茶叶品质与施肥

茶叶品质与施肥茶是源于我国的世界三大软饮料之一，全球现有20多亿人钟情于茶饮，茶叶因其具有低糖分、多种营养价值和保健功能等优势，被认为是最具生命力、发展前景最好的饮料。世界茶叶常年收获面积为260万hm2左右，总产量为315万吨。在我国，茶叶是仅次蚕茧和丝绸的第二大出口农产品，茶园种植面积居世界第一，总产量位居全球第二位。茶叶生产的数量和品质直接关系到以茶叶作为主要栽培经济作物的地区的社会经济发展水平和人民生活水平。近年来，我国的茶叶产量大幅度提高，但由于忽视品质，造成产量提高，品质下降的趋势，这严重降低了我国的茶叶产品在国际市场上的竞争力。随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高，以及国际竞争的日益激烈，改良茶叶品质已成为当前茶叶生产的迫切任务。一、茶叶品质研究概述茶叶品质是茶叶中的众多化合物，特别是能溶于茶汤的物质对人体感官刺激的综合效应。传统观念认为茶叶品质是由色泽、外形、香气、滋味四大要素构成，因此，评定茶叶品质是按色、香、味、形四部分去评审。黄继轸等认为，外形和色泽只是茶叶品质的相关因子，并不是内在品质的构成，而香气和滋味是茶叶中的内含物对人体嗅觉和味觉刺激的综合效应，因此香气和滋味是茶叶品质构成的核心因子。茶叶的香、味是多种成分综合影响形成的，茶叶中独有的游离氨基酸总量、茶多酚、咖啡碱和可溶性糖等对茶叶品质起决定作用。氨基酸与茶叶滋味、香气和营养价值密切相关；咖啡碱对茶汤滋味形成以及鲜度和爽度提高有积极作用；茶多酚影响茶汤滋味和颜色。茶叶的这些品质成份含量受茶树品种、土壤养分含量、肥料用量和施肥方式以及加工工艺等因素的影响。二、茶叶品质性状及其相关性（一）氨基酸氨基酸是茶叶品质构成的重要成分之一，茶鲜叶的氨基酸含量一般为干物质量的1.5-4.0%。已分离的氨基酸有25种以上，其中茶氨酸约占氨基酸总量的50%以上，其次是谷氨酸、精氨酸、丝氨酸和天冬氨酸等。氨基酸对茶叶滋味起着十分重要的作用，茶汤的鲜味主要来自于氨基酸。氨基酸对茶叶香气有很好的促进作用。如甲基氮氨酸硫盐水解生成的二甲硫，在高级绿茶中含量较多，而且是新茶香的重要组成部分。原利男等研究表明，游离氨基酸和糖相互作用可能形成吡嗪、吡咯和喹啉一类的挥发性物质，这些生成物大多具有甜香和焦糖香。在茶叶加工过程中，由于氨基酸的氧化，形成了苯甲醇、苯乙醇、异戊醛、水杨酸甲酯，芳樟醇和香叶醇等芳香物质，故而大大增添了茶叶特有的清醇。关于氨基酸与茶叶品质，无论以成茶还是鲜叶为材料，都一致肯定了它们之间存在显著正相关。（二）茶多酚可溶性的多酚类化合物在红茶中的含量约为干重的10~20%，它主要由儿茶素类、黄酮类化合物、花青素和酚酸组成，以儿茶素类化合物含量最高，约占茶多酚总量的70%，是决定茶汤浓度的主要物质，它对品质有积极作用；同时它又是茶叶苦涩味形成的主要物质，且它与氨基酸之间表现为负相关，故当超过一定限度后，便会对品质带来消极影响。因此，用简单相关是很难确切的反映茶多酚与茶叶品质关系的。茶多酚对茶叶品质的作用不仅取决于它的绝对含量的高低，而且还取决于它在可溶性物质中所占比例的大小，即使茶多酚的含量为一定时，由于其它可溶性物质含量的高低不同，茶多酚对品质的影响也会表现出不同的效果。（三）咖啡碱咖啡碱是茶叶中一种含量很高的生物碱，一般含量为2-5%。咖啡碱在茶树芽叶中与某些酚类物质结合成为酸性咖啡碱复合物，也有与有机酸类结合成有机酸咖啡碱盐共存，它能抑制蛋白质凝固，有利于茶汤滋味的形成。咖啡碱在红茶茶汤中，能与茶中浸出物茶黄素和茶红素缔合，形成大分子物质，温度降低时，这种物质能成为乳状沉淀，这种物质的形成，可使茶汤鲜爽度加强，而且也降低了咖啡碱本身对茶汤带来的苦味。咖啡碱是一种苦味物质，但茶苦味程度与咖啡碱含量之间无显著相关性，原因可能是存在其它物质的影响。