光照对‘金牡丹’生长及其茶叶品质的影响

陈 强

(寿宁县茶产业发展中心，福建 寿宁 355500)

‘金牡丹’是以铁观音为母本，黄棪为父本培育的无性系，目前已成为国家重点关注并推广的优良茶树品种。‘金牡丹’芽叶生长旺盛，持嫩性强，制成的茶叶香气突出、口感紧实、后味悠长，且营养物质丰富，抗氧化能力强，保健功效显著[1-2]。良种良法是茶产业发展的前提与基础。良种必须在良法栽培的基础上，才能实现良种的提质增效。经杂交选育而成的‘金牡丹’，品质优良，适生性广，具有较强的杂种优势，在福建、广东、广西等地广泛推广种植。然而目前从‘金牡丹’的栽培管理来看，其品种特征尚未得到充分体现，优质、丰产、高效的潜力有待进一步挖掘[3-4]。

光是植物生长发育的重要环境因子，透光率、光质、光照时间等影响着植物代谢过程[5-7]。茶树多为耐荫型叶用经济植物，对光照条件较为敏感。研究发现，通过改变光质能改善茶叶品质，茶叶中茶多酚、氨基酸、咖啡碱等物质含量随光质变化而异，而日本采用纱网覆盖降低透光率的栽培管理方式，有效提升了夏、秋茶的产量[8-9]。以往学者大多对‘金牡丹’茶加工制作方法进行了研究，在栽培管理方面尤其是光照条件方面尚鲜少见。福建省寿宁县为“中国名茶之乡”，茶树种植历史悠久，茶叶出口海内外，茶产业是该县的重要经济支柱产业。基于此，本试验以寿宁县‘金牡丹’茶园为研究对象，通过纱网遮荫方式设置不同透光率处理，分析不同透光率对茶树生长及其茶叶感官品质、生化成分与抗氧化活性的影响，以期为‘金牡丹’的丰产高效栽培提供科学参考。

1.1 试验地概况

试验地位于福建寿宁县，地理位置东经119°30′37″，北纬27°27′33″，气候属中亚热带湿润气候区，年平均气温15.1 ℃，极端最高气温35.8 ℃，极端最低气温-9.8 ℃，≥10 ℃的积温4249 ℃，年降水量2472 mm，无霜期235 d。试验地属丘陵坡地，海拔680 m，土壤为红壤。

1.2 试验处理

以二年生苗木采用双行方式(大行160 cm，小行50 cm)，株距30 cm，每穴2株，在春季3～4月进行种植。然后参照张灵枝和王坤等方法，利用Li-6400便携式光合测定仪检测透光率，通过搭盖荫网方式进行透光率控制。试验设置20%、40%、60%、80%、100%共5个光照处理，每处理设5个小区，小区面积5 m×5 m，按完全随机方式每小区选择15株作为观测植株。试验期间，茶树水肥管理参照常规方法进行。

1.3 指标测定

种植第二年4月，进行3足龄茶树树高、树幅、地径、分枝数、着叶数、百芽重(一芽二叶)等生长性状调查。然后分别于4月、7月、9月中旬，采摘嫩梢制成茶叶进行感观品质评价及水浸出物、茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱等生化成分的分析与抗氧化活性测定。其中，感官品质采用加权评分法进行评定，以内质香气和滋味为主，两个因子各占50分进行评定。生化成分中水浸出物参考GB/T 8305-2013《茶 水浸出物测定》，茶多酚参考GB/T 8313-2018《茶 叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》，游离氨基酸参考GB/T 8314-2013《茶 游离氨基酸总量的测定》，咖啡碱参考GB/T8312-2013《茶 咖啡碱测定》。抗氧化活性测定参照余启明和陈铁杨等[10-11]方法测定DPPH自由基清除率和ABTS+自由基清除率，总抗氧化能力采用总抗氧化能力检测试剂盒测定。供试茶叶的加工工艺统一为：鲜叶采摘→杀青→揉捻→干燥。

