汪圣洪,胡嘉欢,周博杨
(贵州省贵阳市气象局,贵州贵阳 550002)
近年来,贵州省委、省政府高度重视农业园区的建设和发展,尤其是茶叶园区迅速发展。据统计,贵阳市截至2015年茶园面积发展到1.87万hm2,比2010年增加了1.33万hm2,增加了3.5倍;投产茶园面积0.99万hm2,比2010年增加了0.67万hm2,增加了3.5倍。全市建成万亩茶园乡镇6个、万亩茶园村4个,其中花溪区久安乡生态精品茶示范园区是其中之一。该园区包含久安村、雪厂村、小山村、打通村、拐耳村、巩固村、吴山村7个行政村,面积为666.67 hm2,带动农户2 000户,农民人均纯收入增加1 000元以上。园区位于黔中腹地、筑城西南部、花溪区西北面的阿哈湖畔的“百佳绿化乡镇”——久安乡[1]。久安属于中山地貌地形,地势起伏大,谷地幽深,山脉多呈南北走向,周围环境森林覆盖率达50%,海拔在1 200~1 410 m,相对高差185 m,坡度在10°~25°。经国内知名茶树专家鉴定,久安土壤呈酸性,含有机成分高,非常适合茶叶树生长条件,是适宜种植优质有机生态茶叶的地方[1]。
茶叶生长发育及产量品质等均与气候、土壤等密切相关。笔者根据茶叶生长的气候指标和气候资料,采用统计分析、数学建模等方法,分析了适应花溪区久安茶叶生长季的温度、降水及光照条件等以及影响园区茶叶产量和品质的气象灾害,提出久安茶叶园区茶树生产的防灾减灾建议,并推广至贵阳市茶叶种植区域,为指导全市茶叶专项气象服务提供科学技术支撑。
1.1资料来源气象资料采用花溪区国家级自动站1991—2017年观测资料。因园区的自动站于2013年底才建成,所以在分析园区气象条件及气象灾害时,采用花溪区国家级自动站资料代替。由于园区与花溪区国家级自动站直线距离约12 km,海拔相差50~200 m,在可以替代范围内。
茶树各发育期物候资料来源于2015—2017年的调查收集,调查的方法有走访和实地观测等,调查的对象有花溪区农业局茶叶园区办、贵茶公司和贵阳市农办等的相关人员。
1.2分析方法采用统计分析、数学建模等方法,分析了适应花溪区久安茶叶生长季的温度、降水及光照条件等以及影响园区茶叶产量和品质的气象灾害。
2.1茶叶生长的气候条件
2.1.1温度条件。温度是茶树生命活动的基本条件。多数茶树品种日平均气温需要稳定在10 ℃以上茶芽开始萌动,茶芽萌发以后,当气温继续升高至14~16 ℃时,茶芽伸长,叶片展开,17~25 ℃时新梢生长旺盛,茶树生长最适温度是20~25 ℃。黄寿波[2]研究表明,茶树生存的可能性决定于极端最低气温,南方变种为-6 ℃。
2.1.2降水条件。茶树喜欢温暖湿润气候,茶叶生长地年降水量要在1 000 m以上;一般在1 200~1 500 mm为宜,生长季节月降水量为100~150 mm,雨量以小到中雨为宜。
2.1.3光照条件。茶树为喜光耐阴,适于在散射光下生育,多散射光有利于优质茶叶的形成。茶树的光合作用很大程度上决定于光照强度,多数学者认为茶树是一种喜光耐阴作物,一般要求日照百分率小于45%[3]。
2.1.4其他条件。茶树对空气湿度的要求较高,一般在70%以上,适宜相对湿度为80%~90%,在新梢生长期间,雨量充沛,时晴时雨,空气湿度大,云雾多,对提高茶叶品质有利。参照浙江大学黄寿波[2]茶树生长气候指标的有关研究,将影响茶树生长的气候条件分为适生、可生及有害条件,具体见表1。
2.2久安茶叶园区适宜气候条件引用福建余会康等[3]《福建永福优质高山茶生长气候条件分析》和铜仁罗京义等[4]《铜仁地区茶树生长的气候适应性分析及优质绿茶种植区划》分析方法,结合贵阳花溪实际,对久安茶叶园区进行如下的全面分析。
表1 茶树生长的农业气候指标[3-4]
