在海陆分布,造山运动等大型地质构造活动的基础上形成的气候,主要受纬度、海陆分布影响,气候决定着土壤的形成方式,岩石类型和矿物质成分,则决定所发育土壤的质地和养分结构,气候和岩石一起,不断修饰着地形,具体地点的小气候环境,主要受地形、水系分布的影响。
茶树的生长离不开水热条件,热主要来自光照,水则来自降水,都是气候的主体。水热条件作用于叶片,表现为对光合作用和呼吸作用的影响,作用于土壤,表现为对土壤形成方式、养分水平和根系养分吸收效率的影响。在基因和人为驯化之外,茶树的生长习性主要由气候和岩石共同塑造,茶叶滋味的变化,主要也和气候的变化相关,茶树可以说是它所依赖的气候和土壤的一部分。
气候、土壤养分和茶树鲜叶持嫩度
水热作用通过对茶树地上部分和地下部分的影响,调节着茶树所积累物质的含量和种类,进而影响着鲜叶的持嫩度。在各地的气候、土壤条件下,能有好的持嫩度的茶树品种,多数是优良品种,因为嫩度好的鲜叶加工得当,可体现“鲜醇爽”的特点,这是大部分茶类都很看重的高品质特征。鲜醇爽的基础在于茶树鲜叶有丰富的碳类化合物,并且内含物质的碳氮比偏低,一般来说,比值越低,茶树营养生长时间越长,鲜叶持嫩度越强。而鲜叶持嫩度除受生长阶段、气候土壤影响外,和品种关系也较大,如龙井43是持嫩度略差的品种。
茶叶主要的香气和滋味物质都是含碳化合物,如滋味的主体多酚类物质,香气的主体醇、醛、酮、酸、酯、酚等,这些“碳“大多来自光合作用所固定的二氧化碳,多酚类是光合作用形成的糖类物质经酶的作用转化而成的,所以日照越强,温度越高,形成越多;茶叶主要的鲜味,部分的苦味和香气物质来自含氮化合物,如茶氨酸等氨基酸是鲜味物质的主体、咖啡碱等是苦味的一小部分、含氮芳香物质是香气的一小部分。氮的供应,主要靠根系吸收和输送,光照强度和时间长,对氮类化合物的形成有一定程度的抑制作用。安徽茶科所据此提出的提高茶叶持嫩度的方法为:
1)、立体树冠培育:在春茶结束后的5月中旬对茶树进行重修剪,重修剪之后的茶树高度为10~15cm;同时在茶行间开10~15cm施肥沟,以kg/亩的用量施用腐熟、粉碎后过80目筛的菜籽饼肥;2)、翌年春茶采摘前20天,以40~50升/亩的用量喷施浓度为0.5%的氨基酸和尿素复合叶面肥,之后用黑色遮阳网对茶树进行覆盖,覆盖度大于95%,直至开采前一天的17:00~18:00,揭去遮阳网,留待次日早上开始采摘工作;所述的氨基酸和尿素复合叶面肥,氨基酸中包含谷氨酸、半胱氨酸、谷胱甘肽、甘氨酸和苯丙氨酸;尿素中加入了0.05%ZnSO4;其中的氨基酸和尿素的质量比例为1:1;所述氨基酸和尿素复合叶面肥主要成分是:氨基酸20~30份、尿素10~15份、硫酸锌1~2份、硫酸镁2~3份、硫酸亚铁3~5份、木醋酸5~10份、螯合铜2~3份、萘乙酸1~2份、糖醇3~5份、EDTA-Na2~3份按重量份额制成;
水热条件和茶树鲜叶持嫩度
水热条件主要受纬度、海陆分布的影响,在此大气候前提下,地形地貌强烈影响着各地的小气候,如云贵高原虽然纬度低太阳辐射强烈,但河谷有热带的气温特点,海拔高处则有温带和北、中亚热带的气温特点;宁夏虽然纬度高,但西邻贺兰山,挡住了大部分冷空气,又有黄河从南方流入银川盆地,形成了塞上江南,鱼米之乡的景观。
自然气候中肉眼可见的水,有雪山冰川的固体形式、江河湖海和地下水等液体形式、空气中气体形式,这些水可以吸收、储存和反射、释放热量,调节气候,对土壤的风化、侵蚀作用强烈。一般来说,湿度受环境影响大,降水越多、离江河湖泊,海洋森林越近,空气和土壤湿度越高,气候越温和;降水越少,离水体越远,光照越强烈,气温越高,空气湿度和土壤湿度越低;肉眼可见的水源之外,生物、大气和土壤中储存着许多细胞、分子结合水,这些结合水在土壤和茶树根系的离子交换、茶树细胞的新陈代谢中,不可或缺。茶树缺水时,光合作用和呼吸作用均受抑制,叶片萎蔫;水分过多时,根系吸收养分受阻,光合作用需要的元素供应不足,呼吸作用较为强烈,叶片内含物质生成不足,消耗过度。
沿海地区多有名茶产区,如山东的黄岛茶区、浙江舟山群岛茶区、福建福鼎、泉州茶区、广东潮州茶区等;大江大河和湖区,对周边空气湿度有明显调节,如长江流经的四川南部和云南北部、重庆、湖北南部、安徽南部、江苏南部茶区;源出赣闽边界武夷山西麓,经赣州汇入九江的赣江流域、源出贵州,经湖南洪江市进入洞庭湖的沅江流域等茶区;江苏太湖茶区、浙江千岛湖茶区、湖南洞庭湖茶区、江西鄱阳湖茶区(含庐山)等。高原和山区、盆地的交界处、深山峡谷,因冷热空气的对流,降水丰富,造就很多名茶产区,如四川的雅安、秦巴山区,夷陵山区、三峡流域、澜沧江流域、南北盘江流域等地的茶区;除了地热温泉外,太阳辐射是热的根本原因,从低纬度到高纬度地区,太阳辐射角越小,单位面积接受的太阳辐射越少,光照越弱,热量越少。自然状态下,吸热能力水>森林>湿土壤>干土壤,单位体积吸收同样多的热量时,提高的温度水<森林<湿土壤<空气<干土壤,故光照强的地方,气温会短时升高、夏季时大陆性气候最高温度比海洋性的高、晴天最高温度比阴天的高。地表既吸收热量,也释放热量,太阳辐射强度决定气温和地表温度,地表辐射影响近地空气温度,光照强烈的地区,地温大于气温就是受地表辐射影响,城市玻璃墙面对空气的加热更为显著;太阳落山后,地表温度迅速散失,如果有较厚云层,就可以吸收这部分热量并反射到地面,所以阴天常比晴天闷热,初春的阴天可保护茶树免受冻害。
国内的茶区主要在长江以南,藏东南以东,海南五指山以北,这些区域的空气和土壤温度较高,热量条件好,长江以北的北亚热带、中亚热带气候区因水热条件好,也可以种茶,如甘肃陇南可以一年两收。
对流层和气温,海拔和气压
地表白天吸收太阳辐射存储热量,夜间释放太阳辐射提升气温,能被地表影响到的空气,叫对流层空气,它分布在海平面至不再受地表热辐射影响的高空处,这个高度在地表最热处,可达到17、8千米厚,在最冷处则薄至8、9千米。
对流层空气干燥纯净的,吸收的热量较少、水蒸气、杂质多的,吸收的热量多。四川盆地因处于青藏高原的迎风坡,阴雨天气多,为全国太阳辐射最少的地区,但将四川与其上部的对流层看做整体的时候,这一区域接收的太阳辐射并不少,只是部分热量被存储在了湿重的对流层。湿重的对流层吸收大量太阳辐射,带来闷热潮湿、紫外线强度低的白天和气温较高的夜晚,日夜温差较小湿度大;晴朗天气,地面接收太阳辐射多,高温干燥,夜间地表温度骤降,气温较低,日夜温差大湿度小;冬季则由于受季风影响很小,是同纬度的温暖中心。
大气层受地心引力和对流层厚度和影响,越靠近地面,气压越高,空气密度越大,空气中的杂质越多,吸收的热量越多。离地面越远,虽然太阳辐射更强,但因空气层的表面积更大,空气密度更小,气压更低,空气更纯净,气温表现出下降趋势,一般海拔每升高米,气温降低0.65℃。当空气下沉或上升的时候,随自身气压的增大和变小,温度随之上升或下降的幅度,通常都接近±6.5℃/km。虽然空气吸收、传导热量的能力极弱,但我们所看到的大幅遮挡光线的云层,一般都是密度极大,水汽含量高的高压空气团,因杂质多气压强,其吸收和反射光线的能力很强,好似大地的棉被和遮阳伞。
气压和气流、气候
空气和水,因高压(低温)和低压(高温)的差异,出现各种环流现象,如地球对流层空气环流和海洋的洋流运动。
由于赤道地区气温高,气流膨胀上升,高空气压和气温均较高,气流向低温低压的极地上空流动。受地转偏向力的影响,这股暖空气大部分在北纬30度(副热带)处堆积下沉,导致此处对流层中、下部气压增高,形成副热带高压;赤道地区近地气压较低,形成赤道低压,高空气流从赤道流向副热带,近地气流从副热带高压区流向赤道低压区,形成低纬环流;极地冷空气收缩下沉,向赤道流动,在北纬60度(副极地)附近遇到低纬环流继续北上的分支,形成叫做极峰的锋面,对流压力将部分气流抬升,近地面形成副极地低气压带。气流抬升后,在高空分流,分别向副热带高压以及极地低压流动,形成中纬环流和高纬环流;赤道高温高压空气,和极地冷空气,随着太阳在南北回归线之间的移动,大致在南北纬30°-60°之间相遇,形成自赤道刮向两极的大风带,大风随着地球自西向东自转,成了强劲的西风,因季节变化,夏季多为西南风,冬季多为西北风。海洋的洋流和大气类似,也有暖流和寒流,我国东南沿海有一股较弱的“沿岸寒流”对气候影响不大,故东南沿海地区的气候主要受夏季风影响。日本和英国都是受暖流影响较大的国家,通常冬季较为温暖。副热带高压带来的赤道暖气、中纬环流,极地冷空气带来的寒潮,分别盛行在夏、冬季,是亚热带茶区大气候的主要成因,特点是春温多雨,夏热冬冷,夏季有梅雨期和伏旱,春秋易结霜,冬季较干燥,冬春季因寒潮,常有降温、大风、雨雪等天气。
山区、高原独特的小气候气候
高山和坡地有海洋性气候特点,高山太阳辐射强,地温高于气温,海拔越高,差异越明显;秋温高于春温;一定高度内,绝对空气湿度低,相对空气湿度高;空气纯净,风速大。坡地气候降水较多,比较大型的山坡,白天有谷风上升形成降雨,夜晚有山风下沉形成降温;东西向坡地太阳辐射时间短,北向太阳辐射强度低,南向坡太阳辐射热量多;暖湿气流的迎风坡是气候暖湿的雨坡,背风坡常形成焚风,气候极端干热,秦岭脚下、川南丘陵、金沙江河谷、皖南山区都能见到其踪迹;寒冷气流的迎风坡,气候特别干寒,其背风坡因有山坡屏障,冬季特别温暖,如贺兰山脚的银川。
高原和谷地有大陆性气候特点,高原边缘有典型的高山或坡地气候,常会阻挡海洋湿气形成大量降雨,使内部缺水,形成典型大陆性干燥气候,温度变化极端;因为海拔高,白天高原的太阳辐射更强烈,对近地空气的加热显著,和周边形成空气环流。谷底太阳辐射少,绝对空气湿度高,相对空气湿度低;风速小,气流不易与外界交换,河谷越深,越窄,风速越小;温度年日变化都比高山大,白天气温和坡度、朝向有关,南北走向的河谷,只有中午有阳光直射;夜间气温和冷空气下沉、山风有关。
低纬度的青藏高原,云贵高原等地,太阳辐射强烈,比高原边缘的低山丘陵或盆地的近地气温低,比平原地区同等高度处气温高。高原近地空气因地面辐射升温而上升,在高空形成高温高压气层,近地气压变小,与周边同样高度的空气有明显的温度和气压梯度,形成环流。高原夜间地面温度骤降,高原边缘冷空气沿坡地向气温更高的低处下沉,将沟谷、盆地的暖湿空气挤压、抬升,并形成空气涡流和降雨,夜间因此多雨,如雅安夜雨、贵州东部夜雨、巫山夜雨等。此外,海洋湿气遭遇高原迎风坡也形成了大量降雨,因此出现了降雨天数极多的一些地区,如遵义、雅安等地。
逆温层和霜冻预防
因副热带的海陆分布,副热带高压受地表辐射加热不均匀,断裂成若干具有闭合高压、高温中心的反气旋,反气旋本身温度较高,经下沉、挤压、升温可形成比下层空气温度更高的逆温层;晴朗天气地面辐射加热显著,空气上升形成高温高压气层,夜间地表温度骤降,近地气温下降空气下沉后,形成低温高压,上下层空气结构稳定,也会出现逆温层;春秋季多有暖空气水平移动到冷空气上空而出现的逆温层;谷底虽光照辐射热量小,但因风小,容易聚温,太阳落山后,气温骤降的坡地,冷空气沿坡流向谷底,将谷底暖气抬升形成逆温层,空气湿度大时谷底还容易形成雾或霜。逆温层因结构稳定不易流动,可通过除霜风将上层暖空气引到下层,预防低温给植物带来冻害。而寒潮入侵带来的冻害,需要通过地表升温、覆盖、遮挡茶树蓬面、高压喷水除霜等方式来预防和补救。
空气中的水分因夜间低温程度不同,凝结于地表,形成露水、白霜(空气相对湿度%)或暗霜(水汽含量少),当地表气温在0度以上、5度以下的范围内,就可以造成部分植物细胞失水,形成冻害,茶园除霜的风扇,利用空气流动形成低压,促使逆温层气体下压,提高地表气温。
高山云雾
