光對茶樹生產(chǎn)與茶葉品質(zhì)的影響及其應(yīng)用研究

　　[摘 要] 光是茶樹生產(chǎn)和茶葉加工制作中的重要影響因子，對茶樹生長發(fā)育及茶葉品質(zhì)起到至關(guān)重要的作用。本文主要分析光對茶樹代謝、茶葉加工品質(zhì)的影響及研究進(jìn)展情況，并以LED光為例，對光在茶樹生產(chǎn)與茶葉加工等領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行探討，以期為改善我國茶樹栽培和茶葉生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
　　[關(guān)鍵詞] 光；茶樹；茶葉；品質(zhì)
　　[中圖分類號] S571.1 [文獻(xiàn)標(biāo)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(zhì)、光強(qiáng)、光照時(shí)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(yǎng)成分都有極大的影響[2]�；�于此，科學(xué)、系統(tǒng)地認(rèn)識光對茶樹生產(chǎn)、茶葉品質(zhì)的影響和作用機(jī)制，以及茶葉生產(chǎn)加工過程“溫、濕、風(fēng)、光”四大環(huán)境因子之間的協(xié)同作用，將能優(yōu)化茶樹生產(chǎn)，促進(jìn)茶葉生產(chǎn)品質(zhì)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(jī)制
　　茶樹有喜光耐陰、忌陽光直射的生長習(xí)性。茶樹與其他植物一樣，其機(jī)體內(nèi)具有光感受器，能檢測到光的存在及光照特點(diǎn)、強(qiáng)度和波長，如果改變光譜變化，茶樹的光合反應(yīng)、形態(tài)也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化，并進(jìn)一步影響其代謝與生長等。20世紀(jì)90年代后，學(xué)者王利溥針對茶樹代謝問題進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)光照強(qiáng)度高，紅橙光多，對于茶樹碳代謝和糖類物質(zhì)合成具有促進(jìn)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(shí)間減少，茶葉的氨基酸含量就會(huì)增多，這是因?yàn)榘被�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(qiáng)，氨基酸就會(huì)發(fā)生分解。另外，光波長對于色素代謝產(chǎn)物也具有較大的影響，并能調(diào)控植物揮發(fā)性分子產(chǎn)生，已有文獻(xiàn)以矮牽牛花、番茄、草莓和藍(lán)莓等為研究對象，對此問題進(jìn)行了研究證實(shí)。此外，藍(lán)光和紅光能顯著上調(diào)9/13脂氧合酶、苯丙氨酸解氨酶和萜類合成酶的表達(dá)水平，優(yōu)化茶葉香氣，如果能合理應(yīng)用藍(lán)光與紅光，將能生產(chǎn)出多種茶葉產(chǎn)品。
　　1.2 光抑制與茶樹遮陰補(bǔ)光
　　光照是形成葉綠素的必要條件，但當(dāng)光能超過植物光合作用所需時(shí)，光合效率就會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢，進(jìn)而發(fā)生光抑制。如果光抑制時(shí)間過長，就有可能引起植物光合機(jī)構(gòu)的光氧化破壞。作為一種多年生常綠C3短日照葉用經(jīng)濟(jì)作物，茶樹具有耐陰、喜濕的習(xí)性，對于光質(zhì)要求較高，對于光強(qiáng)的需求則相對偏低，在自然條件下易發(fā)生光抑制現(xiàn)象。為解決此問題，人們一般采用遮陰技術(shù)，來減少太陽直射光照度，降低地表太陽總輻射量，改善光質(zhì)。在實(shí)踐中，可應(yīng)用不同顏色的塑料膜對茶樹進(jìn)行遮陰補(bǔ)光，以有效緩解光抑制現(xiàn)象。遮陰技術(shù)能調(diào)節(jié)光質(zhì)與光強(qiáng)，保證茶樹生長的環(huán)境條件，有利于優(yōu)化茶樹生長發(fā)育和茶葉品質(zhì)提升。
　　2 光調(diào)控與茶葉加工研究
　　2.1 光照對茶葉品質(zhì)的影響機(jī)制
　　茶葉的香氣是在光照誘導(dǎo)下形成的，新摘的茶鮮葉經(jīng)過日照后會(huì)發(fā)生萎凋，多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）等內(nèi)源酶活性提高，茶葉的香氣也從青草氣轉(zhuǎn)變?yōu)榍逑�。�?nèi)源酶與醇類香氣物質(zhì)和蛋白質(zhì)、多糖結(jié)合后，就會(huì)生成游離態(tài)的揮發(fā)性香氣物質(zhì)，進(jìn)而增加氨基酸總量。根據(jù)研究，太陽光中含有不同波段的介質(zhì)，在這些介質(zhì)的導(dǎo)入作用下，葉內(nèi)細(xì)胞的酶系活動(dòng)就會(huì)相應(yīng)地出現(xiàn)變化，從而誘導(dǎo)茶香前提物質(zhì)生成。因?yàn)椴桴r葉還屬于植物活體，萎凋過程中仍然能夠進(jìn)行呼吸、蒸騰和光合作用等生命活動(dòng)。在研究中，董連源比較了不同季節(jié)日光萎凋與加溫萎凋制成紅毛茶的品質(zhì)，經(jīng)過綜合分析之后，認(rèn)為溫度30 ℃、相對濕度70%時(shí)，毛茶品質(zhì)春茶品質(zhì)要優(yōu)于加溫萎凋制作的品質(zhì)；夏季制作的日光萎凋毛茶品質(zhì)則降低；秋季因光強(qiáng)度低于夏季，2種紅毛茶品質(zhì)相差不大。江麗萍認(rèn)為，與自然萎凋相比，日光萎凋能提高白茶的品質(zhì)。