咖啡碱对绿茶品质的形成存在品质逆转阈值，当咖啡碱的含量低于品质逆转阈值时，咖啡碱与茶多酚、氨基酸等的络合物起着主导作用，随着其含量的增加，茶叶品质也随之上升，但当超过逆转阈值时，随着其含量的继续增加，非络合态的咖啡碱也逐渐增多，导致苦味增加，茶叶品质也随之下降。（四）可溶性糖茶鲜叶中的糖类物质，包括单糖、寡糖、多糖及少量其他糖类。单糖和双糖是构成茶叶可溶性糖的主要成分。可溶性糖类是茶汤滋味和香气的来源之一，它们是茶汤甜味的主要成分，对茶的苦味和涩味有一定的掩盖和协调作用。可溶性糖含量越高，茶叶滋味越甘醇而不苦涩。可溶性糖类物质在茶叶加工过程中还转变为香气物质，如糠醛，它对茶香带来良好的作用，红茶中的甜香也是由葡萄糖、半乳糖、甘露糖和蔗糖等转化及与氨基酸类结合生成。果糖在受热时产生焦糖香。在茶叶的可溶性糖中，还有一部分具有生理活性的糖类，例如脂多糖、粘多糖、糖酸和氨基糖等，对人体的健康起着有效的保健作用[9]。三、肥料措施对茶叶品质的影响施肥是茶业生产持续发展的物质基础，是增加茶叶产量和提高茶叶品质的一项重要技术。据有关研究，1970-1992年间世界主要产茶国家茶叶的年平均增产幅度为3.11%，其中来自肥料的贡献率达41%，超过土地(25%)、劳动力(8%)等的贡献率。施肥能优化茶叶品质成分，保证了形成茶叶品质所需要元素的充足供给；施肥可以改善茶园中营养物质的循环，维持系统内的养分平衡，使随采摘、修剪等活动而输出系统的养分得以归还补偿，同时保持了土壤其他条件不致恶化；施肥还能提高土壤的潜在肥力，改善其物理、化学和生物性能，使养分元素有效化，并能降低某些有毒重金属的毒害作用。（一）氮肥与茶叶品质氮素是茶树生长发育过程中不可缺少的营养元素，是所有氨基酸、蛋白质的组成成分，也是核酸、叶绿素、多种辅酶、多种维生素和多种激素的主要成分。氮素不足和氮素过多都会对茶树产量和品质产生极大的不良影响。氮素过多，会使茶树光合作用形成的碳水化合物大部分用于合成蛋白质，限制了一部分糖类向多酚类转化，结果多酚类和水浸出物含量下降而影响红茶品质；氮素营养不足时，茶树体内蛋白质、核酸、叶绿素的合成受到阻碍，致使新梢伸长缓慢，萌发轮次减少，芽头密度变的稀疏，对夹叶大量出现，直接影响茶叶的产量和品质。茶树鲜叶含氮量与鲜叶及成茶主要生化成分氨基酸、儿茶素、茶多酚和碳水化合物密切相关，其中，与氨基酸呈高度正相关。茶树因起源于我国西南的热带和亚热带原始森林，长期利用植物残骸分解产生的氨态氮肥，使得茶树对其有一定适应性，而对硝酸态氮肥的利用能力较差。氮肥是影响茶叶产量和蛋白质含量的重要因素，同时不同的氮肥管理措施也是造成茶叶品质不均一的重要原因。1、不同氮肥用量对茶叶品质的影响适量的施氮对茶树产量和品质均有较好的促进作用。施氮后新梢叶片中的硝酸还原酶活性提高，叶绿素含量和含氮化合物均有增加；茶树在冬季和早春的光合强度得到增强，使翌年春茶新梢叶的氨基酸含量提高，从而改进春季绿茶的品质固。春夏茶茶芽中氨基酸和咖啡碱含量基本表现为施氮处理高于不施氮处理，儿茶素则以不施氮为高。氮素不足和氮素过多都会对茶树产量和品质产生极大的不良影响。氮素营养不足时，茶树体内蛋白质、核酸、叶绿素的合成受到阻碍，致使新梢伸长缓慢，萌发轮次减少，芽头密度变的稀疏，对夹叶大量出现，直接影响茶叶的产量和品质。施氮过量也会使茶叶品质降低。此外，氮素施用量过大，会使土壤、水源以及芽梢中硝酸盐的含量增加，造成环境污染，影响人体健康。硝酸盐可在人体肠胃中被还原从而形成致癌的亚硝胺，这是一种胃肠道强致癌物质。2、不同氮素形态和氮肥品种对茶叶品质的影响不同形态的氮肥对茶树的产量和品质有很大影响。日本研究认为茶树施用氨态氮肥后，有利于提高产量，增加叶绿素的含量，同时可提高氨基酸、咖啡碱等含氮化合物的含量，特别是茶氨酸、精氨酸和丝氨酸的含量有显著提高。与此相反，茶树施用硝酸态氮肥后，产量、叶绿素和含氮化合物的含量有明显降低，不同氮素化肥对茶叶产量的效益依次为碳铵硫铵≈尿素氨水氯铵。（二）磷肥与茶叶品质磷在茶树体内以有机化合物和无机磷酸盐等形式存在。其中，有机磷约占80%，无机磷约占20%。