高山云雾的关联,在于高山气温低,植被丰富空气湿度大,而空气的饱和含水量是随温度的升高逐渐增大的。1立方米的空气,4℃时最多能容纳6.36克水汽;20℃时最多可以含水汽17.30克,对于高山来说,森林植被丰富的地区,水汽多气温低,有大量空气吸收不尽的水汽,它们与空气中微小的灰尘颗粒结合在一起,同时水分子本身也相互粘结,变成小水滴或冰晶,表现为雾或霜。在一些-米以及更高海拔处,有不少是常年云雾缭绕的状态,虽然是高山云雾,但因太阳辐射热和光照强度太低,茶树生长过于缓慢,如峨眉山海拔米左右的空中,年云雾日天。
至于低山丘陵、河谷的雾,一般形成于冷热空气在流动以及气温和地表、水面温差较大,使水汽凝结,这些太阳出来后一般就很快消散了,对茶树的影响较少,不过山区地形复杂,沟谷纵横,有许多可以积聚水汽的低洼地形,坡地冷空气下沉的时候,常能产生雾气,而谷底又常因逆温层的存在而雾气较少,山腰处由此常能在下雨前后、早晚间见到云雾萦绕的景象。这个起雾的位置一般也是夜间暖气聚集的逆温层,种植茶树可减轻冻害威胁,增加散射光照射时间,利于保持鲜叶的持嫩度。
光照性质、强度、温湿度和光合、呼吸等作用
茶树生长所需热量主要来自光照,北半球的长日照时间出现在3月22日-9月22日之间,一般情况下,纬度越高,光照强度越弱,但长日照时间更多,春分至秋风期间,尤其是夏季,南北接收的总热量接近。光的性质和光的强度有一定关联,比起直射光,漫射光以光波较短的蓝紫光为主,强度较弱,热量较低,因为蓝紫光是叶绿素吸收和利用的主要类型,故漫射光越多,茶树的光合效率越高;光照强度直接影响空气温湿度和土壤温湿度,进而影响了茶树的光合作用和呼吸作用强度。一定范围内,温度和湿度越大,光合作用和呼吸作用越强。就新陈代谢积累的物质而言,碳氮比越高、鲜叶成熟越快,茶树越早进入生殖生长阶段;碳氮比越低,鲜叶成熟越慢、营养生长时间越长、鲜叶持嫩度越强。漫射光环境下,阳光经过折射,辐射热量降低,空气温度偏低,湿度偏大,茶树新芽生长缓慢,其情形可参照各地春茶期间多云天气的水热条件。即使在漫射光下,茶树叶片也已经成熟较快的地方,宜有遮光措施,如大叶种茶树,本身适宜生长在热带雨林中,人工开垦的茶园,也多建议和乔木间种。看起来,似乎是大叶品种比小叶品种耐阴性强,其实耐阴性是相对而言的,种植到水热条件较差的地区时,大叶种的耐阴性未必强过当地的中小叶种。而幼苗、幼年期茶树,因本身以营养生长为主,叶片持嫩性好,过于强烈的光照会晒伤叶片,所以说比成年期茶树耐阴性强,这个规律对选育持嫩性强的茶树品种是一种启示,基因中成龄后仍重营养生长轻生殖生长的茶树品种,鲜叶持嫩性强,同时,这类品种很可能不耐强光。
高温高湿天气光照强度低,漫射光多,如炎热气候下的阴雨天气,这时候新陈代谢速度最快,积累的内含物碳氮比较高,进入生殖生长阶段的速度较快,持嫩度略低,如夏季的阴雨天气;高温干燥天气光照强烈,这时光合作用较强,呼吸作用略弱,积累的内含物质碳氮比高,进入生殖生长阶段的速度快,持嫩度低,如夏季的晴天;低温高湿天气光照强度低,漫射光多,气温低,光合作用和呼吸作用较弱,积累的内含物较少,碳氮比较低,营养生长时间长,鲜叶持嫩度较强,如早春的阴雨天气;低温低湿环境一般光照充足但热量低,光合作用较弱,呼吸作用最弱,积累的内含物质相对较多,碳氮比较低,营养生长时间长,鲜叶持嫩度较强,如早春的晴天。
水既是光合作用的原料之一,又可影响叶片气孔的开闭,间接影响氧气、二氧化碳的吸收;空气湿度会影响植物叶面的水分和植物体的水分含量,从而影响植物体营养液的流速,间接的也就影响了植物的呼吸作用;一定范围内,空气湿度越高,土壤含水量越高,粘粒胶体的吸附、水解作用越强,茶树根系吸收(交换)的养分越多,利用二氧化碳形成的糖类物质越多,次生代谢产物种类和含量越多。土壤养分中的氮、钾和镁相对更利于氮代谢的发生,可显著提高含碳化合物含量并降低酚氨比,延长营养生长,提高鲜叶持嫩度、磷相对更利于碳代谢的增强,可显著提高酚氨比和含氮化物含量,促进叶片成熟和茶树生殖生长。
氮是构成叶绿素、酶、ATP等化合物的元素,胺态氮肥利于叶绿素的形成,可促进氨基酸、咖啡碱等含氮化合物的生成,尤其是茶氨酸、精氨酸、丝氨酸等,可降低酚氨比,增强鲜叶持嫩度;自然状态下,氮主要来自雷雨、动植物残落的有机体等。在低温胁迫下,蛋白质分解,脯氨酸含量上升明显,植物释放橙花叔醇、芳樟醇、香叶醇、水杨酸甲酯等芳香物质作为信息素,提示并诱导茶树同胞着手抗寒准备,这可能是高香品种茶树冬茶更加鲜香的原因之一。磷是细胞膜和ATP的主要组成成分,是光合、呼吸作用得以发生的基础,也是显著提高新陈代谢尤其是碳代谢水平的重要元素,可提高鲜叶内含物质酚氨比,加快叶片成熟、进入生殖生长的速度。磷元素越充足,光合作用将水转化成氧气和能量的效率越高,根系分支和生长越快。但适宜茶树生长的富铝铁化的红壤、黄壤,容易固定磷肥形成磷酸铁、磷酸铝,降低有效磷水平。因目前还不能鉴定土壤中天然存在的含磷矿物的形态,所以人类并不知道磷酸根离子和环境的关系。自然状态下,磷主要来自生物残落物和磷灰土的风化,虽然酸性土壤普遍缺有效磷,但茶树新捎可以利用成熟叶片分解输送而来的磷元素。钾能提高光合能力,促进芽叶的萌发和茎干的生长,对鲜叶中氨基酸含量的提高效果显著,可降低酚氨比,增强持嫩度、促进茶树树高和茎粗的效果显著,提升茶树抗旱能力。除了动植物残落物中有钾,干湿分明气候环境下,粘度适中的土壤很可能钾含量相对更高,土壤中的钾元素主要来自长石等的风化和水云母的离子交换。镁是构成叶绿素的元素,影响着茶树的光合作用,对于碳代谢和氮代谢都极为重要,因茶氨酸合成中的酶促反应离不开镁元素,故其对氮代谢水平的影响更为显著,镁可提高酚氨比,增强鲜叶持嫩度。镁元素和钙元素极易淋失,即使在干湿分明的土壤中也较难保持,质地较为粘重的土壤,可能镁含量相对较高,不过常绿阔叶林和杉木的残落物可以补充较多钙和镁,此外,镁元素也容易移动,新梢缺镁时可以得到成熟叶片输送的镁。微量元素也是构成碳氮类化合物的成分,锰、锌等氮类化合物的组成成分,利于降低酚氨比,提高叶片持嫩度,锰虽然不易淋溶,但在土壤中含量偏低,阔叶林的残落物也可以补偿一定量的锰。提高有效磷水平和降低土壤酸度是同时发生的,pH6-7时,土壤中有效磷最多。磷还影响重金属的吸收:钙镁磷肥可有效提高茶园土壤的pH值,并可显著降低茶树各部位对镉的吸收累积量,0.5g·kg^-1施磷水平下效果尤为明显;过磷酸钙和磷酸二氢钾对pH值的提高则不明显,且使茶树对镉的吸收累积量增加;
茶树累积镉含量为根〉茎〉叶。根系对镉的富集能力极强,向茎和叶部位的迁移量较低;随着酸度的升高,有效态镉含量基本呈下降趋势,根系吸收镉的量逐步升高,而茎和叶中镉的含量有所降低。过磷酸钙和钙镁磷肥均提高了土壤有效态镉含量,磷酸二氢钾对土壤有效态镉含量的影响不显著;与不施磷肥相比,钙镁磷肥可增大土壤有效铅(盐酸提取态)含量,且随着施磷量增大,有效铅含量降低。
气温高于或低于光合作用的最适温度时,因酶钝化,变性、叶绿体结构变化,受损、气孔开闭等,影响光合和呼吸作用;高温时酶和叶绿体活性低,叶子的蒸腾速率高,失水严重造成气孔关闭,使二氧化碳供应不足,并且二氧化碳溶解度的下降超过氧溶解度的下降,光合作用表现随温度上升而下降,呼吸作用有所增强,叶片呈现萎蔫状态。气温过低时,细胞膜受损、细胞脱水影响光合和呼吸功能、酶活性因蛋白质变质和分解而受抑制,次生代谢受抑制、生长激素受抑制叶片开始脱落。
霜冻、降雪、结冰后,水势过低的冰晶溶液引发细胞内水分的流失,造成严重脱水,气孔阻力增加,从而使二氧化碳的吸收受阻,间接降低光合作用的速度,呼吸代谢也表现异常,冷害初期,植物的呼吸作用有所加强,以后又下降。同时,有氧呼吸降低,无氧呼吸增加,不仅造成有毒物质如乙酸、氯原酸等的积累,而且大量有机物质被消耗,导致茶树处于“饥饿”状态;清除活性氧自由基的酶、抗坏血酸等活性降低,自由基积累超过阈值,引起膜脂过氧化,其产物丙二醛大量积累,细胞膜透性上升,出现物质渗漏等功能性损伤,导致叶绿体的结构和功能受破坏,如被膜和类囊体膜断裂,基粒垛叠消失,基质内出现小泡,整个叶绿体显著膨胀,而且使叶绿素的合成受抑,光合作用减弱。细胞膜损伤也会进一步加剧细胞脱水;抗寒品种的一大特点就是清除自由基的能力较强,低温胁迫下的茶树,主要通过降低细胞透性来抗寒。低温还导致蛋白质变质和分解加强。植物细胞产生自溶水解酶或溶酶体,释放出水解酶,加速蛋白质的分解过程,造成蛋白质的匮乏和有毒水解产物的积累,随着蛋白质的减少,游离氨基酸和游离氨大量积累。此外,受低温胁迫后,植物内源激素原来的平衡状态被破坏,促进生长的激素减少,而抑制生长的激素,如脱落酸(ABA)含量增加。此外,还会形成一些作为信息素的糖苷类芳香物质,它们可以提醒其它茶树启动抗寒程序,增加自身细胞液浓度,增强抗寒性。大棚内种植茶树时,温度对温室、塑料大棚中生长的植物的影响也是巨大的。除对室温有要求外,对地温也有要求,通常适宜的地温是15~20℃。温度高时,根系呼吸旺盛,因缺氧而发生病害;温度低时,根系不能吸收养分、水分,特别是磷、氮等元素。在低温时吸收受阻,使植物叶片易形成花青素,叶片浓绿,营养生长时间长。气候、土壤和岩石
土壤是陆地表面具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层,大部分土壤是岩石风化成的颗粒度细小矿物质。岩石的形成,有三种途径:地壳表层的物质,经长期沉积可形成沉积岩、地球内部的岩浆,喷出或喷入地表后,冷却结晶可形成岩浆岩、沉积岩和岩浆岩经地质活动中的外力,可发生不同程度的变质和重结晶,形成变质岩。因此,地表75%左右都是沉积岩,沉积岩平均深度1.8km,但其在地壳中仅占5%,剩下的95%是岩浆岩和变质岩。因沉积岩的形成条件和地表的气候环境最接近,是最难风化的岩石;岩浆岩高温高压的形成环境,和地表气候环境差异极大,较易风化;变质岩则视其母岩类型和变质程度的不同,风化难度不同,高级变质的岩浆岩易风化,低级变质的沉积岩难风化。
地壳中氧和硅元素共占了75%左右,岩石和土壤的主要成分因此都是二氧化硅,其它比较多的元素,如铝、铁、钙、镁、钠、钾等,大多以氧化物的形式和二氧化硅结合,形成以晶体为主,含少量非晶体(胶体、玻璃质体)的物质。石英和含氧盐矿物分布最广,数量最多,是构成各类岩石的重要造岩矿物。自然界中组成岩石的常见矿物并不多,主要的有20余种,这些矿物被称为造岩矿物,不少造岩矿物在成岩过程中经高温结晶成粗晶体,是质地坚硬,色泽夺目的宝石,如金刚石、红蓝宝石、水晶、祖母绿等。岩石风化形成的次生粘土矿物,也是陶瓷、颜料、釉料的来源,有不少还可做药材,如石膏、滑石、高岭土、蒙脱石;其它来自岩石的药物还有琥珀、石燕化石、方解石等。次生矿物粒度小,质地粘重,粘粒胶体多,可以吸附更多的矿物质离子,因此保水保肥,供水供肥能力强。
岩石风化形成土壤
物理风化不改变矿物质成分,形成的土壤以粒径的大小可分为碎石、砂、粉粒三种,它们都是土壤的组成部分。从粒度大于2mm的角砾到粒度大于mm的飘石都是碎石类,当碎石超过土壤全重一半,就属碎石土类;粒度大于0.1mm的粉砂细砂占比不超过75%、粒度大于0.25mm、0.5mm的中砂、粗砂占比超过50%或者粒度大于2mm的粗砂占比25%-50%的,属砂土类;粒径小于0.1mm的为粘性土类,它在沉积岩中约占一半以上,二氧化硅含量越少的岩石,发育的土壤质地越粘重。
