摘要 ［目的］探索土壤中的中量和微量元素含量及其與咖啡豆杯測品質之間的相關性。［方法］通過對普洱市5個縣（區(qū)）10個咖啡種植園土壤中的中量和微量元素有效含量進行檢測分析。［結果］土壤pH為3.77～5.28，為酸性，土壤交換性鈣、交換性鎂、有效硼、有效鉬含量為低水平，土壤有效鋅、有效銅含量處于中水平，土壤有效鐵、有效錳含量處于高水平；有效硫含量樣點間差異較大，6個處于較低水平，4個含量較高；有效銅和有效錳之間相關性達到顯著水平，交換性鈣和交換性鎂之間呈極顯著相關；大部分杯測品質指標之間差異呈顯著或極顯著相關；土壤交換性鈣、交換性鎂、土壤有效硫、鐵、錳、硼、硼、鉬、銅與咖啡豆杯測品質的相關性均不顯著。

關鍵詞 咖啡；中量和微量元素；咖啡豆；杯測品質；相關性分析

中圖分類號 S 158.3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）23-0184-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.23.040

Correlation Analysis Between the Contents of Medium and Trace Elements in Coffee Soil and Coffee Bean Cup Quality

LUO Ya-ting， ZHU De-cheng，ZHANG Guo-zhong et al

（Pu’er University，Pu’er，Yunnan 665000）

Abstract ［Objective］To explore the correlation between the content of medium and trace elements in soil and the quality of coffee bean cup test.［Method］ The effective content of trace and medium elements in the soil of 10 coffee plantations in 5 counties （districts） of Pu’er City was tested and analyzed.［Result］The soil pH was 3.77-5.28，which was acidic，the contents of exchangeable calcium，exchangeable magnesium，available boron and available molybdenum were low，the soil available zinc and available copper were at the medium level，soil available iron and available manganese were at high levels.There were significant differences among the available sulfur samples，with 6 at a low level and 4 at a high level.The correlation between available copper and available manganese reached significant level，the correlation between exchangeable calcium and exchangeable magnesium was extremely significant;there was significant or extremely significant correlation between most of the cup quality indexes;soil exchange calcium，exchange magnesium，soil effective sulfur，iron，manganese，boron，molybdenum and copper were not significantly correlated with coffee bean cup test quality.

Key words Coffee;Medium and trace elements;Coffee bean;Cup testing quality;Correlation analysis

基金項目 普洱學院咖啡專項（2022KFZX01）；普洱學院綠色發(fā)展研究專項（2022LSZX03）。

作者簡介 羅婭婷（1984—），女，云南賓川人，副教授，碩士，從事土壤、植物營養(yǎng)、農(nóng)業(yè)資源利用研究。*通信作者，教授，碩士研究生，從事入侵生態(tài)、土壤方面的研究。

收稿日期 2024-01-25

咖啡原產(chǎn)于非洲埃塞俄比亞的熱帶地區(qū)，為茜草科咖啡屬多年生常綠灌木或小喬木，富含多種生物活性物質，其中咖啡堿對神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、胰島素的分泌均有促進作用，還可降低患Ⅱ型糖尿病的風險，可用于治療早產(chǎn)嬰兒呼吸暫停，同時也具有抗癌效果［1-4］。

咖啡杯測是一種咖啡品鑒方法，專業(yè)咖啡人士用它來評估咖啡的特性和質量。咖啡杯測品質的形成受到咖啡豆品質好壞的制約，咖啡品質的差異與自身品種遺傳因素、生產(chǎn)加工因素及生態(tài)環(huán)境相關［5］，原材料品質的好壞直接影響著產(chǎn)品品質的優(yōu)劣程度，而原材料咖啡豆品質的形成又受制于環(huán)境、土壤、栽培管理等因素，其中緯度與海拔是對咖啡品質形成影響較大的因素［6-10］。由于高海拔地區(qū)開花時間晚、花期長、果實成熟期晚，因此有利于果實中有機質的積累，增加酸度和糖類的含量，對咖啡豆質量品質的形成起顯著作用［11-12］；同時，緯度與杯測品質之間存在正相關，即高緯度地區(qū)所種植的小粒咖啡種品質較低緯度地區(qū)所種植的更好［12］。土壤肥力水平的高低也制約著咖啡品質的形成，普洱市的氣候較適合小?？Х鹊姆N植［13-16］，但咖啡主栽區(qū)的土壤綜合肥力整體一般［16］。在加工方面，對咖啡豆初加工的不同工藝措施也會對杯測品質造成顯著的影響，陳云蘭等［17］研究表明，采用黑蜜加工處理和日曬處理后的咖啡感官品質最佳。

