英山茗茶生长发育最佳气象条件分析

程定芳，张 翼，李 程，胡海英，胡义元，黄志江

（1.黄冈市气象局，湖北 黄冈 438000；2.英山县气象局，湖北 黄冈 438700；3.英山县农业技术推广中心，湖北 黄冈 438700；4.湖北志顺茶叶股份有限公司，湖北 黄冈 438700）

中国是茶树的原产地，也是世界上茶叶主要生产国。茶叶生长与气象条件密切相关，茶叶的产量和质量受气象条件的影响较大[1-2]。影响茶叶产量的主要因素是气象条件，特别是降水量、气温、光照等[3]。

高温、霜冻、干旱等极端天气会对茶树生理机能造成损伤，进而对其生长发育造成一定的影响。若遇到更为严重的气象灾害，茶树甚至会直接死亡[4-6]。温度在15 ℃以上，对茶树根系生长极为有利；温度在15～20 ℃茶树生长旺盛；当日平均气温高于30 ℃时，茶树生长速度减缓；高于35℃，茶树易出现焦枯现象，茶叶的质量和产量明显下降[7]。茶树在初春的萌芽期对气象条件要求较高，初春的茶芽和嫩梢耐低温能力差，当气温骤降至4 ℃以下时，会导致茶树已经萌发的嫩芽苞萎缩脱落。月降水量大于100 mm的月份越多，对茶树生长和茶叶高产优质越有利[8]。茶树对空气湿度的要求较高，一般在70%以上，适宜相对湿度为80%～90%[9]。特殊的小气候条件是形成茶叶优良品质的主要因素之一。采收前10～20 d 日平均气温为10～15 ℃，特别是采摘前3～5 d 平均气温为13～18 ℃时，茶叶的品质较好[10]。茶叶产量的构成主要包括茶树的嫩芽和幼叶两部分。如果气温保持在22～23 ℃，空气湿度适宜，茶树幼芽生长激增，能促进茶叶产量提升。针对茶叶生长季内的气象要素，有研究人员开展了广泛的探索，但对不同生育阶段的气候特征及与茶叶产量关系的研究相对较少。

英山县位于湖北省东北部，生态条件优越，被评为湖北省茶叶高产创建示范县。英山茶叶是中国十大名茶之一，总产量居湖北之首，是湖北也是全国重点产茶县之一。以英山茶叶为对象，探讨气象因素对茶叶产量的影响，为英山茶叶生产提供技术支撑。

1 资料与方法

根据英山县茶树观测记录，将首轮茶、二轮茶、三轮茶分为芽膨大期、鱼叶开展期、一叶开展期、采摘期4 个生育阶段，同时搜集了表征茶树产量要素数据，包括理论鲜叶产量（kg/hm2）、实际鲜叶产量（kg/hm2）、芽密度（个/m2）、平均百芽重（g）。

气象数据来源于英山国家气象站（30.73°N，115.67°E）和英山国营长冲茶厂自动站（30.72°N，115.68°E），时段为2013—2020 年，气象要素包括平均温度、降水、平均风速、地表温度、相对湿度、日照时数。由于长冲茶厂站2015 年3—7 月数据缺测，利用英山国家气象站对温度和降水要素进行相关性分析。

根据英山国家气象站和长冲茶厂站温度和降水的相关关系可以看出（图1、图2），3—7 月长冲茶厂站和英山国家气象站温度、降水的相关性较高，均通过了信度0.001 的显著性检验，因此，可以利用2015 年3—7月英山国家气象站的温度和降水数据对长冲茶厂站的数据进行插补。

图1 2013—2020 年3—7 月英山国家气象站和长冲茶厂站温度相关关系

图2 2013—2020 年3—7 月英山国家气象站和长冲茶厂站降水相关关系

2 结果分析

2.1 英山茶叶产量与气象要素的相关性分析

表1 列出了2000—2019 年英山县茶叶产量与生长关键期气象要素的实况。

表1 英山县2000—2019 年茶叶产量与春季气候状况

1）英山茶单产高的年份，必定是气温适宜、雨水充沛且时空分布均匀。如2010 年单产为2 059.70 kg/hm2，3 月内有15 d 降水，4 月内有10 d 降水，降水量比常年偏多。反之，如3 月降水偏少，尽管温度较适中，单产还是偏低，如2000 年、2001 年。

2）由于政策支持、种植技术的推广、品种的优化，2003 年后单产基本保持在1 500 kg/hm2以上。

3）茶叶的单产与气温的相关性不强，这是一个假象。原因是文中收集的茶叶产量是年总产，含春茶、夏茶、秋茶，仅分析春季气象要素显然不够全面，为做好这方面的工作，在茶厂安装了气象观测站，与茶厂建立合作关系，正在积累资料进行深入研究。

