地理因子對云南咖啡生豆品質的影響研究

魯韋坤 李湘 李蒙

摘 要 利用2016年2月云南咖啡主產區34個采樣點物理性狀數據和采樣點地理位置屬性數據，研究了云南咖啡生豆主要物理性狀與地理位置屬性的關系。結果表明，千粒重和粒度≥17號豆的百分率隨著海拔的增加有增加的趨勢，但是隨著緯度的增加，千粒重出現先上升后下降的趨勢，當到達N24°附近后，千粒重并不會隨著海拔的升高繼續升高，而是出現明顯的下降；粒度≥17號豆的百分率在緯度N24°時，粒度≥17號豆的百分率出現了明顯的下降。綜合以上結果，云南哀牢山以西咖啡種植的最適區域為N24°以南的高海拔山區。

關鍵詞 咖啡生豆 ；物理性狀 ；緯度 ；海拔

中圖分類號 S571.2 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2019.02.003

Abstract The relationship between main physical properties and geographical location properties of raw coffee beans produced in Yunnan was analyzed based on the data from the 34 sampling sites of main coffee producing areas in February 2016 in Yunnan. The results showed that 1 000 grain weight and percentage of bean size≥17 （screen size） increased with the altitude. However， with the increase of latitude， the 1000-grain weight increased first and then decreased. The 1000-grain weight did not continue to increase at the altitude of N24 degrees， but decreased significantly with the increase of altitude higher than N24 degress. The percentage of bean size≥17 （screen size） was not obviously changed at the latitude of lower than N24 degrees， but obviously decreased at the latitude of greater than N24 degrees. In conclusion， the most suitable area for coffee cultivation in the west of Ailao Mountain in Yunnan Province was in the mountainous area with high altitude in the south of N24 degree.

Key words coffee beans ； physical properties ； latitude ； altitude.

咖啡原產非洲中北部低緯高原地區，與可可、茶葉并稱世界三大飲料，其產量、產值和消費量均居三大飲料之首，在國際貿易中是僅次于石油的第二大原料型產品[1]。中國咖啡最重要的產區是云南，其產量占全國總產量的99%左右，主要分布在普洱、保山、臨滄、德宏等9個州市[2]， 2016年統計顯示：普洱市、 臨滄市、德宏州和保山市4個主產區的咖啡種植面積占全省88%以上[3]。據報道，在云南哀牢山以西熱區種植的小粒種咖啡產量較高，商品豆品質優越，具獨特香醇味，深受消費者青睞，在國內外咖啡市場具有較強的競爭力[4-5]。但是云南咖啡產業也存在不少問題，如種植品種單一、深加工不足、國際市場影響力欠佳等問題[6]。筆者以咖啡主產區34個采樣點的咖啡生豆物理性狀和地理因子差異為研究對象，研究咖啡物理性狀與地理要素的相關性，為今后咖啡種植區劃調整提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 咖啡生豆物理性狀數據

結合咖啡實際種植區、以及緯度和海拔差異，在普洱、臨滄、保山、德宏等5個州市主產區共設計34個樣本點，樣本采樣時間為2016年2月，樣本品種為卡蒂姆（Catimor）系列和無遮蔽的樣本，采樣時盡量保證所采樣本區的土壤類型、種植年限基本一致，樣本區分布緯度：N 22.250 2°～25.808 1°，經度：E 97.673 9°～101.742 4°，海拔：817～1 419 m，海拔跨度602 m，采樣時利用手持GPS記錄各采樣點的經緯度和海拔信息。各采樣點信息和空間分布見表1。將所采樣本按照統一方法進行去皮和干燥處理后，每個樣本隨機取200 g咖啡生豆進行千粒重、粒度≥17號豆的百分比、粒度≥17號豆正常豆百分比、粒度≥17號豆大象豆及斑點豆百分比、粒度≥17號豆碎豆百分比、粒度<17號豆百分比、粒度<17號豆正常豆百分比、粒度<17號豆大象豆及斑點豆百分比、粒度<17號豆碎豆百分比等指標分析，每個樣本進行3次重復，并取平均值。

2 結果與分析

2.1 咖啡生豆物理性狀間相關性分析

一般認為，咖啡種植海拔越高，生豆的千粒重，顆粒越大，則咖啡生豆更緊實、烘焙后越能產生較好的口味，品質越好。這主要是因為海拔越高溫度越低，咖啡生豆生長期延長，有利于咖啡干物質的積累[1，7-8]。由表2可知，千粒重與粒度≥17號豆的百分率呈極顯著正相關，表明咖啡生豆越大，千粒重則越大，咖啡生豆越大并不會導致其內部緊實度降低；千粒重與粒度≥17號豆正常豆百分比和粒度≥17號豆碎豆重百分比呈極顯著正相關，說明隨著千粒重的增加，咖啡生豆粒度≥17號豆正常豆百分比和粒度≥17號豆碎豆重百分比的比重也會相應的增高。千粒重與粒度<17號豆百分比和粒度<17號豆正常豆重百分比呈極顯著負相關，表明隨著千粒重的增加，粒度<17號豆百分比和粒度<17號豆正常豆重百分比會下降。

