婺源主要气象灾害对茶树生育进程的影响研究

张晓芳 李春晖 蔡哲

基金项目：江西省气象科技青年人才培养项目（JX2023Q03）

作者简介：张晓芳，女，工程师，主要从事农业气象工作。*通信作者，E-mail：66544841@qq.com

摘要：为明确婺源茶树主要农业气象灾害的变化特征，掌握气象灾害对茶树生长发育的影响规律，提高茶园防灾减灾能力，利用Pearson相关性分析等对茶树生育进程与气象灾害的关系进行分析，并提出灾害应对措施。结果显示，2010—2022年婺源茶叶早春霜冻累计出现日数呈减少的趋势，夏季热害和冬季冻害具有偶发性。在3种主要气象灾害中，早春霜冻对茶树生育期的影响最大，早春霜冻日数越多，茶树生育进程越推迟；夏季热害对茶树生育进程有一定影响；冬季冻害对茶树生育进程影响不显著。根据灾害发生规律，提出了相关应对措施。

关键词：茶树；生育期；早春霜冻；夏季热害；冬季冻害

中图分类号：S571.1；P429                                      文献标识码：A                                      文章编号：1000－3150（2024）01-54-7

Research on the Impact of Major Meteorological

Disasters on Tea Plant Growth in Wuyuan

ZHANG Xiaofang1， LI Chunhui2， CAI Zhe2*

1. Wuyuan Meteorological Bureau of Jiangxi Province， Wuyuan 333200， China;

2. Jiangxi Agricultural Meteorological Center， Nanchang 330096， China

Abstract： In order to clarify the changing characteristics of the main agricultural meteorological disasters of tea plants in Wuyuan， grasp the degree and pattern of the impact of meteorological disasters on the growth of tea plants， formulate relevant response strategies， and improve disaster prevention and reduction capabilities， Pearson correlation analysis and other methods were used to analyze the relationship between the length of growth period of tea plants and meteorological disasters. The disaster response measures were also proposed. The results show that from 2010 to 2022， the cumulative days of early spring frost of tea plants in Wuyuan showed a decreasing trend， while the cumulative days of summer heat damage and winter freeze damage showed an increasing trend. Among the three main meteorological disasters， early spring frost had the greatest impact on the growth of tea plants， and had a significant impact on the date of leaf-expansion period and leaf blooming period. Summer heat damage had some impact on the date of budding period， while winter freeze damage had no significant impact on the growth of tea plants. Based on the study of the occurrence of these disasters， some response measures had been proposed.

Keywords： tea plants， growth period， early spring frost， summer heat damage， winter freeze damage

茶葉是中国传统农产品，也是最具有经济价值的特色农作物之一。江西是产茶大省，2022年中国茶行业发展白皮书中提到，江西省茶园面积在2022年已达到12.3万hm2，干毛茶总产量7.77万t，茶产业已成为促进江西农村经济发展和茶区农民增收的支柱产业。婺源县位于江西省上饶市的东北部，属于中低纬度亚热带湿润季风区，是中国著名的绿茶产区。但近年来当地气象灾害发生频率高、影响范围广，严重影响茶树的生长发育，导致茶叶产量和品质下降。因此，加强婺源主要气象灾害研究，对婺源茶树生长发育及茶园防灾减灾有重要意义。

目前国内外学者针对茶树气象灾害研究已取得了一些成果，主要集中在气象灾害的分布特征、风险分析及对茶叶产量、品质等的影响方面。相关研究表明，春霜冻发生频率随年代呈下降趋势[1-2]，其中江苏春茶的春霜危害呈减轻趋势[2]；而江西茶树高温热害频发、重发[3]。关于茶树气象灾害的风险分析方面，李柏贞等[4]建立了江西省茶叶气象灾害风险评估模型，得出上饶北部为江西省茶叶气象灾害综合高风险区的结论。目前关于气象灾害对茶树的影响研究多是定性分析，杨菲等[5]剖析了高温干旱对茶树生长和品质的影响机理。蒯志敏等[6]认为影响碧螺春采摘期和品质的气象因子是温度和降水，不利天气类型有温度先低后高型和温度偏高、倒春寒严重型。有关婺源茶树气象灾害的研究较少，影响婺源绿茶生产的主要农业气象灾害有早春霜冻、夏季高温和冬季冻害[7]。通过定量评估2018年婺源茶叶春霜冻灾害得出，轻度、中度、重度气象灾害等级的茶叶减产率依次为10%～30%、30%～50%和50%以上[8]。目前气象灾害对茶树影响的研究主要集中在茶叶产量和品质等方面，而对茶树生育进程影响的研究罕见报道。