2.2.1气温条件。由图1可知,花溪久安年平均气温随年际变幅为14.3~16.1 ℃,变幅小,年平均气温为15.2 ℃,符合适宜茶生长的年平均气温≥15 ℃的条件。月平均气温呈单峰型,月平均最低气温在1月(4.8 ℃),次低在12月(6.9 ℃),最高气温在8月(23.3 ℃),次高在7月(23.0 ℃)。在茶叶生长季(3—6月)月平均气温在11.1~21.8 ℃,平均为17.2 ℃,适宜茶叶生长。随着气温升高,茶叶发芽早,开采期也提前,对提高产量有利。由表2可知,久安茶叶生长快,从萌发期到头茶开采仅30 d左右,时间短,气温回升快有助于茶叶生长。7—10月平均气温在16.2~23.3 ℃,平均为20.7 ℃,相对3—6月较高,但也在茶叶适宜的温度范围内(15~25 ℃)。春季白天气温较高,夜间低,昼夜温差明显,有利于茶树的嫩梢芽叶中芳香物质的增加[5]。
图1 1991—2017年花溪久安平均气温年(a)和月(b)变化Fig.1 Annual(a) and month (b) changes of the average temperature in Huaxi Jiu’an from 1991 to 2017
物候期Phenological period生长发育特点Growth and development characteristics出现日期Date of appearance萌发期Germination茶芽鳞片开裂,露出绿色牙尖开始到鳞片、鱼叶开展2月中下旬—3月中上旬开采期Mining period茶树新梢继续生长3月中下旬—10月中下旬休眠期Dormant period茶树新梢停止生长11月上旬—2月上旬
2.2.2降水条件。由图2可知,近27年花溪久安年平均降水量为1 142.7 mm,降水量随年际变化在837.1~1 486.5 mm,在可生条件范围内。但是月降水量呈不均匀分布,秋冬季节较少,夏春季较多,所以在茶叶的生长季雨水充足,能满足茶叶的生长需求。春茶生长季(3—6月)月降水量514.6 mm,月平均降水量128.7 mm,能满足新梢生育期间嫩梢、嫩芽生长迅速而耗水量多的需求。从图2b还可以看出,3—6月,月降水量大,降水充足,刚好满足此期春茶生长发育的需要;7—8月,降水不稳定,且变幅较大,由于茶园蒸腾、蒸发耗水较多,因此需要较多的水量才能使茶叶生长良好。由此可知,春夏期间充沛的降水有利于茶叶生长和品质的提升[6]。
2.2.3日照条件。由图3可知,近27年花溪久安年平均日照时数为1 139.9 h,能满足茶叶的生长需求。春茶(3—6月)期月平均日照时数为98.4 h,比夏秋(7—10月)日照时数(平均129.3 h)明显要少。春茶月平均日照百分率为24.7%,夏秋茶为33.3%。对照表1可以看出,茶叶生长期日照百分率均低于45%,属于适宜,对优质茶叶形成有利。从季节来看,春茶期间的日照百分率比夏秋季更小,将更有利于茶叶品质的提高,这也印证了久安春茶的品质比夏秋茶更优。
2.2.4湿度条件。空气湿度对茶叶生长也很重要,空气湿度条件好,适合优质茶的生长。在高湿环境中,茶叶新梢柔软,节间长出的叶片薄而大,内含物质丰富,产量高,品质好[6]。由图4可知,近27年花溪久安相对湿度较高,为75%~83%,平均为81%。3—6月相对湿度为80%,7—10月相对较高(82%),但也在适宜范围内,月均相对湿度都在茶叶生长最适宜的条件下,利于茶叶生长和品质提高。
2.2.5其他条件。花溪久安年无霜期长,年均246 d,加上适宜的温度、降水和光照条件,有利于园区茶叶的生长。久安茶园茶叶在新梢生长期间,雨量充沛,时晴时雨,空气湿度大,云雾多,有利于茶叶品质的提高。另外,久安乡区域地形为中山山地,地质为二迭煤系地层,而作为煤炭形成保护层的地表土壤硒元素的含量最为丰富,印证了“煤山出好茶”的古话[1]。
图2 1991—2017年花溪久安降水量年(a)和月(b)变化Fig.2 Annual(a) and month (b) changes of the precipitation in Huaxi Jiu’an from 1991 to 2017
图3 1991—2017年花溪久安年日照时数(a)以及月日照时数和日照百分率(b)变化Fig.3 Changes of annual sunshine hours (a) and monthly sunshine hours and sunshine percentage (b) in Huaxi Jiu’an from 1991 to 2017