　　2.2 茶葉加工光調(diào)控技術(shù)研究進(jìn)展
　　烏龍茶制作要求比較高，其中，日光萎凋?qū)ζ淦焚|(zhì)和香氣具有重要影響。春茶期間，因南方正處于梅雨季節(jié)，茶葉無法進(jìn)行正常曬青，此時(shí)制作的茶葉青氣比較重，而且泡后滋味苦澀，茶湯呈現(xiàn)渾濁、暗淡。20世紀(jì)80年代，有研究者采用遠(yuǎn)紅外光萎凋?yàn)觚埐瑁�以改善烏龍茶的品質(zhì)，將茶葉葉溫控制在30～40 ℃，經(jīng)過萎凋后，減重率達(dá)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?yàn)檫h(yuǎn)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(nèi)含物積聚得到顯著提高。后來，楊賢強(qiáng)、王金賢等采用白熾燈，以不同光照強(qiáng)度來照射鮮葉，發(fā)現(xiàn)在特定光強(qiáng)范圍內(nèi)，如果光強(qiáng)增大，鮮葉的氨基酸總量也會(huì)升高。這表明科學(xué)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(jìn)行曬青試驗(yàn)，認(rèn)為光照強(qiáng)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(chǎn)加工中的應(yīng)用
　　LED屬于冷光源，主要是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成光能來實(shí)現(xiàn)光照。LED光具有能耗低、無污染、波長穩(wěn)定、低發(fā)熱等優(yōu)點(diǎn)，其所發(fā)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(jìn)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(shù)在苗圃育苗、大棚蔬菜栽培及溫室補(bǔ)光等實(shí)踐中逐漸得到推廣應(yīng)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(huì)產(chǎn)生污染，可以培育出高產(chǎn)、生態(tài)、營養(yǎng)豐富的茶葉。實(shí)踐研究表明，經(jīng)過紅光照射的扦插苗的總根長最長；而經(jīng)過藍(lán)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(yīng)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(xiàn)出強(qiáng)烈的趨向性；黑刺粉虱對360、385、420 nm的3種單色光，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的趨向性；茶尺蠖對385 nm的單色光反應(yīng)最大。另外，LED光茶葉萎凋中應(yīng)用價(jià)值突出，如LED藍(lán)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(zhì)；黃光、紅光及橙光處理的紅茶香高持久，品質(zhì)優(yōu)。LED光在紅茶發(fā)酵中也有應(yīng)用。
　　但是，目前LED光源還不能完全模擬太陽光，但可以預(yù)見，在茶樹栽培育種中應(yīng)用LED光，可以實(shí)現(xiàn)對茶樹生長進(jìn)行專一調(diào)控，從而培育出多種具有高茶多酚的茶樹，推動(dòng)我國茶葉產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。很多文獻(xiàn)研究都表明，光伏大棚茶園可以有效延長茶樹生長時(shí)間，減少茶樹病蟲害，促進(jìn)茶樹產(chǎn)量提高。同時(shí)，其還能利用光伏結(jié)合LED光補(bǔ)償技術(shù)，控制環(huán)境四大因子，提高茶樹內(nèi)含物。與露天茶園、普通大棚茶園相比，其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益都非常顯著。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]孫立濤，王漪，薛慶營.光伏大棚設(shè)施環(huán)境下茶樹生長情況研究與分析[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2015（31）：40-42.
　　[2]孫君，朱留剛，林志坤，等.茶樹光合作用研究進(jìn)展[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015（12）：1231-1237.

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