冯月婷 陈一万 王勤 张显凡 向昊 张朋
摘要:利用青川國家基本气象站1991—2021年、区域自动气象站2017—2021年气象资料,与白叶1号原产地安吉县的气候条件对比分析,确定青川种植白叶1号的气候适应性。根据白叶1号对气象条件的要求,确定白叶1号生长的农业气象指标,包括年平均气温、≥10 ℃年活动积温、年降水量、年平均相对湿度、日照时数、无霜期等。以10、15、20 ℃这3个界限温度作为白叶1号从萌发到采收期的关键指标,分析青川气候条件对白叶1号白化和采收的影响,以及青川茶叶生产中的主要气象灾害。分析结果表明,青川县气候条件基本满足白叶1号生长需求,且山区昼夜温差大,有利于茶树干物质积累,提升茶叶品质。但春季降水量少,要适时进行人工喷灌补水;气候变化使白叶1号萌动略有提前,应根据天气变化合理安排采摘。近3年青川白叶1号达到开采期的平均有效积温为65.7 ℃,白化期为50~65 d。研究结果可为开展白叶1号农业气象服务,相关地区白叶1号引种提供参考。
关键词:白叶1号;引种;农业气候资源;气候适应性;对比分析
中图分类号:S571.1 文献标识码:A 文章编号:1000-3150(2023)08-49-6
Analysis of Climate Adaptability of 'Baiye 1' in Qingchuan County
FENG Yueting1, CHEN Yiwan1, WANG Qin2*, ZHANG Xianfan1, XIANG Hao1, ZHANG Peng1
1. Qingchuan County Meteorological Bureau, Qingchuan 628100, China;
2. Guangyuan Meteorological Bureau, Guangyuan 628017, China
Abstract: The climate adaptability of 'Baiye 1' in Qingchuan was determined using the meteorological data of Qingchuan National Basic Station from 1991 to 2021 and the regional automatic weather station from 2017 to 2021, and comparing with the climate conditions of Anji County, the origin of 'Baiye 1'. According to the requirements of 'Baiye 1' on meteorological conditions, the agrometeorological indicators for the growth of 'Baiye 1', including annual average temperature, annual accumulated temperature ≥10 ℃, annual rainfall, annual average relative humidity, sunshine duration, frost free period were determined. Using the three boundary temperatures of 10, 15, 20 ℃ as key indicators for the germination to harvest period of 'Baiye 1', this study analyzed the climate conditions in Qingchuan, their effects on the albino character and harvest of 'Baiye 1', as well as the main meteorological disasters in Qingchuan tea production. The analysis results show that the light, temperature, water and other climatic conditions in Qingchuan County basically meet the growth needs of 'Baiye 1', and the large temperature difference between day and night in mountain areas is conducive to the accumulation of dry matter in tea plants and the improvement of tea quality. However, due to low rainfall in spring, it is necessary to carry out artificial sprinkler irrigation to replenish water in a timely manner. Climate change has slightly advanced the germination of 'Baiye 1', and picking should be arranged reasonably according to weather changes. In the past three years, the average effective accumulated temperature for picking of 'Baiye 1' in Qingchuan was 65.7 ℃, and the albino period was 50-65 days. The results of this study provided a reference for the development of agrometeorological services for 'Baiye 1' and the introduction of 'Baiye 1' in relevant areas.
