2020年霍山县黄芽春茶气候品质评价

曹 强， 李 琪 ， 董世杰 ， 李华宇

1. 南京信息工程大学， 江苏省农业气象重点实验室, 江苏 南京 210044 2. 六安市气象局, 安徽 六安 237011

0 引 言

农作物气候品质评价是指气候条件对农作物品质影响优劣等级的评定，而茶叶品质的形成与气象条件密切相关(金志凤等，2015)。近年来，已有部分专家学者对影响茶叶品质的气候因子及其气候品质评价指标等方面进行了相关研究。金志凤等(2015)应用加权指数求和法，结合茶叶品质生化指标，创新性地提出了茶叶气候品质的概念，指出茶叶鲜叶采摘前15 d的平均气温、平均相对湿度和日照时数为影响茶叶品质的主要气象指标，并建立了定量评价模型。刘瑞娜等(2019)基于安徽省茶叶主产区多年气象数据、茶树生育期观测资料和已有的茶叶生理气候阈值，建立了由温度指数、相对湿度指数和日照指数构成的茶叶品质综合气候指数评价模型,并以此对安徽省茶叶气候品质等级分布特征进行了分析。陶瑶等(2020)运用气候倾向率方法分析了1961—2019年修水县主要气象要素、春霜冻灾害和基于气候品质指数的春茶气候品质等级的变化趋势，并认为气候变暖有利于修水县春茶品质趋好。

霍山县属北亚热带湿润季风气候区。气候温和季风显著，气候区域差异和垂直变化大，光、热、水等气候资源丰富。优越的气候条件非常适宜茶树生长和茶叶品质形成。“霍山黄芽”茶叶是国家地理标志产品，全县绿色有机无公害茶园约1.01×104hm2。茶叶生长、采摘期间不同的天气条件会造成品质上的差异(陆文渊等，2012)，开展茶叶气候品质评价，利用气候品质评价结果对茶叶及其产地进行标识，可提升茶叶附加值。此外，对茶叶气候品质等级划分结果进行反向分析，以此确定茶叶最佳采摘期，可为调整茶叶采摘进度及提升优质茶叶比重提供科学指导。文中根据已有的科研成果，采用定性分析与定量分析相结合的方法，对2020年安徽省霍山县黄芽春茶的气候品质进行评价，并确定最佳采摘期，旨在为当地茶叶的采摘和管理提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 资 料

文中使用的气象数据包括2020年1月10日—5月10日六安市国家观测站和区域自动站的逐日平均气温、相对湿度、日照时数等数据。其中，霍山县茶叶生产基地的平均温度和相对湿度是利用六安市国家观测站和区域自动站观测数据进行克里金插值得到，日照时数是利用六安市国家观测站的日照百分率数据进行克里金插值得到。灾害性天气的观测数据主要采用霍山县国家观测站数据，并辅以实地调查资料。文中霍山县茶叶生产基地是指霍山县太阳乡金竹坪村境内的茶叶种植基地。

1.2 评价方法

1.2.1 定性评价

基于“一地多年种植的农作物品质由当地多年气候平均条件决定”的理论，通过对比分析2020年与历史常年(1981—2010年)茶叶品质形成关键期内光、温、水等气象条件，定性分析评估气象条件对茶叶品质形成的影响。若2020年度气象条件与常年值接近或偏好，即可定性判定2020年霍山黄芽春茶气候品质为“优”级以上。

根据相关文献资料(陆文渊等，2012；金志凤等，2015)选取茶树越冬期、萌发期及采摘期三个生育阶段进行气象条件分析，日平均气温小于5 ℃茶树处于越冬期，大于等于5 ℃茶树进入萌发期，茶叶开始采摘到采摘结束为采摘期。三个阶段的划分以当年评价地区的5 d滑动平均气温为依据，即第1个连续5 d的平均气温小于5 ℃的时段内最后日平均气温小于5 ℃的日期为越冬开始的日期；第1个连续5 d的平均气温大于等于5 ℃的时段内最后日平均气温小于5 ℃的日期为越冬结束的日期；越冬结束日期的次日即为萌发期。2020年霍山黄芽生育期如表1所列。根据生产企业提供的采摘期，对4月1日—5月10日时段内采摘的霍山黄芽的气候品质进行评价。

表1 2020年霍山县黄芽茶叶品质形成关键生育期Table 1 The key growth period of Huangya tea quality formation in Huoshan county, 2020

关键生育期内影响茶叶品质的气象因子的指标范围(赵辉等，2012；孙秀邦等，2017；陶瑶等，2019)如下:

1) 越冬期：初冬时节遇-5—-7 ℃，隆冬时节遇小于-10 ℃的日最低气温，茶树受冻。

2) 萌发期：3月上半月日最低气温小于等于0 ℃，3月下半月日最低气温小于等于1 ℃易发生春霜冻；茶树生长期月雨量需求在100 mm左右，当月降水量小于50 mm时茶叶质量受损。

3) 采摘期：日最高气温在25 ℃以下、最低气温大于13 ℃的连续晴天开采茶叶，品质较优。4月上半月日最低气温小于等于2 ℃，4月下半月日最低气温小于等于4 ℃易发生春霜冻。春季茶树遇持续低温阴雨寡照天气时，往往造成土壤过湿，肥料流失，不仅会延缓茶叶萌发生长，推迟采摘期，也一定程度影响茶叶的品质。

1.2.2 定量评价

文中评价方法采用安徽省农业气象中心研发的基于气候指数的安徽省茶叶气候品质评价模型(刘瑞娜等，2019)。基于茶树的生物学特性，结合气象行业标准《茶叶气候品质评价》(中国气象局，2017)，确定鲜叶采摘前15 d的平均气温、平均相对湿度和平均日照百分率为影响茶叶的关键气候因子。使用ArcGIS软件对平均气温、相对湿度和日照百分率等数据进行插值分析(朱晖等，2012；李晓俊等，2013)，根据加权求和法及栅格计算(吉志红等，2015)，得出全区域内气候指数分布图，最终提取茶叶种植基地的气候指数精确值，以此对霍山黄芽气候品质进行等级划分。

1) 温度指数(FT)：

(1)

式中，T为鲜叶采收前15 d的平均气温；T1和T2分别为茶叶品质形成最适宜温度的下限值和上限值，依据气象行业标准《茶叶气候品质评价》(中国气象局，2017)，T1和T2分别取12 ℃和18 ℃；b1和b2为常数，依据娄伟平(2014)的茶叶生化成分与气温的关系曲线图，拟合确定b1=2，b2=6。

2) 相对湿度指数(FH)：

(2)

式中，H为鲜叶采收前15 d的平均相对湿度；H0为茶叶品质形成最适宜相对湿度的下限值，Hmin为茶叶生长的相对湿度下限值，H0和Hmin分别取80%和45%(张玮玮等，2011)。

3)日照指数(FS)：

(3)

式中，S为鲜叶采收前15 d的平均日照百分率；S1和S2为茶叶品质形成最适宜日照百分率的下限和上限值，依据我国气象行业标准《茶叶气候品质评价》(中国气象局，2017)，S1和S2分别取25%和50%；b3和b4是常数，参照娄伟平(2014)的茶叶生化成分与日照百分率的关系曲线，拟合确定b3=3，b4=4。

4) 气候指数(IC)：

IC=c1FT+c2FH+c3FS

(4)

式中，FT、FH、FS分别为温度指数、相对湿度指数和日照指数；c1、c2、c3为其对应的权重系数，权重系数的确定参考我国气象行业标准《茶叶气候品质评价》(中国气象局，2017)，分别取0.6、0.2、0.2。

安徽省茶叶气候品质评价标准统一划分为4个等级(刘瑞娜等，2019)，分别为特优、优、良和一般(表2)。

表2 安徽省茶叶气候品质等级划分表Table 2 Climate quality classification of tea in Anhui province

2 关键生育期气象条件影响评价

2.1 越冬期

2020年霍山县黄芽茶叶种植基地越冬期(1月10日—2月1日)的总体气候特征是越冬期较短、气温偏高、降水偏多、日照偏少。平均气温为3.8 ℃，比常年同期略偏高1.4 ℃；降水量71.6 mm，比常年同期多26.6 mm；日照时数62.8 h，比常年同期偏少2成(16 h)；极端最低气温仅-2.3 ℃，而且低温持续时间较短，茶树越冬期间未发生明显冻害(图1)。连阴雨天气是当年冬季最显著的气候特征。

图1 2020年霍山县黄芽茶叶种植基地茶叶越冬期关键气象因子变化Fig.1 Variation of key meteorological factors during overwintering period in Huangya tea planting base of Huoshan county in 2020