2.2 生育期时间特征

首轮茶4 个关键期始期、盛期、末期的变化时间见图3。

图3 首轮茶4 个关键期始期、盛期、末期变化时间

芽膨大期始期最早出现在3 月10 日（2015 年、2016 年），最晚出现在3 月28 日（2020 年）；盛期最早出现在3 月14 日（2015 年、2016 年），最晚出现在3 月30 日（2020 年）；末期最早出现在3 月18 日（2020年），最晚出现在4 月1 日（2020 年）。芽膨大期持续时间最短为4 d（2020 年），最长为9 d（2013 年、2015—2018年）。2016 年起，芽膨大期始期明显推迟，最晚年份（2020年）比最早年份（2015 年和2016 年）推迟了18 d，盛期和末期均有类似的特点。

鱼叶开展期始期最早出现在3 月16 日（2018年），最晚出现在4 月6 日（2020 年）；盛期最早出现在3 月20 日（2018 年），最晚出现在4 月8 日（2020 年）；末期最早出现在3 月24 日（2015 年、2016 年、2018 年），最晚出现在4 月10 日（2020 年）。鱼叶开展期持续时间大多年份为5 d，最长出现在2018 年，为9 d。从2018年开始，鱼叶开展期始期明显推迟，最晚年份（2020 年）比最早年份（2018 年）推迟了21 d，盛期和末期均有类似的特点。

一叶开展期始期最早出现在3 月26 日（2015 年、2016 年），最晚出现在4 月15 日（2020 年）；盛期最早出现在3 月30 日（2015 年、2016 年），最晚出现在4 月17 日（2020 年）；末期最早出现在3 月31 日（2015 年、2016 年），最晚出现在4 月20 日（2020 年）。一叶开展期持续时间最少为5 d（2019 年），最长出现在2018年，为9 d。从2016 年开始，一叶开展期始期明显推迟，最晚年份（2020 年）比最早年份（2015 年、2016 年）推迟了20 d，盛期和末期均有类似的特点。

采摘期始期最早出现在3 月30 日（2015 年、2016 年），最晚出现在4 月15 日（2020 年）；盛期最早出现在3月31 日（2015 年、2016 年），最晚出现在4 月17 日（2020 年）；末期最早出现在4 月3 日（2015 年、2016 年），最晚出现在4 月20 日（2020 年）。采摘期始期持续时间一般为5 d，最长出现在2014 年，为7 d。从2016 年开始，采摘期始期明显推迟，最晚年份（2020 年）比最早年份（2015 年、2016 年）推迟了16 d，盛期和末期均有类似的特点。

二轮茶、三轮茶的芽膨大期、鱼叶开展期、一叶开展期和采摘期的时间演变与首轮茶的变化比较一致，仅时间延迟，故不展开讨论。

2.3 稳定通过10 ℃日期

温暖无冻害的气候条件适宜茶树的生长，当春季日平均温度稳定通过10 ℃左右时，茶树开始萌动。由图4长冲茶厂站2013—2020 年3 月5 d 滑动平均温度曲线可以确定每年稳定通过10 ℃的日期，2013—2020年该日期分别为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。由图4 可知，稳定通过10 ℃的日期基本出现在3 月上旬（2013 年、2015 年、2017 年、2019 年、2020 年）、中旬（2014 年、2016年、2018 年）。

图4 长冲茶厂站5 d 滑动平均温度变化

对比不同年份芽膨大期开始的时间可以发现，平均温度稳定通过10 ℃的日期与首轮茶芽膨大期开始的时间比较接近，其中2015 年稳定通过10 ℃的日期为3 月10 日，正好是首轮茶芽膨大期的开始日期。

2.4 生育期气候特征

温度、降水、风速数据来源于长冲茶厂自动站，地表温度、相对湿度、日照时数来源于英山国家气象站。

由图5 可知，2013—2020 年，芽膨大期平均温度最低为9.2 ℃，最高为14.4 ℃；降水量最少为0.4 mm，最多为62.1 mm；平均风速最小为1.2 m/s，最大为1.7 m/s；平均地面温度最低为11.4 ℃，最高为16.3 ℃；平均5 cm 地温最低为10.9 ℃，最高为16.3 ℃；相对湿度为68.9%～79.3%，日照时数为6.3～33.8 h。

