发布时间:2019-02-25 15:10 原文链接: 通过人工智能气候室对适合茶叶生产气候条件的研究

甘肃省陇南山区多呈酸性的土壤和温和、湿润、多云雾的气候条件,为茶树生长提供了得天独后的生态环境, 加之又有较充足的灌溉水源和方便的灌溉设施,因而是甘肃唯一的产茶区,也是优质茶叶生产基地,茶叶种植历史悠久。陇南茶区的茶园主要分布在康县阳坝、太 平、托河乡,文县碧口、李子坝、中庙乡,武都县裕河乡等海拔6001 000 m的地区,产茶区的最高海拔为1 400 m。随着我国茶叶加工业的发展和市场对茶叶需求量的增加,陇南茶区茶园面积和产量呈逐年增加的趋势,2000年陇南地区茶叶面积为0.127hm2,茶叶 产量达51.4kg以上。为了充分挖掘气候资源潜力,研究适合该地区的人工智能气候室,因地制宜地发展茶叶生产,促进全区种植业结构调整,发展农村经济,提高农民收入,笔者根据茶叶对生态气候条件的要求和不同生态区气候的自然特点,提出陇南地区茶叶种植区划。

1 茶叶对生态气候条件的要求

茶树喜温暖。据研究,10℃以上日数的日平均温度越高,日照时间越长,茶叶生育期就越短。其日平均温度 每升高1℃,生育期平均缩短1.55.5 d;平均日照时数每增加1 h,生育期则平均缩短0.43.5 d;海拔每升高100 m,生育期则延长46 d。当气温超过35℃并持续几天时,茶树叶温已达40℃以上,叶绿素被破坏,光合作用停止,茶树叶片蛋白质凝固,酶活性丧失,甚至叶片枯萎、脱落,茶叶品 质受到严重影响。茶树在3月下旬气温达8℃后芽开始膨大,4月初气温10℃时鱼叶展开,4月中下旬气温1315℃时真叶平展,5月上旬旬气温稳定通过 15℃时采摘第一批新叶,从芽膨大至采摘第一批新叶的间隔为40 d,需≥10℃积温537.5℃,一般冷春与暖春年的第一个采摘期要相差10 d左右。相邻两批次采摘相隔时间为1020 d,需≥10℃积温175380℃10月下旬茶树停止生长。全生育期(从茶树芽膨大至停止生长)220 d,需≥10℃积温40004200℃

茶叶喜漫射光。对漫射光(遮荫)和直射光条件下的茶叶生化成分分析表明,在漫射光条件下,茶树新梢的氨基酸、多类碳水化合物、多种维生素及矿物质(主要成分是含茶儿素80%以上的茶多酚)、水溶性维生素CB族含量增加,茶叶品质提高。

影响茶叶产量的主要因子是气温和降水,茶叶产量与日平均气温1025℃间的采摘轮次、间隔日数、积温 呈显著的正相关,即适宜茶芽生长的采摘期积温多,则采摘轮次多、茶叶产量高。同时,春茶或全年茶叶产量与春季(3-5)和茶树生长期(4-10)的降 水量也呈显著的正相关,即降水量多、产量高。

气候条件对茶叶的品质影响较大。由于年内不同季节中农业气候条件不同,所采制的茶叶品质也有很大差异。 质量最好的是春茶,即当地农民说的谷雨茶头茶。因为春季气温逐渐回升、雨量充沛、空气湿度较大、雾日多,对茶叶的香味形成有利,加之此时茶树开 始萌发、茶芽宽大而肥厚,因而所采制的茶叶品质较好。