磷是核酸、核蛋白、磷脂以及高能磷酸化合物(ATP，ADP)和遗传物质(DNA)的组成元素，因此，磷在茶树体内的含量虽然少于氮和钾，但其生理功能却不能忽视，茶树的许多生理过程，如光合作用、呼吸作用及生长发育等都需有磷参与，尤其是体内的各种酶促反应和能量传递与磷素的关系很大。磷素对提高茶叶品质有十分重要的意义。凡是品质好的红茶，磷的含量也比较高。磷对提高茶叶品质的作用，主要表现在香气和滋味两个方面。鲜叶中的类黄酮物质是决定红茶品质的重要物质基础，而磷与类黄酮物质的形成有密切关系。同时，磷还可以增加鲜叶中多酚类含量，特别是没食子基表儿茶素的增加，对红茶的香气和滋味均有良好影响。磷对绿茶也有良好的促进作用。茶氨酸是茶叶中特有的氨基酸，它与绿茶滋味等级的相关系数为0.787-0.867，而它的形成需要ATP供给能量。此外，茶叶中咖啡碱的合成，也需要磷酸化合物：辅酶I(NAD)、辅酶Ⅱ(NADP)和腺二磷(ADP)的作用。随磷肥用量的增加，茶叶中茶多酚和水浸出物的含量也相应地提高。全国茶园复合肥试验网的资料表明，在N肥的基础上施磷肥都有不同程度的增产效果。随N肥用量不断增加，茶园施磷非常必要，磷肥必须在施N肥的基础上，按NP比例2:l或3:l配施，才能有显著效果。但由于各种磷肥所含磷的形态不同，对增产效果亦出现明显差异。据祁门茶科所研究，磷肥类型对茶苗生育的直接作用以磷矿粉最好，骨粉次之，过磷酸钙较差；在成年茶园中，过磷酸钙增产百分率最高，钙镁磷肥次之，骨粉位于第三，矿渣磷肥肥效较慢，且不稳定，增产百分率最低，在茶园中施用价值不大。磷矿粉对红茶品质作用最好，而过磷酸钙对绿茶品质作用最好。（三）钾肥与茶叶品质钾是茶树生长的重要营养元素之一，在茶树体内的含量仅次于氮素。全株的含钾量约为0.6-0.1%，芽叶中含量高达1.2-2.%5，茶叶灰分中的含钾量为25-30%。它虽不是茶树体内有机物的组成成分，但常以离子状态存在于有机体中，参与各种生化过程。(1)钾能加强光合作用，促进代谢产物的运输、贮存等。如在茶树C、N的运输转移过程中，+K作为伴随离子与N03-一起经木质部向地上部运输，与含碳化合物一起经韧皮部向地下部或籽实运输，若钾供应不足，会引起地上部碳水化合物的积累，降低光合作用速率。在氮磷条件下施钾肥后，茶树对C的同化速率和光合作用效率都有明显提高，含钾量高的茶叶同化氧化碳的数量比含钾量低的要多两倍。(2)钾能调节茶树对水分的吸收和利用，提高茶树的抗旱能力。钾能明显促进根系生长和根细胞质浓度，促进根对土壤水分的吸收。如在茶园土壤田间持水量55%到65%的条件下，不施钾肥的茶苗只成活66.7阶88.9%，施钾肥的茶苗成活率提高到88.9%到100%。钾是茶树体内多种酶的活化剂。据统计，以钾为活化剂的酶约有60多种。如果茶树缺钾，首先许多酶促反应无法进行，生理功能就会出现紊乱，生长受阻，以致死亡。茶园施钾可以显著改善茶叶品质。很多研究己表明，钾能显著提高茶叶中的游离氨基酸、茶多酚等内含物的含量。不同钾肥品种对茶叶品质的影响不同，不同品种钾肥对提高茶叶氨基酸效果不同，其中硫酸钾最好，施氯化钾的茶苗氨基酸不但没有增加，相反还有所减少；碳酸钾作为生理碱性肥料，在强酸性茶园土壤中适量施用，虽没有出现危害，但不论是氨基酸总量还是氨基酸的成分等都比施硫酸钾的要低。硫酸钾和氯化钾的效果，两者的产量无明显差异，但氯化钾降低氨基酸含量和硝酸还原酶活性等，而硫酸钾显著提高茶叶品质成分的数量。（四）氮、磷、钾配施与茶叶品质茶树正常生长所需的多种营养元素缺一不可，并且各种营养元素都按比例吸收。由于茶树生长受营养元素最低因子律的制约，如果一种元素不足，其他营养元素再多也无法发挥其作用。目前，我国氮肥工业己有长足的进步，茶园氮肥用量不断提高，对提高茶叶产量起到良好的效果。但过去几年，由于只追求茶叶产量，生产中出现了高氮栽培的现象，从而使茶园土壤氮、磷、钾的比例失常，影响了茶叶品质的改善。对红茶来说，在单施氮肥过多的情况下，水浸出物、茶多酚含量下降