光對茶樹生產與茶葉品質的影響及其應用研究

發布時間:2019-09-02 來源: 美文摘抄 點擊:


  [摘 要] 光是茶樹生產和茶葉加工制作中的重要影響因子,對茶樹生長發育及茶葉品質起到至關重要的作用。本文主要分析光對茶樹代謝、茶葉加工品質的影響及研究進展情況,并以LED光為例,對光在茶樹生產與茶葉加工等領域中的應用進行探討,以期為改善我國茶樹栽培和茶葉生產提供理論依據。
  [關鍵詞] 光;茶樹;茶葉;品質
  [中圖分類號] S571.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909(2016)33-79-2
  光是地球上生物生存的基本條件,光質、光強、光照時間及光照,對植物的生長、分化和代謝具有非常重要的作用,是植物完成生命周期的必要條件[1]。茶樹屬灌木或小喬木,是葉用植物,其生長所需要的能量有90%~95%都源自葉片光合作用,而且光對于茶樹的生長和茶葉的營養成分都有極大的影響[2]。基于此,科學、系統地認識光對茶樹生產、茶葉品質的影響和作用機制,以及茶葉生產加工過程“溫、濕、風、光”四大環境因子之間的協同作用,將能優化茶樹生產,促進茶葉生產品質不斷提升。
  1 光對茶樹生長的影響
  1.1 光照對茶樹代謝的影響機制
  茶樹有喜光耐陰、忌陽光直射的生長習性。茶樹與其他植物一樣,其機體內具有光感受器,能檢測到光的存在及光照特點、強度和波長,如果改變光譜變化,茶樹的光合反應、形態也會相應地發生變化,并進一步影響其代謝與生長等。20世紀90年代后,學者王利溥針對茶樹代謝問題進行了研究,發現光照強度高,紅橙光多,對于茶樹碳代謝和糖類物質合成具有促進作用,還能提高茶葉多酚類含量;但如果在茶葉采摘前,光照時間減少,茶葉的氨基酸含量就會增多,這是因為氨基酸主要是在茶樹的根部合成,在輸送到葉部過程中,如果光照過強,氨基酸就會發生分解。另外,光波長對于色素代謝產物也具有較大的影響,并能調控植物揮發性分子產生,已有文獻以矮牽牛花、番茄、草莓和藍莓等為研究對象,對此問題進行了研究證實。此外,藍光和紅光能顯著上調9/13脂氧合酶、苯丙氨酸解氨酶和萜類合成酶的表達水平,優化茶葉香氣,如果能合理應用藍光與紅光,將能生產出多種茶葉產品。
  1.2 光抑制與茶樹遮陰補光
  光照是形成葉綠素的必要條件,但當光能超過植物光合作用所需時,光合效率就會呈現下降趨勢,進而發生光抑制。如果光抑制時間過長,就有可能引起植物光合機構的光氧化破壞。作為一種多年生常綠C3短日照葉用經濟作物,茶樹具有耐陰、喜濕的習性,對于光質要求較高,對于光強的需求則相對偏低,在自然條件下易發生光抑制現象。為解決此問題,人們一般采用遮陰技術,來減少太陽直射光照度,降低地表太陽總輻射量,改善光質。在實踐中,可應用不同顏色的塑料膜對茶樹進行遮陰補光,以有效緩解光抑制現象。遮陰技術能調節光質與光強,保證茶樹生長的環境條件,有利于優化茶樹生長發育和茶葉品質提升。
  2 光調控與茶葉加工研究
  2.1 光照對茶葉品質的影響機制
  茶葉的香氣是在光照誘導下形成的,新摘的茶鮮葉經過日照后會發生萎凋,多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)等內源酶活性提高,茶葉的香氣也從青草氣轉變為清香。內源酶與醇類香氣物質和蛋白質、多糖結合后,就會生成游離態的揮發性香氣物質,進而增加氨基酸總量。根據研究,太陽光中含有不同波段的介質,在這些介質的導入作用下,葉內細胞的酶系活動就會相應地出現變化,從而誘導茶香前提物質生成。因為茶鮮葉還屬于植物活體,萎凋過程中仍然能夠進行呼吸、蒸騰和光合作用等生命活動。在研究中,董連源比較了不同季節日光萎凋與加溫萎凋制成紅毛茶的品質,經過綜合分析之后,認為溫度30 ℃、相對濕度70%時,毛茶品質春茶品質要優于加溫萎凋制作的品質;夏季制作的日光萎凋毛茶品質則降低;秋季因光強度低于夏季,2種紅毛茶品質相差不大。江麗萍認為,與自然萎凋相比,日光萎凋能提高白茶的品質。
