中的主要化学成分，与茶叶品质的关系极为密切，不同季节中，尤其春秋季中茶多酚、水浸出物含量普遍存在差别[26]。可见，蕉城区春秋季茶叶的水浸出物和茶多酚含量的显著差异造成了季节间茶叶的品质差异。另外，春秋季茶叶酚氨比分别为9.8和6.8，两者都接近8.0，从茶叶适制角度，蕉城区春秋茶皆既可适制绿茶，也可适制红茶，相对其他茶区的春制绿茶、夏秋制红茶的季节适制性有明显差别，实际上蕉城区采用秋茶制作绿茶也具有普遍性，且品质较好，说明蕉城区及闽东地区适制绿茶品质的区位优势。

表2 2017年蕉城区春秋季绿茶主要理化成分均值T检验

2.2 蕉城区春秋季主要气候要素的变化

从表3可知，春季茶园主要气候要素中，以采摘期雨量标准差最大(22.8)，其次是相对湿度(4.2)，最小为雨日(1.3)；秋季茶园中，也以雨量标准差最大(35.3)，其次是相对湿度(10.9)，最小为日均较差(3.2)；春秋季茶园都以雨量标准差最大，其次为相对湿度，说明无论是季节内还是季节间，降水不同造成的茶园水分供给条件变化差别最大。温度条件方面，春秋季都以日极端高温标准差最大(2.7和6.1)，其次为日极端低温(2.6和5.8)，气温日均较差差别最小。

在9个气候要素中，除春季的气温日均较差、雨量、雨日平均值大于秋季外，其他气候要素的春季平均值都小于秋季，而各气候要素的标准方差都是秋季大于春季，反映了春季水分供给条件(雨量、雨日)比秋季充足，而所有气候要素值波动幅度在秋季均大于春季，说明茶园秋季气候要素变化比春季更不稳定，其中，降水变化最不稳定，秋季降水相对少，而且季节内，各茶园降水分布也不均匀，差异大。

从表4可知，春秋季只有雨量、雨日存在显著差异(P<0.05)，其中春季雨量和雨日分别比秋季多28.5 mm和3.8 d。而其他7个气候要素平均值差异不显著，表明春秋季茶园气候差异主要体现在雨量和雨日变化，而其他气候要素差别不明显。说明蕉城区春秋季茶园降水状况相差大，造成茶园水分供给也不一样。而茶园的温度条件差异性在春秋季间表现不突出。

表3 2017年春秋季蕉城区不同海拔高度主要气候要素变化

表4 春秋季绿茶主要气候要素均值T检验

2.3 气候条件对绿茶理化品质的影响

蕉城区春秋季茶园的气温(平均气温、高温、低温、日较差)、相对湿度等气候要素和绿茶的氨基酸、咖啡碱等理化成分表现为季节间差异不显著，表明这些气候要素与绿茶理化成分在春秋季采摘期中自身变化相对稳定，气候要素对绿茶理化成分影响较小。而采摘期的雨量、雨日和水浸出物、茶多酚均存在季节间显著差异，说明茶园雨量、雨日存在显著季节变化导致部分绿茶理化成分(水浸物、茶多酚)也发生了季节间的显著差异，春秋季茶园的水分条件是影响绿茶理化成分变化的主要因子。蕉城区春季平均茶园降水量(61.7 mm)、雨日(8.8 d)都是秋季的1.9倍，造成春季平均茶园水浸出物(48.1%)、茶多酚含量(19.1%)分别是秋季的1.36倍和1.37倍，说明，降水对绿茶水浸出物和茶多酚含量变化贡献是显著的，降水条件造成茶园采摘期水分供给差异是影响季节茶叶品质变化的主要因子。

蕉城区春秋季茶园的气温条件对比分析表明，采摘期茶园春季气温(包括日平均高低温、日极端高低温、日平均气温)总体比秋季低，而日较差比秋季大。降水方面(包括雨量、雨日)，春季降水条件都比秋季优越。对应的春季茶叶的氨基酸和咖啡碱含量比秋季略低，分别偏低0.1%和1.4%，而水浸物与茶多酚含量却比秋季高，分别偏高12.7%和5.2%。春秋季茶叶的酚氨比分别为9.8和6.8，差别明显。说明蕉城区春秋季气候条件对其茶叶品质有重要影响作用，主要是对茶叶水浸物、茶多酚含量和酚氨比影响大。实际茶叶品质鉴定也反映出蕉城区春季绿茶具有耐泡、香高、色翠的特性，与其秋茶有明显的区别，可见茶叶品质与气候的关系相当密切。

3 结论与讨论

对蕉城区5个茶园9个气候要素的平均值和标准差的统计分析显示，气候要素标准差都是秋季大于春季，反映出茶园气候要素值波动幅度在秋季大于春季，秋茶中的水浸出物、茶多酚含量标准差也高于其春茶，二者的变化幅度也超过氨基酸及咖啡碱含量的变化，说明，秋季茶园气候要素变化比春季更不稳定，造成秋茶部分理化成分变化也趋大。

日照时数对茶叶生长及品质也具有影响作用，蕉城区选取的5个茶园及其附近气象自动站中均无日照时数要素记录，但据位于蕉城区的宁德国家基本气象站历史资料统计分析表明，日照时数与雨量、雨日呈显著负相关，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春季与夏季茶叶之间。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。因此也无需在气候要素中对茶园日照时数再另作分析。

降水条件不同在季节茶叶品质变化方面影响显著，增加茶叶采摘期的水分供给至关重要，因此在改善茶园小气候条件方面，为提高茶叶品质，应储备水源，完善茶园浇灌设施，可克服降水偏少天气下茶园人工供水调节，切实有效地提高茶叶品质。

蕉城区春秋季茶叶主要理化成分中的水浸出物、茶多酚含量具有显著差异，而氨基酸、咖啡碱含量差异不显著。春秋季茶叶摘前14 d茶园的雨量、雨日具有显著差异，而其他气候要素差别不显著。蕉城区春秋季茶园降水对茶叶水浸出物和茶多酚含量的影响显著，说明水分条件是影响绿茶理化成分变化的主要因子。

蕉城区茶园春季降水条件明显优于秋季，降水偏多，使得春茶的水浸出物、茶多酚含量明显高过秋茶，有利于形成春茶鲜嫩、耐泡、香高、色翠的色香味特性，实践也验证春叶品质也优于秋茶，说明季节气候条件差异对茶叶品质具有重要影响作用。