山東省茶樹凍害氣象監(jiān)測指標研究

朱俊翰 朱秀紅 鄭海濤 遲慶紅

摘 要： 為科學指導北方茶農(nóng)進行凍害防御，分別開展了凍害觀測和調(diào)查，通過茶園調(diào)研、專家咨詢、茶農(nóng)和專家座談等工作，統(tǒng)計分析了1966 年以來山東省茶區(qū)27 次重度以上凍害過程，學習和借鑒部分南方省份茶樹凍害等級氣象指標，結(jié)合茶樹引種到北方后經(jīng)過幾十年馴化，其抗凍能力已明顯提高的實際情況，分別制定了北方茶樹越冬期凍害和萌芽期凍害氣象監(jiān)測指標，并進行了實際觀測和驗證。結(jié)果表明，山東省茶樹凍害氣象監(jiān)測指標可作為指導北方茶園防凍的科學依據(jù)。

關(guān)鍵詞：茶樹；凍害；氣象監(jiān)測指標；山東省

中圖分類號：S435.6文獻標識碼：A文章編號：2095-1795（2023）08-0063-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.08.011

0 引言

1966 年南茶成功北引至山東省日照市，中國種茶區(qū)域向北擴大3 個緯度，后來又逐漸引種到青島市、威海市等地。目前我國茶樹最北種植區(qū)屬山東省茶區(qū)，在內(nèi)蒙古自治區(qū)、北京市等地雖有零星種植，但需要采取雙層拱棚，同時在棚內(nèi)加升溫防凍設(shè)施，露地栽培難以越冬，受氣候條件限制未實現(xiàn)大規(guī)模種植，山東省成為全國緯度最高、面積最大的北方優(yōu)質(zhì)茶產(chǎn)區(qū)。山東省茶區(qū)因地處北方，晝夜溫差大、生長周期長、營養(yǎng)物質(zhì)豐富，形成了香氣高、滋味濃、葉片厚和耐沖泡的獨有特質(zhì)[1]。據(jù)山東省農(nóng)業(yè)科學研究院茶葉研究所統(tǒng)計，2021 年， 山東省茶園面積2.69 萬hm2（40.39 萬畝），產(chǎn)量2.85 萬t，均居全國第16 位。全省干毛茶年產(chǎn)值近50 億元，平均單位面積產(chǎn)值21 萬元/hm2，是全國平均單位面積產(chǎn)值的2 倍以上，居全國第2 位。全省有10 個市40 個縣（市、區(qū)）生產(chǎn)茶葉，基本形成魯東南沿海、魯中南山區(qū)和膠東半島3 大茶葉優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)。山東省茶區(qū)自1966 年實施“南茶北引”工程以來，凍害每年不同程度發(fā)生，導致茶葉減產(chǎn)甚至絕收。分析山東省茶區(qū)歷年茶樹凍害原因、減產(chǎn)情況，找出引起茶樹凍害的氣象指標，可為北方茶園凍害監(jiān)測、預報、預警和評估等業(yè)務(wù)提供客觀依據(jù)[2-5]。

1 方法和資料

自2006 年起，山東省各級氣象部門先后在茶園或茶園附近建設(shè)了56 個區(qū)域氣象觀測站、1 個土壤水分觀測站、2 個茶園小氣候觀測站及1 個茶園實景長勢觀測站，積累了大量觀測資料。

2019—2021 年在山東省日照市富園春茶場和山東省日照市五蓮縣振承茶園進行凍害觀測，充分利用茶園小氣候觀測站和實景觀測站自動觀測資料，結(jié)合人工觀測，對茶樹凍害進行觀測和成因分析。經(jīng)統(tǒng)計，山東省自1966 年茶樹引種成功共有27 次重度以上凍害，逐一對產(chǎn)生凍害原因、造成的減產(chǎn)情況進行分析，整理日照市市區(qū)、日照市莒縣、日照市五蓮縣、臨沂市莒南縣和青島市西海岸新區(qū)5 個代表性強的茶葉主產(chǎn)區(qū)國家級氣象觀測站和茶園小氣候站觀測數(shù)據(jù)、凍害年份春茶減產(chǎn)率、凍害表現(xiàn)癥狀等相關(guān)資料，確定北方茶樹不同等級凍害氣象指標。氣象資料來源于山東省有關(guān)氣象臺站，產(chǎn)量和部分凍害資料來源于日照市茶葉科學研究所。