本文利用2010—2022年婺源茶树物候期观测数据和婺源国家站气象要素数据，探究茶树主要气象灾害的特征及对茶树生长发育的影响，并提出应对措施，旨在为今后进一步开展婺源茶叶生产的专业气象服务提供依据。

1  资料与方法

1.1  资料

气象数据来源于婺源县国家气象观测站，包括2010—2022年逐日平均气温、最高气温和最低气温等观测数据。

茶树生育期数据来源于婺源农业气象观测站，包括2010—2022年茶树物候期观测资料，观测的茶树品种是婺源群体种。物候期观测按照《农业气象观测规范》[9]进行，逐年开展芽膨大期、芽开放期、展叶期、展叶盛期、花蕾或花序出现期（下文简称花蕾期）、开花期、果实或种子成熟期（下文简称成熟期）等物候期的观测。婺源茶叶的采摘主要在上半年，本文研究茶树开花期之前的生育期，即芽膨大期、芽开放期、展叶期、展叶盛期、花蕾期。

1.2  方法

1.2.1  Julian日换算方法

用Julian日换算方法[10]，即将茶树芽膨大期、芽开放期、展叶期、展叶盛期、花蕾期出现日期转化为距1月1日的实际日数，得到茶树各生育期的时间序列（表1）。

1.2.2  Pearson相关分析

通过SPSS计算Pearson相关系数分析茶树各生育期日数与气象灾害日数等的关系。

相关系数的取值范围为－1≤ r ≤1，相关系数小于0为负相关，大于0为正相关，等于0表示不相关。相关系数的绝对值越大，表示两变量间的相关程度越密切。

2  结果与分析

2.1  不同气象灾害对茶树生育进程的影响

婺源县属中低纬度亚热带湿润季风区，气候温暖，光照充足，四季分明，且天气复杂多变。春季多对流性天气，4—6月降水集中，是婺源的雨季，洪涝灾害多发；夏季晴热高温，常有高温热害、干旱发生，但7—8月有时受台风影响，会出现较明显降水；秋季晴天多、湿度较小、气温适中，秋旱等灾害较多；冬季冷空气活动频繁。境内多暴雨洪涝、干旱、低温（冷害、冻害）、高温、冰雹、大风、大雾、雷电等气象灾害，近年来更是呈多发、频发、重发趋势，其中干旱、高温、低温（冷害、冻害）等是常见的影响茶树生长的气象灾害。下面分别对早春霜冻、夏季热害和冬季冻害3种婺源茶树主要农业气象灾害进行分析研究。

2.1.1  早春霜冻

早春霜冻是影响婺源茶树生长的主要气象灾害之一，本文采用3—4月日最低气温≤4 ℃作为早春霜冻的指标[12]。基于2010—2022年逐日气象数据，分别统计13年来3—4月早春霜冻累计出现日数、3—4月平均气温和3月极端最低温度的逐年变化特征，结果如图1所示。婺源县年平均早春霜冻日数为5.1 d，早春霜冻累计出现日数整体呈减少的趋势，为平均每10年减少6.8 d。3—4月平均气温和3月极端最低气温呈波动上升趋势，分别为平均每10年上升1.4 ℃与3.7 ℃，说明13年来3—4月平均气温整体升高，极端低温冷害与霜冻呈减少趋势，婺源茶园早春霜冻灾害发生频率下降。

根据茶树观测资料，茶树的展叶期和展叶盛期主要在每年3—4月，且13年来展叶期和展叶盛期时间呈提前的趋势。为探究早春霜冻对茶树生育進程的影响，减少前期生育期时间影响，本文考虑选择早春霜冻后且距离最近的生育期（即展叶期与展叶盛期）与前一个生育期（即芽开放期）的间隔日数，探究芽开放-展叶期的日数、芽开放-展叶盛期的日数与早春霜冻日数的相关性。Pearson相关分析，得出芽开放-展叶期的日数、芽开放-展叶盛期的日数与早春霜冻日数呈显著正相关（P <0.05），相关系数分别为0.569和0.597，说明早春霜冻日数对芽开放-展叶期的日数、芽开放-展叶盛期的日数均有较大影响，即早春霜冻日数对茶树生育进程有较大影响。早春霜冻日数越多，芽开放-展叶期、芽开放-展叶盛期的生育期越长，茶树生育进程越推迟。