2.2 萌发期

2020年霍山县黄芽茶叶种植基地茶叶萌发期(2月2日—3月31日)平均气温10.8 ℃，比常年同期略偏高1.2 ℃；降水量200.7 mm，比常年同期偏多近2成(30.4 mm)；平均相对湿度74%，比常年同期偏低1%；日照时数268.4 h，比常年同期偏多近2成(38.5 h)(图2)。整个发育期气温变化基本平稳，仅2月中下旬和3月末出现了短暂的低温过程，持续时间较短，茶叶嫩梢受冻，但气温回升较快，光照条件适宜，以过程性降水为主，无连阴雨和强降水发生，总体有利于茶芽萌发和品质提升。

图2 2020年霍山县黄芽茶叶种植基地茶叶萌发期关键气象因子变化Fig. 2 Variation of key meteorological factors during tea germination in Huangya tea planting base of Huoshan County in 2020

2.3 采摘期

2020年受越冬期偏短、气温略偏高影响，霍山黄芽于3月下旬陆续开园采摘，由于茶叶基地海拔较高，茶叶物候进程推迟，评价采摘期为4月1日—5月10日。采摘期内平均气温18.6 ℃，比常年偏高1.4 ℃，除5月2—4日外未出现日平均气温大于等于25 ℃的高温日；降水量87.2 mm，比常年同期偏少逾4成；相对湿度66%，比常年同期偏少9%；日照时数258.0 h，比常年同期偏多逾2成(图3)。整体气象条件有利于茶叶采摘，部分时段由于日照过多，相对湿度偏低对茶叶品质造成一定不利影响。

图3 2020年霍山县黄芽茶叶种植基地茶叶采摘期关键气象因子变化Fig. 3 Variation of key meteorological factors during tea picking period in Huangya tea planting base of Huoshan county in 2020

2.4 气象条件影响总体评价

2020年茶叶进入越冬期以后，光温适宜，湿度较大，未发生低温冻害；茶叶萌发期间气温偏高，光照充足，相对湿度适宜，无连阴雨和强降水发生，其中2月15—18日降温过程中部分山区出现了短时冰粒，最低气温接近-3.3 ℃，但茶树处于萌发初期，后期温度回升较快，萌发期气象条件总体有利于茶树恢复生长和茶叶品质形成。采摘期气温与常年接近，降水偏少，日照偏多，相对湿度略偏低，个别时段采摘的茶叶品质受到日照和相对湿度造成的不利影响，大部分时段天气适宜茶叶采摘。

3 最佳采摘期分析

以2020年霍山县黄芽茶叶种植基地采摘期4月24日为例(图4)，温度指数为1，相对湿度指数为0.75，日照指数为1，得出综合气候指数Ic为0.95，则当日采摘的茶叶气候品质等级为“特优”。

图4 2020年4月24日六安市采摘茶叶气候指数分布Fig.4 Climate index distribution of tea picking in Liu’an on April 24, 2020

2020年4月5—13日采摘的茶叶在其采摘前15 d内平均相对湿度指数和日照指数均较适宜，但平均气温低于最适下限温度(12 ℃)，5月4—10日采摘的茶叶在其采摘前15 d内平均气温指数均较适宜，但平均相对湿度均小于等于70%且日照百分率大于等于55%，致使以上时段采摘茶叶气候品质等级评价为“良”。

结合模型计算结果与气象条件分析，将2020年茶叶气候品质评价等级为“特优”的采摘时段，即4月20日—5月3日，确定为2020年霍山县黄芽茶叶种植基地最佳采摘期。

4 小结与讨论

根据2020年1月10日—5月10日霍山县黄芽茶叶种植基地茶树生长发育气候实况，计算茶叶气候指数，基于安徽省茶叶气候品质评价模型，对黄芽茶叶气候品质进行等级划分。评价结果为，霍山县太阳乡金竹坪村境内的茶叶种植基地于2020年4月20日—5月3日采摘的霍山黄芽茶叶鲜叶气候品质评价等级为“特优”；4月1—4日、14—19日采摘的霍山黄芽茶叶鲜叶气候品质评价等级为“优”；其余时段采摘的霍山黄芽茶叶鲜叶气候品质评价等级为“良”。

未来研究可侧重于将短期气候预测与最佳采摘期的确定相结合，开展茶叶最佳采摘期预报预测。选取短期气候预测中的平均气温、平均相对湿度和平均日照百分率，代入茶叶气候品质评价模型中，根据模型计算结果预测最佳采摘期，用以指导茶农合理安排采摘进程，提高优质茶叶生产比重。

致谢:感谢中国气象局气象探测中心生态环境观测技术创新团队提供资助,安徽省农业气象中心提供技术指导。