茶樹特征信息研究進展

1、茶樹特征信息研究進展 09-07-31 16:57:00 編輯：studa20作者：張明霞周鐵軍賀歆里李聰超摘 要：中國是世界上最早發(fā)現茶樹和利用茶樹的國家，大量的歷史資料和近代調查研究材料，都證明了中國是茶樹的原產地。飲茶的習慣最早起源于中國，如今飲茶更成為世界性的風尚。茶，作為世界三大健康飲品之一，足跡遍布了整個世界。相應的對茶的高產優(yōu)質的要求也很重要。 關鍵詞：茶葉；茶業(yè)；品種資源；樹冠結構；病蟲害預測 1 背景 茶業(yè)的發(fā)展與中國國家的發(fā)展緊密聯系，茶業(yè)是中國文化發(fā)展不可分割的一部分。茶文化的發(fā)展能從另一個側面反映歷代中國政治、經濟及文化的面貌。我們栽培茶樹的目的是獲得高產優(yōu)質的茶葉，而

2、茶樹的品種資源的差異，樹冠的構成狀況，病蟲害的預測與控制都與茶葉的高產優(yōu)質密切相關。 茶樹種質資源是茶樹育種的重要材料。篩選和培育優(yōu)良的茶樹品種, 是茶樹育種的重要任務。我們可以運用計算機技術，對茶樹種質資源進行分析, 以其為茶樹種質資源的開發(fā)利用和茶樹生理育種提供理論依據。 茶樹樹冠結構的構成狀況，影響著茶葉的產量和品質。對不同樹齡茶樹的樹冠結構進行科學分析，為制定合理的農業(yè)技術措施提供科學依據。如合理修剪，施肥以達到理想的樹冠結構，有效地提高茶葉產量，增進茶葉品質，適應機械化作業(yè)，便于采摘和管理，提高生產效率，塑造豐產樹冠。 控制茶樹的病蟲害，是獲取茶葉高產優(yōu)質的一個關鍵環(huán)節(jié)。我國茶樹分布

3、地域氣候溫暖、雨量充沛，提供了病害滋生的有利環(huán)境。已記載的我國茶樹病害有130多種。茶樹病害發(fā)生種類，因氣候條件、種植年限和種植面積而有所不同。據估計，由于病害，茶葉產量每年要損失10%15%，同時還嚴重影響茶葉質量。因此茶樹病蟲害防治歷來是茶葉生產上的重要管理措施。茶葉病害的防治，往往因為診斷上的失誤，使防治藥劑選擇不當或失去防治時效，造成病害發(fā)生嚴重。提供一種較準確且操作簡單的茶樹病害診斷方法，使茶樹病害能通過簡單的特征或病狀，就可初步診斷出發(fā)生病害的種類，及早對所發(fā)生的病害采取預防措施，是減少病害損失的有效方法。 從上個世紀五十年代起，隨著現代科學技術的進步，茶葉生產也有了較大發(fā)展，但國

4、內外對茶葉的研究仍主要集中在茶葉理化審評方面，依然是使用傳統的感觀評測方法對茶葉進行評定，將計算機技術用于茶葉領域的為數不多。利用計算機技術，將茶葉的各種外形，內質作為各項指標，使用戶只需通過簡單的鼠標操作，即可對茶葉品質進行分類與識別。 2 國內外研究動態(tài) 隨著茶葉產業(yè)的迅速發(fā)展，茶葉為人們創(chuàng)造了越來越多的經濟效益，科研和生產實踐均已證明，要想獲得高的經濟效益，茶葉的高產和優(yōu)質是關鍵因素，品種的好壞，樹冠的構成狀況，病害的預測與防治是關鍵環(huán)節(jié)。 2.1 茶樹種質資源研究 我國是世界上是茶樹資源最為豐富的國家, 目前收集和保存的茶樹資源已達3300多份。但是, 我國對茶樹種質資源的研究, 基本