岩石中的各种矿物质缩胀系数不同,长期的热胀冷缩交替诱发岩石不均一缩胀而逐渐破碎;岩石裂隙中,植物根系的楔入、水分遇冷结冰并膨胀都可产生使岩石崩解的压力;流水和风力的磨蚀、切割、冲击可使岩石发生形态变化并破碎。化学风化改变了矿物质的化学成分,发生在粒径小于0.01mm的粘粒胶体中,粘粒胶体有无机的铝硅酸盐粘土矿物、金属氧化物和硅酸等、有机的腐殖质颗粒以及两者的复合胶体三类。土壤通过粘粒矿物胶体的离子交换、氧化、水化等方式实现了化学风化。干燥气候下,氧化作用容易进行,铁铝氧化物形成较多,如降水较少的季节,土壤中形成氧化铁、氧化铝等;潮湿气候下,淋溶和水化易于发生,矿物质离子流失较多,金属氧化物水化程度程度高,如中亚热带发育的红壤,黄壤;水热条件好,淋溶强烈,脱硅富铝化较强,土壤溶液呈较强的酸性,如热带发育的砖红壤和南亚热带发育的赤红壤。
土壤的矿物质养分含量,和岩石的矿物质成分有关,钙、镁、钾含量越高的岩石,矿物质养分越多,如长石质岩石、铁镁质岩石发育的土壤,相同气候条件下,一般长石质岩石发育的土壤,钾含量较高,土质粘度适中;铁镁质岩石发育的土壤,钙镁含量较多,土质偏粘。
植物光合作用和呼吸作用产生的氧气,二氧化碳和水、生物残落物分解形成的酸和矿物质等进入土壤后,与土壤中的粘粒胶体进行离子交换,土壤粘粒胶体中的钾钙钠镁等被交换进入土壤溶液中后,一般以氯化物和硫酸盐的形式,受流水作用逐渐淋溶流失,岩石的化学性质由此改变。酸性溶液中,离子交换能力铁>铝>钙>镁>钾>钠>磷,因地壳中的元素含量本身不同:铝7.73%,铁4.43%,钙3.45%、钠2.74%、钾2.47%、镁2%,磷<0.76%,交换量可能是铝>铁>钙>镁>钠>钾>磷,而实际情况,则和岩石中的物质含量有关,如铁镁质的岩石铁镁的交换量偏大,长石质岩石钾的交换量大。化学风化和土壤养分,质地相互影响,关系着土壤的酸碱度和肥力
土壤酸碱度和分布
铝、氢离子的交换,导致土壤水溶液呈酸性,为酸性阳离子;钾钙钠镁等阳离子的交换,不明显影响酸碱度,属于非致酸性的盐基离子。适宜茶树生长的酸性土壤中,粘粒胶体主要吸附的是阳离子,阳性的盐基离子大多是茶树生长所需的养分,所以土壤胶体对盐基离子吸附总量越高、盐基离子饱和度越高的,养分的有效性越强。当吸附的阳离子有铝和氢时,盐基离子呈不饱和状态,土壤溶液呈不同程度的酸性,这类酸性土壤主要分布在北纬35°以南(山东临沂一线以南,几乎是中国茶区分布的最北端了)。
土壤胶体吸附的阳离子都是盐基离子时,盐基离子呈饱和状态,当吸附的阳离子中钙和镁占优势,土壤呈微碱性,钠占优势呈碱性。中国的北纬35°以北,一般土壤盐基饱和度较高,这些地方气候较寒冷,土壤又是碱性,属不适宜茶树生长区域。
土壤矿物质养分含量和土壤发育方式
茶树适生区域土壤大致的带性分布特点一般土壤质地越粘重,含粘粒越多,阳离子吸附量越多;阳离子浓度越大、电荷量越高(吸附性仅次于三价离子的氢离子是例外),如铁离子,铝离子、半径越大,水膜越薄,土壤胶体对其吸附(交换)的能力越强,即土壤的保肥供肥能力越强,但在不同pH值下,不同类型粘粒矿物质的阳离子吸附量会有所不同。而吸附总量少、饱和度低,或者容易被固定在晶格中成为固态形式的盐基离子,可看做无效养分,负电荷的离子吸附也是如此,如铵根离子有时会因晶格失水陷于网穴内成为固态,不再参与交换,所以氮肥不宜选择铵态氮。
茶树所需部分大量元素在地壳中的占比较少,经淋溶后含量更低,但生物残落物形成的腐殖质中有机质含量较高,它是土壤给植物提供养分的主要部分,分布在表土的枯枝落叶层之下。腐殖质含有腐殖酸、黄腐酸、褐腐酸和胡敏素,可加速酸性淋溶,是影响化学风化速度的重要因素。
土壤粘粒胶体中的钙、镁等二价电荷的离子,比钠、钾、磷等一价电荷易被土壤溶液中的阳离子交换,淋移最多,钙比镁易淋失,但地壳中镁含量比钙低不少,且茶树对镁需求量较大,所以酸性土壤更易缺镁。磷和硅一样,在碱性溶液中溶解性娇俏,在酸性溶液中溶解量极少。钠、钾随原子半径的减小,交换难度逐渐增加。磷原始含量最低,在酸性土壤中易和游离的铁、铝离子化合,形成难溶性的磷酸铁、磷酸铝,不再参与交换,酸性土壤因此普遍缺磷,不过,土壤、植物根系、生物循环是一个动态平衡的复杂系统,虽然有效磷含量低,但酸性土壤溶液中,还是始终有一部分游离形态的磷存在;钾较难淋移,在干湿季明显、水热条件略差地区的土壤中,含量较多,但钾离子有时会因晶格失水陷于网穴内成为固态,不再参与交换。热带和全年较潮湿气候下,土壤因淋溶多而缺钾,如砖红壤、赤红壤、黄壤;土壤因干旱固定而缺钾,如副热带高压控制下的伏旱天气。二氧化硅只能溶解于因胶体和土壤溶液的电解而形成的碱性、中性水溶液,随水流淋溶流失,在酸性土壤中,属于移动性中等较弱的物质;硅在生物交换强烈的土壤中,淋失最多,如热带发育的砖红壤、赤红壤、中亚热带发育的红壤。硅酸盐铁(铝)矿物虽因中性和碱性溶液发生了脱硅反应,但铁(铝)离子游离性差,只在酸性较强的情况下,能成为游离状态发生少量迁移。铝的状态最为稳定,铁虽会被氧化,但和水结合形成的含水氧化铁(针铁矿、褐铁矿)游离性同样不高。土壤中的硅酸盐铁铝矿物,脱去二氧化硅等矿物质,使铁铝含量相对提高的过程叫脱硅富铝(铁)化,属于深度的化学风化,主要发生在水热条件优越的热带和南亚热带地区,茶树富铝的生长特性,也是它适宜酸性土壤的原因之一。水热条件越好的地方,残落物的积聚越多,生物残体提供的有机质含量越多,如砖红壤、赤红壤;温度较高,透气性较好的土壤,物质循环较快,土壤中积累的有机质含量不高,如红壤;温度较低,透气性差的,有机质分解较慢,土壤富集的有机质养分较多,如黄壤。此外,不同类型植被归还给土壤的物质不同,竹林归还的硅最多、常绿阔叶林和衫木对钙、镁的归还较多;植被良好的自然土壤,有机质和氮素含量较高,开垦后,风化淋溶和作物吸收将导致养分迅速流失。
岩石
土壤质地主要和母岩岩质有关常见的造岩矿物和土壤原生矿物
造岩矿物是岩石的主要矿物成分,如岩浆岩中,约有35%的斜长石,15%的正长石、2.65%的橄榄石、13%的辉石,3.85%的白云母(质软),土壤的原生矿物直接来源于母岩,随着化学风化程度的加深,大部分矿物被风化,仅有微量极稳定岩石矿物残留于土壤中,主要有硅酸盐和铝硅酸盐类、氧化物类、硫化物、磷酸盐类和某些特别稳定的原生矿物。
岩石矿物在风化与成土过程,通过离子的淋溶,供给土壤水分以及可溶性成分,并为植物生长发育提供大量元素和微量元素,其矿物抗风能力为氧化物硅酸盐碳酸盐和硫化物,化学风化难易度由弱到强为:食盐、石膏(硫酸钙)、方解石、橄榄石、辉石、角闪石、滑石、蛇纹石、绿帘石、正长石、黑云母、白云母、石英。经过彻底风化,土壤中的原生矿物主要是石英、高岭土、氧化铁、铝土矿的组合。
石英在地壳中含量仅次于长石,占地壳重量的12%,是许多岩浆岩、沉积物和土壤中最为常见的矿物。在土壤中石英颗粒表面常被黄棕色的氧化铁、氧化锰胶膜所包裹,而呈现黄棕色,因极为稳定,是土壤的基底物,土壤砂粒中石英的含量在80%以上。石英风化形成硅酸、石髓、次生石英。长石在地壳中最为常见,是一种含有钾、钠、钙的质地脆较硬的铝硅酸盐矿物,是几乎所有岩浆岩的主要矿物成分。长石有两个系列:盐基离子主要是钾,钠离子的铝硅酸盐矿物属碱性长石系列,盐基离子主要是钠钙离子的铝硅酸盐矿物,属斜长石系列。斜长石钠代钙可转化为酸性斜长石,钙代钠可转化为基性斜长石;长石占土壤圈重量的10%~15%,多集中于土壤粗粒级之中,它们的风化产物为高岭石、二氧化硅,并释放大量盐基离子,是土壤中钾元素的重要来源。钙、钠、钾长石的风化难度依次增大,主要是进行水解脱钙作用。云母族中,白云母类盐基离子是以钾为主的含水铝硅酸盐矿物,呈细小纤维状的为绢云母;分布在酸性和中性岩浆岩中的黑云母类,FeO高,MgO低、基性岩和超基性岩中的,MgO高,FeO低,钾金云母K2O为7~10.3%、MgO为21.4~29.4%、Al2O3为10.8~17%、SiO2为38.7~45%、H2O为0.3~4.5%,含少量Fe、Ti、Mn、Na和F等;碱性伟晶岩中的,MgO低,而Fe2O3相对要高一些;锂云母类是富含氧化锂的各种云母,呈细小鳞片;云母类矿物占地壳重量的3.8,仅次于石英,白云母不易风化,风化难度超过钾长石,而黑云母比钙长石还易风化,土壤细砂或粉粒中常有云母碎片,云母风化是植物钾元素的最重要来源。白云母脱钾形成伊利石、蒙脱石、高岭土;黑云母水化脱钾、氧化形成水云母。辉石族是一种常见的镁、铁、钙、钠、铝等的硅酸盐或铝硅酸盐,以硅氧分子链组成主要架构的单链结构,广泛存在于岩浆岩和变质岩中,是玄武岩的主要矿物之一。正辉石亚族是顽火辉石Mg2[Si2O6]和正铁辉石Fe2[Si2O6]之间的各种矿物,Fe2[Si2O6]分子含量10%以下为顽火辉石,10%~30%为古铜辉石,30%~50%为紫苏辉石,50%以上为正铁辉石;单斜辉石多为透辉石、异剥辉石、普通辉石,普通辉石在辉石中最常见,也是基性、超基性岩浆岩中最常见的暗色矿物之一,它是含钙、镁、铁、钛和铝的硅酸盐矿物,铝代硅数量稍大,可达1/8-1/2,普通辉石次要成分有Ti、Na、Cr、Ni、Mn等,Ti4+和Fe3+代替Si较少,钛辉石通常含TiO2在3%~5%,有的高达8.97%。角闪石族与辉石族形态、组成相近,仅能以分子式含OH来区别,它们是岩浆岩最主要的铁镁矿物成分,角闪石是某些中度变质岩,如角闪岩、角闪石片岩的特征矿物,被用来作为仅次于粒变岩相的中等变质岩相,可由辉石经后期岩浆结晶作用形成。辉石比角闪石难风化,它们风化后提供钙镁元素。辉石和角闪石通过水解形成绿泥石、蒙脱石。橄榄石成分主要是硫酸铁,硫酸镁,铁和镁可以交换,不影响晶体结构,全硫酸镁是镁橄榄石,全硫酸铁是铁橄榄石;橄榄石是二氧化硅含量低的基性、超基性岩浆岩的重要造岩矿物,在土壤中极易被风化成蛇纹石。橄榄石类矿物因含铁不同呈浅黄绿至深绿色,风化主要提供镁元素。方解石(碳酸钙)的含量仅次于云母,当钙部分被镁替代时,转为白云石,它们均极易风化,主要提供钙、镁元素。土壤中常见的原生硫化物主要是黄铁矿和褐铁矿,两者为同质异构物。黄铁矿是地壳中最为常见的硫化物,在各类岩石中都可出现。土壤中的黄铁矿易于被风化变成褐铁矿,并释放大量硫元素。磷灰石含量较少,常以微小晶粒散布于岩浆岩之中,在沉积岩中多有大型的集中分布带,风化与成土过程中磷灰石分解逐渐释放磷化物,是土壤中植物生长发育所需磷元素的重要来源。部分常见的次生矿物:
原生矿物在自然状态下,经溶解,水解,水化(水),氧化(氧气)及生物的作用,逐渐在成分上脱钾,脱镁,脱硅,在结构上晶格发生变化,风化成土。岩石彻底风化形成的次生粘土矿物有非晶态的含水硅酸盐矿物和晶态的含水铁、铝氧化物,非晶态粘土矿物主要以胶膜状态包裹在土粒表面,或者结合成粒状凝胶,成为极细的土粒。一些碳酸盐、硫酸盐、氯化物,也常存在于土壤中。
正长石—吸水脱钾→水化云母—脱钾→蒙脱石(又称微晶高岭石)—脱硅→高岭石Al[Si4O10](OH)8—分解→铁铝氧化物。黑云母—脱钾→绿泥石(一种特殊的2:1型含水的层状铝硅酸盐矿物)—脱钾镁铁→水云母或蛭石(一种层状结构含镁的水铝硅酸盐粘土矿物,主要由黑金云母经热液蚀变作用或风化而成,因受热失水膨胀时呈挠曲状,酷似水蛭得名);高岭土硬度小,呈土状或块状,湿润时具有可塑性、黏着性和体积膨胀性;膨胀性更大的微晶高岭石又叫蒙脱石、胶岭石;在深度范围应在—m之间的地下,蒙脱石可脱去层间水向伊利石转化,形成混层矿物。红黏土是指由石灰岩,白云岩等碳酸盐类在亚热带温热气候条件下经风化作用而形成的褐红色的黏性土。矿物成分除仍含一定数量的石英颗粒外,大量的黏土颗粒主要为多水高岭石、水云母类、胶体SiO2及赤铁矿、三水铝土矿等组成,不含或极少含有有机质。红黏土的一般特点是天然含水量高但处于坚硬状态或硬可塑状态,含水量一般为40%-60%,最高达90%。岩石种类