普洱市獨特的地理位置以及立體氣候明顯、熱量資源豐富、自然降水充沛、年溫差小、晝夜溫差大等優(yōu)越的自然條件，造就了普洱咖啡“香氣濃郁持久、略帶果酸味”的獨特品質特征，在國際市場中具有較高的知名度，讓普洱市成為中國高品質小粒咖啡主產(chǎn)區(qū)之一。普洱作為云南咖啡的主產(chǎn)區(qū)，生產(chǎn)的普洱咖啡在國內(nèi)以及國際市場中具有較高的知名度，作為咖啡產(chǎn)業(yè)鏈的前提基礎，品質優(yōu)越的咖啡豆不僅是咖啡生產(chǎn)加工過程的主要需求，更是眾多咖農(nóng)增收致富的重要渠道。趙明珠等［16］、馬關潤等［18］研究得出，咖啡豆品質與土壤養(yǎng)分指標（酸堿性、有機質、速效磷、速效鉀和堿解氮）有顯著的典型相關關系；張國忠等［6］研究得出，速效鉀含量與杯測結果呈極顯著正相關。土壤的中量和微量元素是作物生長發(fā)育不可或缺的必需營養(yǎng)元素，任何一種元素的缺乏均會引起植物的生理性病害，從而會使植物產(chǎn)量品質受到影響［7-8］。其中土壤中量和微量元素對作物品質影響的研究較多［19-20］，但對于咖啡土壤中量和微量元素含量測定及其與咖啡杯測品質之間是否存在相關性的研究鮮見報道。該研究通過對普洱市咖啡種植區(qū)土壤的中量和微量元素含量、咖啡杯測品質測定以及兩者之間的相關性進行分析，以期為高品質咖啡的栽培管理及產(chǎn)品質量評價提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 樣品選取地的確定 為盡可能減小海拔對樣品采集的干擾，將樣品采集點的海拔布置于1 023～1 378 m，并根據(jù)普洱市各縣咖啡種植規(guī)模及生產(chǎn)狀況，選擇江城縣、思茅區(qū)、孟連縣、瀾滄縣、寧洱縣共5個縣（區(qū)）作為此次試驗的樣品采集地。2018年10月至2019年1月對5個縣（區(qū)）采用GPS定位確定地點。采樣點基本情況如表1所示。

1.2 土壤樣品的采集與處理 明確試驗樣品采樣區(qū)域后，根據(jù)咖啡種植地的面積，利用五點采樣法采樣，用土鉆采耕作層（0～20 cm）約1 kg的混合土樣，貼好標簽，帶回實驗室，分別取50 g左右放于冰箱保存，其他土樣自風干后，進行磨細過篩，貼示標簽，避光保存，等待測定使用［6］。

1.3 咖啡豆樣品的采集與處理 由于品種遺傳因素是影響咖啡品質形成的重要因素之一，因此統(tǒng)一選擇“卡蒂姆”系列品種的咖啡樹作為該研究的樣品。選擇與土壤樣品采集點所對應的咖啡植株采集咖啡豆樣品，撿去生豆、干豆、爛豆，使用達到工藝成熟期的鮮果作為樣品，每個樣品采集1.5～2.0 kg。

為避免樣品過度發(fā)酵對杯測品質的影響，對采摘后的咖啡鮮果及時處理。使用水洗法對咖啡豆進行處理。脫除果皮，將脫皮后的咖啡豆分離出來后，再漂洗2～3次，去除咖啡豆表面的膠質黏液，以便于晾曬和儲藏。將漂洗好的咖啡豆置于自然光照條件下晾曬，待其完成干燥后用自封袋密封保存，貼好標簽待用。

1.4 測定方法

1.4.1 土壤的中量和微量元素含量測定。交換性鈣、交換性鎂含量采用醋酸銨浸提，原子吸收光譜（AAS）法測定；有效鐵和有效錳含量采用二乙烯三胺五乙酸（DTPA）浸提，AAS法測定；有效硫含量采用磷酸二氫鈣-乙酸溶液浸提，硫酸鋇比濁法測定；有效鋅和有效銅含量根據(jù)土壤pH呈酸性，采用0.1 mol/L HCl浸提，AAS法測定；有效鉬含量采用草酸-草酸銨溶液浸提，比色法測定；有效硼含量采用沸水浸提，姜黃素比色法測定［21-24］。

1.4.2 咖啡豆樣品的杯測。

1.4.2.1 杯測人員的資質。為了得到客觀準確的評測結果，此次試驗有幸邀請了3位專業(yè)人士對10款咖啡豆樣品進行專業(yè)評測。

1.4.2.2 杯測項目及打分。杯測員在品測后需要對10款咖啡豆的干/濕香、風味、余韻回甘、酸質、醇厚度、平衡感、整體、一致性、干凈度、甜度共10個項目進行杯測打分。每個項目得分情況由3位杯測員分別打分后以平均值得出此項目的杯測得分，最后每項得分之和作為此款咖啡的綜合得分。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 使用Excel對試驗數(shù)據(jù)進行整理，利用SPSS 26對土壤養(yǎng)分含量、咖啡豆杯測品質以及兩者之間進行雙變量相關性分析。

