茶樹特征信息研究進(jìn)展

1、茶樹特征信息研究進(jìn)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(xiàn)茶樹和利用茶樹的國家，大量的歷史資料和近代調(diào)查研究材料，

2、都證明了中國是茶樹的原產(chǎn)地。飲茶的習(xí)慣最早起源于中國，如今飲茶更成為世界性的風(fēng)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(yīng)的對茶的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的要求也很重要。 關(guān)鍵詞：茶葉；茶業(yè)；品種資源；樹冠結(jié)構(gòu)；病蟲害預(yù)測 1 背景 茶業(yè)的發(fā)展與中國國家的發(fā)展緊密聯(lián)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(cè)面反映歷代中國政治、經(jīng)濟(jì)及文化的面貌。我們栽培茶樹的目的是獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的茶葉，而茶樹的品種資源的差異，樹冠的構(gòu)成狀況，病蟲害的預(yù)測與控制都與茶葉的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)密切相關(guān)。 茶樹種質(zhì)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(wù)。我們可以運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)

3、，對茶樹種質(zhì)資源進(jìn)行分析, 以其為茶樹種質(zhì)資源的開發(fā)利用和茶樹生理育種提供理論依據(jù)。 茶樹樹冠結(jié)構(gòu)的構(gòu)成狀況，影響著茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。對不同樹齡茶樹的樹冠結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)分析，為制定合理的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施提供科學(xué)依據(jù)。如合理修剪，施肥以達(dá)到理想的樹冠結(jié)構(gòu)，有效地提高茶葉產(chǎn)量，增進(jìn)茶葉品質(zhì)，適應(yīng)機(jī)械化作業(yè)，便于采摘和管理，提高生產(chǎn)效率，塑造豐產(chǎn)樹冠。 控制茶樹的病蟲害，是獲取茶葉高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我國茶樹分布地域氣候溫暖、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(jù)估計，由于病害，茶葉產(chǎn)量每年要損失10%15%

4、，同時還嚴(yán)重影響茶葉質(zhì)量。因此茶樹病蟲害防治歷來是茶葉生產(chǎn)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(dāng)或失去防治時效，造成病害發(fā)生嚴(yán)重。提供一種較準(zhǔn)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(yù)防措施，是減少病害損失的有效方法。 從上個世紀(jì)五十年代起，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，茶葉生產(chǎn)也有了較大發(fā)展，但國內(nèi)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(tǒng)的感觀評測方法對茶葉進(jìn)行評定，將計算機(jī)技術(shù)用于茶葉領(lǐng)域的為數(shù)不多。利用計算機(jī)技術(shù)，將茶葉的各種外形，內(nèi)質(zhì)作為各項指標(biāo)，使用戶只需通過

5、簡單的鼠標(biāo)操作，即可對茶葉品質(zhì)進(jìn)行分類與識別。 2 國內(nèi)外研究動態(tài) 隨著茶葉產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，茶葉為人們創(chuàng)造了越來越多的經(jīng)濟(jì)效益，科研和生產(chǎn)實踐均已證明，要想獲得高的經(jīng)濟(jì)效益，茶葉的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)是關(guān)鍵因素，品種的好壞，樹冠的構(gòu)成狀況，病害的預(yù)測與防治是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 2.1 茶樹種質(zhì)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(dá)3300多份。但是, 我國對茶樹種質(zhì)資源的研究, 基本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(jìn)行了系統(tǒng)的研究。收集了我國主要產(chǎn)茶省有代表性的茶樹種質(zhì)資源100多份材料的基礎(chǔ)上, 并經(jīng)統(tǒng)一管理和栽培, 對茶樹種質(zhì)資源的主要

6、生理特性進(jìn)行了系統(tǒng)的測定。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)唐和平，陳興琰早在1995年就從形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)、化學(xué)三個方面進(jìn)行測定，采用數(shù)學(xué)方法綜合分析，探討了茶樹種質(zhì)資源的形狀差異和親緣關(guān)系。2001，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)系羅軍武教授等運(yùn)用RAPD（隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性）技術(shù)對茶樹品種資源的親緣關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)研究，旨在為茶樹品種資源的分類和科學(xué)利用提供理論依據(jù)。2005年，羅軍武教授聯(lián)合廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所的專家們，利用AFLP-銀染分子標(biāo)記技術(shù), 對40個茶樹品種(系) 進(jìn)行遺傳多樣性與親緣關(guān)系分析。 2.2 樹冠結(jié)構(gòu)的研究 在茶樹樹冠結(jié)構(gòu)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(jié)果顯示，茶

