施用不同调理剂对酸化茶园土壤化学性质及茶叶品质的影响

针对茶园土壤酸化问题,利用不同配方调理剂对其进行土壤改良。采用田间微区试验的方法,以种植英红九号年限分别为2年(幼龄)和8年(成龄)茶园为研究对象,设置4个不同处理:不施调理剂(CK)、调理剂Ⅰ(生物炭,T1)、调理剂Ⅱ(生物炭+石灰,T2)及调理剂Ⅲ(生物炭+碱渣钙镁肥,T3),施用量为20 t·hm^(-2)。通过2年定位试验,研究3种调理剂对茶园土壤的主要化学性质及茶叶品质的影响。土壤分析表明,与对照组相比,2年的试验周期中,2种茶园的土壤pH均呈现先升后降的趋势,试验4个月后施用调理剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的幼龄茶园土壤pH值分别升高了0.11、0.20和0.22个单位,成龄茶园pH值分别升高了0.15、0.16和0.38个单位,但经过16个月后pH值又会逐渐下降。幼龄茶园土壤有效磷和速效钾含量均有显著升高,而成龄茶园只有速效钾含量显著升高。茶叶品质分析表明,与CK相比,试验4个月后幼龄茶园调理剂处理组茶叶的水浸出物含量分别显著增加6.66%、6.30%和6.80%。施用调理剂可以改善茶园酸性土壤,增加土壤肥力和茶叶内含物质含量。

基于高光谱图谱融合技术的英德红茶等级快速无损判别

茶叶等级评价是检测茶叶品质的一项重要技术指标。通过提取红茶高光谱成像技术下的图像特征和光谱特征,构建一种基于图谱融合方法、适用于英德红茶等级评价的快速无损判别模型。首先制备3种不同等级的红茶样本,采用t分布-随机近邻嵌入和主成分分析对光谱数据进行降维可视化分析,然后从影响内在品质角度用连续投影法提取每种化学值的特征波长,通过多模型共识策略和竞争性自适应重加权算法-连续投影法筛选得出表征其内在品质的最佳特征波长组合,并建立基于遗传算法优化支持向量机的等级判别模型;其模型的训练集准确率为88%,预测集准确率为78.33%。为了融合外形纹理差异,先提取最佳特征波长组合对应的高光谱图像;采用图像掩膜消除背景的干扰和采用图像主成分分析消除多波长图像间的冗余信息,然后采用灰度共生矩阵和局部二值化算法提取主成分前三维主成分图像与特征光谱融合,并建立基于特征融合的遗传算法优化支持向量机等级判别模型,且基于第三主成分图像特征融合模型判别效果最佳,训练集准确率提升至98%,预测集准确率提升至96.67%。

基于内在品质参数的乌龙茶等级判别模型建立

茶叶等级评价是检测茶叶品质的重要技术手段,科学建立茶叶等级评价模型具有重要意义。本文以102个乌龙茶为研究对象,采用多种特征值筛选方法结合支持向量机算法建立基于特征内在品质参数的乌龙茶等级评价模型。同时,采用高光谱技术结合化学计量学,对特征品质参数建立基于特征波长的粒子群算法优化反向误差神经网络神经网络(PSO-BP)和麻雀搜索算法优化最小二乘支持向量机(SSA-LSSVM)的定量预测模型,最后对定量预测的化学值模型验证。结果表明,当参数组合酯型儿茶素、简单儿茶素、茶多酚、水浸出物、咖啡碱、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)六种化学值时的乌龙茶等级模型判别准确率最高,训练集的准确率为97.22%,预测集准确率为93.33%。基于特征波长的麻雀搜索算法优化最小二乘支持向量机(SSA-LSSVM)定量预测模型的预测精度更高且均方根误差更低,预测集的决定系数R^(2)均在0.93~0.99之间。随机抽取30个乌龙茶样本六种化学值的最佳预测值,其判别准确率达90%。综上所述,基于内在品质参数组合对不同等级的乌龙茶准确判别是可行的,且基于高光谱技术的预测模型可以快速精准的获得其化学值大小,预测的化学值也能准确的判别不同乌龙茶品质等级,同时为科学判别茶叶品质等级领域提供了新的分析思路和应用实例。