2.1.2  夏季热害

夏季高温干旱、降水不足易导致茶树芽叶萎蔫焦枯，从而导致秋茶产量下降，严重的甚至可能导致茶树死亡。参照江南地区茶树高温热害指标[13]，统计2010—2022年7—8月达到轻度热害、中度热害和重度热害的发生日数，以及夏季热害累计日数、7—8月平均气温及极端最高气温的逐年变化特征，结果如表2和图2所示。婺源县年平均夏季热害累计日数为12.4 d，趋势线表明夏季热害累计出现日数整体呈增加的趋势，平均每10年增加5.3 d。13年中仅5年没有发生夏季热害。其中，持续日数最长的为2022年的重度热害，共持续29 d。7—8月平均气温和极端最高气温波动且整体略上升，说明13年来7—8月平均气温和极端最高气温呈略升高的趋势，与夏季热害累计出现日数的增加趋势一致。

根据茶树观测资料，茶树的花蕾期一般出现在10—11月，且13年来花蕾期的时间呈延迟的趋势。为探究夏季热害对茶树生育进程的影响，减少前期生育期时间早晚的影响，本文考虑选择夏季热害后且距离最近的生育期（即花蕾期）与前一个生育期（即展叶盛期）的间隔日数，探究展叶盛期-花蕾期的日数与夏季热害累计日数的相关性。Pearson相关分析发现夏季热害累计日数与展叶盛期-花蕾期的日数无显著相关性，受多种因素的影响，13年来展叶盛期-花蕾期的日数整体呈延长的趋势，但是夏季热害不是每年都会发生，13年中有5年没有出现夏季热害，可能导致两者关系不显著。对比当年没有发生夏季热害且下一年发生夏季热害的年份，如2012年与2013年、2015年与2016年、2018年与2019年，发生夏季热害年份的展叶盛期-花蕾期的日数均比前一年没有发生夏季热害年份的日数更长，说明夏季热害对展叶盛期-花蕾期的日数有一定影响。夏季热害会使展叶盛期-花蕾期的生育期更长，茶树生育进程推迟。

2.1.3  冬季冻害

茶树遭受冬季冻害之后叶缘及芽会变成黑褐色，叶片失水卷缩或脱落，对来年春茶的采摘有一定的影响[14]。参考胡波等[15]的研究成果，本文采用前一年12月至当年2月日最低气温≤－5 ℃作为冬季冻害的指标。基于2010—2022年逐日气象数据，分别统计13年来冬季冻害累计出现日数、平均气温和极端最低气温的逐年变化特征，结果如图3所示。婺源县年平均冬季冻害日数为1.7 d，趋势线表明冬季冻害累计出现日数整体呈略增加的趋势，平均每10年增加0.5 d。其中，冬季冻害累计出现日数最多为2021年，出现8 d；最少为2010年、2012年、2017年、2019年、2020年和2022年，均为0 d。冬季平均气温和极端最低气温波动且整体略上升，平均每10年上升1.3 ℃与0.8 ℃。

根据茶树观测资料，茶树的芽膨大期和芽开放期一般在2月至3月上旬，且13年来芽膨大期和芽开放期的时间呈略提前的趋势。为探究冬季冻害对茶树生育进程的影响，减少前期生育期时间早晚的影响，本文考虑选择冬季冻害后且距离最近的生育期（即芽膨大期与芽开放期）与前一个生育期（即成熟期）的间隔日数，探究成熟-芽膨大期的日数、成熟-芽开放期的日数与冬季冻害累计日数的相关性。Pearson相关分析发现冬季冻害的累计日数与成熟-芽膨大期的日数、成熟-芽开放期的日数均无显著关系。根据2010—2022年冬季冻害的出现情况来看，婺源县发生冬季冻害的频率较低，偶发性较强，13年中有6年没有出现冬季冻害，77%的年份出现冬季冻害3 d及以下，导致冬季冻害对成熟-芽膨大期、成熟-芽开放期的生育期长度无明显影响，对茶树生育进程的危害较小。

2.2  茶树气象灾害应对措施

2.2.1  高温干旱应对措施

茶树生长最适宜的温度为20～25 ℃，当气温高于35 ℃时茶树生长速度变慢甚至停滞。高温多发生在夏季，往往伴随着干旱同时发生。研究结果表明，夏季热害具有偶发性，茶树发生高温热害后会严重影响其生长发育，造成经济损失。