1.4 数据处理

数据采用EXCEL软件进行处理，用SPSS 19.0统计分析软件进行方差分析与LSD多重比较(α=0.05)。

2.1 光照对生长性状的影响

由表1可以看出，经不同透光率遮荫处理一年，3龄‘金牡丹’茶树生长性状变化明显。整体上，以80%透光率处理下，各生长性状表现最优。与未遮荫处理(100%)相比，在80%透光率处理下，树高增长10.3%，冠幅增大8.3%，分枝数与着叶数分别增加了26.7%和7.0%，而地径与百芽重无显著差异。相对而言，供试5个光照处理中，以20%透光率处理下茶树生长表现最差。这说明，适当遮荫能明显促进茶树的生长，这可能与茶树喜荫的生理习性有关。

表1 光照对3足龄‘金牡丹’茶树生长性状的影响

2.2 光照对感官品质的影响

以4月、7月、9月采摘的茶叶为研究对象，通过分析不同透光率处理下茶叶的感官品质表明，透光率对茶叶感官品质影响较大。从表2各采摘时间供试5个透光率处理间变化来看，4月份采摘茶叶在光照100%处理下，花香平正，口感醇厚，得分73；
7月份采摘茶叶在60%透光率下，得分最高为72，花香平淡，滋味浓尚醇；
9月份采摘茶叶的最高得分值(70)出现在100%光照处理下，花香微，而滋味醇厚。这说明，在4月和9月以自然状态下全光照条件培养的茶叶感官品质最佳，而7月则以60%透光率下的茶叶感官品质为佳。综合采摘时间与透光率的全部15个处理，以4月份20%透光率处理下茶叶香气得分最高(43)、花香浓郁，但滋味浓欠甘醇，而在7月份60%透光率下茶叶滋味得分最高(41)、浓尚醇，但花香平淡。这表明，光照弱时香味浓但滋味欠醇，而光照太强虽滋味醇但香气不足、平淡而涩，要提高茶叶感官品质，依据不同茶叶采摘时间需要调整栽培环境中的透光率。

表2 光照对不同采摘时间‘金牡丹’茶感官品质的影响

2.3 光照对生化成分的影响

由表3可知，不同采摘时间、透光率处理间茶叶生化成分差异显著。整体上，随着透光率增加，具有水浸出物、茶多酚增加，咖啡碱、游离氨基酸减少，酚氨比增大的趋势。从同一采摘时间各透光率处理变化看，在80%～100%透光率间，各月份采摘茶叶除酚氨比外，水浸出物、咖啡碱、茶多酚、游离氨基酸均无统计学上差异；
在20%～40%透光率间，各月份水浸出物、咖啡碱、茶多酚无显著差异，而游离氨基酸与酚氨比差异显著。这表明，透光率保持在≥80%较高范围时，茶叶中各生化成分无明显变化，但透光率≤40%时，其生化成分整体处于一个较为稳定的低含量水平。说明，‘金牡丹’耐荫能力较强，从生化成分角度，其耐荫阈值为透光率40%左右，但考虑到在透光率60%～100%区间一芽二叶百芽重无显著差异，而透光率为40%时百芽重明显降低，故‘金牡丹’栽培时透光率应大于40%。此外，从各生化成分含量对透光率的响应来看，游离氨基酸、酚氨比对透光率最为敏感，反映了通过透光率的控制能实现对茶叶中游离氨基酸含量、酚氨比的有效调控。

表3 光照对不同采摘时间‘金牡丹’茶生化成分的影响

2.4 光照对抗氧化活性的影响

抗氧化活性是茶叶重要且最为人们关注的保健功能之一[12-13]。通过分析ABTS+、DPPH自由基清除率及总抗氧化能力表明，各月份均具有随着透光率增加，茶叶抗氧化活性增强的趋势(图1)。从同一透光率各月份间差异看，7月份抗氧化活性整体偏高，且在40%～100%透光率处理中，除40%透光率下的DPPH自由基清除率外，4月与9月间茶叶的ABTS+、DPPH自由基清除率及总抗氧化能力均表现出显著差异。以往研究认为，茶多酚是茶叶抗氧化活性的有效成分。为进一步揭示‘金牡丹’茶叶抗氧化能力与茶多酚关系，通过相关性分析表明，茶多酚含量与总抗氧化能力呈明显的正相关线性关系(R2=0.97)，说明茶多酚是影响‘金牡丹’茶抗氧化能力的关键有效成分。