图5 首轮茶芽膨大期气象要素逐年变化

鱼叶开展期平均温度2018 年最低，为10.2 ℃，2014 年最高，为17.3℃；降水量2016 年最少，为0.2 mm，2018 年最多，为42.1 mm；平均风速2014 年最小，为1.0 m/s，2016 年最大，为2.4 m/s；平均地温2018 年最低，为12.5℃，2020 年最高，为20.0 ℃；平均5 cm 地温2018 年最低，为12.3 ℃，2020 年最高，为19.3 ℃；相对湿度2016 年最小，为49.6%，2019 年最大，为78.1%；日照时数2019 年最少，为9.6 h，2017 年最多，为36.4 h。

一叶开展期平均温度2016 年最低，为10.5 ℃，2014 年最高，为17.2 ℃；降水量2013 年最少，为0 mm，2017 年最多，为82.3 mm；平均风速2016 年最小，为1.0 m/s，2018 年最大，为1.9 m/s；平均地温2017 年最低，为16.4℃，2018 年最高，为21.0 ℃；平均5 cm 地温2016 年最低，为13.4 ℃，2018 年最高，为19.4 ℃；相对湿度2014 年最低，为60.3%，2015 年最高，为77.3%；日照时数2019 年最少，为1.2 h，2018 年最多，为65.7 h。

采摘期平均温度2018 年最低，为12.6 ℃，2015 年最高，为19.3 ℃；降水量2013 年最少，为0 mm，2017年最多，为70.7 mm；平均风速2016 年最小，为0.9 m/s，2018 年最大，为2.3 m/s；平均地温2018 年最低，为14.9 ℃，2019 年最高，为21.7 ℃；平均5 cm 地温2017 年最低，为14.9 ℃，2019 年最高，为20.3 ℃；相对湿度2014 年最低，为59.7%，2016 年最高，为86.4%；日照时数2019 年最少，为9.4 h，2014 年最多，为47.6 h。

2.5 影响茶叶产量的气象因子分析

用芽密度、平均百芽重、理论鲜叶产量、实际鲜叶产量4 个指标表征茶叶特征。由图6 可知，2013—2020 年，首轮茶芽密度最小为1 200 个/m2，最大为1 508 个/m2；平均百芽重最轻为9.9 g，最重为11.9 g；理论鲜叶产量最低为1 147.4 kg/hm2，最高为1 704.8 kg/hm2；实际鲜叶产量最低为1 155.6 kg/hm2，最高为1 502 kg/hm2。

图6 首轮茶指标特征变化

二轮茶芽密度2014 年最小，为1 220 个/m2，2017 年最大，为1 836 个/m2；平均百芽重2014 年最小，为9.9 g，2018 年、2020 年最大，为13.6 g；理论鲜叶产量2014 年最低，为1 147.4 kg/hm2，2017 年最高，为2 162.8 kg/hm2；实际鲜叶产量2014 年最低，为1 159.6 kg/hm2，2017 年最高，为1 583 kg/hm2。

三轮茶芽密度2019 年最低，为1456 个/m2，2014 年、2015 年最高，为1 952 个/m2；平均百芽重2013 年、2017 年最低，为11.6 g，2018 年、2019 年、2020 年最高，为12.8 g；理论鲜叶产量2019 年最低，为1 715.2 kg/hm2，2014 年、2015 年最高，为2 322.9 kg/hm2；实际鲜叶产量2013 年最低，为1 211 kg/hm2，2014 年、2015 年最高，为1 429 kg/hm2。

结合气象观测数据，分别计算2013—2020 年茶树生长季内各生育阶段的气象要素值，包括芽膨大期、鱼叶开展期、一叶开展期、采摘期，与茶叶实际产量进行相关分析，结果如表2 所示。

由表2 可以看出，生育期内各阶段平均温度、地面温度、日照时数与茶叶产量均呈正相关关系，大部分时段的相关关系通过了显著性检验，可见温度和热量条件对茶叶的影响较大。风速、相对湿度对茶树产量也有一定影响。尽管降水量对茶树产量也有影响，但不同阶段的降水与茶树产量相关关系差异较大。

表2 茶树实际鲜叶产量与气象要素的相关关系

3 结论

本研究仅针对茶叶生育期关键阶段的气候特征开展了分析，并探讨了相关气象因子对茶树实际鲜叶产量的影响。由于茶叶实际鲜叶产量数据相对较少，与气象因子的相关关系存在较大的不确定性。由于气候的多变性，应深度挖掘影响茶叶生长的因素；茶树的种植往往会受到气象灾害的影响，需要种植人员采取科学合理的防范措施，将气象灾害对茶树种植的影响降到最低，保证茶树种植的经济效益[11]。此外，气象灾害是制约茶叶生产并影响其品质的主要因素[12]，应进一步开展茶叶风险区划研究，提高英山茶叶生产气象服务保障能力，对指导茶叶种植生产布局具有重要意义。