7、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(jié)了豐產(chǎn)區(qū)經(jīng)驗，得到茶樹要豐產(chǎn)其樹冠結(jié)構(gòu)必須達(dá)到的目標(biāo)，為豐產(chǎn)樹冠結(jié)構(gòu)的塑造提供了科學(xué)依據(jù)。近年來，專家根據(jù)樹冠結(jié)構(gòu)指標(biāo)的動態(tài)變化規(guī)律。建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，為品種在規(guī)范化栽培條件下樹冠結(jié)構(gòu)的達(dá)標(biāo)測定提供科學(xué)依據(jù)。2000年，羅軍武、唐和平、黃意歡選用湖南省規(guī)范化栽培茶園118 年生的櫧葉齊品種為材料, 以與產(chǎn)量、品質(zhì)密切相關(guān)的14項樹冠結(jié)構(gòu)作為指標(biāo)，根據(jù)它們的變化規(guī)律，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。同年，羅軍武、唐和平、黃意歡以小喬木型品種福鼎大

8、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(jié)構(gòu)的15 項指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查, 并運(yùn)用計算機(jī)作數(shù)據(jù)分析。結(jié)果表明, 兩類型品種樹冠結(jié)構(gòu)指標(biāo)隨樹齡的增大呈現(xiàn)出基本一致的變化規(guī)律，各項樹冠指標(biāo)均可用一定的數(shù)學(xué)模型予以表達(dá)。研究結(jié)果還表明, 兩茶樹品種在16年生期間, 各項樹冠指標(biāo)增幅較大, 714年生期間樹冠指標(biāo)的增加或減少的幅度不大, 樹冠結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定；14年生后, 一些與茶葉品質(zhì)和產(chǎn)量密切相關(guān)的指標(biāo), 如新梢密度、生產(chǎn)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(jié)構(gòu)指標(biāo)的變化來看, 茶樹類型不同, 樹冠結(jié)構(gòu)動態(tài)變化

9、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(dá)，茶樹病蟲防治已由傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)措施防治過度到使用農(nóng)藥的化學(xué)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(xué)防治兩類防治方法。但這些都需要首先對茶樹的病蟲害進(jìn)行早期的預(yù)測和診斷，進(jìn)而才能在還沒造成嚴(yán)重發(fā)病的情況下進(jìn)行防治和控制。2003年，徐云等采用數(shù)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(jìn)行分類、分組，將組中各個病害的病狀特征分解為單獨(dú)的特征性狀

10、，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(shù)值診斷表，再利用數(shù)學(xué)的方法，對各量化的分值進(jìn)行比較，得到診斷結(jié)果，利用診斷病害的可信度表達(dá)診斷的準(zhǔn)確性，當(dāng)病害準(zhǔn)確度達(dá)到60以上的分值時，可以認(rèn)為診斷準(zhǔn)確，點(diǎn)擊詳細(xì)資料即可得到有關(guān)該病的相關(guān)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(zhì)鑒定與分類研究 在國內(nèi)外，茶葉品質(zhì)大多數(shù)是通過人的感官評定的，其原因是由于茶葉的成分比較復(fù)雜，茶葉的品質(zhì)并不能通過某種成分的量化就能表達(dá)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(zhì)評價的內(nèi)容和深度上都不斷有新的發(fā)展，使其更加科學(xué)和規(guī)范，提高了感官審評的準(zhǔn)確性和可

11、比性。感官審評包括干看審評外形、開湯審評內(nèi)質(zhì)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(zhì)，是一門應(yīng)用感官分析技術(shù)的學(xué)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(zhǔn)確性。2004年，周亦斌等綜述了國內(nèi)外運(yùn)用相關(guān)的儀器和技術(shù)對茶葉外形、湯色、香氣和滋味進(jìn)行品質(zhì)評價的研究進(jìn)展，特別是機(jī)器視覺技術(shù)在茶葉外形和湯色評價，電子鼻技術(shù)在茶葉香氣評價和電子舌技術(shù)在茶葉滋味評價等方面的應(yīng)用，并提出了新技術(shù)在茶葉品質(zhì)評價中應(yīng)用的發(fā)展趨勢。文中特別提出了機(jī)器視覺系統(tǒng)，就是計算機(jī)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，它是用計算機(jī)

12、實現(xiàn)部分人類視覺的功能，把所測對象映射成數(shù)字圖像，并模擬人的判別準(zhǔn)則去理解圖像和識別圖像，進(jìn)而對所攝圖像進(jìn)行分類或分級。計算機(jī)輔助品質(zhì)檢測可以使品質(zhì)指標(biāo)定量化和標(biāo)準(zhǔn)化，而且計算機(jī)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(yīng)也更靈敏。所以其技術(shù)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(tǒng)，選擇形狀、色澤、纖維素、氨基酸、咖啡堿、茶多酚這六個指標(biāo)作為參數(shù)，將茶葉的理化分析與專家系統(tǒng)相結(jié)合，開發(fā)了一種功能齊備、智能性強(qiáng)的茶葉鑒定專家系統(tǒng)。 3 結(jié)束語 目前關(guān)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(yùn)用生物技術(shù)或數(shù)學(xué)方法進(jìn)行研究，或者生物技術(shù)與數(shù)