2 陇南山区茶叶生产的气候资源优势

2. 1 热量适宜

陇南地区气候温和,热量条件比较优越。其东南部年均气温1416℃≥10℃积温4 0004 800℃,对发展绿茶很有利;温和区年均气温为1318℃,最冷月均温为13℃-8℃的低温频率在5%以下,极端最低气温为-13℃-10℃,日 均温≥10℃的初始日分别在3月中旬和11月上旬,生长期达200220 d,积温3 9004 500℃,具有发展优质高产毛尖茶和绿茶的气候环境;温凉区年均温1314℃,最冷月均温12℃-8℃低温频率多数地方为10%20%,低于 -13℃的低温极少见,日均温≥10℃的初始日分别在4月上中旬和10月下旬至11月上旬,生长期190200d,积温38004000℃,日均温 ≥15℃初始日分别在4月下旬和9月下旬,活跃生长期180190d,积温36003800℃,茶叶采摘期(10℃初始日至15℃终日持续天数)除武 都洛塘区为170180d外,文县碧口乡、康县阳坝乡山区均在200 d左右。陇南茶区主要分布在海拔6001200 m范围内,这一带是康县龙神沟自然保护区,最热月平均气温2024℃,极端最高气温3035℃,对茶叶生长有害的高温(气温高于35℃)日数在5 d以下,一般在海拔1 000 m以上的茶区几乎不出现高温天气,基本上无高温热害,能有效地抑制茶树生殖生长,促进以叶为主的营养生长。而我国东南部茶区最热月平均气温高达 2829℃,极端最高气温超过40℃,平均每年要出现约2030d的高温天气(1)。由于陇南产茶区的温度适宜、春季回暖早、气温回升较平稳,夏季 不热,无霜期长达260d,因此在3月下旬气温稳定通过1020℃时茶树开始生长,当气温达15℃(春茶和秋茶为1320℃,夏茶为1924℃)左 右时可采摘第一批新叶,间隔时间要比东南部长1020 d,从芽膨大至第一批新叶采摘的间隔期41 d,其≥10℃积温为537.1℃,一般冷春或暖春年推迟或提早10d左右,相邻两批次采茶间隔时间1020 d,夏季可继续采摘,全年可采摘45次。据调查,茶树年周期的萌发轮次文县碧口乡、武都裕河乡、康县阳坝乡为4轮,个别地方为3轮。

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2.2 昼夜温差大,土壤温度低

鲜茶叶中各种内含物含量的组合决定所采制的茶叶种类和品质,一般鲜叶中茶多酚(主要成分茶儿素占其总量 的40%50%)含量高的品种适宜制红茶,氨基酸含量高的品种适宜制绿茶,氨基酸和茶多酚含量均低的茶叶品质差。温度对茶树体内的碳、氮代谢平衡有显著 影响,气温在1025℃范围内,茶叶中的氨基酸含量随着温度升高而逐渐降低,茶多酚含量随着温度升高而增加,但当气温超过25℃时,则氨基酸和茶多酚的 含量均下降。陇南产茶区的茶园大部分分布在高山地带,昼夜温差较大,一般为10℃左右,温差最大的19765月份,白天最高温度26.0℃以上,而夜温 仅10℃,昼夜相差约20℃。由于白天温度高、光和作用强,晚上较凉、呼吸作用强,故茶树消耗的有机质少,易于茶树积累较多的有机质。同时,陇南茶区茶叶 生产季节5 cm土壤温度较低,茶区最热月土温为24℃左右,土温超过24℃的日数不超过45d,因而土壤中的有机质积累大于分解,有利于土壤肥力的提高和根系对养分 的吸收,增加茶树根部氨基酸的合成,提高茶叶品质。

2.3 降水充足,相对湿度大

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陇南山区的康县阳坝、武都裕河和文县碧口、李子坝等优质茶叶产区最适宜茶叶生长期的旬日数和相应的降水 量、空气相对湿度及日照百分率可与我国西部山区相应名茶(紫阳毛峰、信阳毛尖、湄潭苔茶、名山蒙顶茶)产区相媲美,甚至优于信阳和紫阳产区,其茶树生长最 有利的气候条件是夏季7-8月份没有日平均气温高于25℃以上的高温、干旱天气影响,且雨季降水充裕、空气相对湿度大,虽然积温低于其他产地,但有效性 好,均在茶树适宜生长气温范围之内,因而采茶的轮次反而较多,有利于优质高产(2)。与我国东南部各省茶区相比,陇南茶区的阴天、雾日多,而日照时数、 日照百分率及太阳辐射少,茶叶生长期的4-10月份,陇南茶区的日照百分率除7-8月达40%45%以外,其余月份都在40%以下,散射辐射占总辐射的 60%以上,而东南部各省茶区在50%以下,加之5-8月我区上空处于西南季风水气等值线湿舌左侧,东南暖湿气流沿嘉陵江、白龙江而上,有利于水汽凝结, 故春夏季常常是晴时早晚遍地雾,阴雨成天满地云,云雾漂浮,散射光资源丰富,有利于生产名茶。