2.2 咖啡生豆物理性狀與采樣點地理位置相關性分析

由表3可知，除粒度<17號豆百分比與緯度呈極顯著正相關，粒度<17號豆大象豆及斑點豆百分比相關性不明顯外，其余各項指標均與緯度呈顯著和極顯著負相關，表明隨著緯度的增加，咖啡生豆千粒重和大小有減少的趨勢；海拔與千粒重呈極顯著正相關，與粒度≥17號豆的百分比、粒度≥17號豆正常豆百分比呈顯著相關，說明隨著海拔的升高，千粒重、粒度≥17號豆的百分比、粒度≥17號豆正常豆百分比也將隨著增加；而隨著經度的增大，千粒重、粒度≥17號豆的百分比和粒度≥17號豆正常豆百分比也呈增大的趨勢。

由于采樣點緯度、經度和海拔存在差異，比如高緯低海拔采樣點可能與低緯高海拔采樣點的物理性狀檢測結果相差不大。因此，有必要對各要素進行進一步分析。鑒于咖啡生豆品質主要以千粒重和粒度≥17號豆的百分比為主要指標，因此主要對這2個指標進行分析。

2.2.1 緯度

將采樣點緯度按從小到大排序后，以緯度為橫坐標，海拔和千粒重（粒度≥17號豆的百分比）為縱坐標作圖。由圖1可知，隨著緯度的增加，千粒重出現先上升后下降的趨勢，而從采樣點海拔來看，盡管高緯度采樣點的海拔已經高于低緯度高海拔的采樣點，但是其千粒重并未比后者高，表明當到達一定緯度后，千粒重并不會隨著海拔的升高繼續升高，而是在N24°附近出現明顯的下降。

由圖2可知，隨著緯度的增加，與千粒重不同的是，粒度≥17號豆的百分比在緯度小于N24°時，粒度≥17號豆的百分比呈現平緩的波動，大于N24°時，粒度≥17號豆的百分比出現了明顯的下降；從采樣點海拔來看，高緯高海拔采樣點的粒度≥17號豆的百分比總體比低緯高海拔偏低，特別是高緯低海拔采樣點比低緯低海拔偏低明顯，表明利用高緯度的替代種植方式對咖啡生豆粒度≥17號豆的百分比存在明顯的不利影響。

2.2.2 海拔

將采樣點海拔按從小到大排序后，以海拔為橫坐標，緯度和千粒重為縱坐標作圖。由圖3可知，隨著海拔的上升，千粒重出現上升的趨勢。從采樣的緯度來看，高緯高海拔并未使千粒重明顯增加，但是高緯高海拔咖啡遭受寒凍害的風險明顯增加。

由圖4可知，隨著海拔的上升，粒度≥17號豆的百分比出現上升的趨勢。從采樣的緯度來看，高緯高海拔并未使粒度≥17號豆的百分比明顯增加。

2.2.3 經度

將采樣點經度按從小到大排序后，以經度為橫坐標，緯度和千粒重為縱坐標作圖。由圖5可知，隨著經度的增加，千粒重盡管出現了上升的趨勢，但從采樣點的緯度來看，經度較低區域采樣點的緯度較經度較高區域采樣點明顯偏高，從而導致出現以上相關性結果。這主要是由云南咖啡主產區的位置緯度西高東低所致，因此不再做后續分析。

3 討論與結論

利用2016年2月云南咖啡主產區34個采樣點物理性狀的分析數據和采樣點地理位置屬性數據，研究了云南咖啡主產區咖啡生豆主要物理性狀與地理位置屬性的相關關系。本研究結果表明，千粒重和粒度≥17號豆的百分比隨著海拔的增加有增加的趨勢，但是隨著緯度的增加，千粒重呈現先上升后下降的趨勢，當到達N24°附近后，千粒重并不會隨著海拔的升高繼續升高，而是出現明顯的下降；粒度≥17號豆的百分比在緯度N24°時，粒度≥17號豆的百分比出現了明顯的下降。綜合以上結果，云南咖啡種植的最適區域為N24°以南的西雙版納州、普洱市、臨滄市中部以南的高海拔區域。

從本文的結果來看，隨著采樣點海拔的升高，咖啡生豆千粒重和粒度≥17號豆的百分比呈現上升趨勢，這與黃家雄等[1]的研究結果一致。但是海拔不能無限上升，海拔上升太高可能導致寒凍害災害突出，對云南而言，高緯地區海拔1 670 m幾乎是咖啡種植的上線[7]。隨著采樣點緯度的增大，咖啡生豆品質出現下降的趨勢。這與李錦紅等[9]的研究結果不一致，主要是其采樣點主要分布在N24°以北和用杯評作為評價指標所致。一般認為，海拔的上升與緯度的增大對溫度的影響具有一致性。從種植氣候區劃的角度來考慮，可以通過北移的方式來解決作物對海拔的要求。本文分析結果表明，云南咖啡種植的北界為N24°附近，這可能是咖啡對太陽輻射強度有一定的要求所致。