基于高光谱技术的红茶茶多酚可视化研究

目的 利用高光谱技术实现对英红九号红茶茶多酚含量的快速无损、可视化检测。方法 采集128个红茶光谱数据并进行光谱预处理后,引入蒙特卡罗-高斯分布方法寻找异常样本。经两次异常样本剔除,各模型预测集决定系数r^(2)均有0.2~0.4的大幅提升。为解决大样本模型训练时间长、数据冗余问题,采用连续投影算法进行波长筛选,共得到14个能反映红茶茶多酚含量的特征波长,并比较了最小二乘回归、支持向量机回归、BP神经网路、粒子群优化最小二乘支持向量机回归(particle swarm optimization least squares support vector regression, PSO-LSSVR) 4种模型预测红茶茶多酚含量的精度。最后以最优模型建立茶多酚可视化模型。结果 合理剔除样本并以光谱特征为输入,结合PSO-LSSVR方法建立的模型效果最佳,其校正集决定系数为0.921,预测集决定系数为0.903,预测精度达到了90%以上,基本实现了茶多酚含量可视化检测。结论 可视化算法有效地反映了红茶茶多酚分布情况,适用于茶叶快速无损检测。

高低硅秸秆生物炭的表征及对Cd2+的吸附特性与机理

采用野生型水稻(WT,高硅)和硅缺失突变体水稻(lsi1,低硅)秸秆为原材料制备成300、500、700℃3种温度生物炭,探究高低硅秸秆生物炭对Cd^(2+)的吸附特性及作用机制。野生型和突变型水稻秸秆原料总硅含量分别为17.88%和7.42%,制备出的高硅生物炭相对于低硅生物炭具有较高的硅含量、较大的比表面积和孔径。通过元素分析、电镜能谱扫描分析(SEM-EDS)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)以及比表面积分析(BET-N2)等对两种生物炭进行分析,结果表明随温度上升两类生物炭均表现出产率下降、pH增大、比表面积上升,高低硅生物炭均能在471、788、1090 cm^(-1)波峰处观察到Si-O-Si键。吸附实验表明,高低硅生物炭均在pH为6、固液比为1 g·L^(-1)时对水溶液中Cd^(2+)吸附效果最佳。吸附动力学模型结果表明,高低硅生物炭的吸附动力学过程均符合准二级动力学模型(R2>0.9),说明该过程以化学吸附为主。通过Langmuir和Freundlich模型进行等温吸附拟合,均能较好反映出高低硅生物炭的吸附行为与特性。结合高低硅生物炭的基本理化性质、FTIR分析和SEM-EDS观察的结果表明生物炭吸附机制主要为离子交换、沉淀和官能团络合作用。研究表明,热解温度较高的高硅生物炭吸附效果更好,这可能与其具有较高的硅含量、较大的比表面积与孔体积、较多的阳离子及较为丰富的官能团有关。

不同温度桉树叶生物炭对Cd^(2+)的吸附特性及机制

通过元素分析、BET-N_2、Zeta电位、Boehm滴定,SEM-EDS、FTIR等分析方法对不同热解温度(300、500和700℃)下制备的桉树叶生物炭进行表征,研究了3种生物炭(BC300、BC500和BC700)对Cd^(2+)的吸附特性与机制.结果表明,随温度升高,生物炭产率下降,灰分、p H值和Zeta负电荷量上升,比表面积增大.当Cd^(2+)浓度为20mg/L时,平衡时间依次为80min(BC700)<360min(BC500)<540min(BC300),均符合准二级动力学模型(R^2>0.98),以化学吸附为主.BC300和BC500吸附过程均符合Langmuir和Freundlich模型,BC700更符合Freundlich模型,最大吸附量依次为BC700(94.32mg/g)>BC500(67.07mg/g)>BC300(60.38 mg/g).在Boehm滴定结果分析的基础上,结合FTIR和SEM-EDS,表明生物炭吸附机制主要为静电吸附和官能团络合作用.BC700吸附性能最佳,原因可能是具有较大的比表面积、较多的负电荷量和较为丰富的官能团.

