混植林木茶園茶葉性質之初探
陳芬蕙 何政坤 林欣德 黃芷雲

緒言
茶園裡混植其它物種樹木屬於混農林業的一種，混農林業兼具植林固碳、增加植被以保護水土，同時在經濟面上可給予經營者短期的經濟收益。因此，混農林業如能規劃在不影響原有農業經營利益的原則下，培育山坡地農民有意願栽植之樹種，將可協助林政機關解決台灣山坡地濫墾、超限利用等所引起的土壤流失問題，進而達到林地永續發展的目標(陳芬蕙等 2011)。
茶樹(Camellia sinensis (L.) O. Ktze.)原產中國雲貴高原及其邊緣地區雲霧彌漫的原始森林中，原為林下的耐陰植物，後來為了管理方便與增加產量，茶樹開始單一種植並且矮化。但除了台灣常見的茶園單一作物方式外，在世界各地區亦可見到茶林混植的模式。許多報告指出，茶園中適度間種遮陰樹可以提高茶葉品質，過去台灣在日治時期曾鼓勵茶園與相思樹等經濟林木混植(唐先柏和鄭智殷 2004)，陸羽的茶經中也提到「野者上，園者次。陽崖陰林...」，意思是說茶葉的品質，以野外自然生長者好，在園圃栽種的次之。尤其長在向陽山坡且有林蔭覆蓋下生長的茶樹最好。
茶具有許多良好的保健功效，其中兒茶素(Catechin)被證實是茶葉具抗氧化功效最主要之成份，是茶葉中含量最多的可溶性成份，也是影響茶色、香味與品質最重要的成份，咖啡因則可刺激中樞神經提神(黃志煜等 2003)。這些成分皆會受茶樹生長的環境而改變含量(陳佩等2010, Song et al. 2012)，間植遮陰樹改變了茶樹的光照、溫度與濕度等，亦會改變茶葉的成分。
本研究之主要目的為了解茶樹受間植樹遮陰後，茶芽的性狀與主要化學成分之改變。

方法
一、觀測地點：
位於南投縣廬山地區，海拔約1,400m，茶園成立多年後在茶園中混植肖楠近1公頃，肖楠於1997年栽植於茶園平台之間的斜坡上，目前存活密度約為100株/公頃。依茶樹距離混植肖楠不同而遮陰程度不同，因此將遮陰程度分為全光(全日不受肖楠遮陰)、半遮陰(南) (樹冠邊緣向南處)、半遮陰(北) (樹冠邊緣向北處)、全遮陰(樹冠正下方，全日不受陽光直射) 。
二、環境因子：
為了解遮陰對茶葉生長環境的影響，於2013年9月4日6:00-17:00(茶葉採收前約一周)，利用HOBO U30-NRC記錄儀每10分鐘一次分別在四種遮陰程度處，同時記錄茶樹上方的光照度及溫濕度。
三、鮮葉茶芽性狀調查：
在四種遮陰程度處分別取樣四個 30*30cm方格，計算茶芽數量及芽重，並在方格中隨機取27個茶芽(一心二葉)調查性狀，包括葉面積(葉長*葉寬*0.7)、葉厚度、節間長、節間徑，方格中若不足27個芽則全部調查。
四、HPLC分析鮮葉茶芽成分：
以 80%MeOH萃取經60℃烘乾的茶葉約1g，萃取2次，每次加10ml，第1次振盪1hr，第2次0.5hr。採用高效能液相層析儀系統(HPLC, Waters, USA)，分離管柱採用C6H5(phenyl)管柱(250 mm × 4.6 mm, 5 μm, MN, Germany)，注射量10 μL，流速為0.8 mL/min，檢測波長280 nm。分析主要4種主要兒茶素((-)-Epigallocatechin gallate ((-)- EGCG)、(-)-Epicatechin gallate ((-)-ECG)、(-)-Epicatechin ((-)-EC)、(+)-Catechin ((+)-C))及咖啡因(caffeine)之組成，總兒茶素之量則為4種主要兒茶素之總計，標準品藥劑購自Sigma公司。

結果與結論
一、環境因子：
半遮陰處光照約為全光區之35%，而半遮陰(南) 在早上8:00-10:00有接近全光的環境，全遮陰處之光照低，約為全光區之6%(圖1)。氣溫方面，全光區在受光照後迅速自12℃上升到27℃，半遮陰(南) 處晚2 hr受光後也迅速升溫，而半遮陰(北)與全遮陰區相似，白天緩慢上升至20℃再下降。濕度則反映出溫度的變化，受光照後全光區與半遮陰(南)處濕度從接近飽和下降至52-67%，再逐漸上升。因此，半遮陰(北)與全遮陰之環境較為接近，半遮陰(南)則介於全光與全遮陰之間。
二、茶芽性狀調查：
以全光下的茶芽發育最快，包括葉面積、葉厚度、節間長與徑，而且數量也最多。接著是半遮陰(南)與半遮陰(北)的茶芽，全遮陰之茶芽最小、最輕且數量最少。全光的芽密度約是全遮陰的6.5倍，百芽重是全遮陰的3倍，因此單位面積全光區的產量是全遮陰的近20倍。曾有前人報導遮陰會減少茶芽數量但重量會增加，因此鮮葉產量反而增加，但各茶樹品種間差異很大。
三、HPLC分析茶芽成分：
遮陰會提高茶芽中兒茶素的含量，全光下之總兒茶素的量是全遮蔭處的22%(圖2)。兒茶素在各茶芽個體間的變異很大，但其中皆以EGCG的含量最高，佔55-65%。咖啡因的含量則是全光下稍少一些。若分別分析茶芽不同部位(芽(心)、第1片葉子、第2片葉子與小枝)之成分含量，則發現第1片葉子的兒茶素含量最高，芽與第2片葉子的含量相近，而茶枝的兒茶素含量很低(1-7%)。咖啡因則隨葉片年齡逐漸減少，以芽的含量最高，茶枝的含量最低。
兒茶素的含量與茶品質息息相關，是茶湯中苦味與澀味的主要來源，更是茶葉抗氧化作用的重要成分。許多報導指出適度遮陰可增加茶葉的品質，本研究發現遮陰可提高兒茶素含量，但是由於遮陰引起的環境變化複雜，且間接影響茶葉中的化學成分合成，因此有關遮陰對茶葉成分的影響，前人研究之結果並不一致，這與調查地區的氣候、栽培的茶樹品種等等皆有很大的關係。因此未來還需要更多研究，以釐清這些問題。

引用文獻
唐先柏、鄭智殷 (2004) 日治時期台灣山林政策下的新竹地區的林業發展。竹塹文獻雜誌 29:8-29。
陳佩、楊知建、蕭潤林 (2010) 遮陰對茶園生態環境及其茶樹光合作用和產量的影響研究。安徽農業科學 38:5604-5605,5639。
陳芬蕙、何政坤、簡慶德、林欣德 (2011) 臺灣混農林業林木現況調查與其碳吸存效應初探。林業研究專訊 18:57-61。
黃志煜、吳志鴻、張振生、葉永廉、張上鎮 (2003) 製程與採收季節對茶葉抽出物抗氧化活性之影響。臺灣大學生物資源暨農學院實驗林研究報告 17:231-237。
Song R, Kelman D, Johns KL, Wright AD. (2012) Correlation between leaf age, shade levels, and characteristic beneficial natural constituents of tea (Camellia sinensis) grown in Hawaii. Food Chemistry 133:707-714.