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茶树幼芽冻害机理及茶园林带营造防御晚霜冻的初报

2017-09-16陈学斌许映莲

中国绿色画报 2017年9期
关键词:冻害防御

陈学斌+++许映莲

【摘要】 :本文尝试用森林生态系统营造、可有效减轻茶树冻害的程度,分析了金坛市60多年晚霜冻的气候特征、晚霜冻发生的制约因素;结合目前生产实践探索防御茶树晚霜冻的一系列措施。

【关键词】:林带设施;冻害;防御

金坛位于北纬31°33′42″~31°53′22″,东经119°17′45″~119°44′59″,為宁、沪、杭三角地带之中枢。地处中亚热带和北亚热带的过渡地带,气候温和湿润,四季分明,具有明显的季风特征;日照适中(年平均总日照时数2000~2100小时)、热量充裕(≥10℃的积温为4700~5600℃)、无霜期长(常年平均为225~255天),个别年份极端低温在-10℃以下。这里土壤分两种类型:一类是自然分布的黄棕壤,呈酸性或微酸性,主要分布在西部的丘陵山区,多为下蜀系黄土发育的旱地黄棕壤和冲田水稻土,呈指状分布;另一类是经过改造的水稻土,呈酸性或微酸性,为冲积黄土状母质发育的潴育型和漂洗型水稻土,呈镶钳状分布,在平原圩区和高亢平原多为此类土壤类型。有机质含量一般在1.5~2%之间。茶叶发展经历了三个阶段,第一阶段从五十年代开始至六十年代末,主要以两个国营场圃为龙头开始第一轮发展茶园,茶树品种以当地群体小叶种为主;第二阶段从七十年代开始至八十年代末,主要发展乡、村茶场,茶树品种以当地群体小叶种、福建和浙江群体种,第三阶段90年代至今,进行品种的更新改造,大力发展无性系茶树良种,品种有龙井43、龙井长叶、浙农113、乌牛早、白茶、黄茶等。

根据金坛市60年3月份的气象资料和春茶开采资料、茶树受早春晚霜冻天气影响资料,经过相关分析,晚霜冻天气过程和茶树萌发期、春茶开采具有同步性,然而,由于逐年之间季风强弱不同,来临的时间或早或迟,造成气候变化差异较大;早春气温呈现出不稳定性,乍暖乍寒,再加上气温日较差大,晚霜冻天气容易出现,对生产高档名特优茶极为不利。特别是引进和推广了早芽品种的茶园,发生冻害的几率更大,损失严重。了解和掌握这种灾害性天气的发生、发展的规律,在拓植新茶园时做好晚霜冻的防御工作,对茶叶的优质高产极为重要。

1、茶树冻害的生物学和致害机理

茶树之所以受到冻害是由于低温引起的细胞或组织结冰而受害。低温造成生长的组织或细胞结冰,新芽形成冻害。当温度降到零度以下时,茶树细胞间隙水分开始结冰;此时如果继续降温,细胞内的细胞自由水也随着结冰,细胞收缩,细胞水向细胞间隙渗透,细胞液浓度增大,导致原生质脱水、凝固而失去活力,从而造成受冻,当温度降到很低时,细胞内原生质结冰,原生质受到破坏,原生质死亡受冻。前者的影响是可逆的,后者的影响是不可逆的。

2、早春茶树冻害的气候概况和制约因素的分析

2.1早春茶树冻害的气候概况

早春茶树冻害均由晚霜冻造成的。气象上把3月15日后(含3月15日)出现的霜冻叫晚霜冻。这里要先说明霜和霜冻是两种不同的概念,它们之间有着根本的区别。“霜”是指在寒冷、晴朗、静稳的夜里,地面以及地面物体上凝结的冰晶。对于“霜冻”的理解,关键是在于“冻”,而不在于“霜”。因为有霜出现时,如果环境温度不太低,或者茶树抗寒能力较强,茶树也可能不致于受到冻害。相反,没有霜出现,茶树并不一定不受冻害。这是因为空气中水汽太少,芽苞、叶面上并未出现白色结晶,然而茶树植株表面的温度下降到零度以下而引起植株受害。这种地面温度已降到0℃以下,但由于近地面空气中水汽含量少,地面没有结霜,这种现象被称为“暗霜”( 也称为“黑霜”或“杀霜”)。霜的结晶本身对茶树植株没有损害,从某种意义上讲还是有益的,因为植株上由水汽结成霜时,在水汽的凝结和水的凝固过程中,能向茶树及附近的空气中放出一些热量,来缓和茶树体温的下降,因而减轻了茶树的受害程度,所以,在同样低温的条件下,有霜的冻害要比无霜的冻害轻得多。

农业气象把最后一次出现地面最低温度≤0℃的日期作为终霜日(暗霜)处理(即本文所指的终霜日)。统计常州市金坛区1957到2016年的终霜日,平均终霜日为3月23日(最早是2月24日,出现在2002年;最迟是4月16日,出现在1961年),年际变化大。