夏季高温热害的防御可通过合理选种，如选用本地优良抗旱耐热的品种婺绿1号，以及先进的栽培技术来实现[16]。（1）遮阴法[17]。在茶园离地1.8～2.0 m处架棚，再覆盖遮阳网或直接在茶树冠面覆盖遮阳网，四周固定，从而减少阳光直射、降低高温危害、增加空气湿度、减少水分蒸发。（2）灌溉法[18]。高温时宜喷灌，干旱时宜滴灌，灌溉时间宜选在早晨或晚上，避开3级以上大风期间。（3）覆盖法。在茶树行间铺杂草或秸秆等，一般铺设的厚度为10 cm左右[16]。

若茶树发生夏季高温热害，可通过修剪枯枝等灾后补救措施以减少损失[16]，如因茶苗枯死造成缺株斷行，宜在10—11月或翌年2—3月及时补植。

2.2.2  寒（冻）害应对措施

茶树寒（冻）害一般发生在冬季或早春季节，如冬季冻害和早春霜冻。当温度低于0 ℃时发生的灾害为寒害，当温度低于－5 ℃时发生的灾害为冻害。本文研究结果表明，早春霜冻累计出现日数整体呈减少的趋势，冬季冻害具有偶发性。其中，早春霜冻虽然发生频率下降，但一旦发生会使茶树展叶期、展叶盛期延后，影响春茶采摘，对茶叶造成极大危害。

在寒（冻）害发生前，可采取以下灾前防御措施：（1）合理选种[19]。在易发生寒（冻）害的高山茶园，可考虑选用耐寒、高产的茶树品种。（2）肥培管理[19]。冬季前，采用科学的施肥管理措施，合理施用基肥，配合加施钾肥，可以提高茶树抗寒性。（3）喷施叶面肥或植物生长调节剂[20]。在越冬期间，可通过喷施一些防冻剂、抑蒸保温剂等，起到保温、减少茶树蒸腾、促进枝叶老熟的作用，从而增强茶树的抗寒能力。（4）烟熏法[21]。在无风晴朗易出现浓霜的夜间，可使用烟熏防寒法，燃烧秸秆、锯末、糠等进行烟熏。

若茶树发生寒（冻）害，可通过茶园修剪等灾后补救措施以减少损失[22]，剪去部分冻害枯枝，对缺株重新补苗。

根据多年得出的防寒（冻）害实践经验，寒（冻）害的防御需要因地制宜，结合茶园自身条件，采取综合措施，才能取得最好的效果。

3  小结与讨论

2010—2022年婺源早春霜冻累计出现日数整体呈减少的趋势，早春霜冻灾害发生频率下降；夏季热害和冬季冻害具有偶发性。根据相关性分析结果，早春霜冻对茶树生育进程有较大影响，芽开放-展叶期的日数、芽开放-展叶盛期的日数与早春霜冻日数呈显著正相关；夏季热害对茶树生育进程有一定影响；冬季冻害对茶树生育进程无明显影响。在3种主要气象灾害中，早春霜冻对茶树生育期的影响最大。

目前关于气象灾害[5]或气象要素[6]对茶树的影响研究主要是对茶叶产量、品质的影响，婺源作为中国著名的绿茶产区，也有研究定性、定量地评估了气象灾害影响下茶场的减产率[7-8]。而气象灾害不仅会影响茶叶产量和品质，对茶树的生育进程也有很大影响。茶树生育进程的提早或推迟直接关系茶叶的采摘期，与茶叶的品质和经济效益也密切相关[23]，所以研究气象灾害对茶树生育进程的影响是十分必要的。本文探究了3种不同气象灾害对茶树生育进程的影响，得出了婺源茶树主要农业气象灾害的变化特征，并针对性地提出灾害应对措施，可为婺源县今后茶园的管理、茶叶采摘时间等提供理论指导。同时研究气象灾害与距离最近的生育期长度的关系，能更快更直接地体现灾害影响，得出的结果具有较大的实际应用价值。

由于本文只以茶树2010—2022年13年的数据作为基础资料进行研究，数据年限较短，代表性有限，可能是部分灾害对生育进程影响不显著的原因。茶树是多年生木本植物，生育期的出现时间可能会受多个灾害共同影响；同时气象灾害可能对当年及第二年的茶叶采摘期均有一定影响。此外，农事活动不同，茶树的生长发育也会受影响。在今后的研究中，需收集更多资料进一步详细研究，考虑不同气象灾害对当年及次年的茶叶采摘期的综合影响，为茶农的最佳采摘时间提供科学的气象服务。

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