图4 1991—2017年花溪久安相对湿度年(a)和月(b)变化Fig.4 Annual(a) and month (b) changes of relative humidity in Huaxi Jiu’an from 1991 to 2017
2.3气象灾害茶树在生育期间,由于天气、气候的异常,其枝叶会受到伤害,最终导致减产甚至绝收,严重的可使茶树地上部分或全部死亡。由茶树生长的农业气候指标(表1)可知,除了适生条件和可生条件外,还有有害条件,一旦出现有害条件就会导致茶树的生长受到影响。结合花溪久安气候资料分析,影响园区茶树的主要气象灾害有冻害、倒春寒、雹害、旱害和暴雨洪涝等。
2.3.1冻害。一是在春季,如遇温度明显偏低(极端最低气温低于0 ℃)且回升慢,会使春芽萌发晚,进而影响春茶的产量[7];二是在冬季,当冬季日最低气温低于-8 ℃时茶树易受冻害,据统计,这样的冻害花溪久安茶园为偶有发生;三是霜冻,霜冻对茶树的危害相当大,如果发生在芽叶的伸展期,直接影响春茶的产量[7],统计资料表明花溪久安每年均有发生,对茶叶影响轻重不一。
2.3.2倒春寒天气。倒春寒天气过程期间,茶芽停止生长,叶片生长缓慢春茶采摘推迟,次数减少,优质茶叶产量降低[7]。花溪区几乎每年都有倒春寒发生,尤以1985、1996年最为严重[8]。当出现较重的倒春寒天气时,对茶叶园区的产量和品质均会造成影响。
2.3.3雹灾。冰雹是花溪区较严重的灾害性天气之一。冰雹多发生在4月,5月次之。降冰雹会打断茶树嫩梢、枝条,打碎鲜、老叶片,使茶叶受灾减产[8]。
2.3.4干旱。春旱(2—4月干旱)对春茶的萌发不利。花溪区春旱年年都有,重度春旱历年发生频率为42.9%。伏旱(7—8月干旱),花溪伏旱出现频率38%[8],这时茶园内蒸腾、蒸发很强,土壤水分和茶树植株内的水分散失得很快,收支难以平衡,从而损坏茶树,严重导致茶树叶片枯黄,甚至有的幼龄茶被晒伤干枯,影响了夏茶的产量[9]。
2.3.5暴雨洪涝。暴雨洪涝会给平地或谷地的茶叶带来很大的危害。茶树遭淹后,会造成茶树新梢蜷缩、焦枯等,严重的会导致烂根死树,还容易导致病虫害的发生。花溪区暴雨主要出现在每年的5—8月,造成灾害的暴雨次数较少,大于100 mm的降雨天数每年平均为0.2 d[8]。
2.4防灾减灾建议
(1) 在茶叶进入萌发期,如遇低温冻害和倒春寒时,受冻较轻的茶园,可进行轻修剪,剪去树冠上面受冻的枝梢;受冻较重的茶园,应进行重修剪。在寒潮到来时,可通过土壤灌水增加茶园空气湿度,减轻冻害对茶树的损伤。
(2)在开采期如遇干旱和冰雹,重点实施开沟排水、清洗树体、耕翻松土、根外追肥、整形修剪、树体保护、病虫防治等技术措施,恢复树势,降低损失。
(3)搞好茶园生态建设,周边多种树,合理种植行间遮阴树、浇水灌溉等;加强园间管理,如加厚土层、及时修剪、土壤覆草等,能有效地抵御干旱对茶树的影响。
(4)加强茶园气象灾害预警,气象部门要加强茶叶专业气象服务,及时发布茶叶不利气象条件预警信息。茶农要加强茶叶气象预警信息接收,及时安排生产,做好防灾减灾工作[7]。
根据茶叶生长的气候指标,对花溪久安茶园茶叶生长的气温、降水、日照、湿度等气候条件进行分析,结果表明,花溪久安茶叶园区茶叶生长期温度适宜,且高温热害和低温冷害轻;降水虽然处于可生范围内,但是在茶叶的生长季内,降水处于适宜生长,尤其在春茶生长季(3—6月)降水多,能满足新梢生育期间嫩梢、嫩芽生长迅速而耗水量多的需求;较高的湿度和适度的日照均对茶叶生长有利,尤其是春茶生产季节,花溪久安独特的气候环境有助于茶叶品质的提升,使得久安茶叶香高馥郁、滋味鲜爽醇厚、汤色明亮,具有独特的高原茶韵。受气候变暖影响,极端气候事件时有发生,冻害、倒春寒、雹害、干旱和暴雨洪涝等灾害性天气对园区茶叶生产也带来不利影响。需通过加大茶园的基础设施建设和加强茶叶气象灾害预报预警服务,提高气象灾害和极端气候事件的防御能力,为花溪久安茶叶生产创造良好条件。