岩浆岩,岩浆在逐渐冷凝过程中结晶而来,其化学成分主要是钾、钠、钙、镁、铁、铝等的硅酸盐,主要造岩矿物有石英、正长石、斜长石、白云母、黑云母、闪石、辉石、橄榄石、磁铁矿等。以二氧化硅含量的不同,岩浆岩有超基性岩(<45%)、基性岩(45-52%)、中性岩(52-66%)和酸性岩(>66%)四大类。岩浆岩所处环境与其高温高压的形成环境差异巨大,容易被风化,超基性岩抗风化能力最弱,酸性岩抗风化能力最强。超基性、基性岩风化土壤质地较粘重,次生矿物以蒙脱石为主,酸性岩风化土壤粘度适中,次生矿物以高岭石为主。沉积岩,地表矿物、生物等沉积而成,可见到明显的分层,煤炭、化石多在沉积岩中形成。沉积岩的结构和土壤十分相似,也可用不同粒度矿物颗粒的最小占比分类,有砾岩、砂岩、粉砂岩(以石英为主,常含较多的白云母,岩屑极少见到)、黏土岩(高岭石族、多水高岭石族、蒙脱石族、水云母族和绿泥石族等粘粒矿物占比50%以上的岩石)四类。地壳中的磷,主要存在于磷灰石中,规模巨大的磷灰石矿床主要为浅海沉积,或由它们再经变质作用形成(以胶磷矿为主),比较大型的有湖北襄阳、云南昆阳、贵州开阳磷矿。沉积岩抗风化能力比岩浆岩和沉积岩强,灰岩白云岩石英岩抗风化能力强;泥岩页岩抗风化能力弱,发育的土壤质地粘重;内源碎屑岩抗风化能力弱,火山碎屑岩抗风能力强。变质岩中的矿物可分为两部分:一部分是与岩浆岩和沉积岩共有的,如石英、长石、云母、闪石、辉石以及方解石、白云石等;另一部分是变质岩中特有的,如石榴子石、红柱石、滑石、石墨等。变质岩因形成条件越苛刻,越易风化,变质沉积岩较变质岩浆岩稳定。岩浆岩因成岩方式不同,有侵入岩和喷出岩两种,最常见的岩浆岩有:
花岗岩,分布最广的深成侵入岩,二氧化硅含量超过65%,主要矿物成分是石英、长石和云母,浅灰色和肉红色最为常见,具有等粒状结构和块状构造,钾含量较高。按次要矿物成分的不同,可分为黑云母花岗岩、角闪石花岗岩等,钙镁含量次之。花岗岩因垂直三项节理发育,风化后常形成网格状节理,表现为“大台阶”式山体层次,典型的有华山陡直的渐落层次,黄山气势磅礴的奇峰奇石景观、三亚天涯海角,鼓浪屿日光岩等怪石、似球状的“石蛋”。橄榄岩,侵入岩的一种,二氧化硅含量少于45%,主要矿物成分为橄榄石及辉石,深绿色或绿黑色,比重大,粒状结构,钙、镁含量较高。橄榄岩是铂及铬矿的唯一母岩,镍、金刚石、石棉、菱铁矿、滑石等也同这类岩石有关。玄武岩,分布最广的喷出岩,二氧化硅45%-52%,矿物成分以斜长石、辉石为主,黑色或灰黑色,钠、钙、镁含量较高;根据次要矿物成分,可分为橄榄玄武岩、角闪玄武岩等。铜、钴、冰洲石等有用矿产常产于玄武岩气孔中,日本富士山、美国的夏威岛主要是玄武岩、在高原常可见到玄武岩形成的广阔台地、山体经风化常形成柱状、绳状节理。安山岩,分布仅次于玄武岩的喷出岩,二氧化硅52%-65%,主要矿物成分是斜长石、角闪石和少量的辉石等,钠、钙、镁含量较高。新鲜时呈灰黑、灰绿或棕色,具斑状结构。与安山岩有关的矿产主要是铜,其次是金、铅、锌等。流纹岩,与花岗岩化学成分相当的喷出岩,一般色浅,多为浅红、灰白或灰红色,具斑状结构,流纹构造,性质坚硬致密。常见的沉积岩有:
砂岩、砾岩、泥岩、页岩或粉砂岩和石灰岩等。在岩浆岩中数量最多的矿物如钾长石、酸性斜长石及石英在沉积岩中也广泛存在。沉积岩主要成分之一,如某些氧化物和氢氧化物、粘土矿物,是在地表常温常压并富含水、二氧化碳、氧气的条件下生成的,又叫自生矿物,在岩浆岩中极少见。抗物理风化能力石灰岩>片岩>砂岩>花岗岩,碳酸岩类中,化学风化难度石灰岩白云岩泥灰岩,其中,泥灰岩兼有大量不溶解黏土。沉积岩不易风化,经风化侵蚀常形成山峰,如水平层理的砂岩,如果矿物质较为一致,常形成馒头山和方形山,如果矿物质种类差异大,经风化侵蚀,常形成孤峰、从峰、塔状峰峦。丹霞山、武夷山就是以秀险著称的,典型的水平层理红砂岩地貌(丹霞地貌),庐山、江郎山也属丹霞地貌,多陡峭绝壁。喀斯特地貌多为沉积岩风化而成,有溶洞、石林、天坑、石芽等景观。常见的变质岩有:
区域变质作用分布面积很大,一般是温度、压力、流体共同作用形成。原岩为泥岩的主要有低级变质的板岩→千枚岩→中级变质的片岩→高级变质的片麻岩→麻砾岩。片岩片柱状矿物大于1/3,新生矿物主要有云母、石英、长石、,以及石榴子石等;片麻岩具有片麻结构,长英、石英含量大于50%,且长英多于石英;常见的区域变质岩有九类:碱长片麻岩类、云母片岩及云母片麻岩类、斜长片麻岩类、含云母变粒岩及云英片岩类、斜长角闪岩及角闪片岩类、钙硅酸盐岩类、大理岩及白云石大理岩类、石英岩类、滑石片岩及蛇纹片岩类。动力变质作用形成的岩石,主要有糜棱岩、蓝闪石片岩、含金刚石榴灰岩。由于是地壳构造运动引起的局部地带的岩石发生变质,有脆性和韧性两种变质形式,在断层带上经常可见,变质的岩石主要是变得破碎不堪,常见的形态有构造角砾岩、碎裂岩类、糜棱岩类。接触变质作用形成的岩石,分布局限,规模不大,主要有矽卡岩、大理岩、角岩、斑点板岩、(接触)片岩和片麻岩。成因是岩浆沿侵入围岩造成变质:如泥岩→斑点板岩、角岩;页岩→角岩;石灰岩→大理岩、砂岩→石英岩。矽卡岩是中酸性岩浆和冷围岩通过物质交换形成,变质矿物有硅灰石、石榴石、黄铜矿等,接触面附近石英含量高,距离远处方解石含量高。混合岩化作用是区域高级变质岩,部分发生高温熔融进一步变质形成的,主要有条带状、肠状、片麻状混合岩。混合岩化的岩石有深色变质岩基体和新生的浅色熔融岩(长石、石英)脉体两部分,如武夷山的部分混合岩化变质岩。岩石和风化土壤的质地、养分
硅质岩,富含二氧化硅的岩石,如石英岩、石英砂岩、硅质砾岩和页岩等,抗物理和化学风化能力强,风化厚度薄,土壤质地偏砂,保水性差,透气性较好,离子饱和度低,养分含量少。
长石质岩,富含正长石的岩石,如流纹岩、花岗岩、正长岩、酸性斑岩、长石砂岩、片麻岩等,抗物理风化能力差,容易形成厚的风化壳。因含有一定量的二氧化硅,风化土壤粘度适中。湿热、潮湿气候下,淋溶程度深,粘土矿物质养分淋失多,土壤偏砂,肥力较差;半干湿气候下,因母岩含钾较多,镁、钙较少,风化土壤钾含量较多,镁、钙偏少。
铁镁质岩石风化物,富含深色矿物的岩石,如辉长岩、玄武岩、闪长岩、安山岩等,抗物理风化和化学风化能力均较弱,易形成厚的风化壳。因二氧化硅含量少,土质偏粘重,林地环境下排水较好;湿热、潮湿环境下,盐基离子淋失较多,土壤肥力差;半干湿气候下,因母岩含钾少,镁易淋失,风化土壤钾含量偏低,镁亦不多,矿物质养分含量不及长石质风化土壤。
钙质岩石风化物,指含碳酸钙小于25%的岩石,如钙质砂岩和页岩等,抗物理风化强,抗化学风化弱,风化土壤薄,残留的主要是粘土矿物,土质较粘重。碳酸钙含量超过一半的石灰岩、大理岩;白云质灰岩(含碳酸镁的石灰岩);泥灰岩(含碳酸钙>25%)等,多发育为中性或碱性土壤,不适宜茶树生长,活性水含量少,适宜种植的植物不多,南酸枣、梧桐和无患子等植物可以加快钙的淋溶,降低土壤碱度,改善土壤质量。碳酸岩(石灰岩、白云岩)、硫酸岩、盐岩可风化形成喀斯特地貌,化学风化以卤化物盐类最容易,硫酸盐居中,碳酸盐类最难,因碳酸盐分布广,常见的是碳酸盐类喀斯特地貌。安化云台山多为白云岩喀斯特地貌和火山岩土层,平缓处的翠绿茶园和山坡上灰白低矮的峰林互望,景观独特。当地原生品种有灌木、中叶中生的云台山大叶种,适制性广,是湖南主栽品种槠叶齐、香波绿、安茗早、湘波绿、白毫早、碧香早等的母本。云台山大叶种在安化的栽种推介标准里,适生土壤为板页岩发育的质地较粘,pH4.5-6.5的土壤,结合地貌土质来看,土壤养分很可能以镁、钙含量为多,火山岩土壤可能也提供了一定的钾含量。热带湿润气候条件下水中含有大量二氧化碳与有机酸,地上与地下喀斯特作用均很强烈,以峰林-洼地为代表,分布于桂、粤西、滇东和黔南等地。该区地下洞穴众多,地下河支流较多,流域面积大,地表发育有众多洼地,呈现峰林-洼地地貌。峰林的坡度很陡,一般大于45度,黔桂两省区交接带气候较为炎热,地下水垂直运动强烈,峰林高达-米,热带海洋的珊瑚礁是最年轻的碳酸盐岩,构成礁岛的珊瑚礁多溶孔景观。亚热带季风气候条件是地带性热量条件与非地带性降水条件相结合的产物,喀斯特作用仍然较强烈,地貌类型以喀斯特丘陵与溶蚀洼地为代表,是地质时期气候条件下发育起来的。一般在海拔米或米以上的高原面上主要是溶蚀小洼地、漏斗和落水洞等以及散布其间的一些低矮的峰林和石林,石林分布于云南路南、宜良、东川、弥勒、罗平一带。在海拔0~米的地面上,则以大型溶蚀洼地、矮小的丘陵或石林为特征,大型洼地中有许多落水洞和漏斗,它们成连串分布,其地下往往是暗河。贵州南部向广西盆地降落的斜坡地带,高大的峰丛往往伴以深陷的圆洼地,地表河流多半转入地下。黔北、鄂西、川东、湘西一带,碳酸盐岩分布亦广泛,溶蚀洼地、漏斗、落水洞等的密度和深度都很大。如水的侵蚀形成溶沟与溶沟中的突起”石芽“,千岛湖羡山岛就属石芽、漏斗与落水洞,灵隐寺的一线天属落水洞;温带季风气候有利于地下喀斯特地貌发育。干旱区地下水富含硫酸根离子,尤其利于地下喀斯特作用进行。寒带和高原寒冷气候下,由于多年冻土妨碍地下水下渗,即使水中二氧化碳含量较多,也只能发育小型溶沟和浅洼地,冻土层下也可形成溶洞。
成岩作用下形成的部分宝石有:钻石,即金刚石;宝石是氧化铝,属于刚玉类,硬度仅次于钻石,红宝石因有微量的铬离子而呈红色,蓝宝石因微量的亚铁离子和钛离子而呈蓝色;绿柱石含有氧化铍(BeO)14.1%,氧化铝(Al2O3)19%,氧化硅(SiO2)66.9%。六方晶系,纯净的绿柱石是无色的,甚至可以是透明的,但大部分为绿色,也有浅蓝色、黄色、白色和玫瑰色的,有玻璃光泽,颜色好看的有祖母绿、海蓝宝石等;硬度仅次于红蓝宝石的金绿宝石如猫眼石也是含铍铝硅酸盐;水晶即二氧化硅;和田玉是一种具链状结构的含水钙镁硅酸盐。它是造岩矿物角闪石族中以透闪石、阳起石为主,并含有其它微量矿物成分的显微纤维状或致密块状矿物集合体。化学成分为Ca2(Mg,Fe2+)5(Si4O11)2(OH)2。翡翠是一种以硬玉为主的纤维状、致密块状的钠铝硅酸盐矿物集合体,化学分子式为NaAl(Si2O6)。硬玉是自然界中最常见的造岩矿物之一辉石族中的一种少见品种。生成在岩石风化过程中的部分宝石有:欧泊,矿物学中属蛋白石类,是具有变彩效应的宝石蛋白石,这是因为硅石凝结过程中,水分逐渐减少,凝胶形成球体状,球状体自然附着小粒的硅石,这些球粒虽然很小,但是布满了欧泊内部,由于它们是圆的球体,从结构上来说有很小的空隙,欧泊的色彩正是由于这些规则排列的空隙通过光学衍射作用分解白光产生的。当硅粒比较大的时候,空隙相对也会比较大,红色或橙色的衍射光线就会出现。如果硅粒比较小,同样空隙就会比较小,蓝紫色的光谱就通过衍射作用被分解出来。欧泊的化学成分是含水二氧化硅SiO2·nH2O,含水量一般为3%-10%,非晶质体,内部具球粒结构,集合体多呈葡萄状、钟乳状。底色呈黑色、乳白色、浅黄色、桔红色等,白色体色可称为白蛋白,黑、深灰、蓝、绿、棕色可称为黑蛋白,橙、橙红、红色体色可称为火蛋白。半透明至微透明、玻璃光泽、珍珠光泽、蛋白光泽。硬度为5.5-6.5,性脆,易干裂,贝壳状断口。在长波紫外线照射下,不同种类的欧泊发出不同颜色的荧光。绿松石,又称松石,因形似松球色近松绿而得名。绿松石矿物属于一种含水的铜铝磷酸盐矿物,多呈隐晶质集合体,致密块状构造孔雀石,主要成分为碱式碳酸铜,呈翠绿或草绿色的块石,含71.9%CuO、19.9%CO2、能溶于酸。孔雀石是一种古老的玉料,中国古代称孔雀石为绿青、石绿或青琅,后由于颜色酷似孔雀羽毛上斑点的绿色而获得名。胎土和釉料:中国古瓷制胎原料,包括瓷石、高岭土、白坩土、紫金土等。