生物炭对酸性土壤改良的研究进展

土壤酸化是其退化的重要表现之一,且易引发诸多问题,如土壤板结、肥力下降、重金属迁移性增强、生物活性降低、作物产量与品质下降等。近年来,随着现代社会快速发展,高强度人类活动持续干扰,加之其他各种影响因素,土壤酸化趋势有所加剧,已严重影响土壤的生态环境质量,严重制约土壤生产力。生物炭具有pH值较高、孔隙结构发达、比表面积巨大、吸附性能极佳、内含元素丰富等特性,因此,在酸性土壤改良等方面备受国内外学者关注。综述了生物炭施用对酸性土壤理化性质、土壤微生物、土壤酶活性和作物产量及品质等方面的影响,并探讨可能存在的作用机制。最后,提出生物炭在酸性土壤改良方面尚未解决的问题并进行展望,以期为生物炭改良酸性土壤的理论研究及应用推广提供参考。

不同温度制备香根草生物炭对Cd^(2+)的吸附特性与机制

为探讨香根草生物炭对水溶液中Cd2+的吸附特性及机制,通过元素分析、BET-N2、Zeta电位、SEM-EDS、FTIR等分析手段对不同热解温度(300、500℃和700℃)下制备的香根草生物炭特性进行表征,并研究三种生物炭(BC300、BC500和BC700)在不同初始Cd2+浓度和吸附时间下的吸附行为。结果表明,随着温度升高,生物炭产率下降,灰分、pH和Zeta负电荷量上升;比表面积和孔体积增大,其中BC700的比表面积为227.04 m2·g^(-1),比原材料增大67.8倍。三种生物炭的吸附过程均符合Langmuir和Freundlich模型,而Freundlich拟合度相对较高(R2均大于0.98),最大吸附量顺序依次为BC700(92.65 mg·g^(-1))>BC500(80.17 mg·g^(-1))>BC300(76.29 mg·g^(-1))。当初始Cd2+浓度为20 mg·L^(-1)时,吸附平衡时间顺序为BC700(80 min)<BC500(180 min)<BC300(240 min),均符合准二级动力学模型(R2均大于0.98),以化学吸附为主。对比吸附前后的FTIR谱图,主要有-OH、C=O、C=C、C-O等官能团参与生物炭的吸附过程。结合SEM-EDS的结果分析,生物炭主要是通过表面静电吸附和络合作用去除溶液中Cd2+。三种生物炭中,BC700吸附性能最佳,原因可能是其具有较大的比表面积、较多的负电荷量和较多的官能团。

广东省茶叶主产区杂草防控技术及成本研究

【目的】明确广东省茶叶主产区杂草防控策略与成本,为控草技术研发、改进和推广提供参考依据。【方法】通过调查问卷和实地走访相结合的方式,对广东省茶叶主产区茶企(茶农)所采用控草方式、次数、成本和期望成本,以及对绿色控草技术的认知度与接受程度等进行调查。【结果】结果表明,广东省茶叶主产区控草策略以人工除草为主(93.94%),机械除草次之(42.93%),化学除草约占8.59%,而绿色控草技术如覆盖稻草、覆盖防草布、间作绿肥等仅占4.55%~7.07%。年均控草成本11507.55元/hm^2,平均除草次数4.16次,期望年均控草成本6512.55元/hm^2。各项控草技术中,纯化学农药控草年均成本最低,约为2805元/hm^2,纯人工控草年均成本最高,约为12525元/hm^2,人工+绿肥、人工+地膜(防草布)等绿色控草模式成本介于7500~8985元/hm^2。绿色控草技术接受程度为84%,实际使用率不到10%。【结论】广东省茶叶主产区以人工除草为主,成本偏高,茶企(茶农)接受绿色控草技术意愿高,但实际使用率偏低。因此需进一步简化现有绿色控草技术实施难度,制定杂草防控规程,并加强绿色控草技术的宣传和推广。