5、上仍停留在外部形態(tài)特征的描述上。須海榮等對茶樹資源的生理生化特性進行了系統的研究。收集了我國主要產茶省有代表性的茶樹種質資源100多份材料的基礎上, 并經統一管理和栽培, 對茶樹種質資源的主要生理特性進行了系統的測定。湖南農業(yè)大學唐和平，陳興琰早在1995年就從形態(tài)學、解剖學、化學三個方面進行測定，采用數學方法綜合分析，探討了茶樹種質資源的形狀差異和親緣關系。2001，湖南農業(yè)大學茶學系羅軍武教授等運用RAPD（隨機擴增多態(tài)性）技術對茶樹品種資源的親緣關系進行系統研究，旨在為茶樹品種資源的分類和科學利用提供理論依據。2005年，羅軍武教授聯合廣東省農業(yè)科學院茶葉研究所的專家們，利用AFLP-銀

6、染分子標記技術, 對40個茶樹品種(系) 進行遺傳多樣性與親緣關系分析。 2.2 樹冠結構的研究 在茶樹樹冠結構的研究方面，張穎彬等研究了茶樹樹冠的不同留養(yǎng)方式對早春萌芽量的影響，結果顯示，茶樹樹冠的不同留養(yǎng)方式對早春荼芽萌發(fā)時間有不同的影響。立體留養(yǎng)的茶樹因留養(yǎng)時間長，在肥培管理條件滿足茶樹生長需求的情況下，其茶芽較平面留養(yǎng)樹冠的更為肥壯。楊德莊總結了豐產區(qū)經驗，得到茶樹要豐產其樹冠結構必須達到的目標，為豐產樹冠結構的塑造提供了科學依據。近年來，專家根據樹冠結構指標的動態(tài)變化規(guī)律。建立相應的數學模型，為品種在規(guī)范化栽培條件下樹冠結構的達標測定提供科學依據。2000年，羅軍武、唐和平、黃意歡選

7、用湖南省規(guī)范化栽培茶園118 年生的櫧葉齊品種為材料, 以與產量、品質密切相關的14項樹冠結構作為指標，根據它們的變化規(guī)律，建立相應的數學模型。同年，羅軍武、唐和平、黃意歡以小喬木型品種福鼎大白茶和灌木型品種櫧葉齊為材料, 對湖南8個地(市) 規(guī)范化栽培茶園118 年生兩類型品種茶樹樹冠結構的15 項指標進行系統調查, 并運用計算機作數據分析。結果表明, 兩類型品種樹冠結構指標隨樹齡的增大呈現出基本一致的變化規(guī)律，各項樹冠指標均可用一定的數學模型予以表達。研究結果還表明, 兩茶樹品種在16年生期間, 各項樹冠指標增幅較大, 714年生期間樹冠指標的增加或減少的幅度不大, 樹冠結構比較穩(wěn)定；14

8、年生后, 一些與茶葉品質和產量密切相關的指標, 如新梢密度、生產枝密度、百芽重、一芽三葉長度和單葉面積下降幅度加大。同時，從兩類型品種樹冠結構指標的變化來看, 茶樹類型不同, 樹冠結構動態(tài)變化存在著差異。 09-07-31 16:57:00 編輯：studa202.3 茶樹病蟲害研究 隨著工業(yè)的發(fā)達，茶樹病蟲防治已由傳統的農業(yè)措施防治過度到使用農藥的化學措施防治，尹勇對茶樹主要的病蟲害的發(fā)生提供了生物防治和化學防治兩類防治方法。但這些都需要首先對茶樹的病蟲害進行早期的預測和診斷，進而才能在還沒造成嚴重發(fā)病的情況下進行防治和控制。2003年，徐云等采用數值診斷的原理和方法，先將茶葉上發(fā)生病害的種

9、類，按照病害發(fā)生時具有的病癥及特征進行分類、分組，將組中各個病害的病狀特征分解為單獨的特征性狀，對每一個特征性狀給予對診病的意義的量化分值，做成各病害組的數值診斷表，再利用數學的方法，對各量化的分值進行比較，得到診斷結果，利用診斷病害的可信度表達診斷的準確性，當病害準確度達到60以上的分值時，可以認為診斷準確，點擊詳細資料即可得到有關該病的相關資料，包括病原菌、發(fā)病癥狀、發(fā)生規(guī)律、防治方法等。 2.4 茶葉品質鑒定與分類研究 在國內外，茶葉品質大多數是通過人的感官評定的，其原因是由于茶葉的成分比較復雜，茶葉的品質并不能通過某種成分的量化就能表達的，它是各種茶葉成分的綜合反映。近100多年來，各