瓷石是南方地区最重要的制胎原料,是花岗岩类岩石经过长期风化与地质作用而形成,主要由石英、绢云母组成,有时含少量长石和高岭石,瓷石能在高温下单独成瓷;高岭土由长石类岩石经长期风化与地质作用而形成,在中国南、北方都有出产,因铝含量高而常在配制高级硬质瓷胎时采用;紫金土是一种含铁量较高的黏土,是配制南宋官窑和哥窑胎的重要原料;白坩土是一种高铝质黏土,是北方地区的重要制胎原料。白色陶瓷是高岭土烧制而成的,景德镇因出产高质量的高岭土,烧制的白瓷胎体致密透光好,为其他地区白瓷所不及。胎釉中Fe、Tio、Aio含量均较适中,烧成时采用还原气氛,瓷器呈现白里泛青的色调;唐宋北方白瓷,是用氧化铝含量较高的粘土烧制的,粘土内含助熔物质(铅)少,器胎不够致密,透光度较差。胎、釉中Tio、Aio含量比较高,烧成时采用氧化气氛,瓷器呈现白中泛黄的色调;德化白瓷则用氧化钾含量高达6%的粘土,烧成后玻璃质较多,瓷胎致密,透光度特别良好。胎釉中则Feo含量特别高,烧成时采用中性气氛,比唐宋北方白瓷和景德镇同期生产的白瓷釉色更纯净。釉是覆盖在陶瓷制品表面的无色或有色的玻璃质薄层。是用矿物原料(长石、石英、滑石、高岭土等)和化工原料按一定比例配合(部分原料可先制成熔块)经过研磨制成釉浆,施于坯体表面,经一定温度煅烧而成,景德镇制瓷用的釉浆由釉果和釉灰配制而成,釉果主要由氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钾、氧化钠等组成,釉灰是用石灰石、凤尾草烧炼而成。按釉料组成可分为石灰釉、长石釉、铅釉、无铅釉、硼釉、铅硼釉等。瓷器上的彩绘,也来自矿物颜料,青花瓷用的是氧化钴,釉里红用的是氧化铜,此外还有铁、锰等颜料,它们在烧制中通过不同的氧化还原环境,达到不同的氧化状态,呈现出相应的颜色。青花瓷用的氧化钴在古代大体分为两种:一种含锰量高含铁量低,为国产钴土矿,如明代成化到嘉靖中期,景德镇青花瓷器使用的主要色料是产于今江西乐平的平等青,呈色淡雅;一种含锰量低含铁量高,为西亚地区产钴土矿,如元末明初景德镇的青花瓷器大多使用从波斯进口的青花色料“苏泥麻青”,这种青料,其特点是发色凝重浓艳,并有黑色似铁锈斑点;明代正德、嘉靖、隆庆、万历时景德镇的青花瓷器大多使用的回青,也是一种进口的青花色料,特点是发色蓝中泛紫,与苏麻离青、平等青色调不同;明代中期景德镇民窑青花瓷器上使用一种产于今江西上高的色料“石子青“,发色浓中带灰;清代景德镇青花瓷器所用的主要青料是珠明料,是产于云南,由钴土矿煅烧而成的青花色料,发色鲜明青翠。
土壤的结构、类型
发育于森林下的土壤,在枯枝落叶层之下,常见的土壤结构是:表层-心土层-母质层。
表层是结构疏松成块状网状砂砾状,有机质丰富的暗色腐殖质层,植被少或农业土地可能腐殖质层不明显,呈红、黄、棕、褐等颜色。一般来说,腐殖质是暗棕色,红色是氧化铁的颜色,黄色是氧化铁在潮湿环境下水化的颜色。表土之下的心土,一般是铁铝氧化物粘粒相对聚集形成的。铁铝氧化物原地聚集叫淋溶残积,发生迁移聚集叫粘粒积淀形成;铝迁移明显的,土壤溶液呈强酸性(铝离子是酸性阳离子,铝在强酸性溶液中才较易呈游离状态);心土比表土质更粘重,酸性比表土强。心土之下的母质层,是发育土壤的风化岩石层,可能是红色风化壳或母岩的直接风化层,一般色彩丰富,有网纹或沙姜状。土粒越细,吸水性、黏结性、保肥性越强,通气性、透水性越弱。土壤在土粒支撑下,以胶体结构,进行活跃的离子交换,吸附养分,实现保肥功能,通过解吸附将养分释放给植物实现供肥作用。通常淋溶残积和淋淀粘积的粘粒,以移动性差的次生粘粒矿物质为主,如铁铝氧化物、二氧化硅,由此形成的粘积层(心土层)质地粘重,酸度高,盐基离子饱和度低;移动性最强,易溶于水的镁钠钾磷等元素,在潮湿地区常随水溶液淋失到土体之外。水土流失严重的土壤,表土层已被冲刷至消失不见;初育土则尚未形成心土层。
茶区的土壤,主要有铁铝土纲红壤系列土壤;淋溶土纲棕壤系列的土壤;初育土纲的紫色土等。红壤系和棕壤系土壤常与大生物气候条件的变化相适应而呈带状分布,一般来说,砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤、褐土从南到北依次呈带状分布;红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤从山脚到中高山,依次呈带状分布;通常,铁铝富集化强度砖红壤>赤红壤>红壤>黄壤,砖红壤因铁铝氧化物富集最多而有松脆性,黄壤因湿度高淋失多,铁铝富集层质地相对较轻,透气性强,氧化铁的水化度最高,呈现出亮黄色。除碳酸钙质岩石外,在适宜茶树生长的气候下,发育的大部分土壤都是酸性土壤。
茶树生长习性和不同气候,植被所发育的土壤类型的联系
对于茶区土壤发育来说,降水和土壤湿度是淋溶、淋移、粘积的主要原因,在降水充足的前提下,热量是脱硅富铝化的主要原因。同等水热和地形条件下发育的土壤,硅质岩石偏砂质,钾含量较多、铁镁质岩石多粘质,镁较多、粘重的钙质土一般不宜茶树生长;植被下的表层土壤因淋溶多而偏砂,心土层因淋淀而偏粘,矿物中养分和有机质含量较高;植被少时表土因淋失而偏砂,心土因淋淀而偏粘,矿物质和有机质含量均偏低。虽然这种情况下的土壤肥力低,但在干湿分明的气候下,心土层保水保肥性较好,可帮助茶树向深处发展根系,抵抗缺少植被带来的较多极端天气,如安溪低山茶区的红壤;枯枝落叶等生物残落物补充的养分种类、数量和淋失的差异较大,一般常绿阔叶林归还的钾少于淋失,归还的钙最多可接近80%左右,镁最多接近60%左右,竹林归还的物质以硅为主。
总的来说,植被较多,富铝,有机质含量高的红壤,是适宜茶树生长的土壤,形成此土壤的气候条件,也是适合茶树生长的气候,而且此区域的茶树极适合生长在森林之中,如云南勐宋、南糯山等地热带雨林中的茶园、江西和福建交界处武夷山脉森林里的茶园、安徽南部山区森林里的茶园。气温较低的地方,土壤有机质分解较慢,合理利用有机肥就足够维持茶树的生长需求,可以开辟连片的茶园,如蒙顶山高山茶园的平缓地带;气温高的地方,有机质分解快,以保护植被来涵养水肥才是较为高效和生态的方式。
多雨炎热地区,淋溶风化程度深,缺乏植被的时候,容易水土流失,土壤土层变薄、砂质化、养分贫乏,如云南花岗岩发育的表层是石英砂的砖红壤性土。因潮湿气候环境发育的砂质壤土,土体含水量较高,排水性好,只要保证土壤表层有机质养分大于1-2%,就很适合喜湿怕涝的茶树,可谓理想土壤。因土壤状态和气候、植被关联,自然状态下,土层较深厚,没有滞水现象的森林黄壤土,都是当地最适合茶树生长的理想土壤,因为热量偏低,生长在黄壤区森林中的茶树发芽偏晚,接受更多阳光的茶园发芽早。
茶区的岩石分布:覆盖地表最广泛的沉积岩遍布中国;变质岩主要分布在高压变质带,如秦岭、大别山上,易风化;岩浆岩中,喷出岩主要在火山或古火山地区分布,如山东昌乐火山(日照西北多公里处)、海南古火山、腾冲火山、台湾大屯山等,侵入岩主要分布在以侵入岩为主的造山带上,山东青岛崂山、福建武夷山等,侵入岩以花岗岩的分布最为广泛,故土壤多偏砂、缺少自然矿物养分。整体看来,东部岩浆岩较多,西部沉积岩更为广泛。热带、南亚热带的热带雨林、季雨林区:炎热,多雨或干湿交替气候下,生物土壤循环强烈,盐基淋溶和脱硅富铝化作用强,发育成强酸性的砖红壤、赤红壤,属铁铝土,粘土矿物以高岭石为主,矿物质含量低。母质相同的情况下,砖红壤因淋溶剧烈,粘土流失多,土质偏砂,没有植被的情况下养分极少,植被丰富时,有机质含量高,补偿的矿物质养分也多,适宜茶树生长。赤红壤相对干湿分明,有一定的粘质矿物积淀,土壤原生矿物质养分稍多于赤红壤。中亚热带常绿、落叶阔叶林区:温暖湿润、干湿交替或常年湿润的气候条件下,盐基淋溶较强烈,脱硅富铝化较强,发育成酸性的红壤、黄壤,属铁铝土,西部的粘土矿物以蛭石、高岭石为主,红壤区高岭石、水云母较多,黄壤区高岭石较多。黄壤和红壤常为同一地点的垂直分布土壤,黄壤分布地比红壤低温高湿,一般是因处于多云雾多雨的海拔高度或森林郁闭度高所致。黄壤低温、有机质分解缓慢、土壤有机质含量高,原生矿物质养分偏低,茶树生长较红壤区缓慢。相对来说,较为粘重的土壤,排水性略差,透气性略低,可能镁含量更高,相对缺钾;较为疏松的土壤,氧含量相对较多,有机质分解相对更快,可能钾含量相对较多,镁相对略少,茶树养分吸收效率高,生长更快,发芽偏早。北亚热带常绿、落叶阔叶林区:较温暖湿润,岩石的脱硅富铝化略弱,淋溶粘化度较强,多发育成土层较厚,但不及红、黄壤厚的黄棕壤、棕壤、暗棕壤,属淋溶土;林地黄棕壤腐殖质的胡敏酸与富里酸的比率一般在0.5左右,介于棕壤与红壤之间,由于气候比较暖热湿润,次生的粘粒矿物较多,介于棕壤与红壤之间。棕壤的粘粒矿物以水云母、蛭石为主,矿物质养分占比较高,土壤中钾、镁元素占比高于黄棕壤等土壤。酸性淋溶使铁、锰呈游离态时,容易形成二氧化硅粘积成的灰化层。凉湿气候中,母岩中盐基含量较少的,如花岗岩等,在富含单宁、树脂等多酚类物质的植物,如针叶林植被下,因腐殖质有酸性很强的富里酸及其他有机酸,使表层土壤中的矿物被蚀变分解,这些酸还作为络合剂与析出的金属离子结合,使铁、铝等发生强烈的络合淋溶作用而淋移淀积于下部,不溶于酸性溶液的二氧化硅则残留在土体上部,在表层形成一个灰白色淋溶粘积层。飘灰层是土体质地比较黏重时,因上层滞水,由酸性蚀变而释放出的铁、锰被还原,并随侧渗水流带出土体,出现的灰白色土层。在形成的漂灰层中,铝减少不多,而铁的减少量大,黏粒也无明显下降;滞水、缺铝的土壤,不适宜茶树生长。暖温带针叶、阔叶,常绿、落叶林区:较寒冷干旱,降水量少,生物富集形成的有机质含量较少,脱硅富铝较弱,淋溶和粘粒迁移量小,多发育成土体较薄的褐土,属半淋溶土。残落物多以干燥的落叶疏松地覆于地表,以机械摩擦破碎和好气分解为主,积累的土壤腐殖质少,腐殖质类型主要为胡敏酸,残落物中的CaO含量一般可高达20~50g/kg,仅次于硅(~g/kg),生物归还率75%~%,土壤风化钙的补偿多,甚至部分有表层复钙现象。土质偏砂的,可能自然肥力更高,当其分布在水源充足或相对更湿润的地方时,适合茶树生长;质地偏粘的,保水性好,可能相对缺钾,自然养分较高,利于降水偏少地区茶树的生长。传统种植业,除了施肥外,还讲究深耕土壤,以将下层土壤翻到表层,使农作物获得淋溶迁移到表土下层和心土上层的盐基养分。但发育于炎热多雨的热带雨林、季雨林的砖红壤、赤红壤,土体中绝大部分游离矿物质被强烈的降水淋失,即使下层土壤,养分含量也不高,这意味着热带地区开垦的茶园,自然养分低。
茶圣陆羽在《茶经》中说:“上者生烂石,中者生砾壤,下者生黄土”,从风化程度来说,黄土风化最深,原生矿物分解彻底,以次生的粘土矿物为主,而且常年湿润,氧化铁的水化程度深,矿物质离子流失多,土壤主要以铝硅酸盐胶体和水化氧化铁为主,肥力主要来自腐殖质,但既说到黄土,表层腐殖质很可能已被雨水冲刷殆尽,所以才看得到是黄土,土壤肥力不足;砾壤则砂砾多粘土少,保水保肥性差,原生矿物较多,虽然土层较黄土薄,养分含量比心土裸露的黄土还是要好一些,毕竟原生矿物还在继续淋溶、提供矿物质离子养分;烂石显然是风化程度最弱的土壤,土层最浅薄,保水保肥性最差,虽然原生矿物最多,但土壤粘粒少,可吸附的有效养分少。烂石想生好茶有一个很必要的辅助条件,即周边植被丰富,生物残落物补偿的养分多,表土层富含有机质,这种情况下,被腐殖质酸加强的原生矿物的淋溶风化,可以给土壤溶液提供数量丰富的矿物质离子,虽然土壤胶体吸附的养分少,但土壤整体的养分水平高,茶树生长较好。
气候土壤和茶树品种
此节内容列举的茶树品种,除黑体字外均是国家级良种。