Keywords: Baiye 1, introduction, agro climatic resources, climate adaptability, comparative analysis
青川县位于东经104°36'—105°38',北纬32°12'—32°56',地处四川盆地北部边缘,属亚热带湿润性季风气候。青川县茶树种植历史悠久,是中国名茶之乡、中国茶文化之乡,截至2022年底,全县茶园面积1.84万hm2,成品茶总产量8 600 t。2018年,白叶1号扶贫茶苗从浙江安吉黄杜村落户广元青川县,经过4年的发展,种植面积由原来的101.14 hm2发展到466.67 hm2,2021年正式开采。本文通过青川县与安吉县的气候差异性分析,结合白叶1号在青川县实际生长情况,确定青川白叶1号种植气候适应性,提出相应的种植建议,以使青川白叶1号种植获得更好的经济效益,助力乡村振兴。
1 材料与方法
利用青川国家基本气象站1991—2021年、区域自动气象站2017—2021年气象资料,与白叶1号原产地安吉县的气候条件对比分析,确定青川种植白叶1号的气候适应性。根据白叶1号对气象条件的要求,确定白叶1号生长的农业气象指标,包括年平均气温、≥10 ℃年活动积温、年降水量、年平均相对湿度、日照时数、无霜期等。以10、15、20 ℃这3个界限温度作为白叶1号从萌发到采收期的关键指标,分析青川气候条件对白叶1号白化和采收的影响,以及青川茶叶生产中的主要气象灾害。
2 结果与分析
2.1 白叶1号特性
白叶1号属于低温敏感型白化茶树品种,参照有关研究结果,可将影响白叶1号生长的气候条件分为适生、可生和有害条件,具体指标[1-4]见表1。白叶1号生长期间,主要受霜冻害、冬季冻害、风灾、冰雹、高温热害、旱灾、连阴雨等气象灾害的影响,轻则影响茶树生长与茶叶品质,重则使茶树死亡。
2.2 青川县与安吉县两地气候条件对比
安吉縣位于东经119°14'—119°53',北纬30°23'—30°52',隶属浙江省湖州市,地处长江中下游,属北亚热带季风气候区,全年气候温和、降水充沛,年平均气温16.5 ℃,≥10 ℃年活动积温5 247 ℃,年降水量约1 478 mm,年平均相对湿度77 %,年日照时数1 805.5 h,年无霜期236 d。山地资源丰富,植被覆盖率达73%,森林覆盖率达70%,县内多山地丘陵红壤,土层深厚,土壤pH 4.5~6.5 [4]。
青川县年平均气温14.0 ℃,≥10 ℃年活动积温4 363 ℃,年降水量1 034 mm,年平均相对湿度78%,年日照时数1 189.1 h,年无霜期266 d。县内土壤以黄壤和黄棕壤为主,自然含硒量高,土壤呈弱酸性,土层厚度在90 cm以上。
青川县和安吉县均有多年种植茶树的历史,两地全年气候温和、空气湿润、雨热同季,地形起伏大、垂直气候较明显。以候平均温度(每5日的平均气温)低于10 ℃为冬季,高于22 ℃为夏季。安吉县四季特征为冬夏长,春秋短;青川县冬春长、夏秋短。安吉县年降雨日数为153 d,全年降水时段主要集中在夏季,降水量占全年降水量的42%;青川县年降雨日数为136 d,全年降雨时段主要集中在7—9月,降水量占全年降水量的61%。安吉县夏季易受伏旱、台风影响;青川县气象灾害主要为暴雨。两地气候条件对比分析(表2)表明,青川县无霜期较长,可有效减少冬季茶叶冻害,稳定通过10 ℃的初日较早,有利于白叶1号早茶的生长,受海拔和纬度共同影响,青川县年平均气温较安吉县偏低2.5 ℃,年降水量和日照时数较安吉县少,但仍在白叶1号可生长气象范围内。通过4年的种植,白叶1号经过青川本地气候的适应已形成较稳定的物候规律。
2.3 青川农业气候资源及其对白叶1号种植的影响
温度、降水量、光照对茶树生长有着显著影响[5-8]。对青川县这3个主要气象要素的年变化趋势以及乡镇近5年的气象数据进行如下分析。