2 北方茶樹凍害分類

茶樹原產(chǎn)于我國南方地區(qū)，適宜溫暖、濕潤的生長環(huán)境，由于北方天氣寒冷，自成功引種以來，面臨的最大災害是凍害。將北方茶樹凍害分為越冬期凍害和萌芽期凍害兩類。越冬期凍害指茶樹越冬期間遇到低溫或寒潮天氣，茶樹芽葉、枝條或根系受凍產(chǎn)生危害。萌芽期凍害指茶樹春季萌芽至采摘期間遇到倒春寒或劇烈變溫，茶樹芽葉或枝條受凍產(chǎn)生危害。越冬期凍害嚴重時會把茶樹凍死，萌芽期凍害嚴重時導致春茶絕產(chǎn)，兩類凍害最終造成的直接后果是春茶減產(chǎn)或絕產(chǎn)[6]。

3 北方茶樹凍害氣象監(jiān)測指標和分級確定依據(jù)

3.1 指標確定依據(jù)

基于文獻檢索法，統(tǒng)計分析茶園氣象觀測站觀測資料、茶園實景長勢觀測資料，開展實地調(diào)研代表性茶園、凍害調(diào)查、凍害觀測、專家咨詢、茶農(nóng)和專家座談等工作，學習和借鑒安徽省、浙江省等南方省份茶樹凍害等級氣象指標，結(jié)合茶樹引種到北方后經(jīng)過幾十年馴化，其抗凍能力已明顯提高的實際情況，獲得北方茶樹凍害氣象監(jiān)測指標[7-10]。

將?10 °C 作為北方茶園越冬期凍害發(fā)生的最高閾值，當最低氣溫?12～?10 °C，并且持續(xù)日數(shù)≥2 d，易產(chǎn)生凍害。主要依據(jù)是通過對茶園小氣候觀測站、大監(jiān)站、區(qū)域氣象觀測站的觀測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并結(jié)合凍害發(fā)生后茶園觀測到的茶樹受凍癥狀和導致的露天春茶減產(chǎn)率得到。

3 月下旬隨著氣溫回升，北方茶樹生理機能異?；钴S，茶樹返青后，出現(xiàn)春季晚霜或結(jié)冰現(xiàn)象時，如果越冬芽已經(jīng)萌發(fā)或者早芽品種真葉已經(jīng)展開，茶樹抗寒力顯著減弱，已萌發(fā)的芽梢將受凍枯焦。將日最低氣溫4 °C 作為北方茶園春茶期凍害發(fā)生的最高閾值。主要依據(jù)是通過對茶園小氣候觀測站、大監(jiān)站、區(qū)域氣象觀測站的觀測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，參照出現(xiàn)霜凍天氣時的氣溫條件，并結(jié)合凍害發(fā)生后茶園觀測到的茶樹受凍癥狀和導致的露天春茶減產(chǎn)率得到。

3.2 指標等級劃分依據(jù)

北方茶樹凍害氣象等級指標根據(jù)日最低氣溫及其持續(xù)時間、凍害出現(xiàn)時間確定。越冬期茶樹凍害程度與出現(xiàn)低溫天氣時日最低氣溫成反比，日最低氣溫越低，凍害越嚴重，日最低氣溫越高，凍害越輕。將越冬期凍害按照日最低氣溫高低，進行越冬期凍害氣象指標分級。春季茶樹抗凍能力跟茶葉萌芽所處的階段關(guān)系密切，萌芽前期抗凍能力比后期強，抗凍能力3 月>4 月>5 月，在多年對比觀測和充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，將凍害按照最低氣溫所出現(xiàn)的時段對萌芽期凍害進行氣象指標分級。

4 凍害等級氣象指標研究

4.1 越冬期和萌芽期凍害情況統(tǒng)計

山東省約60% 茶樹種植面積集中在日照市，青島市和臨沂市茶樹種植面積約占全省的35%，將日照市市區(qū)、日照市莒縣、日照市五蓮縣、青島市西海岸新區(qū)和臨沂市莒南縣5 個茶葉主產(chǎn)區(qū)縣作為茶樹凍害統(tǒng)計對象。茶樹受凍后導致的直接后果是芽、葉、枝和根等出現(xiàn)受凍癥狀，間接后果是春茶減產(chǎn)。對1966 年南茶北引至山東省56 年以來露天茶樹越冬期和萌芽期受凍情況分別進行統(tǒng)計，共有14 年露天茶樹出現(xiàn)重度及以上越冬期凍害（表1），共有13 年露天茶樹出現(xiàn)重度及以上萌芽期凍害（表2）。