  2.2 茶葉加工光調控技術研究進展
  烏龍茶制作要求比較高,其中,日光萎凋對其品質和香氣具有重要影響。春茶期間,因南方正處于梅雨季節,茶葉無法進行正常曬青,此時制作的茶葉青氣比較重,而且泡后滋味苦澀,茶湯呈現渾濁、暗淡。20世紀80年代,有研究者采用遠紅外光萎凋烏龍茶,以改善烏龍茶的品質,將茶葉葉溫控制在30~40 ℃,經過萎凋后,減重率達到10%~30%,在這種條件下制成的茶葉,與日曬和無光照萎凋的茶葉相比,其香氣和口感都得到大幅改善。究其原因,主要是因為遠紅外輻照升高了茶葉葉片溫度,加快了葉片水分蒸騰,酶活性和萎凋葉內含物積聚得到顯著提高。后來,楊賢強、王金賢等采用白熾燈,以不同光照強度來照射鮮葉,發現在特定光強范圍內,如果光強增大,鮮葉的氨基酸總量也會升高。這表明科學的光照處理可以有效提高中高檔茶的香氣,改善茶葉的香氣和滋味。王登良等采用不同的濾光材料,對烏龍茶進行曬青試驗,認為光照強度為13 725~16 774 Lux,波長大于520 nm的黃光波段對烏龍茶香氣提高程度較大。
  3 LED光在茶葉生產加工中的應用
  LED屬于冷光源,主要是將化學能轉換成光能來實現光照。LED光具有能耗低、無污染、波長穩定、低發熱等優點,其所發出的單色光可以滿足植物生長所需。如果將各種顏色的LED單色光進行組合,就能生成接近植物光合作用所需的光譜。目前,這種技術在苗圃育苗、大棚蔬菜栽培及溫室補光等實踐中逐漸得到推廣應用,并取得了顯著的效果。在茶樹栽培過程中,可以使用紅光和綠光來照射茶苗,這種方法不僅操作簡單,而且不會產生污染,可以培育出高產、生態、營養豐富的茶葉。實踐研究表明,經過紅光照射的扦插苗的總根長最長;而經過藍光照射的粗根(直徑大于0.5 mm,小于1.0 mm)率比較高。在治理茶樹病蟲害方面,應用LED單色光也具有積極的效果,能高效專一地防治茶樹蟲害,降低對茶樹蟲害的誤殺率。比較常見的茶麗紋象甲對420 nm的單色光表現出強烈的趨向性;黑刺粉虱對360、385、420 nm的3種單色光,表現出強烈的趨向性;茶尺蠖對385 nm的單色光反應最大。另外,LED光茶葉萎凋中應用價值突出,如LED藍光可以降低酚氨比,提升烏龍茶凈光合速率、萎凋葉水浸出物、可溶性總糖含量,有利于提高茶葉品質;黃光、紅光及橙光處理的紅茶香高持久,品質優。LED光在紅茶發酵中也有應用。
  但是,目前LED光源還不能完全模擬太陽光,但可以預見,在茶樹栽培育種中應用LED光,可以實現對茶樹生長進行專一調控,從而培育出多種具有高茶多酚的茶樹,推動我國茶葉產業創新發展。很多文獻研究都表明,光伏大棚茶園可以有效延長茶樹生長時間,減少茶樹病蟲害,促進茶樹產量提高。同時,其還能利用光伏結合LED光補償技術,控制環境四大因子,提高茶樹內含物。與露天茶園、普通大棚茶園相比,其經濟效益和環保效益都非常顯著。
  參考文獻
  [1]孫立濤,王漪,薛慶營.光伏大棚設施環境下茶樹生長情況研究與分析[J].農業工程技術,2015(31):40-42.
  [2]孫君,朱留剛,林志坤,等.茶樹光合作用研究進展[J].福建農業學報,2015(12):1231-1237.

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