2.3.1 平均气温
气温是影响茶芽萌发的主导因素,3—4月气温回升,日平均气温≥10 ℃,白叶1号开始萌芽;平均气温在12~19 ℃之间,茶叶持续生长[9];当气温低于4 ℃时,茶芽将受冻害。夏季日平均气温超过30 ℃或日最高气温≥35 ℃时,白叶1号生长受抑制,芽叶会被灼伤;秋冬季气温下降到10 ℃以下时,白叶1号停止生长,其生存最低温度为-10 ℃,低于该值时,茶树地上部被冻枯甚至死亡。
青川县20个乡镇年平均气温为13.3(茶坝)~16.8 ℃(建峰),各地平均气温差异较大,垂直差异大于水平差异。青川站1991—2021年平均气温总体呈上升趋势,且波动较大(图1),最冷年和最暖年相差达1.7 ℃,历史极端最高气温40.2 ℃,极端最低气温-9.1 ℃。2017—2021年,3个白叶1号试点站年平均气温分别为:沙洲15.8 ℃、乔庄14.0 ℃、关庄15.7 ℃;3月中旬除西部高山地区外,全县日平均气温普遍可达10 ℃以上,其中5年中有3次2月下旬平均气温已达10 ℃以上,但不稳定,3月上旬出现低温;4月中旬全县大部分地区气温稳定在15 ℃以上;5月中下旬气温维持在20 ℃以上。
2.3.2 农业界限温度
以10、15、20 ℃这3个界限温度作为白叶1号生产关键期气象指标。当日平均气温>10 ℃,茶芽开始萌动;稳定通过10 ℃,茶芽迅速生长;稳定通过15 ℃时,全面进入采摘期;稳定在20 ℃以上时,采摘期趋于结束。
白叶1号早期因叶绿素合成受阻,萌发的芽为白色,气温对白化现象的影响为:日平均气温稳定在15 ℃以上达10 d时,叶片将达到最大白化期,之后叶片将逐渐复绿。气温达23 ℃后,叶色渐转花白至绿,4~7 d叶色明显转绿,变绿后茶芽将无白化特征,与普通茶树无异[10-11]。统计1959—2021年稳定通过10、15、20 ℃的初日,近60年,青川县日均温稳定通过10 ℃初日在3月19日左右,稳定通过15 ℃的初日在4月19日,二者间隔日数平均为31 d,白叶1号在原产地安吉的白化期平均为23 d[12]。从白叶1号关键期气象条件来看,青川比安吉略有优势,可以较好地保证白叶1号完成白化。
近3年,3个试点乡镇白叶1号的白化期在50~65 d之间,比原产地长20 d左右,芽头的白化期在25~30 d,茶区海拔高度在800 m左右,表明白叶1号在高海拔、相对低温的条件下,白化时间将有效延长,这有待进一步观测统计。同时白化受温度影响很大,如当年温度较为稳定地升高,白化期将变短;温度波动较大的时候,会存在芽头已转绿,但叶片仍处于白化阶段,白化时间将变长。
统计青川站1959—2021年稳定通过10、15、20 ℃初日年代际变化(表3),青川县日均温稳定通过10 ℃的初日在20世纪70年代后由3月中旬推迟至3月下旬,进入21世纪后又由3月下旬提前至3月中旬。稳定通过15 ℃的初日在20世纪80年代后逐步提前,表明茶芽生长萌动期以及采摘期提前。通过20 ℃的初日较为稳定,近60年均在5月25日前后波动,有利于采摘期的延长。
2.3.3 积温
白叶1号生长以≥10 ℃活动积温年总量5 000 ℃以上最适宜,可生积温在3 000~5 000 ℃,3个白叶1号试点近5年≥10 ℃平均活动积温总量分别为:沙洲5 150.5 ℃ 、关庄5 038.7 ℃、乔庄4 363 ℃。沙洲、关庄同龄苗的长势明显优于乔庄。
白叶1号的开采时间与有效积温存在密切联系,统计近3年青川3个白叶1号试点开采平均积温(表4),达到开采期的平均有效积温为65.7 ℃,白叶1号进入采摘期,受2月气温影响较大,2月平均气温达到8 ℃以上,白叶1号达到开采时所需的有效积温相对平均有效积温偏低,采摘时间也将提前。谷雨前后,白叶1号的开采达到洪峰期。
2.3.4 降水量