虽然中国的茶叶产区跨度大,山川错落,微域气候和立体气候复杂多变,但绝大部分的茶叶产区,都处在温暖湿润,少涝旱和风雪冻害的气候条件下,一般来说,日夜温差大,极端天气少,散射光多,土层较厚,养分丰富,透气性排水性好,生态系统丰富的产区,茶叶品质较高。大叶种茶树一般抗寒性弱,只能忍受-5℃左右的低温,中、小叶种可以忍受-15℃低温。灌木型茶树一般较乔木型茶树耐寒。具体说来,茶产区的气候环境和茶树品种的分布情况如下:
北热带,南亚热带的赤红壤、砖红壤区域
北纬22°以南的北热带地区,包括海南岛、雷州半岛、西双版纳和台湾岛南部,气候炎热多雨,全年高温,年平均气温为23~26℃,分干湿两季,年平均降水量为~毫米。热带雨林中发育成的砖红壤表土有厚度在15~30厘米以上的枯枝落叶层,有机质含量高达8~10%,腐殖质灰棕色。砖红壤的原生矿物分解最彻底,盐基淋失最多,硅迁移率最高,铁铝富集最明显,因为能溶可悬移物已淋出土体,没有粘土的积淀层,只有砖红色铁铝残积层,土壤pH值4.8-5.6,质地偏砂,因铁铝多而紧实厚重,土层深厚,红色风化层可达数米乃至十几米,缺乏养分,尤其缺磷、缺钾。
北纬22°至25°之间的南亚热带,北线是福州、韶关、柳州、田林,南线是台湾南部、雷州半岛北部、北部湾沿岸;云南、贵州和四川的南亚热带区域面积较大,主要分布于金沙江、雅砻江、元江等河谷地带。此区域气候特点为冬暖夏热、湿润多雨,年均气温19-22℃,年降水量0-毫米,干湿季节交替,一般3-9月为雨季,10-2月为旱季。南亚热带雨林的常绿阔叶林下,主要发育赤红壤,它是砖红壤与红壤之间的过渡类型,土壤胶体淋溶,并能在一定的深度凝聚,多数赤红壤因交换性铝占绝对优势而呈酸性,土壤pH值5.0-5.5。表层有时呈棕至棕红色,铁铝氧化物含量和活化度高于积淀层,因粘粒淋失质地稍轻,植物土壤循环的水热条件较优;心土层铁铝氧化物移动淀积较明显,呈棕红至红棕色,砂粒、砂粉粒占比65%-89%,质地稍粘,透气性较好;
以云南为例,其南部山地、丘陵的海拔为-米,盆地和河谷海拔小于0米,是砖红壤和赤红壤的主要分布区。在哀牢山东侧,砖红壤主要分布在海拔高度米以下区域;赤红壤主要分布在石屏、建水、开远、蒙自、富宁一线以南,海拔~1米区域;赤红壤分布于东南部南盘江及其支流海拔1米以下河谷,曲靖市红壤占比61.07%。在哀牢山西侧,砖红壤主要分布在海拔高度米以下区域;赤红壤主要分布在梁河、芒市、云县、南涧、景东一线以南海拔~1米区域;临沧的砖红壤主要分布在海拔米以下,占比2.3%、赤红壤主要分布在海拔~1米之间,占20.3%;勐海海拔~米以内的属砖红壤、海拔~米的属赤红壤,分布在低山和中山地区;勐腊海拔米以下是砖红壤,多为红色砂页岩发育,表土有机质含量3%-4%、海拔-属赤红壤,表土有机质含量4%-7%。
黄色砖红壤主要分布在属北热带地区的海拔较低的河口、东南,西南部的低中山,其成土条件为降雨量比砖红壤区高毫米,因此比赤红壤有更高的含水氧化铁活化度,呈现出偏黄色泽,红河、德宏、文山三州海拔--m的低山河谷,分布花岗岩、片麻岩等酸性结晶岩类风化物发育的黄色砖红壤盈江麻砖土,通体夹少量石英砂粒,质地多为壤质粘土。土壤PH5.0-5.5,盐基饱和度在20%以下,粘粒硅铝率1.95,有机质含量3.09%,多为旱耕土;褐色砖红壤主要分布在西北高山峡谷区的干暖河谷,其成土母质富含碳酸钙;赤红壤带东部,水土流失严重的低山丘陵区,主要分布赤红壤性土,当其为花岗岩发育而成时,地表会遍布石英砂;燥红土分布于西北端海拔1米以下河谷,表土复盐基过程明显;山原红壤是滇东高原广大地区的基带土壤,保留古红色风化壳残留特性。
水热条件优越,夏半年气温总体偏低,无效高温天气少,森林土壤肥沃的热带砖红壤、赤红壤带,原生茶树多为乔木型,发芽较早,叶型较大。一般乔木型大叶种芽叶的内含物质中,氨基酸占比略低,茶多酚占比较高,其多酚类中,又以简单儿茶素占比较高,表现出滋味浓醇甘厚的特点,制作绿茶、红茶、黑茶、白茶均有地域风味。
乔木型大叶种早生的有云南的勐库大叶种,凤庆大叶种,勐海大叶种、广东乐昌白毛茶、云南大叶群体种中选育出来的云抗十号、英红九号等;云南高原区因气温高,光照强烈,可以晒干茶叶,除制作晒青绿茶、晒红,也生产优质的红碎茶、工夫红茶、名优绿茶、白茶、黑茶等茶类。中亚热带的红壤、黄壤区
红壤和黄壤多分布在长江以南的大部分地区以及四川盆地周围的山地,原生植被为亚热带常绿阔叶林。红壤的分布以长江以南的低山丘陵区为主,包括江西、湖南的大部分,云南南部、湖北东南部,广东、福建北部,贵州、四川、浙江、安徽、江苏等的一部分,以及西藏南部等地;黄壤分布在四川、重庆、云南、湖南、福建等省的山地或高原,比红壤区域年平均气温低,湿度高。形成红、黄壤的气候特点为四季分明,干湿季明显,昼夜温差大:广西10~3月是干季,4~9月为雨季,总降水量占全年降水量的70%~85%;广东3-8月为雨季,9-2月为干季;台湾北部夏季高温多雨,冬季温和少雨;四川西南部6-9月为雨季,11月-4月为干季;贵州南部边缘的河谷低洼地带和北部赤水河谷地带,年均温18~19℃,东部河谷低洼地带为16~18℃。
中亚热带,冬季温暖干旱,夏季炎热潮湿,干湿季节明显,年均气温15~25℃,年降雨量为~0毫米的气候区域,常绿阔叶林下主要发育红壤,红壤的富铝化作用和溶淋作用不如赤红壤强,盐基淋失较赤红壤和黄壤少,盐基饱和度在40%左右,粘化更明显。虽然有机质来源丰富,但分解快,流失多,土壤中腐殖质少,表土与心土PH5.0~5.5,底土PH4.0,土体呈均匀的红色。丘陵红壤一般氮、磷、钾的供应不足,有效态钙、镁的含量少,硼、钼、锌很贫乏;山源红壤分布于云贵高原1~m的高原面上,土体干燥,铁的活化度较高但不及红壤,土色暗红。
中亚热带比红壤区域气温低,湿度大的地区的常绿阔叶林下,主要发育黄壤,终年水热状况稳定、雨量足、云雾多、相对湿度75%以上的高湿环境,导致淋溶度深,盐基极不饱和,表层盐基饱和度一般在10~30%之间,酸性较强,pH值4.5—5.5。森林下的土壤表层,是10~30cm的未分解或半分解枯枝落叶和暗灰棕至淡黑的富铝化的腐殖质层,有机质可达5%以上,有机质和氮、磷、钾等养分高于红壤;心土是粘重、紧实的淀积层,因土壤含水量全年较高,吸湿水含量在10%左右,铁铝聚积层中大量的氧化铁发生水化作用而形成针铁矿,呈现鲜艳黄色或蜡黄色。母质层保留母岩色泽,混杂不一。因植被和气候不同,黄壤表土的枯枝落叶层厚度和有机质含量差异较大,原生植被保存较少,次生栎类灌丛和稀疏马尾松、杉木混交林较多的山地,主要分布有机质含量5%左右的黄壤;海拔较高、森林保存较好、有明显的枯枝落叶层的山地,主要分布表土有机质含量达10%以上、呈强酸性的灰化黄壤;常年云雾弥漫,相对湿度较大,有较厚的枯枝落叶层的亚热带山脊地带,主要分布表层水分常呈饱和状态而有滞水、飘灰现象,有机质含量达20%左右的表潜黄壤。
以云南为例,红壤主要分布在滇中海拔-0米,滇南海拔0-米的高原湖盆边缘和中低山地,成土母质主要是古红土和红色风化壳及岩石风化的残积物,pH值4.5-5.5;山源红壤主要分布在海拔1-0的高原地区,主要受古风化壳影响,矿物风化程度深,暗红色,pH值5.5-6.0;黄红壤主要分布在红壤带的中、低山平缓坡地,因水分条件好,上部有黄化现象,以黄橙色或橙色为主,下部仍是红壤色调,pH值5.0-5.8;红壤性土主要分布在红壤带的陡坡处,因水土流失严重,土壤侵蚀程度深,表土之下的心土、底土裸露出来,石粒多,质地偏砂,养分少。黄壤主要分布在滇东北地区,pH值4.5-5.5;暗黄壤下层土壤呈暗黄色;黄壤性土主要分布在黄壤土带的上部或陡坡处,植被覆盖少,土壤侵蚀较严重。德宏茶分布在德宏州1-米海拔;临沧的红壤分布在海拔1~2米之间,占14.5%;黄壤分布在海拔2~2米之间,占14.5%;在普洱,红壤多分布在北部与西部、在勐海多分布在中山部或山顶平缓地,海拔~2米区域,如勐宋的滑竹梁子茶园在-2米之间;在勐腊(最高海拔.9米),红壤多分布在米以上,表土有机质含量7%-10%;文山州红壤分布最广,约占全州土地总面积的75%,耕地面积的60%,集中在邱北、砚山、文山、广南、马关、富宁等县海拔0至米之间的地区,黄壤主要分布在马关、麻栗坡、西畴、砚山、广南等县海拔1至1米之间的地区;曲靖市的黄壤主要分布在东南部的罗平、师宗及富源南部,垦殖系数较高;版纳部分地区发育黄壤;红壤区域常有紫色土和红色石灰土交错而生,紫色土成土母质多为紫红色砂页岩,通过物理崩解和频繁的侵蚀堆积作用、碳酸钙不断淋失和较弱的生物积累作用形成,pH在6.5-7.5乃至更高,土层薄蓄水差养分低但富含磷钾。大理州紫色土类占土地总面积的31.75%,红壤土占27.7%,楚雄紫色土主要分布于海拔~2米的东部坝区,占土地面积的32.4%,红壤占比26.1%。红色石灰土呈红色或红棕色,pH值6-7;与黄壤交错而生的,有碳酸盐类发育的黄色石灰土,它因环境湿度高,游离氧化铁的活性高,呈黄色或黄棕色;滇西腾冲县中部火山群熔岩区,火山灰和熔岩风化母质发育出了pH6.0左右的火山灰土,它土层较薄、石砾较多,干旱缺水。此气候和土壤下的原生茶树,通常为小乔木型和灌木型、发芽较早、叶片大或中等大小。在福建、广东、台湾的产区,尤其适合高香品种的生长,如奇兰、水仙、铁观音、青心乌龙等花香型品种和肉桂、红玉、杏仁香、白毛茶等表现出肉桂、薄荷、杏仁、可可等香料、干果风味的高香品种。高香品种多分布在沿海、云雾多、空气湿度大的环境下,如武夷山景区虽然纬度偏高,但其茶园海拔低,温度较高、九曲溪环绕其间,空气湿度大、山峰险峻,巨岩林立,散射光多;潮州凤凰山虽然茶园海拔高,但其纬度低,近海且山顶有天池调节气候,空气湿度大,散射光多;安溪铁观音核心产区也是近海、纬度偏低,海拔较高的环境。这些地方发育的土壤以红壤为主,有少量黄壤,主要依靠生物残落物提供有机质养分,茶树生长较为缓慢,可能因为光合效率高,积累了较为丰富的碳、氮化合物,又因四季分明,年温差大,茶树经冬天的低温胁迫,生成的糖苷类芳香物质种类丰富,含量高,具有了高香的特点。另外,因黄色的类胡萝卜素氧化可形成多种花果香型的芳香物质,不少制茶师认为,叶片颜色偏黄绿色的,更适合制作高香型乌龙茶。
小乔木型大叶种早生的有原产漳州市诏安的八仙、福鼎柏洋村的福鼎大毫,杂交选育的福云六号等;中生的有乐昌白毛茶、凌云白毛茶;晚生的有福建水仙、政和大白等;小乔木型中叶种早生的有潮州市饶平的岭头单丛、安溪罗岩的黄棪、福鼎大白、福安大白,杂交选育的有黄观音、黄玫瑰等,中生的有梅占等;灌木型中叶种,早生的有温州市永嘉的乌牛早、黄芽早,宜宾市筠连的早白尖、早白尖5号、安化群体种中发现的白毫早,广西桂林在从浙江引种的黄叶早有性群体种后代中发现的特早生桂绿1号、八仙自然杂交后代中选育的鸿雁7号等、杂交选育而来的有金牡丹、金观音、丹桂等;中生的有本山、毛蟹、大叶乌龙、紫牡丹、北斗、白瑞香、矮脚乌龙、奇兰、青心大冇,选育的悦茗香、瑞香、金萱、翠玉等;晚生的有青心乌龙、铁观音、奇丹、肉桂、铁罗汉、白鸡冠、半天妖等;云南中小叶种区域有勐宋、布朗山、格朗河、西定、巴达、勐海、勐旺、小街、勐龙、象明、瑶区、勐仑等乡镇,但大部分都分布在红水河、南盘江、元江、哀牢山、无量山、怒山一线以北。东部种植较广泛的有适制绿茶白茶红茶的福鼎大白、福鼎大毫、政和大白、福云六号;适制红茶的宜昌种;适制红茶、乌龙茶的毛蟹;适制乌龙茶的水仙、肉桂等,西南部种植较广泛的有适制红茶的南江大叶种、筠连早白尖,黔眉、、蜀永1号等。粤东、闽北、闽南、台湾等地可加工出优质的条形单丛、岩茶,颗粒状或紧压型乌龙茶等。此外,闽东出产近年来知名度较高的白茶;浙南温州、川南宜宾等地出产中国最早的绿茶,贵州出产鲜醇的高山绿茶;宜宾出产的工夫红茶清鲜醇爽,较为浓郁。闽东福安的工夫红茶花香高扬,滋味醇浓鲜爽。北亚热带的黄棕壤区
