英山茗茶生長發育最佳氣象條件分析

程定芳，張 翼，李 程，胡海英，胡義元，黃志江

（1.黃岡市氣象局，湖北 黃岡 438000；2.英山縣氣象局，湖北 黃岡 438700；3.英山縣農業技術推廣中心，湖北 黃岡 438700；4.湖北志順茶葉股份有限公司，湖北 黃岡 438700）

中國是茶樹的原產地，也是世界上茶葉主要生產國。茶葉生長與氣象條件密切相關，茶葉的產量和質量受氣象條件的影響較大[1-2]。影響茶葉產量的主要因素是氣象條件，特別是降水量、氣溫、光照等[3]。

高溫、霜凍、干旱等極端天氣會對茶樹生理機能造成損傷，進而對其生長發育造成一定的影響。若遇到更為嚴重的氣象災害，茶樹甚至會直接死亡[4-6]。溫度在15 ℃以上，對茶樹根系生長極為有利；溫度在15～20 ℃茶樹生長旺盛；當日平均氣溫高于30 ℃時，茶樹生長速度減緩；高于35℃，茶樹易出現焦枯現象，茶葉的質量和產量明顯下降[7]。茶樹在初春的萌芽期對氣象條件要求較高，初春的茶芽和嫩梢耐低溫能力差，當氣溫驟降至4 ℃以下時，會導致茶樹已經萌發的嫩芽苞萎縮脫落。月降水量大于100 mm的月份越多，對茶樹生長和茶葉高產優質越有利[8]。茶樹對空氣濕度的要求較高，一般在70%以上，適宜相對濕度為80%～90%[9]。特殊的小氣候條件是形成茶葉優良品質的主要因素之一。采收前10～20 d 日平均氣溫為10～15 ℃，特別是采摘前3～5 d 平均氣溫為13～18 ℃時，茶葉的品質較好[10]。茶葉產量的構成主要包括茶樹的嫩芽和幼葉兩部分。如果氣溫保持在22～23 ℃，空氣濕度適宜，茶樹幼芽生長激增，能促進茶葉產量提升。針對茶葉生長季內的氣象要素，有研究人員開展了廣泛的探索，但對不同生育階段的氣候特征及與茶葉產量關系的研究相對較少。

英山縣位于湖北省東北部，生態條件優越，被評為湖北省茶葉高產創建示范縣。英山茶葉是中國十大名茶之一，總產量居湖北之首，是湖北也是全國重點產茶縣之一。以英山茶葉為對象，探討氣象因素對茶葉產量的影響，為英山茶葉生產提供技術支撐。

1 資料與方法

根據英山縣茶樹觀測記錄，將首輪茶、二輪茶、三輪茶分為芽膨大期、魚葉開展期、一葉開展期、采摘期4 個生育階段，同時搜集了表征茶樹產量要素數據，包括理論鮮葉產量（kg/hm2）、實際鮮葉產量（kg/hm2）、芽密度（個/m2）、平均百芽重（g）。

氣象數據來源于英山國家氣象站（30.73°N，115.67°E）和英山國營長沖茶廠自動站（30.72°N，115.68°E），時段為2013—2020 年，氣象要素包括平均溫度、降水、平均風速、地表溫度、相對濕度、日照時數。由于長沖茶廠站2015 年3—7 月數據缺測，利用英山國家氣象站對溫度和降水要素進行相關性分析。

根據英山國家氣象站和長沖茶廠站溫度和降水的相關關系可以看出（圖1、圖2），3—7 月長沖茶廠站和英山國家氣象站溫度、降水的相關性較高，均通過了信度0.001 的顯著性檢驗，因此，可以利用2015 年3—7月英山國家氣象站的溫度和降水數據對長沖茶廠站的數據進行插補。

圖1 2013—2020 年3—7 月英山國家氣象站和長沖茶廠站溫度相關關系

圖2 2013—2020 年3—7 月英山國家氣象站和長沖茶廠站降水相關關系

2 結果分析

2.1 英山茶葉產量與氣象要素的相關性分析

表1 列出了2000—2019 年英山縣茶葉產量與生長關鍵期氣象要素的實況。

表1 英山縣2000—2019 年茶葉產量與春季氣候狀況

1）英山茶單產高的年份，必定是氣溫適宜、雨水充沛且時空分布均勻。如2010 年單產為2 059.70 kg/hm2，3 月內有15 d 降水，4 月內有10 d 降水，降水量比常年偏多。反之，如3 月降水偏少，盡管溫度較適中，單產還是偏低，如2000 年、2001 年。

2）由于政策支持、種植技術的推廣、品種的優化，2003 年后單產基本保持在1 500 kg/hm2以上。

3）茶葉的單產與氣溫的相關性不強，這是一個假象。原因是文中收集的茶葉產量是年總產，含春茶、夏茶、秋茶，僅分析春季氣象要素顯然不夠全面，為做好這方面的工作，在茶廠安裝了氣象觀測站，與茶廠建立合作關系，正在積累資料進行深入研究。