4.2 凍害等級氣象指標確立

根據(jù)理論計算、凍害觀測、實踐調(diào)查和專家意見等，分別制定了北方茶樹越冬期和萌芽期凍害等級氣象指標，如表3 和表4 所示。

4.3 結(jié)果驗證

選取2019—2021 年1 次越冬期凍害、2 次萌芽期凍害作為典型案例，進行實際觀測和調(diào)查驗證，結(jié)果表明，上述指標與實際凍害情況吻合，指標科學合理。

4.3.1 2020—2021 年越冬期凍害實際觀測、調(diào)查檢驗

2020 年12 月—2021 年1 月，北方出現(xiàn)大面積寒潮天氣，山東省茶葉主產(chǎn)區(qū)日照市市區(qū)、日照市莒縣、日照市五蓮縣、青島市西海岸新區(qū)和臨沂市莒南縣共5 個大監(jiān)站平均極端最低氣溫?17.0 °C，日照市市區(qū)、日照市莒縣和日照市五蓮縣3 個區(qū)縣2020 年12 月29 日—2021 年1 月2 日連續(xù)5 d 日最低氣溫均

2021 年1 月6—10 日，北方再次出現(xiàn)歷史罕見極端低溫寒潮天氣，其中青島市西海岸新區(qū)連續(xù)5 d 日最低氣溫

2021 年3 月9 日在日照市五蓮縣富園茶場進行凍害觀測和調(diào)查，2020 年12 月—2021 年1 月越冬期極端低溫天氣過程發(fā)生2 個月后，富園茶場小氣候站附近茶樹已撤掉遮蔭網(wǎng)，部分茶樹出現(xiàn)枝葉干枯等受凍癥狀，葉片受凍率70% 左右。

2021 年2 月9 日在青島市嶗山區(qū)王哥莊街道曉望社區(qū)茶園調(diào)查，發(fā)現(xiàn)茶樹受凍后葉面和枝梢干枯失水，葉片受凍率80%，茶葉顏色由綠色變?yōu)闇\褐色。茶園附近曉望小學區(qū)域站2021 年1 月7—8 日分別測得最低氣溫?15.3、?10.9 °C，連續(xù)2 d 出現(xiàn)低溫天氣。

2021 年3 月13 日在日照市五蓮縣戶部鄉(xiāng)邱家店子茶園調(diào)查，茶園未采取越冬防護措施，大部分茶樹受凍，枝葉干枯，葉片受凍率90%。距離茶園1.5 km 處戶部區(qū)域站測得2020 年12 月30—31 日日最低氣溫分別為?13.8、?11.0 °C，2021 年1 月6—8 日日最低氣溫分別為?11.7、?18.6 和?13.6 °C。

2021 年3 月15 日在臨沂市莒南縣朱蘆鎮(zhèn)李家彩村茶園進行凍害觀測和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)茶樹枝葉因受凍顏色變褐變枯，葉片受凍率100%。茶園附近臨沂市莒南縣文疃鎮(zhèn)區(qū)域站測得2020 年12 月30—31 日日最低氣溫分別為?13.8、?12.5 °C，2021 年1 月6—8 日日最低氣溫分別為?11.6、?18.6、?12.9 °C。

2021 年4 月9 日在山東省日照市山海天臥龍山街道茶園進行凍害觀測和調(diào)查，茶園未采取越冬防護措施，茶樹大面積受凍，根、莖、葉均受凍，茶蓬表層葉片受凍率接近90%，部分茶樹整株死亡，茶農(nóng)正在補種茶籽；尚未凍死的茶樹按照往年發(fā)育期，已經(jīng)開采或即將開采，因為受凍嚴重，調(diào)查時茶樹未返青，新稍未萌芽。