白叶1号最适生长环境以年降水量在1 400~1 800 mm,月降水量大于100 mm,相对湿度维持在80 %左右为宜。青川站年平均降水量1 034 mm,春季降水量占全年17 %,达172.9 mm,月平均降水量为57.6 mm,其中3月较少,5月降水量较多,占春季降水量的57.3 %,生长期春季水分偏少。
从青川站1991—2021年降水量变化情况(图2)来看,1991—2008年变化幅度相对较小,2009—2021年变化幅度较大且雨量明显增多。其中2013年降水量最多,达到1 639 mm;1991年降水量最少,为625.7 mm。县内20个乡镇2017—2021年年均降水量903.3(青溪)~1 461.3 mm(竹园),总体呈现南多西少。3个白叶1号试点的年平均降水量分别为:关庄1 225.4 mm、乔庄1 280.7 mm、沙洲1 004 mm,在白叶1号生长采摘期间(3月20日—4月20日)降水量在20~60 mm之间,总体雨量较白叶1号生长需求来说偏少。
1991—2021年青川站年平均相对湿度为78%,年变化总体呈減小趋势(图3),其中2013年年平均相对湿度最小,仅73%;2011年年平均相对湿度最大,达82%。山区轻雾日数在200 d以上,有利于茶叶水分保持。湿度条件适宜白叶1号的生长。
2.3.5 光照条件
茶树耐阴,喜荫蔽、散射光。一般来说,日照百分率与散射光所占比例成反比,散射光所占的比例越大,越能促进芳香物质的形成,有利于茶叶品质的提高。
白叶1号生长期日照百分率应低于45%,青川站年平均日照时数为1 189.1 h,年日照百分率为31%,一年中2月份日照最少,5月份日照最多,春季(3—5月)日照百分率为30%。从青川1991—2021年日照时数变化(图4)来看,总体呈上升趋势。青川多山区,普遍海拔在600 m以上,云雾多,加之树木遮蔽,散射光多,土壤蒸发量少,保湿性强,茶叶持嫰性好。
2.4 影响青川白叶1号生产的主要气象灾害
根据第一次全国自然灾害综合风险普查结果以及茶树种植实际情况综合分析,青川白叶1号在生产中面临的主要气象灾害有春季霜冻害、冬季冻害、夏季高温热害。青川春霜冻常出现在3月上旬,此时正值茶树萌芽关键期,当日最低气温下降到4 ℃以下时,已萌发的芽叶因抗寒能力弱,最易遭受冻害。冬季冻害多出现在12月至次年1月,主要为干冻,当强冷空气南下时,气温急剧下降,风速达到5~10 m/s时,茶树水分蒸发加快,叶片多呈青枯卷缩状,枝条干枯开裂。夏季高温热害是指在7—8月副热带高压控制下,当日最高气温超过35 ℃时,茶树生长受到抑制,当日最高气温持续在40 ℃以上时,造成茶叶灼伤枯死。青川日最高气温超过38 ℃的年份极少,近60年仅出现1次。
3 小结与讨论
3.1 小结
青川县光、温、水气象条件基本满足白叶1号的生长要求,县内东南部的低海拔乡镇雨量充沛、日照充足,适宜种植白叶1号。且县内无任何工业污染源,是有机茶生产的最佳环境,加之山区昼夜温差大,利于茶树干物质的积累,提高茶叶品质。目前白叶1号在沙洲、关庄、乔庄已种植4年,带动了当地群众增收,实现了“一片叶子富一方百姓”。茶业已成为青川县又一生态农业,具有一定的发展前景。
茶树生长受气象因素影响大,青川早春气候复杂多变,山区发生霜冻的概率大,要做好茶园防冻工作;在水分管理方面,青川3—5月月均降水量为57.6 mm,雨量偏少,茶树生长期降水量不足,需做好喷灌工作,补充水分。
春季是白叶1号生长的关键期,青川稳定通过10 ℃的初日比白叶1号原产地安吉早,当≥10 ℃的有效积温达65.7 ℃时,白叶1号进入采摘期,采摘时间在30 d左右,白化时间比原产地长20 d左右,这可能是受相对低温、较大昼夜温差及短日照的影响,还有待进一步观测研究。青川稳定通过10、15 ℃的初日总体进入推前阶段,白叶1号萌动及采摘期将提前,需根据天气变化及时安排采摘。