2.2 生育期時間特征

首輪茶4 個關鍵期始期、盛期、末期的變化時間見圖3。

圖3 首輪茶4 個關鍵期始期、盛期、末期變化時間

芽膨大期始期最早出現在3 月10 日（2015 年、2016 年），最晚出現在3 月28 日（2020 年）；盛期最早出現在3 月14 日（2015 年、2016 年），最晚出現在3 月30 日（2020 年）；末期最早出現在3 月18 日（2020年），最晚出現在4 月1 日（2020 年）。芽膨大期持續時間最短為4 d（2020 年），最長為9 d（2013 年、2015—2018年）。2016 年起，芽膨大期始期明顯推遲，最晚年份（2020年）比最早年份（2015 年和2016 年）推遲了18 d，盛期和末期均有類似的特點。

魚葉開展期始期最早出現在3 月16 日（2018年），最晚出現在4 月6 日（2020 年）；盛期最早出現在3 月20 日（2018 年），最晚出現在4 月8 日（2020 年）；末期最早出現在3 月24 日（2015 年、2016 年、2018 年），最晚出現在4 月10 日（2020 年）。魚葉開展期持續時間大多年份為5 d，最長出現在2018 年，為9 d。從2018年開始，魚葉開展期始期明顯推遲，最晚年份（2020 年）比最早年份（2018 年）推遲了21 d，盛期和末期均有類似的特點。

一葉開展期始期最早出現在3 月26 日（2015 年、2016 年），最晚出現在4 月15 日（2020 年）；盛期最早出現在3 月30 日（2015 年、2016 年），最晚出現在4 月17 日（2020 年）；末期最早出現在3 月31 日（2015 年、2016 年），最晚出現在4 月20 日（2020 年）。一葉開展期持續時間最少為5 d（2019 年），最長出現在2018年，為9 d。從2016 年開始，一葉開展期始期明顯推遲，最晚年份（2020 年）比最早年份（2015 年、2016 年）推遲了20 d，盛期和末期均有類似的特點。

采摘期始期最早出現在3 月30 日（2015 年、2016 年），最晚出現在4 月15 日（2020 年）；盛期最早出現在3月31 日（2015 年、2016 年），最晚出現在4 月17 日（2020 年）；末期最早出現在4 月3 日（2015 年、2016 年），最晚出現在4 月20 日（2020 年）。采摘期始期持續時間一般為5 d，最長出現在2014 年，為7 d。從2016 年開始，采摘期始期明顯推遲，最晚年份（2020 年）比最早年份（2015 年、2016 年）推遲了16 d，盛期和末期均有類似的特點。

二輪茶、三輪茶的芽膨大期、魚葉開展期、一葉開展期和采摘期的時間演變與首輪茶的變化比較一致，僅時間延遲，故不展開討論。

2.3 穩定通過10 ℃日期

溫暖無凍害的氣候條件適宜茶樹的生長，當春季日平均溫度穩定通過10 ℃左右時，茶樹開始萌動。由圖4長沖茶廠站2013—2020 年3 月5 d 滑動平均溫度曲線可以確定每年穩定通過10 ℃的日期，2013—2020年該日期分別為3 月5 日、3 月14 日、3 月10 日、3 月15 日、3 月7 日、3 月11 日、3 月7 日、3 月5 日。由圖4 可知，穩定通過10 ℃的日期基本出現在3 月上旬（2013 年、2015 年、2017 年、2019 年、2020 年）、中旬（2014 年、2016年、2018 年）。

圖4 長沖茶廠站5 d 滑動平均溫度變化

對比不同年份芽膨大期開始的時間可以發現，平均溫度穩定通過10 ℃的日期與首輪茶芽膨大期開始的時間比較接近，其中2015 年穩定通過10 ℃的日期為3 月10 日，正好是首輪茶芽膨大期的開始日期。

2.4 生育期氣候特征

溫度、降水、風速數據來源于長沖茶廠自動站，地表溫度、相對濕度、日照時數來源于英山國家氣象站。

由圖5 可知，2013—2020 年，芽膨大期平均溫度最低為9.2 ℃，最高為14.4 ℃；降水量最少為0.4 mm，最多為62.1 mm；平均風速最小為1.2 m/s，最大為1.7 m/s；平均地面溫度最低為11.4 ℃，最高為16.3 ℃；平均5 cm 地溫最低為10.9 ℃，最高為16.3 ℃；相對濕度為68.9%～79.3%，日照時數為6.3～33.8 h。