驗證結(jié)論：上述案例茶樹凍害發(fā)生在越冬期，第1 次寒潮過程持續(xù)時間長且氣溫低，第2 次寒潮過程最低氣溫突破歷史極值，2 次寒潮過程均給茶樹造成嚴重凍害。凍害發(fā)生時日最低氣溫及最低氣溫≤?10 °C 最長持續(xù)日數(shù)均符合本標準制定的越冬期凍害氣象指標4級凍害標準。

4.3.2 2019 年萌芽期凍害實際觀測、調(diào)查檢驗

2019 年4 月26—27 日北方茶園出現(xiàn)大面積倒春寒天氣，露天春茶剛開始采摘，正是春茶大量上市的黃金季節(jié)，出現(xiàn)霜凍，尤其是低洼、平原地區(qū)的茶園受凍更嚴重。經(jīng)查閱區(qū)域氣象站及大監(jiān)站資料，日照市市區(qū)、日照市莒縣、日照市五蓮縣、青島市西海岸新區(qū)和臨沂市莒南縣5 個區(qū)縣連續(xù)2 d 出現(xiàn)霜凍，4 月26 日5 個區(qū)縣最低氣溫均<4 °C，4 月27 日5 個區(qū)縣最低氣溫0～1 °C。

2019 年4 月27 日上午在山東省日照市嵐山區(qū)巨峰茶園進行凍害觀測和調(diào)查，此次凍害發(fā)生在晴朗微風的夜晚至凌晨，嵐山區(qū)巨峰茶園地勢平坦，容易遭受霜凍危害，茶樹芽葉和枝梢上均勻覆蓋著一層白霜，芽梢受害率≥80%；查閱距離茶園最近的巨峰鎮(zhèn)區(qū)域站資料，2019 年4 月27 日最低氣溫2.9 °C。2019 年4 月27 日下午在山東省日照市五蓮縣劉家坪茶園進行凍害觀測和調(diào)查，村民當天上午拍攝視頻顯示，茶樹覆蓋厚厚一層白霜，芽梢受害率≥80%，當天下午部分嫩芽因受凍變成黑、褐色；經(jīng)查閱茶園附近潮河鎮(zhèn)區(qū)域站資料，4 月27 日早晨最低氣溫1.7 °C。

驗證結(jié)論：上述案例凍害發(fā)生在萌芽期，倒春寒發(fā)生時茶樹正處于萌芽期，正是露天春茶集中大量開采的黃金時節(jié)，當時春茶品質(zhì)最好、價格最貴，春茶大面積受凍，受凍后70% 的茶園無春茶可采，茶園減產(chǎn)50% 左右，凍害發(fā)生時的日最低氣溫及發(fā)生日期均符合本標準制定的萌芽期凍害氣象指標4 級標準。

4.3.3 2019—2020 年萌芽期凍害實際觀測、調(diào)查檢驗

2019 年12 月—2020 年2 月山東省平均氣溫2.3 °C，較歷年同期偏高1.8 °C，長時間氣溫連續(xù)偏高導致茶樹發(fā)育期較歷年提前了10 d 左右。2020 年3 月下旬日照市市區(qū)、日照市莒縣、日照市五蓮縣、青島市西海岸新區(qū)和臨沂市莒南縣5 個茶葉主產(chǎn)區(qū)最高氣溫均超過30 °C，采用越冬防護的大部分茶樹拱棚撤膜，3 月下旬開始有新芽萌動。4 月3 日日照市五蓮縣部分無性系露天春茶開采，全縣種茶史上首次采到稀缺珍貴的“明前茶”（清明節(jié)前的茶葉）。4 月4—5 日山東省出現(xiàn)大面積春季晚霜，5 個茶葉主產(chǎn)區(qū)最低氣溫分別為?2.5、?3.7、?2.8、?1.2 和?1.4 °C，出現(xiàn)了結(jié)冰和霜凍，正在開采的露天春芽遭遇凍害。4 月12—13 日出現(xiàn)第2 次霜凍，5 個茶葉主產(chǎn)區(qū)最低氣溫分別為0.7、0.4、2.3、2.0 和1.0 °C，一周前凍過的茶樹細胞未來得及修復，又遭凍害。4 月22—24 日連續(xù)3 d 再次出現(xiàn)霜凍，5 個茶葉主產(chǎn)區(qū)最低氣溫分別為?0.2、?0.1、?0.7、?0.8 和0.3 °C，進一步加重茶樹受凍程度。