10、國在茶葉品質評價的內容和深度上都不斷有新的發(fā)展，使其更加科學和規(guī)范，提高了感官審評的準確性和可比性。感官審評包括干看審評外形、開湯審評內質兩個方面，分外形、香氣、湯色、滋味和葉底等五個評審項目，每個項目又包含許多因子。茶葉感官審評是通過人的感覺器官來評價茶葉的特征和品質，是一門應用感官分析技術的學科。但人的感覺器官的靈敏度易受外界因素的干擾而改變，從而影響評定的準確性。2004年，周亦斌等綜述了國內外運用相關的儀器和技術對茶葉外形、湯色、香氣和滋味進行品質評價的研究進展，特別是機器視覺技術在茶葉外形和湯色評價，電子鼻技術在茶葉香氣評價和電子舌技術在茶葉滋味評價等方面的應用，并提出了新技術在茶葉

11、品質評價中應用的發(fā)展趨勢。文中特別提出了機器視覺系統，就是計算機數字圖像處理系統，它是用計算機實現部分人類視覺的功能，把所測對象映射成數字圖像，并模擬人的判別準則去理解圖像和識別圖像，進而對所攝圖像進行分類或分級。計算機輔助品質檢測可以使品質指標定量化和標準化，而且計算機圖像處理的精度優(yōu)于人的視覺精度，對顏色和外形變化的反應也更靈敏。所以其技術和方法可以用于茶葉顏色和外形的評價。2006年，李姣等開發(fā)了茶葉鑒定專家系統，選擇形狀、色澤、纖維素、氨基酸、咖啡堿、茶多酚這六個指標作為參數，將茶葉的理化分析與專家系統相結合，開發(fā)了一種功能齊備、智能性強的茶葉鑒定專家系統。 3 結束語 目前關于茶樹、

12、茶葉方面的研究，主要是針對它們的生理生化方面，運用生物技術或數學方法進行研究，或者生物技術與數學方法相結合進行研究，而將計算機技術應用到其中雖然也有，但是很少。所以，運用計算機技術與其它學科相結合來對茶樹、茶葉進行研究是當前很熱門的一項技術。 參考文獻 1羅軍武,施兆鵬,沈程文,劉春林,龔志華,黃意歡.茶樹品種資源遺傳親緣關系的RAPD分析J.茶葉科學,2002,22(2):140-146. 2楊德莊.茶樹豐產樹冠的構成與塑造J.福建農業(yè),2003,(6):21. 3尹勇.茶樹主要病蟲害的發(fā)生與防治J.四川農業(yè)科技,1998,(20). 4徐云,梅紅,林莉,施曉群,周匯.茶樹病害診斷與防治專家

13、系統研制J.農業(yè)系統科學與綜合研究,2003,19(2):93-100. 5李姣,何東健,杜子魯.茶葉鑒定專家系統的研究與開發(fā)J.福建茶業(yè),2006,(2):18-20. 6須海榮,董尚勝,駱耀平,童啟慶.茶樹種質資源的主要生理特性J.茶葉科學,1997,17(增刊):100-103. 7唐和平,陳興琰.茶樹品種資源氨基酸組成與親緣關系的研究J.湖南農學院學報,1995,21(2),126-129. 8黃建安,李家賢,黃意歡,羅軍武,龔志華,劉仲華.茶樹品種資源遺傳多樣性的AFLP研究J. 園藝學報,2006,33(2):317-322. 9張穎彬,梅鑫,徐懿,張奇華.茶樹樹冠的不同留養(yǎng)方式對