2.4 低温冻害轻

低温冻害是决定茶树能否生存和产量高低的主要因子。小叶种茶树越冬要求年平均极端最低气温≥-8℃,极 端最低气温为-13℃-10℃,低于这一指标不能安全越冬。陇南茶区位于武都县东部(甘、陕、川交界)的裕河原始森林山谷盆地和康县南部梅园河一带,海 拔6001 200 m,因北面有秦岭山脉,西南有岷山山系,基本上阻挡了西伯利亚寒流入侵,使冬、春季受来自孟加拉湾暖湿气流影响,最冷月平均气温除白龙江、白水江沿岸为 2℃外,茶区在35℃,文县碧口乡在5℃左右,茶树的休眠期在150 d以内,因而冻害较轻。陇南茶区不仅冬季冻害轻,而且造成茶树冻害的极端最低气温出现频率也低,年极端最低气温≥-8℃的频率低,除文县碧口镇一带3a多 出现1次外,康县阳坝乡、武都县裕河乡5 a出现1次,白龙江、白水江沿岸一带10a出现1次。

3 茶叶生态气候种植区域区划

茶叶生态气候种植区域划分以海拔高度、质量指标和茶叶生长对生态条件的要求为基本依据,力求保持发展茶 叶生产的自然条件和社会经济效益的相对一致性,及作物种植结构和种植制度的相对一致性。通过实地考察和分析研究,现将陇南地区茶叶生态气候种植区分为最适 宜区、适宜区、次适宜区、可能种植区、不宜种植区,以供在种植业结构调整和发展茶叶生产时参考。

3.1 优质茶叶最适宜种植区

该区包括康县阳坝乡,武都县裕河乡、枫相乡南部,文县碧口、李子坝、范坝、肖家、中庙乡。土壤多为酸性 砂壤土,海拔600800 m,气温高、湿度大,高温热害、低温冻害轻,年平均气温16.817.4℃,年降水量1 0001 200 mm≥10℃积温4 5005 000℃,气温≥10℃初日至15℃终日持续日数200210 d,极端最低气温高于-8℃,多年平均高于-5℃,日照长、辐射强度大,温度日差较大,有利于作物干物质的积累,因而最适宜茶叶生长发育。茶树主根发达、 直伸,侧根密生、淡褐色,用种子、压条或插播均可繁殖,茶叶产量水平高。

3.2 适宜种植区

该区包括康县三河、铜钱乡,武都县裕河乡北部,文县店坝乡沿山地区。土壤多为沙土,海拔800900 m,冬季温暖,夏季温凉,年平均气温15.616.8℃,降水量9001000mm≥10℃积温40004500℃≥10℃初日至15℃终日持 续日数180200 d,极端气温最低-11-8℃,多年平均高于-6-5℃。该区气温温和,由于地处半山沟而阴天多,全年阴天(按低云量≥8成计)148176 d,云雾缭绕,光照柔和,多漫射光。茶树叶子含有较多的叶绿素b,对漫射光利用功能强,可增加茶叶的物质积累,促进芳香物质的形成,提高品质。

3.3 次适宜种植区

该区包括康县秋田乡,武都县渭河、五马乡,文县横丹、玉垒乡。为半干旱浅山区,多雨、湿润、阴湿,温 度、光照较充足,土层较厚,耕作水平好。海拔9001 000 m,年平均气温14.515.6℃,降水量800900 mm≥10℃积温3 8004 000℃≥10℃初日至15℃终日持续日数170180 d,极端最低气温-12℃-11℃,多年平均-5℃7℃。茶叶采摘次数2次。

3.4 可能种植区

该区包括康县贾安、岸门口乡,武都县两支、洛塘、盘底乡,文县口头坝、尚德、丹堡、六家坪乡。温度和光 照较好,土壤瘠薄,耕作水平较低,除少部分有灌溉条件外,大部分为旱作农业区。海拔1 0001100 m,年平均气温13.414.5℃≥10℃积温35003800℃≥10℃初日至15℃终日持续日数160170d,降水量700800 mm。该区属半干旱区,山大沟深,茶树栽培条件差,应加强水平田的修整,以生产自销绿茶为主,不宜再扩大茶园面积。

3.5 不宜种植区

包括以上最适宜、适宜、次适宜、可能种植区外的一些区域。由于气候条件差,热量和日照不足,海拔高度在1 100 m以上,最低气温低于-13℃,多年平均低于-8℃≥10℃初日至15℃终日持续日数在160 d以下,茶树越冬困难,茶叶产量低、品质差,除了利用人工气候箱进行种植,其他不宜种植,应以发展经济林为主。