广东主要茶区春季杂草群落调查与区域差异分析

探明广东茶园春季杂草基本情况,为茶园杂草防控提供基础数据。2020年3—5月,在广东省粤东、粤西、粤北3个茶叶主产区31个茶园共620块样方开展茶园杂草群落调查,采用七级目测法,记录样方杂草种类及生长优势等级。调查共发现杂草313种,出现频度高于10%的杂草有126种,其中菊科杂草23种、禾本科12种、茜草科8种、蔷薇科7种、唇形科6种、蓼科5种、豆科4种,以上7个科共包含杂草65种,占据126种杂草的51.5%。出现频度前10杂草分别为小蓬草Erigeron canadensis(83.87%)和菝葜Smilax china(80.65%)、鸭跖草Commelina communis(77.42%)、积雪草Centella asiatica(74.19%)、野茼蒿Crassocephalum crepidioides(74.19%)、酢浆草Oxalis corniculata(74.19%)、地菍Melastoma dodecandrum(70.97%)、鬼针草Bidens pilosa(70.97%)、长萼堇菜Viola inconspicua(67.74%)、一点红Emilia sonchifolia(67.74%)。生长优势度前10杂草分别为小蓬草(17.42%)、鬼针草(17.19%)、鸭跖草(17.10%)、酢浆草(15.11%)、假臭草Praxelis clematidea(12.58%)、白茅Imperata cylindrica(12.19%)、野茼蒿(12.06%)、阔叶丰花草Spermacoce alata(10.90%)、红花酢浆草Oxalis corymbosa(10.65%)、地菍(9.81%)。粤东、粤西和粤北茶区优势杂草存在显著差别,粤东地区以鬼针草、小蓬草、华南鳞盖蕨Microlepia hancei等杂草为主;粤西茶区以阔叶丰花草、微甘菊Mikania micrantha、鸭跖草、假臭草等杂草为主;粤北茶区以小蓬草、空心泡Rubus rosifolius、白茅为主。调查初步探明广东主要茶区春季杂草分布状况,为各茶区杂草防控提供数据支持。

茶园杂草防控技术研究进展

化学除草因快速、高效、低成本等优点,受到农民的青睐。但是化学除草剂的过量使用,易造成水土流失,加速杂草抗性形成,污染地下水等诸多生态环境问题。因此,践行绿色发展观,发展替代技术显得尤为重要。从防控技术出发,综述了我国茶园主要杂草防控技术优缺点,提出不同技术的适用条件,以期为茶园草害防控和茶农科学除草提供可操作性的指导与建议。

客家炒青绿茶加工过程中品质成分的动态变化

为了研究客家炒青绿茶加工过程中的主要品质成分动态变化规律,以广东客家小叶群体种-仙湖茶为原料,按摊青、杀青、揉捻、炒青、辉干等工艺制作炒青绿茶,对加工过程中的主要内含物成分及香气组成进行测定分析。结果显示,随着加工的进程,茶叶在制品含水率呈下降趋势,以“炒青”工序最为显著,含水率降至4.74%,降幅达91.63%;在“炒青”工序,茶叶生化成分含量变化最大:可溶性糖含量达到最大值5.71%,水浸出物含量达到最小值35.85%,氨基酸含量达到最小值2.71%。加工过程中,水浸出物、氨基酸、茶多酚及咖啡碱呈下降趋势,儿茶素总量及酯型儿茶素含量的变化趋势与茶多酚一致。香气组分以醇类物质为主,其中香叶醇、芳樟醇、二十八烷醇及叶绿醇等化合物在炒青绿茶不同阶段加工过程中占比较高且变化幅度较大。该研究揭示了客家炒青绿茶加工过程中的主要风味物质变化过程,可为优化客家炒青绿茶加工工艺与品质良好风味的形成提供数据参考。