13、學(xué)方法相結(jié)合進(jìn)行研究，而將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到其中雖然也有，但是很少。所以，運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)與其它學(xué)科相結(jié)合來對茶樹、茶葉進(jìn)行研究是當(dāng)前很熱門的一項技術(shù)。 參考文獻(xiàn) 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(guān)系的RAPD分析J.茶葉科學(xué),2002,22(2):140-146. 2楊德莊.茶樹豐產(chǎn)樹冠的構(gòu)成與塑造J.福建農(nóng)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(nóng)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系統(tǒng)研制J.農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究,2003,19(2):93-100. 5李姣,何東健,杜子

14、魯.茶葉鑒定專家系統(tǒng)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(zhì)資源的主要生理特性J.茶葉科學(xué),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(guān)系的研究J.湖南農(nóng)學(xué)院學(xué)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(xué)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(jié)

15、構(gòu)變化的數(shù)學(xué)模型研究J.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)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(jié)構(gòu)動態(tài)變化的數(shù)學(xué)模型探討J.經(jīng)濟(jì)林研究,2000,18(4):4-7. 12周亦斌,王俊.新技術(shù)在茶葉品質(zhì)評價中應(yīng)用的現(xiàn)狀及趨勢J.茶葉科學(xué),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(dá)，茶樹病蟲防治已由傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)措施防治過度到使用農(nóng)藥的化學(xué)措施防治，尹勇對茶樹主要的病蟲

16、害的發(fā)生提供了生物防治和化學(xué)防治兩類防治方法。但這些都需要首先對茶樹的病蟲害進(jìn)行早期的預(yù)測和診斷，進(jìn)而才能在還沒造成嚴(yán)重發(fā)病的情況下進(jìn)行防治和控制。2003年，徐云等采用數(shù)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(jìn)行分類、分組，將組中各個病害的病狀特征分解為單獨(dú)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(shù)值診斷表，再利用數(shù)學(xué)的方法，對各量化的分值進(jìn)行比較，得到診斷結(jié)果，利用診斷病害的可信度表達(dá)診斷的準(zhǔn)確性，當(dāng)病害準(zhǔn)確度達(dá)到60以上的分值時，可以認(rèn)為診斷準(zhǔn)確，點(diǎn)擊詳細(xì)資料即可得到有關(guān)該病的相關(guān)資料，包括病原菌、發(fā)病癥狀、發(fā)生規(guī)律、防

17、治方法等。 2.4 茶葉品質(zhì)鑒定與分類研究 在國內(nèi)外，茶葉品質(zhì)大多數(shù)是通過人的感官評定的，其原因是由于茶葉的成分比較復(fù)雜，茶葉的品質(zhì)并不能通過某種成分的量化就能表達(dá)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(zhì)評價的內(nèi)容和深度上都不斷有新的發(fā)展，使其更加科學(xué)和規(guī)范，提高了感官審評的準(zhǔn)確性和可比性。感官審評包括干看審評外形、開湯審評內(nèi)質(zhì)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(zhì)，是一門應(yīng)用感官分析技術(shù)的學(xué)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(zhǔn)確性。2004年，周

18、亦斌等綜述了國內(nèi)外運(yùn)用相關(guān)的儀器和技術(shù)對茶葉外形、湯色、香氣和滋味進(jìn)行品質(zhì)評價的研究進(jìn)展，特別是機(jī)器視覺技術(shù)在茶葉外形和湯色評價，電子鼻技術(shù)在茶葉香氣評價和電子舌技術(shù)在茶葉滋味評價等方面的應(yīng)用，并提出了新技術(shù)在茶葉品質(zhì)評價中應(yīng)用的發(fā)展趨勢。文中特別提出了機(jī)器視覺系統(tǒng)，就是計算機(jī)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，它是用計算機(jī)實現(xiàn)部分人類視覺的功能，把所測對象映射成數(shù)字圖像，并模擬人的判別準(zhǔn)則去理解圖像和識別圖像，進(jìn)而對所攝圖像進(jìn)行分類或分級。計算機(jī)輔助品質(zhì)檢測可以使品質(zhì)指標(biāo)定量化和標(biāo)準(zhǔn)化，而且計算機(jī)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(yīng)也更靈敏。所以其技術(shù)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(tǒng)，選擇形狀、色澤、纖維素、氨基酸、咖啡堿、茶多酚這六個指標(biāo)作為參數(shù)，將茶葉的理化分析與專家系統(tǒng)相結(jié)合，開發(fā)了一種功能齊備、智能性強(qiáng)的茶葉鑒定專家系統(tǒng)。 3 結(jié)束語 目前關(guān)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(yùn)用生物技術(shù)或數(shù)學(xué)方法進(jìn)行研究，或者生物技術(shù)與數(shù)學(xué)方法相結(jié)合進(jìn)行研究，而將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到其中雖然也有，但是很少。所以，運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)與其它學(xué)科相結(jié)合來對茶樹、茶葉進(jìn)行研究是當(dāng)前很熱門的一項技術(shù)。 參考文獻(xiàn) 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(guān)系的RAPD分析J.茶葉科學(xué)