亚热带季风区北缘,气候特点是年平均气温5~14℃,年降水量约~0毫米,夏季多雨高温,7月平均温一般为25℃左右,冬季干旱较冷,平均温度多在0℃以上,冬夏风向有明显变化。江苏、浙江、安徽、湖北、湖南、江西、福建的降水主要集中在春夏季,6-7月梅雨期过后,一般是较长时间高温干旱天气,短暂的秋季后,初冬会略有降雨;沿海地区7-9月是台风季;四川东部和重庆、贵州雨季集中在夏秋,重庆尤以夜雨为多,秋末至春初则多雾。贵州大部分地区湿润多雨,冬季漫长温和,西部比东部海拔高,光照多。杂生有常绿阔叶树种的落叶阔叶林原生植被下,主要分布有黄棕壤,黄棕壤是黄红壤与棕壤之间过渡型,既有温带典型的明显粘化,又有热带典型的脱硅富铁(铝)化。
山地垂直带中的暗黄棕壤,因热量低雨水充沛,生物积累过程和盐基淋溶率较强,粘化作用不明显,质地较轻。自然状态下,黄棕壤表层是枯枝落叶的残落层和腐殖质层,有机质含量不高,一般针叶林下较薄,约1cm、混交林下较厚、灌丛草类下最厚,可达10~20cm;耕作后的黄棕壤有两类,一类表层呈红棕色或亮棕色,质地多壤质、疏松;淀积层呈亮棕色,常因母质不同而色泽不一,由于粉沙粘粒的聚集,质地偏粘较紧实;母质层保留母岩特点;还有一类较为粘重的黄棕壤,主要分布于苏、皖、赣长江两侧及浙北、鄂北、豫南的第四纪黄土丘岗、阶地,其土体深厚,具有均质黄土层,表层灰棕或黄棕,小块状结构粉质粘壤土,下层是呈黄棕或褐棕色,粘重紧实的粘磐层。
以云南为例,黄棕壤pH值5.0-6.0,西部的黄棕壤主要分布在丽江玉龙雪山一线、北纬27°以南,海拔1-2米的中山坡地上部,北部楚雄的黄棕壤分布于海拔2米以上的冷凉地带,土层较厚,占比8%;东南部文山州的黄棕壤主要分布在文山、马关、邱北、广南县海拔1至2米的冷凉山区;东部曲靖市的山地黄棕壤主要分布在北部,垦殖率稍高;临沧的黄棕壤分布在海拔2~0米的地带,占比4.0%;
此环境条件下,原生茶树多灌木型、发芽略晚的中生种、叶片中等大小或较小。一般中小叶种内含物质中,氨基酸占比较高、茶多酚占比略少,其多酚类又以酯型儿茶素占比较高,表现出滋味鲜醇的特点,所制作的绿茶清香持久,红茶则较大叶种更为鲜爽活泼。
灌木型中叶种中生的有淳安的鸠坑种、修水的宁州种、祁门种等,选育的品种有安吉发现的温度敏感型颜色变异品种白叶一号、余姚发现的光照敏感型颜色变异品种黄金芽,从武义种植的有性系福鼎大白中发现的春雨2号、湖南群体种茶树中发现的适制红碎茶的槠叶齐,槠叶齐自然杂交选育的槠叶齐12号、重庆南江大叶种中发现的南江2号、福鼎大白和梅占杂交选育的鄂茶1号等;各地群体种中,常会发现一些灌木型中叶种的早生品种,如鸠坑种中的龙井43,龙井长叶、川茶群体种中发现的名山白毫、宜昌大叶群体种中发现的宜红早等;选育的早生品种有辐照龙井43得到的中茶,从云南大叶种驯化而来的农抗早等;灌木型大叶种中生的有黄山种等,早生品种有上饶大面白、婺源上梅州种等;小乔木型中叶种早生的有杭州从福鼎大白茶与云南大叶茶自然杂交后代中选育的浙农、迎霜等;因不同时期的市场导向和品种改良需求,云南大叶种和福鼎大白被广泛引种过,除此之外,东部种植较广泛的有适制绿茶龙的井43、祁门3号、7号、湘波绿、大叶尖等,西部种植较广泛的有适制绿茶的昆明十里香、黔眉,名山等。引种的品种在生长过程中逐渐和当地品种融为一体,典型的如农抗早,它是凤庆大叶种引种于英德后杂交得到的茶籽,引种到安徽宣城后再杂交得到的茶籽,引种于合肥后,因幸存于极寒天气而被选育出来的,树型介于灌木和小乔木之间,较为高大。皖南黄山、浙北杭州、川西雅安、赣北婺源、鄂西北古丈等出产名优绿茶,重庆、鄂西南恩施、浙北等出产玉露、抹茶等蒸青绿茶;红茶发源地,赣南、闽北交界处出产小种红茶和工夫红茶,其周边的皖南祁门、赣东北浮梁、赣西北修水等地出产工夫红茶;湘西安化、鄂南赤壁、咸宁、川西雅安等地出产黑茶。暖温带的棕壤区
暖温带,包括山东半岛、辽东半岛和河南、安徽、湖北北部等淮汉流域地区,属以亚热带向温带过渡为主的凉爽气候,茶区受海洋、湖泊、山川的调节,都有较为充足的光照和温和的微域气候气候,夏季暖热多雨,冬季寒冷干旱,年平均气温5~14℃,年降水量约~0毫米,暖温湿润的落叶阔叶林和针叶、阔叶混交林下主要分布棕壤,有明显的淋溶作用、粘化作用和较强烈的生物积累作用,质地多为壤土至壤粘土,或者更轻的砂质壤土,土壤pH5.0-6.5,肥力较高。地表有2~10厘米枯枝落叶层,之下是灰棕色腐殖质层,厚10~20厘米,表层有机质含量6%左右;往下是棕色、红棕色或黄棕色的粘化淀积层,质地粘重,粘粒厚约30余厘米或更厚一些,比黄棕壤的粘化层薄;母质层通常近于母质本身色泽。由于落叶阔林凋落物的灰分含量高,阻止了土壤灰化作用的发展,但丘陵和山地都可见到白浆化作用的发生。褐壤的粘化层薄,全剖面的盐基饱和度80%,常有一定的CaCO3新生体,铁的游离度40%。因pH值一般为7.0~8.5,不适宜茶树生长。
以云南为例,棕壤主要分布在北纬25°以北,海拔-3米的山地,成土母质主要是紫色砂质岩、酸性及基性结晶盐、石灰岩,表土暗棕色,pH5-6;文山州的棕壤主要分布在文山、邱北县海拔2至2米地带,曲靖的棕壤主要在高山、半高山;暗棕壤主要分布在迪庆、怒江、大理州海拔0-3米的高山区,pH值5-6,通过腐殖质积累、淋溶和粘化、白浆化、潜育化过程生成。褐土主要分布在金沙江、澜沧江及其支流的河谷地带,气候干燥植被稀疏的山地、丘陵、洪积扇和高阶地形,通过碳酸钙的淋溶积淀和粘化作用形成,淋溶作用较棕壤弱,水土流失严重,养分含量低。
此气候土壤条件下,因冬季漫长,气温较低,多是引进茶树品种后开发的茶区,生长的茶树一般叶片较厚、颜色较深、发芽较晚,更适宜加工鲜爽醇厚的绿茶,制作红茶虽鲜度较好,但因茶多酚含量偏低,红茶发酵的环境温湿度略低,自然发酵的效果较差,容易醇厚度不足显青涩感,如高温烘干增加口感的圆润度,会降低鲜度,如低温长烤,不易散去青气。
二十世纪五六十年代最开始引种时,多为黄山种、金寨燕子河种、舒城种、鸠坑种、祁门种、福鼎大白等优良群体种;八九十年代多引种特早生、早生品种以利用其突出的抗寒能力,如龙井43、平阳特早、白毫早、舒茶早、槠叶齐、鄂茶1号、金寨1号等;近年来较多引种经济价值高的安吉白茶、黄金茶、中茶,特早生,抗寒性强的农抗早等;云南选育的小乔木大叶中生种紫鹃也适宜暖带的棕壤气候区。当地品种有紫阳种、信阳种等群体种,选育出的有信阳10号等。纬度范围在北纬30°23′(信阳最南)-37°08′(乳山最北),从西向东的部分茶区气候情况:
陇南茶区主要在北亚热带气候湿润区,气温高、湿度大,年平均气温14℃左右,包括康县南部、武都南部、文县东部,白龙江、白水江、嘉陵江河谷浅山地区,尤其白龙江、白水江沿岸河谷及浅山区,是一年两熟的热量高值区,有小江南之称。茶园多在海拔-1米的山地,主要是富含有机质的酸性砂壤土、黄棕壤和棕壤;汉中属北亚热带气候区,冬无严寒、夏无酷暑,气候温和,年平均气温14℃左右。北有秦岭、南有大巴山脉两大屏障,潮湿气流不易北上,伏旱之后,秋季有连阴雨,气温主要受海拔影响,汉中海拔略高,最低海拔处西乡平坝区也有米左右,茶园主要分布在大巴山北麓海拨―1米的缓坡地上,土壤主要有砂壤土、壤土、粘壤土;安康属亚热带大陆性季风气候,四季分明,雨量充沛,春暖干燥,秋凉湿润并多连阴雨,气候湿润温和,最低海拔米,年均气温16℃左右。其中紫阳的茶园主要分布在气温较高的沿江河浅山丘陵和气温偏低,降水充沛的巴山浅山区,海拔米以下,黄棕壤居多的山坡上。老茶园主要分布在粮地和桐林下,0米以上的山区茶园以苦茶为主,茶树种植的最高海拔在1米。信阳属亚热带向暖温带过渡地区,季风气候明显,雨量充沛,年均气温15℃左右,茶园主要分布在海拔-米的坡地,山区土壤多为黄、黑砂壤土,深厚疏松,腐殖质含量较多,肥力较高;泰安茶区主要在泰山周围,属温带大陆性半湿润季风气候区,四季分明,寒暑适宜,光温同步,雨热同季,光照和雨水充足,年平均气温13℃左右,茶园土壤类型多样,主要有棕壤、褐土、砂姜黑土、潮土、山地草甸型土和风沙土,土层深厚,土质疏松,保水保肥能力强;临沂属暖温带季风大陆性气候,四季分明,雨量充沛,气侯温和,年平均气温14℃左右,还略低于汉中平坝地区,茶园多分布在岭地坡地,土壤较薄,砾石较多,有机质含量略低;日照属于温带季风气候,四季分明,冬无严寒,夏无酷暑,光照充足、雨量充沛,台风登陆频繁,虽然年均气温12℃左右,但极端气温少,气候更温和,日照以山地丘陵为主,土壤呈微酸性,属黄棕壤土,含有丰富的有机质和微量元素;崂山茶区属暖温带半湿润季风区大陆性气候,四季分明,冬无严寒,春季回温慢,夏无酷暑,多雾,秋季寡照,昼夜温差大,年平均气温和日照接近,茶园多在背风向阳的半山坡或丘陵地,土壤为土质深厚肥沃的花岗岩母岩棕壤土;乳山位于胶东半岛,属暖温带季风型大陆性气候,四季变化和季风进退明显,具有气候温和,雨水充沛,光照充足,无霜期长的特点,乳山比崂山偏北,年平均气温略低于崂山。土壤类型多样,以棕壤为主,土体深厚,质地较好,保供性能好;更北方、更冷的产茶地,如属中温带半干旱大陆性季风气候区的赤峰,属温带大陆性季风气候区的辽宁,水热条件不足以供应茶树生长,需要在大棚种植。
看起来,从南到北,随着水热条件的变化,春天到来的越来越晚,冬天到来的越来越早,但茶芽的萌发,并不是纬度越低就越早,品种抗寒性、越冬休眠期的物质积累、茶树健康状况、同纬度地区差异较显著的水热条件、土壤肥力等都是影响因素。如乌牛早、元宵绿等早生品种,在温州、宜宾等水热条件好的地方,发芽特早,甚至早于大部分水热条件更好的云南产区种植的大叶种,同时,也早于水热条件较差的浙北、皖南、川西等地。
只有相对好,没有绝对好
一般来说,每个品种都有它最适宜的生长环境,这个最适宜,除了指生活期内的生长势、抗逆性、持嫩度等表现好,还指有最能表现其优异品质和品种特性的适制茶类。因为对品质理解的不同,不同时期有不同的明星品种,如崇尚浓厚风味的时代,云南大叶中最受欢迎,白化品种茶树被认为没有经济价值,偏爱清鲜醇爽风味的时代,白化品种是最受追捧的品种;通常在同一气候、土壤环境下,有许多品种混生,老茶园是因有性系品种的遗传变异,新茶园是因无性系品种的搭配种植。一方面,品种多元化可以错开采摘洪峰期,提高抵抗爆发性的病、虫、热、冻灾害的能力。另一方面,品质标准多元化和种质资源、地域文化保护,给最适宜、最好带来了很多不确定性,品种的优质性和独特性共同促进了各地茶树品种的多元化趋势。
有些适制性接近的品种,看似性状和产地都跨度极大,其实生长的气候、土壤环境很接近。树型、叶片大小、发芽时间等性状,是通过茶树的生长环境和品种基因相互协调而呈现出来的,但是,茶树品种和其原产气候土壤不一定是最优搭档,在原产地没有突出表现的品种,可能在引种后,与环境锲合度更高,展现出特异的品质,如原产建阳的水吉水仙,引种到武夷山后,表现更加出色,成了武夷山的当家品种之一。另外,品种和产地的匹配度,受气候变化的影响,不是一成不变的,一些不适应环境的品种,在某些年份,可能会有特别突出的表现;生长在最适宜环境中的茶树品种,因为气候、土壤条件的突然变化,很可能表现得差强人意。
人们所理解的茶叶品质的好坏,是一种有着时代和地域印记的文化现象,不同的饮茶习惯和偏好,造就不同的评价标准,如英式下午茶以浓强鲜的红茶为优质红茶,国内的清饮红茶以醇爽甘鲜为优质红茶。饮茶文化的积淀,滋养出新口味需求的时候,就是新的文化现象兴起之时。不管流行风向是日新月异,还是循环播放,都不离气候、土壤和品种所构建的一体化的品质基础。
持嫩度和茶叶的口感、香气滋味