氨基酸菌肥施用量对茶树生长及土壤肥力的影响

为探究不同氨基酸菌肥施用量对茶树生长和土壤肥力含量的影响,以鸿雁12号茶树为研究对象,采用田间微区试验的方法,设置了不施用氨基酸菌肥作对照组(CK)和氨基酸菌肥施用量分别为75 kg·hm^(-2)(T1)、150 kg·hm^(-2)(T2)、225 kg·hm^(-2)(T3)和300 kg·hm^(-2)(T4)的处理,研究不同氨基酸菌肥施用量对茶树生长、茶叶品质及土壤肥力的影响。结果表明:氨基酸菌肥施用后能显著增加茶叶芽头密度及茶叶产量,提高茶叶中氨基酸含量和土壤中碱解氮含量。试验6个月后与CK相比,T4组的芽头密度显著增加了63.4%,茶叶产量显著增加了71.5%;T1~T4处理茶叶中氨基酸含量分别增加了9.73%、6.41%、7.57%和13.2%,土壤中碱解氮含量分别增加了25.0%、36.0%、46.0%和37.6%。综上,氨基酸菌肥的施用能提高茶叶产量及品质,改善茶园土壤环境质量,为茶园生产的合理施肥及优质高效生产提供数据参考。

不同水质对英红九号红茶茶汤主要理化成分及品质的影响

以英红九号红茶为供试材料,采用国家审评冲泡方法,对5类水样(超纯水、自来水、天然山泉水、天然矿泉水、纯净水)及其冲泡茶汤的色泽、pH、电导率、主要品质成分含量进行检测,并进行了相关性分析,研究不同类型水质对英红九号红茶茶汤色泽及其品质成分的影响。结果表明,水样的pH、电导率及溶解性总固体含量越高,茶汤明亮度越低,红色度越高;不同水质对茶汤中总儿茶素,特别是酯型儿茶素等浸出量的影响显著。

广东茶园杂草危害评价与分级方法的建立与探讨

草类是茶园生态系统的重要组成部分,具有保持水土、改良土壤、栖息天敌等多重功能,对维持茶园生态系统内稳态具有重要意义。然而,目前广东大部分茶企(农)采用了“一刀切”的方式,对草类进行无差别的防控措施,既耗费大量人力、物力、财力,又严重破坏茶园生态系统平衡。因此,建立广东茶园杂草危害评价与分级方法,对指导茶企(农)科学防治杂草具有重要意义。文章从建立茶园杂草危害评价与分级方法的必要性和可行性、国内茶园杂草评价与分级方法的探索和广东茶园杂草危害评价与分级方法的初探等3个方面展开,针对广东茶区产地特点,提出以发生频级、生长优势度、分布系数、防治难度为指标的杂草危害评价和分级方法,以期为茶园杂草的科学防控及茶-草和谐共生系统的构建提供参考建议。

肠道菌群与天然植物提取物相互作用的研究进展

肠道菌群数量巨大,种类多,具有参与调控宿主代谢、免疫、内分泌等多种生理功能,在维持健康以及控制疾病发生发挥着重要作用。植物提取物及其有效组分与肠道菌群之间存在复杂的作用关系,一方面肠道菌群对植物提取物具有代谢作用,可代谢成与其前体具有不同的生物利用度、生物活性或毒性的物质。另一方面,植物提取物能调控肠道菌群的结构组成,从而改善或抑制其功能障碍和病理状态。现就植物提取物与肠道菌群之间的相互作用关系进行综述,以期为植物提取物的作用机制及创新研究提供参考。