14、早春萌芽量的影響J.中國茶業(yè),2005,(4):40. 10羅軍武,唐和平,黃意歡.茶樹樹冠結構變化的數學模型研究J.湖南農業(yè)大學學報(自然科學版),2000,26(6):463-466. 11羅軍武,唐和平,黃意歡.茶樹品種櫧葉齊樹冠結構動態(tài)變化的數學模型探討J.經濟林研究,2000,18(4):4-7. 12周亦斌,王俊.新技術在茶葉品質評價中應用的現狀及趨勢J.茶葉科學,2004,24(2):82-85. 09-07-31 16:57:00 編輯：studa202.3 茶樹病蟲害研究 隨著工業(yè)的發(fā)達，茶樹病蟲防治已由傳統的農業(yè)措施防治過度到使用農藥的化學措施防治，尹勇對茶樹主要的病蟲害的

15、發(fā)生提供了生物防治和化學防治兩類防治方法。但這些都需要首先對茶樹的病蟲害進行早期的預測和診斷，進而才能在還沒造成嚴重發(fā)病的情況下進行防治和控制。2003年，徐云等采用數值診斷的原理和方法，先將茶葉上發(fā)生病害的種類，按照病害發(fā)生時具有的病癥及特征進行分類、分組，將組中各個病害的病狀特征分解為單獨的特征性狀，對每一個特征性狀給予對診病的意義的量化分值，做成各病害組的數值診斷表，再利用數學的方法，對各量化的分值進行比較，得到診斷結果，利用診斷病害的可信度表達診斷的準確性，當病害準確度達到60以上的分值時，可以認為診斷準確，點擊詳細資料即可得到有關該病的相關資料，包括病原菌、發(fā)病癥狀、發(fā)生規(guī)律、防治方

16、法等。 2.4 茶葉品質鑒定與分類研究 在國內外，茶葉品質大多數是通過人的感官評定的，其原因是由于茶葉的成分比較復雜，茶葉的品質并不能通過某種成分的量化就能表達的，它是各種茶葉成分的綜合反映。近100多年來，各國在茶葉品質評價的內容和深度上都不斷有新的發(fā)展，使其更加科學和規(guī)范，提高了感官審評的準確性和可比性。感官審評包括干看審評外形、開湯審評內質兩個方面，分外形、香氣、湯色、滋味和葉底等五個評審項目，每個項目又包含許多因子。茶葉感官審評是通過人的感覺器官來評價茶葉的特征和品質，是一門應用感官分析技術的學科。但人的感覺器官的靈敏度易受外界因素的干擾而改變，從而影響評定的準確性。2004年，周亦斌

17、等綜述了國內外運用相關的儀器和技術對茶葉外形、湯色、香氣和滋味進行品質評價的研究進展，特別是機器視覺技術在茶葉外形和湯色評價，電子鼻技術在茶葉香氣評價和電子舌技術在茶葉滋味評價等方面的應用，并提出了新技術在茶葉品質評價中應用的發(fā)展趨勢。文中特別提出了機器視覺系統，就是計算機數字圖像處理系統，它是用計算機實現部分人類視覺的功能，把所測對象映射成數字圖像，并模擬人的判別準則去理解圖像和識別圖像，進而對所攝圖像進行分類或分級。計算機輔助品質檢測可以使品質指標定量化和標準化，而且計算機圖像處理的精度優(yōu)于人的視覺精度，對顏色和外形變化的反應也更靈敏。所以其技術和方法可以用于茶葉顏色和外形的評價。2006

18、年，李姣等開發(fā)了茶葉鑒定專家系統，選擇形狀、色澤、纖維素、氨基酸、咖啡堿、茶多酚這六個指標作為參數，將茶葉的理化分析與專家系統相結合，開發(fā)了一種功能齊備、智能性強的茶葉鑒定專家系統。 3 結束語 目前關于茶樹、茶葉方面的研究，主要是針對它們的生理生化方面，運用生物技術或數學方法進行研究，或者生物技術與數學方法相結合進行研究，而將計算機技術應用到其中雖然也有，但是很少。所以，運用計算機技術與其它學科相結合來對茶樹、茶葉進行研究是當前很熱門的一項技術。 參考文獻 1羅軍武,施兆鵬,沈程文,劉春林,龔志華,黃意歡.茶樹品種資源遺傳親緣關系的RAPD分析J.茶葉科學,2002,22(2):140-146. 2楊德莊.茶樹豐產