持嫩度强的茶叶口感柔软细腻,香气优雅丰富;加工中的火工高低和口感的粗细软硬并无直接联系。气候和土壤质地、养分的类型和含量,影响茶叶内含物质的组分,进而影响香气和滋味。粗老原料口感粗糙,滋味淡薄,香气短,弱。由于简单儿茶素苦中有甜,不涩,比苦涩的酯型儿茶素味觉阈值几乎高一倍,所以多酚类含量高、简单儿茶素占比高的大叶种和多酚类含量低、酯型儿茶素占比高的中小叶种,很难说哪个滋味更苦涩。茶农常按味道类型的不同,把茶树品种分成苦茶和甜茶两类,同一地方同一品种的茶,在不同年份的差异性气候里,可能表现出明显苦涩或甘甜的味型。甜味是增加滋味醇厚度的主要因素,它和鲜叶持嫩度关系紧密,受气候影响,尤其是温度影响较大,叶片细胞常利用提高单糖含量,来增加细胞液浓度,以此来增强抗寒性。昼夜温差大的气候,可能对嫩叶的糖类积累较为有利,温度过高时,糖类物质转化形成的茶多酚也开始增加,滋味变浓变苦。一些知名产区的气候、土壤和品种适制性
适制绿茶的品种主要原生于中亚热带黄壤区、北亚热带的黄棕壤地区。
浙江武义的植被属中亚热带常绿阔叶林,全县红壤占比48.19%,黄壤占比18.67%,武义从引种的云南大叶中选育出的晚生种春雨2号,适制绿茶,滋味鲜爽,回甘强,花香明显。台湾海拔米以上的高山平缓区域,多雨寒冷的针叶林下多发育成类似棕壤的土壤,所种植的青心大冇、青心乌龙等中、晚生小叶种,可制出香气清高,滋味鲜醇的绿茶、高山乌龙,。云南选育的紫鹃品种,花青素含量高,主要分布在怒江山脉向南延伸的余脉部,西双版纳的西部勐海县境内的温带、暖温带湿润季风气候区发育的黄棕壤、棕壤区域,适制绿茶,可引种到北方有同样气候土壤条件的产区。适制中小叶种工夫红茶的品种,多也适制绿茶,主要分布在中亚热带的红壤、黄壤区域,紫土与其交错而生,高山区有黄棕壤。
中亚热带森林生态系统中的武夷山桐木关,原生茶树品种是表现出多种类型茶树性状的群体种“奇种“,桐木关m以下的红壤,m至米为黄红壤,以上为黄壤类的非地带性土壤:山地黄壤和山地草甸土。发育的土壤盐基饱和度较低,山体上部经过强烈淋溶迅速脱硅形成三水铝石;山体下部是游离氧化铁粘粒位移明显的红壤,化学风化程度深。随和海拔的降低,土体厚度和粘粒度增加。北亚热带湿润季风气候下的祁门,北部中山区天然次生林、灌丛草被和人工林主要发育黄壤、黄棕壤;中山区外围丘陵盆地主要发育红壤、紫土;低山缓坡的次生林主要分布红壤,原生有祁门种。川西南气候炎热,主要生产川红工夫,原生品种有性状各异的老川茶,宜宾筠连县西北部的筠连镇、塘坝乡、孔雀乡,县东南的大雪山、联合、蒿坝、维新、巡司等乡镇有反映岩性的特殊土壤类型紫色土系,占比22.95%,黄壤,占比59.93%。蒿坝镇香台山、大雪山镇大雪山、龙镇乡老君山等海拔米以上的山区主要分布黄棕壤,占比5.33%。适制乌龙茶的品种主要原生于中亚热带的黄、红壤地区,黄壤和红壤在山区多呈垂直分布,一般黄壤在山体上部,红壤在山体下部。高香品种的分布,东部比西部多,主要处在内地的中亚热带湿润季风气候、海洋气候和台湾的热带、暖带林相下,主要特点是湿热条件较高,极端天气较少,四季分明,冬季最冷月平均气温在零度以上,可能因为茶树抗寒主要靠芳香物质的形成来启动,所以较多形成高香品种。
广东潮州的凤凰山、内安溪的海拔高于米的山区是中亚热带海洋性季风气候下的黄壤区域,安溪海拔低于米的山区主要分布红壤,原生的凤凰水仙群体种、铁观音、黄棪、本山、毛蟹、梅占、引种的奇兰等都是制作条形、颗粒状高品质乌龙茶的品种;闽北武夷山景区、闽南平和县,都是山峦起伏,地形错综复杂的中亚热带季风湿润气候下的红壤、黄壤区域,原生的奇丹、肉桂、白鸡冠、铁罗汉、白芽奇兰,引种的福建水仙等,都是制作高品质乌龙茶的原料。阿里山区公尺以下丘陵为热带林相,-1公尺主要为暖带林相。1,~3,公尺为温带林相,3,~3,公尺主要呈现寒带林的林相,阿里山乌龙茶,主要产在暖带红黄壤区和温带棕壤区,品种多青心大冇、青心乌龙等。台湾是较同纬度气温偏高的亚热带季风气候,地形平坦,起伏平缓的丘陵地区多发育成黄壤(呈黄、黄棕,红棕色),这一区域包括发现了发现青心大冇的台北县文山和最早引种了青心乌龙的南投县凤凰山支脉冻顶山一带、杂交选育的金萱、翠玉等的广泛种植区域,金萱、翠玉适制乌龙茶和绿茶;适制大叶种工夫红茶的品种,通常也适制绿茶,主要分布中亚热带红壤、黄壤地区。
原产于四川崇州市的崇庆枇杷茶,属大叶种,最适生长环境为西北部海拔0米左右山区,土壤为白垩纪酸性紫色土和侏罗纪酸性黄壤。原产宜昌大叶种的夷陵茶区,黄棕壤分布于海拔~米以上的山地;黄壤分布于西陵峡谷两岸和西北山区海拔0米以下的低中山和丘陵;紫色土分布于东南海拔米以下的丘陵。原产凌云白毛茶的广西凌云县,属亚热带气候,黄红壤土占比45%,分布在海拔米以上至米地带、黄壤占比11%,分布在海拔0米以上地带、红壤占10%,分布在海拔米以下的高丘深谷地带。原产乐昌白毛茶的广东乐昌县,属中亚热带气候,海拔米以下是红壤区、以上是黄壤区。适制红碎茶的品种,通茶也适制工夫红茶、生普和熟普,主要分布在南亚热带赤红壤区、北热带砖红壤区。
适制红碎茶的品种主要是云南大叶种等,包括勐库大叶种(又名大黑茶)、凤庆大叶种和勐海大叶种等,原产澜沧江流域南部,主要分布在双江、澜沧、勐海、凤庆、昌宁、云县、保山、元江等县(市)。大部分产区是砖红壤、赤红壤。云南中小叶种除了生长在气候偏冷的滇东北部,在南部也有不少和大叶种混生的的,可见品种性状和气候、土壤的关联,并不是绝对对应的,一些特殊的气候条件和人员流动带来的品种引种,也是其中的原因之一。相比较中、北亚热带的中小叶种,滇南中小叶种生长的环境特点,主要在于土壤是铁铝更为富集的赤红壤,红壤分布较少,降水和水汽蒸发更多,气温略高,因为古茶园大部分在森林中,常年都以漫射光为主,不过在强力开发的今天,不少古茶园已经部分暴露在了阳光直射下,如景迈古茶园,相对来说,勐宋部分古茶园的森林条件较好。
乐古茶山海拔在~米之间,勐龙勐宋古茶山海拔在0~米之间,布朗古茶山海拔在~米有中叶种。勐宋的茶和景迈一些,常以兰花香著称。云南南部的普洱茶小叶种,主要分布在云南东南角,勐腊县象明乡的倚邦、蛮砖、革登,勐腊的茶区年平均气温19℃—20℃,年积温0℃—0℃,最热月平均气温23℃左右,最低气温10℃~13℃,极端最低气温0℃~-3℃的天数很少,一般在7℃以上,有轻霜3-5天,或无霜,冬无严寒夏无酷暑,土壤主要是赤红壤,米以上多红壤。倚邦古茶山海拔在1~米之间有小叶种、小乔木,蛮砖古茶山处于倚邦、革登、曼撒、易武四座茶山之间,蛮砖古茶山海拔在~米之间,大叶种、乔木,小叶种、小乔木混生。革登古茶山处于倚邦茶山和莽枝茶山之间,海拔在~之间,树龄在年左右。茶树有大叶种、乔木,小叶种、小乔木,所产小叶种普洱茶,滋味类似倚邦,甜味显著,但汤质稍薄。西接缅甸的澜沧县惠民乡的景迈古茶山,也有小叶种的分布,且树龄大的小叶种茶树保存较完善。景迈古茶园距县城70余公里,坐落在景迈、芒景万亩古茶园内的村寨有10个,茶园面积亩,整个地形西北高、东南低,最高海拔米,最低海拔1米,属亚热带山地季风气候,干湿季节分明,年平均气温18℃,年降雨量1毫米,古茶园土壤属于赤红壤,所产古树茶,一向以甜香著称,香气突出,但是喝到此茶的时候,感受并不突出,可见其特点只是相对而言。适制白茶的品种,重视外形,银针讲求外形肥壮,密披白毫,一般以多毫、大叶品种为宜,如特早生的福云六号、早生的福鼎大毫,福安大白、晚生的政和大白,福建水仙等,中叶种的有早生的福鼎大白、中生的菜茶等。
福鼎和政和产区属中亚热带季风湿润性气候下的红壤和黄壤地区,福鼎管阳全镇海拔米以上、磻溪土壤以黄红砾壤为主、白琳镇一带为幼红壤,地面倾斜较大;政和产区60%在东部海拔~m海拔的山区,40%在西部~m海拔的山区,白茶茶树品种中政和大白茶、水仙的耐寒能力较强;云南景谷,从峡谷地区到高寒山区,形成了北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带和暖温带五种气候类型,从坝区河谷到山区半山区对应气候分布有砖红壤、赤红壤、红壤、黄棕壤、棕壤、紫色土等,以赤红壤面积为最大,占可利用土地面积的60.6%,海拔米至米的民乐镇秧塔镇,属南亚热带气候区,发育的土壤为赤红壤和红壤,所生秧塔大白茶为乔木型大叶种,多制作成白茶。经过时间积淀和市场推广,被广泛认可的经典名茶的品质特点:
杭州西湖产区龙井群体种制作的炒青绿茶龙井茶,嫰香、清香馥郁,滋味鲜醇甘爽;苏州太湖洞庭山西山小叶种制作的炒青绿茶碧螺春,滋味清鲜甘醇,嫰香清鲜;种植于黄山市的黄山大叶种制作的烘青绿茶黄山毛峰,嫰香清香持久,鲜醇爽;蒙顶山川茶品种制作的绿茶蒙顶甘露毫香显,鲜嫩甘醇,黄茶蒙顶黄芽,鲜醇爽口;武夷山桐木关采茶制作的小种红茶,细腻甘甜;纯正高长,似桂圆干香或松烟香,滋味醇厚回甘;金骏眉原料细嫩,属工夫红茶做法,滋味鲜爽甘醇,香气甜鲜,极为耐泡;云南凤庆以凤庆大叶种制作的滇红,甜香浓郁,鲜甜醇爽,随原料成熟度的加深,滋味由鲜甜醇爽到甜醇、浓醇、浓厚,汤色的红浓度逐渐加深;晒红工艺还会表现出花果香;祁门历口槠叶种制作的祁红,属于工夫红茶,有鲜嫩甜香和似玫瑰、苹果等丰富的香气,甘醇爽口。近年来,在细紧的出口精制茶外,多了针形、毛峰型、螺形等新的工艺;泉州安溪县西坪镇铁观音制作的颗粒状乌龙茶,外形砂绿油润,香气清高持久,滋味清醇鲜爽;颗粒状乌龙茶不同品种会表现出不同的风味,如黄金桂有独特的四奶香的桂花香,佛手有似雪梨的香气,滋味更醇厚;武夷山风景区肉桂、水仙品种制作的岩茶,甘醇爽口,香气馥郁。肉桂随原料成熟度不同,表现出类似乳香、蜜桃香、桂皮香的香气,滋味醇厚鲜爽;水仙鲜醇浓爽或醇厚甘爽,香气浓郁或清长;潮州凤凰山单丛水仙茶制作的条形后颗粒状凤凰单丛,花蜜香清高悠长,滋味甜醇回甘,汤色金黄清亮;紧压型水仙清花香明显,滋味浓醇甘爽;清香型白芽奇兰鲜醇甘爽,香气清雅悠长,品种香明显,浓香型白芽奇兰醇厚甘爽,香气浓郁持久,品种香显。福鼎管阳镇以福鼎大毫制作的福鼎白茶,毫香浓郁、鲜香、甘醇爽口,新工艺白茶滋味更为醇厚,清鲜度略差;云南勐海以云南大叶中制作的生普,随原料成熟度的,香气有嫰香、清香、花香等,滋味鲜醇到醇厚,浓度逐渐加强,熟普醇浓润滑、浓厚,香气陈纯、浓郁;广西梧州以梧州群体种、广西大叶种制作的六堡茶醇厚、浓醇,陈香纯。大部分群体种都遇到了生长势弱,产量低,上市晚,成品花杂的问题,需要引进无性系良种提升品质,引种时,气候和土壤的变化,常常会引发品种性状、发芽时间和内含物质的变化,能够适应新环境的品种,除了胜在外形匀整、产量高、上市早、适应性强,内质表现常常也很优异,气候风土和品种组合出的最佳搭档,往往是通过各地的斗茶发掘出来的,如武夷山的肉桂、安溪的铁观音等,也有一些,是随着时代的变化,人们的审美发生改变,原来不看好的品种因此变得广受欢迎,如安吉的白化品种。
现今较为广泛种植,适应性强,品质符合市场需求的品种有
中茶、龙井43制作的龙井、毛峰等表现出鲜醇滋味和明亮汤色,中茶被认为有细微的蜜香型花香;安吉白茶、黄金芽制作龙井、玉露表现出的甘鲜滋味和明亮汤色,安吉白茶一般口感细腻,黄金茶随产地和品种的不同,表现出或甜糯或细腻的口感;福选9号、名山、福鼎大白制作甘露、碧螺春,表现出多毫外形和鲜醇滋味;金牡丹、金观音、黄玫瑰制作乌龙茶和红茶表现出浓郁花香和较为细腻的口感;英红9号、梅占制作的红茶,滋味鲜浓,香气高,口感较为细腻,梅占比英红9号滋味更淡爽一些,似有梅子香,英红9号有花香,滋味鲜甜醇爽,随成熟度的加深,滋味的浓度变大。此外,以乌龙茶品种制作绿茶的一些尝试,也有较为不错的表现,如金观音秋茶制作的绿茶,花果香明显,滋味鲜爽醇和。
中国茶区边界