目前，世界著名咖啡主產區主要分布在南北回歸線內的高原地區。從本文咖啡對緯度和海拔的綜合要求來看，云南種植咖啡的最適區域依然為低緯度高海拔的區域，這與世界著名咖啡主產區相吻合，但是云南咖啡主產區主要分布在北回歸線以北的地區。同時由于云南90%以上種植品種是雜交小粒種卡蒂姆（Catimor）系列，口感類似于哥倫比亞咖啡，但國際上普遍認為其品質次于純小粒種，因此很少用于單品咖啡的生產制作，主要用于商品豆出口[2]。這2個因素可能是云南咖啡種植面積大，但是品質不佳、缺乏知名單品咖啡的根本原因。

云南低緯高海拔區域面積較少，僅在西雙版納州西部和普洱市西南部存在符合條件的區域。為了打造云南的精品咖啡，建議在上述區域種植精品咖啡，這些區域大多為原始森林和橡膠園，植被覆蓋較好，鑒于在熱量充足的前提下，一定的隱蔽環境有利于咖啡生豆品質的提高[10]，還可以減輕咖啡的病蟲害[11-13]，可在林下和橡膠園里套種咖啡[14-17]。特別是對于高海拔橡膠林來說，由于熱量不足，其產量較低，更適宜套種咖啡以提高經濟效益。同時咖啡收獲期在橡膠停割期，咖啡采摘需要大量勞動力，這在勞動力保障和降低成本方面也更具有優勢。

參考文獻

[1] 黃家雄，李亞男，楊世貴，等. 不同產地小粒種咖啡質量比較研究[J]. 熱帶農業工程，2010，34（4）：7-10.

[2] 劉藝卓，焦 點. 自由貿易區建設對中國云南咖啡產業的影響[J]. 世界農業，2017（3）：181-184.

[3] 咖啡產業發展報告（2017年）[EB/OL]. [2018-10-14]. http：//www.ynagri.gov.cn/news14248/20171220/6977486.shtml.

[4] 龍乙明，王劍文，佘宇平，等. 云南小粒種咖啡[M]. 昆明：云南科技出版社，1997：18-64.

[5] 楊焰平，李維銳，李文偉. 云南省咖啡生產現狀、存在問題及今后發展意見[J]. 熱帶農業科技，2003（2）：18-20，36.

[6] 萬媛媛，普雁翔，趙 梅，等. 云南咖啡產業發展現狀及對策[J]. 中國熱帶農業，2015（2）：20-23.

[7] 張洪波，周 華，李錦紅，等. 中國小粒種咖啡高海拔種植研究[J]. 熱帶農業科學，2014（7）：21-26，32.

[8] 李曉霞，張吉光，楊天武，等. 云南不同海拔小粒種咖啡生長發育情況調查報告[J]. 云南熱作科技，2002（4）：8-16.

[9] 李錦紅，周 華，張洪波，等. 緯度對云南咖啡質量的影響研究[J]. 熱帶農業科學，2011（10）：101-104.

[10] 李錦紅，張洪波，周 華，等. 蔭蔽或非蔭蔽耕作制度對云南咖啡質量的影響[J]. 熱帶農業科學，2011（10）：20-23.

[11] 李亞男，黃家雄，呂玉蘭， 等. 云南咖啡間套作栽培模式研究概況[J]. 熱帶農業科學，2017（10）：27-30，35.

[12] 劉春華，李春麗，徐 志. 咖啡種類及其病蟲害研究[J]. 中國熱帶農業，2010（5）：59-61.

[13] 周又生，趙忠喜，李松林，等. 咖啡滅字虎天牛生物生態學及發生危害規律和治理研究[J]. 西南農業大學學報，2002（1）：1-4，8.

[14] 侯 躍，張曉群. 咖啡—橡膠及澳洲堅果立體套種模式探討[J]. 中國熱帶農業，2010（6）：50-52.

[15] 張洪波，李文偉，石支邊. 小粒咖啡庇蔭效應及其間作優勢組合的探討[J]. 云南熱作科技，2002（1）：18-21，26.

[16] 張洪波，周 華，李錦紅，等. 關于云南小粒種咖啡蔭蔽栽培技術和應用的一些思考[J]. 熱帶農業科技，2013（2）：15-19.

[17] 嚴金佑，石支邊，楊世華. 遮放農場橡膠、茶葉、 咖啡間作模式調查[J]. 熱帶農業科技，2003，26（2）：33-35.