2 結果與分析

2.1 普洱咖啡種植區(qū)土壤pH 從圖1可以看出，普洱咖啡種植區(qū)的10個土壤樣品pH處于極強酸性等級的有3個，分別是大開河、冬瓜嶺、果給，pH在3.74～3.99；處于強酸性等級的有6個，分別是康平、孟連72、帕亮、富巖、糯扎渡、謙莫，pH在4.04～4.91；處于酸性的是普義，pH為5.28。

2.2 土壤樣品中量和微量元素含量 從表2可以得出，咖啡土壤樣品中的中量元素交換性鈣、交換性鎂、有效硫的平均含量分別為0.96、0.11、39.31 mg/kg；微量元素有效鐵、錳、硼、鉬、鋅、銅的平均含量分別為20.22、39.61、0.40、0.17、4.55、1.61 mg/kg。參考土壤微量元素豐缺標準（全國第二次土壤普查制定），其中土壤交換性鈣、交換性鎂、有效硼、有效鉬含量為低水平；土壤有效鋅、有效銅含量處于中水平；土壤有效鐵、有效錳含量處于高水平；有效硫含量樣點間差異較大，6個處于較低水平，4個含量較高，特別是謙莫，達到極高水平［25］。

2.3 咖啡豆杯測品質基本情況 對咖啡豆杯測的各個項目以10分制的標準進行評分，將10個杯測項目得分之和作為此樣品咖啡豆的杯測總得分，其中總分75～79時可以將該款咖啡評為優(yōu)質商品咖啡級別，≥80分時可以評為精品咖啡級別。

從10個樣品咖啡的整體得分情況（表3）來看，2個咖啡豆樣品達到精品咖啡級別（總分≥80分），剩余8個咖啡豆樣品均能達到優(yōu)質商品咖啡級別（75～79分），總得分均在77分以上。

2.4 土壤中量、微量元素之間的相關性分析 從表4可以看出，土壤交換性鈣與交換性鎂之間呈極顯著相關，土壤有效錳與有效銅之間呈顯著相關；交換性鈣與交換性鎂的相關性系數(shù)最高，為0.775。

2.5 咖啡豆樣品杯測品質間的相關性分析 從表5可以看出，酸質與風味，醇厚度與平衡感、整體，整體與平衡感，余韻回甘與醇厚度、平衡感、整體之間均呈極顯著相關；醇厚度與風味，酸質與余韻回甘、醇厚度、平衡感均呈顯著相關?？傮w來看，各個杯測項目之間均存在正相關性。

2.6 土壤中量和微量元素含量與咖啡豆杯測品質的相關性分析 從表6可以看出，有效鐵、有效鋅與咖啡各杯測品質之間均呈正相關，交換性鎂、有效硫、有效錳與各咖啡杯測品質之間均呈負相關，但相關性均不顯著。

3 結論與討論

從普洱5縣（區(qū)）10個咖啡園的咖啡土壤pH、交換性鈣和鎂以及有效硫、鐵、錳、硼、鋅、鉬、銅的含量分析可得出，土壤pH為酸性土壤，有3個處于極強酸性土壤，這主要是當?shù)馗邷馗邼竦臍夂蛞约笆┓室穑寥澜粨Q性鈣、交換性鎂、有效硼、有效鉬含量為低水平，土壤有效鋅、有效銅含量處于中水平，土壤有效鐵、有效錳含量處于高水平，有效硫含量樣點間差異較大，6個處于較低水平，4個含量較高。原因主要是高溫高濕地區(qū)的酸性土壤，陽離子有效性較高，但土壤交換性鈣和鎂缺容易隨水流失，從而容易缺失，以陰離子存在的元素有效性較低。這與前人的研究結果是一致的［26］。各元素之間相關性分析表明，土壤有效錳與土壤有效銅之間呈顯著相關，土壤交換性鈣和交換性鎂之間存在極顯著相關。

咖啡豆杯測方面，經(jīng)過專業(yè)杯測人員對干/濕香、風味、余韻回甘、酸質等10個杯測項目杯測品評，對10個咖啡樣品豆的打分結果顯示有2個咖啡豆樣品達到精品咖啡級別（總分≥80分），余下8個咖啡豆樣品均達到優(yōu)質商品咖啡級別（75～79分），總得分均在77分以上；各杯測項目之間相關性分析表明，各杯測項目之間多存在顯著相關性，這應該是與咖啡獨特的香味以及它們之間相互影響有關［27］。

土壤的中量和微量元素有效含量與咖啡豆杯測品質進

行相關性分析，結果發(fā)現(xiàn)土壤的中量和微量元素有效含量與咖啡豆杯測品質有一定的相關性，但相關性均不顯著。

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