图1 光照对不同采摘时间‘金牡丹’茶抗氧化活性的影响注：图中小写字母表示同一采摘时间不同透光率处理间显著性差异，大写字母表示同一透光率不同采摘时间处理间显著性差异(α=0.05)。

作为国家科技攻关的一级优异茶树品种，‘金牡丹’制成乌龙茶、红茶和绿茶，鲜爽、香气馥郁、滋味醇厚，深受大众喜爱。茶树是喜散射光、漫射光的耐萌植物。研究发现，在空旷和荫蔽条件下生育的茶树，在生长生理方面差异较大[14]。通常，在强光下生长的植株，叶形小而厚、节间短、叶质硬脆，而在林冠下生长的茶树，叶形大而薄、节间长、叶质柔软。在本试验研究中，通过覆盖纱网方式，发现透光率对‘金牡丹’茶树生长影响显著，其中在80%透光率下树高、冠幅、地径最大，分枝数、着叶数最多，表明相较全光照生长环境，80%透光率更利于‘金牡丹’的生长。但值得关注的是，在60%～100%透光率下，茶树百芽重无明显变化，这说明在该光照范围叶芽形态生长未发生改变，反映了60%透光率可作为‘金牡丹’生长方面耐荫阈值。

透光率显著影响了‘金牡丹’茶感官品质。根据本试验茶叶感官品质评审结果，采摘时间不同，最适透光率也不同。在4月和9月，以80%～100%透光率的感官品质得分较高，而7月则以40%～60%透光率的得分较高。茶叶分为春茶、夏茶和秋茶，这说明，在不同采茶季节通过调节透光率能有效提升茶叶感官品质。对‘金牡丹’而言，从本试验茶叶感官品质角度，制春、秋茶植株生长环境的透光率应控制在≧80%范围，而制夏茶植株的光照则宜为60%左右。研究证明，氨基酸决定茶叶香气、鲜爽味，并与咖啡因结合在一起影响茶味浓淡， 是调控茶叶品质的重要成分[15]。依据‘金牡丹’茶叶品质构成因素的相关化学成分分析结果，氨基酸含量在各月份整体上均以20%透光率下较高，且该透光率下3个采摘时间处理间氨基酸含量并无明显差异，暗示了通过遮荫措施能增加氨基酸含量，改善茶叶品质。

茶多酚是茶叶中的一种重要活性组分，其抗氧化能力强，与茶叶涩味密切相关[13,16]。从茶多酚生理代谢过程来看，透光率越大，其合成积累量越多。依据茶多酚这一生理特性，通常茶叶中夏季含量较高，春季较少，秋季居中。根据茶叶制茶工艺及其口感差异，分为绿茶、红茶、青茶、白茶、黑茶、黄茶六大类，其中以绿茶和红茶最为常见。绿茶多要求鲜叶中含有较高含量的氨基酸，以增加其鲜爽，而红茶则要求少蛋白质，茶汤醇厚，并需利用发酵减少茶叶中茶多酚含量，以降低涩味，增加甘甜味。为探讨透光率对‘金牡丹’茶抗氧化活性的影响，考虑到发酵对茶多酚的作用，故本试验均统一采用了绿茶的制作工艺。从茶多酚含量与总抗氧化能力的相关性来看，茶多酚越多，‘金牡丹’茶的抗氧化活性越强。在本试验研究中，笔者发现除20%透光率外，在40%～100%透光率下，7月份采摘茶叶的茶多酚含量均显著高于4月和9月，表明7月份采摘茶叶宜制作红茶。

综上所述，透光率影响了‘金牡丹’茶树的生长与茶叶品质。在春季(4月)、秋季(9月)，以80%透光率下栽培下的茶树生长佳，茶叶花香平正、味醇，适合制作绿茶；
而在夏季(7月)，60%光照培养下茶树生长量与自然条件全光照条件无显著差异，但茶叶感官品质得分最高，花香平淡，但滋味浓尚醇，茶多酚含量高，需经过发酵处理去除，适合制作红茶、乌龙茶等。

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