3.2 青川种植白叶1号相关建议
3.2.1 选择适宜的引种区域
青川东部、南部海拔600 m左右的乡镇雨量充沛,温度、日照适宜,在气候上适合种植白叶1号。选用土质肥沃,土壤pH值在4.5~6.5的微酸性壤质土,园内斜坡最好在25°以下,坐西南朝东北向最佳。同时需注重土壤pH以及水土保持,通过长期合理密植栽培和立体种植保持生态平衡。
3.2.2 加强春季霜冻害的防御
青川白叶1号采摘时间随每年温度的不同而有所差异,一般在3月中旬,差异在1周内。青川近60年有16年出现春季低温的情况,在出现春季低温的时候,若芽叶已返白,应在降温前及时采摘;若芽叶还未返白,应通过熏烟、茶园铺草、培土增温等方式来提高茶园温度。
3.2.3 重视肥培管理和病虫害防治
合理施肥是保证茶叶品质的关键之一。幼龄期要多施含氮高的速效肥促使茶树生长,早日形成开采面[13];在茶叶采摘期合理控制氮磷钾肥的使用。每年需施肥2~3次,分别在春茶结束后、6月上旬至7月下旬以及入冬前进行。
白叶1号易遭病虫害,青川县主要茶叶病害有茶芽枯病、炭疽病、白星病,虫害常见为茶蚜虫、茶尺蠖、茶小绿叶蝉,需做好茶园的肥培管理工作,预防病虫害。
3.2.4 加强灾害气象监测预警能力
加强对农田小气候观测站的建设维护,做好干旱、暴雨、极端温度及强对流等灾害性天气的监测预警。对茶园开展直通式气象服务,做好灾害性天气预报和采摘期预报,为茶叶生产减灾救灾提供决策依据,助力青川茶产业发展。
参考文献
[1] 崔凤梅, 郭瑞玲, 陈艺友, 等. 鹤山市茶叶种植气候适应性分析[J]. 广东气象, 2021, 43(5): 49-53.
[2] 温丽华, 谢文杰, 欧万华. 新丰白茶生产适应性气候分析及优质高产对策[J]. 农村经济与科技, 2011, 22(8): 17-19.
[3] 羅京义, 晏理华, 徐大红, 等. 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[J]. 茶叶科学, 2011, 31(2): 136-142.
[4] 金志凤. 安吉白茶气象服务手册[M]. 北京: 气象出版社, 2021.
[5] 龙振熙, 姚正兰. 茶叶生长期气象条件分析[J]. 农技服务, 2010, 27(11): 1498-1500.
[6] 王明汉, 林娇蓉, 祝新宇. 福安市发展茶叶生产的气象条件分析[J]. 新农业, 2015(23): 34-35.
[7] 叶传伟, 裘文君, 陈莹, 等. 近20年茶叶气象研究进展[J]. 福建茶叶, 2013, 35(6): 2-6.
[8] 陆文渊, 钱文春, 赖建红, 等. 安吉白茶品质的气候成因初探[J]. 茶叶科学技术, 2012(3): 37-39.
[9] 郭水连, 吴春燕, 郭卫平. 江西宜春引种安吉白茶的气候适应性分析[J]. 茶叶科学技术, 2010(3): 34-37.
[10] 姜润 ,钱半吨, 狄百花, 等. 溧阳白茶种植的气候适应性分析[J]. 安徽农业科学, 2013, 41(13): 5842-5844, 5957.
[11] 胡善国, 苏有健, 罗毅, 等. 枞阳白茶种植的气候及土壤适应性分析[J]. 农学学报, 2014, 4(12): 67-71.
[12] 张龙云, 何超群, 冉忠明, 等. "安吉白茶"引种涪陵后的生物学指标研究[J]. 茶业通报, 2011, 33(1): 43-45.
[13] 夏友宏, 程小勇. 铜陵市义安区栽植安吉白茶经验浅析[J]. 安徽林业科技, 2020, 46(4): 54-55.
基金项目:浙江省重点研发计划项目(2021C02036)
作者简介:冯月婷,女,助理工程师,主要从事农业气象方面的工作。*通信作者,E-mail:112012087@qq.com