2020 年4 月5 日在日照市嵐山區(qū)巨峰鎮(zhèn)西趙家村茶園進行凍害觀測和調(diào)查，茶園出現(xiàn)霜凍和結(jié)冰現(xiàn)象，露天春芽受凍，芽梢受害率≥80%。經(jīng)查閱附近巨峰鎮(zhèn)區(qū)域氣象站資料，4 月5 日最低氣溫0.8 °C。

2020 年4 月5 日在臨沂市莒南縣朱蘆鎮(zhèn)李家彩村茶園進行凍害觀測和調(diào)查，該茶園葉片和枝條均附著一層霜，呈現(xiàn)凍結(jié)狀態(tài)，芽梢受害率≥80%；經(jīng)查閱距離茶園最近的文疃鎮(zhèn)區(qū)域站觀測資料，4 月5 日最低氣溫?0.4 °C，符合結(jié)冰和霜凍氣象條件。

2020 年4 月5 日上午、下午分別在日照市五蓮縣北方茶葉研究所進行凍害觀測和調(diào)查，茶園位于日照市五蓮縣叩官鎮(zhèn)常林子村，上午調(diào)查時太陽剛剛升起，霜凍尚未融化，葉面正呈凍結(jié)狀態(tài)，下午調(diào)查時葉面霜凍已融化，芽尖已變褐色。經(jīng)查閱附近叩官鎮(zhèn)區(qū)域站資料，4 月5 日早晨最低氣溫0.6 °C。

2020 年5 月9 日在日照市五蓮縣富園茶場進行凍害調(diào)查，茶樹品種為中茶108，由于4 月接連受凍，現(xiàn)場調(diào)查時嫩芽剛開始冒尖，年內(nèi)還未開采，開采期比往年推遲接近1 個月，春茶減產(chǎn)50% 以上。經(jīng)查閱距離該站最近的叩官鎮(zhèn)區(qū)域站資料，4 月5—7 日日最低氣溫分別為0.6、1.8、3.8 °C，4 月13 日最低氣溫2.5°C，4 月22—23 日日最低氣溫分別為2.2、?0.7 °C。

驗證結(jié)論：2020 年4 月山東省茶區(qū)先后于4 月5—7 日、4 月13 日、4 月22—23 日接連3 次遭受春季晚霜危害。因凍害前氣溫持續(xù)偏高，春茶較往年提前萌芽，接連遭受凍害后茶樹細胞恢復緩慢，露天春茶直到5 月中旬才開始采摘，導致露天春茶平均減產(chǎn)40%，部分茶園減產(chǎn)70%。凍害發(fā)生時日最低氣溫及凍害發(fā)生日期符合春茶期凍害氣象指標4 級標準。

通過調(diào)研、專家咨詢、老茶農(nóng)座談會交流，結(jié)合產(chǎn)量資料分析，相關(guān)指標符合實際生產(chǎn)情況，證明本指標科學合理。

5 結(jié)束語

（1）該北方茶樹凍害氣象指標已在山東省各地部分茶園實施，經(jīng)過多年現(xiàn)場調(diào)研和試驗、觀測和理論檢驗，指標已日趨成熟完善，可供茶樹行業(yè)管理、農(nóng)業(yè)、氣象等各相關(guān)部門用于科學指導茶樹防凍工作，最大程度降低凍害對茶園造成的損失。

（2）本指標已與目前茶樹凍害防御工作相結(jié)合，在北方茶樹封園前多次開展防凍宣傳教育和培訓，向茶農(nóng)普及茶樹越冬防護和春季防凍知識，根據(jù)茶農(nóng)經(jīng)濟狀況和茶園實際情況，指導茶農(nóng)選擇合適防凍措施。

（3）本指標可應(yīng)用于茶樹凍害保險業(yè)務(wù)，保險部門在進行茶樹凍害理賠時可參照本指標進行凍害認定和賠付標準確定。

（4）茶樹凍害成為北方茶園面臨的共性問題，由于各地種植品種、茶園選擇地段、茶園土壤質(zhì)地和生產(chǎn)管理水平等不同，凍害程度不同，導致茶樹凍害氣象監(jiān)測指標有一定差別，需各地進行適當調(diào)整。

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