圖5 首輪茶芽膨大期氣象要素逐年變化

魚葉開展期平均溫度2018 年最低，為10.2 ℃，2014 年最高，為17.3℃；降水量2016 年最少，為0.2 mm，2018 年最多，為42.1 mm；平均風速2014 年最小，為1.0 m/s，2016 年最大，為2.4 m/s；平均地溫2018 年最低，為12.5℃，2020 年最高，為20.0 ℃；平均5 cm 地溫2018 年最低，為12.3 ℃，2020 年最高，為19.3 ℃；相對濕度2016 年最小，為49.6%，2019 年最大，為78.1%；日照時數2019 年最少，為9.6 h，2017 年最多，為36.4 h。

一葉開展期平均溫度2016 年最低，為10.5 ℃，2014 年最高，為17.2 ℃；降水量2013 年最少，為0 mm，2017 年最多，為82.3 mm；平均風速2016 年最小，為1.0 m/s，2018 年最大，為1.9 m/s；平均地溫2017 年最低，為16.4℃，2018 年最高，為21.0 ℃；平均5 cm 地溫2016 年最低，為13.4 ℃，2018 年最高，為19.4 ℃；相對濕度2014 年最低，為60.3%，2015 年最高，為77.3%；日照時數2019 年最少，為1.2 h，2018 年最多，為65.7 h。

采摘期平均溫度2018 年最低，為12.6 ℃，2015 年最高，為19.3 ℃；降水量2013 年最少，為0 mm，2017年最多，為70.7 mm；平均風速2016 年最小，為0.9 m/s，2018 年最大，為2.3 m/s；平均地溫2018 年最低，為14.9 ℃，2019 年最高，為21.7 ℃；平均5 cm 地溫2017 年最低，為14.9 ℃，2019 年最高，為20.3 ℃；相對濕度2014 年最低，為59.7%，2016 年最高，為86.4%；日照時數2019 年最少，為9.4 h，2014 年最多，為47.6 h。

2.5 影響茶葉產量的氣象因子分析

用芽密度、平均百芽重、理論鮮葉產量、實際鮮葉產量4 個指標表征茶葉特征。由圖6 可知，2013—2020 年，首輪茶芽密度最小為1 200 個/m2，最大為1 508 個/m2；平均百芽重最輕為9.9 g，最重為11.9 g；理論鮮葉產量最低為1 147.4 kg/hm2，最高為1 704.8 kg/hm2；實際鮮葉產量最低為1 155.6 kg/hm2，最高為1 502 kg/hm2。

圖6 首輪茶指標特征變化

二輪茶芽密度2014 年最小，為1 220 個/m2，2017 年最大，為1 836 個/m2；平均百芽重2014 年最小，為9.9 g，2018 年、2020 年最大，為13.6 g；理論鮮葉產量2014 年最低，為1 147.4 kg/hm2，2017 年最高，為2 162.8 kg/hm2；實際鮮葉產量2014 年最低，為1 159.6 kg/hm2，2017 年最高，為1 583 kg/hm2。

三輪茶芽密度2019 年最低，為1456 個/m2，2014 年、2015 年最高，為1 952 個/m2；平均百芽重2013 年、2017 年最低，為11.6 g，2018 年、2019 年、2020 年最高，為12.8 g；理論鮮葉產量2019 年最低，為1 715.2 kg/hm2，2014 年、2015 年最高，為2 322.9 kg/hm2；實際鮮葉產量2013 年最低，為1 211 kg/hm2，2014 年、2015 年最高，為1 429 kg/hm2。

結合氣象觀測數據，分別計算2013—2020 年茶樹生長季內各生育階段的氣象要素值，包括芽膨大期、魚葉開展期、一葉開展期、采摘期，與茶葉實際產量進行相關分析，結果如表2 所示。

由表2 可以看出，生育期內各階段平均溫度、地面溫度、日照時數與茶葉產量均呈正相關關系，大部分時段的相關關系通過了顯著性檢驗，可見溫度和熱量條件對茶葉的影響較大。風速、相對濕度對茶樹產量也有一定影響。盡管降水量對茶樹產量也有影響，但不同階段的降水與茶樹產量相關關系差異較大。

表2 茶樹實際鮮葉產量與氣象要素的相關關系

3 結論

本研究僅針對茶葉生育期關鍵階段的氣候特征開展了分析，并探討了相關氣象因子對茶樹實際鮮葉產量的影響。由于茶葉實際鮮葉產量數據相對較少，與氣象因子的相關關系存在較大的不確定性。由于氣候的多變性，應深度挖掘影響茶葉生長的因素；茶樹的種植往往會受到氣象災害的影響，需要種植人員采取科學合理的防范措施，將氣象災害對茶樹種植的影響降到最低，保證茶樹種植的經濟效益[11]。此外，氣象災害是制約茶葉生產并影響其品質的主要因素[12]，應進一步開展茶葉風險區劃研究，提高英山茶葉生產氣象服務保障能力，對指導茶葉種植生產布局具有重要意義。