图1是常州市金坛区历年(1957~2016年)3月15日~4月16日逐日地面最低温度≤0℃的日数统计表。可看出金坛区3月15日到3月21日逐日出现晚霜冻的几率较高,最高可达20%,一般在7~20%之间波动,波幅较大;3月22日到4月5日逐日出现晚霜冻的几率在4~11%之间波动,波幅相对较平稳;4月6日到4月16日逐日出现晚霜冻的几率小,波幅在0~3%之间波动,波幅相对较平稳,由此可见4月中旬中期也有可能会出现晚霜冻天气(如1961年4月16日出现晚霜冻天气,地面最低温度达-3.8℃,茶树受冻害特别严重)。

2.2形成冻害的自然因子分析

早春茶园冻害的发生和危害程度,在很大程度上取决于气象条件、自然地理条件、下垫面的性质、茶树品种特性和茶园管理等因素。

2.2.1气象条件:金坛早春茶树的晚霜冻冻害多是在有较强冷空气变性南下或弱冷空气南下,地面处于弱高压脊控制中(高空处于槽后),雨停云散风力减弱时,由于冷空气平流作用,使气温降低,夜间辐射又再降温,于是霜冻天气发生。其天气特点是,晴朗少云,空气湿度不大,风力较弱,地面有效辐射增大,地面附近的冷空气与上层的暖空气乱流交换小,地面很快冷却,温度显著下降,最易导致霜冻的发生。

2.2.2自然地理条件:地理条件不同,同样的天气造成茶树的冻害也就不同。茶园所处的地形地势也影响茶树受冻程度,在地势低洼、地形闭塞的小盆地、洼地、坡地下部,冷空气容易沉积,茶树受冻最重;山坡地中、上部,空气流动畅通,茶树受冻最轻;茶园坡地的不同坡向也影响茶树受冻程度,北坡接受太阳辐射少,又直接受西北风影响,一般在冬季北坡茶园受冻比南坡严重。但早春太阳直射东坡与东南坡,温度逐渐升高,使茶树生理活动加强,新芽萌动早,一旦遭遇倒春寒的低温袭击,芽叶易遭冻害,所以东坡和东南坡茶园一般较西坡和西南坡茶园受害重。土壤干燥疏松的茶园,白天升温快,夜间冷却也快,比土壤潮湿的茶园受冻重。靠近江、河、湖、海、水库的茶园,由于水汽(空气相对湿度)对茶园小气候有一定的调节作用,因而茶园受冻较轻。endprint

2.2.3、茶园土壤的性质:土壤状况和湿润程度可直接影响土壤上层温度的变化。土壤干燥疏松时颗粒间孔隙多,所含空气为不良导热体,因此白天接受的仅限于表层土壤增温,夜间表层的热量释放快,地面温度降低也快,遇降温容易出现霜冻;土壤潮湿时则导热率和热容量都增大,从而地面温度降低较慢,不易形成霜冻。

2.2.4茶树品种:近年来由于无性系品种发展迅速,因为它具有萌发早、上市提前的优点,霜冻来临时芽叶开始萌发,抗冻性能较弱;本地群体小叶种萌芽晚于引进的无性系品种15-20天,从而受冻程度轻于早芽品种;不同的茶树品质,其茶树叶片颜色、大小、茸毛、叶片的解剖结构与抗寒性有密切关系,其中叶片内部结构的栅栏组织厚度、下表皮组织厚度、海绵组织厚度与抗寒性成正相关,例如福鼎大毫茶较龙井43、乌牛早抗冻性好。另外,茶树一般随树龄增加,抗寒能力有相应增强的趋势,但是当到衰老期时茶树抗冻能力又逐渐降低。

3、减轻冻害防御对策

3.1营建防风、防寒生态林:

我们在阴坡茶园、迎风口周围营造以常绿树种为主的乔、灌结合的防风、防寒生态林,林带宽度50-60m,树种主要为香樟、广玉兰、法囯冬青等,间隔100-120m营造一个林带,呈网格状分布,以降低风速2-3级,提高茶园内的湿度10-15%和温度增加1-2℃,并在园内进行茶、树混交,从而改善茶园小气候;在朝阳坡茶园,营造以常绿树种为主、落叶乔木为辅的乔、灌结合的防风、防寒生态林,林带宽度20-30m,树种主要为女贞、国外松、榉树、银杏、桂花等,以下介绍几种防寒生态林及林、茶混交模式。

3.1.1栗、茶混交模式

在上世纪八十年代开始实施,采用10*10m和10*15m两种带状混交形式,经过多年的生产实践,对提高茶叶品质有一定帮助,对抵御寒潮基本没有作用,同时加重茶树虫害发生以及与茶树争水、争肥等因素被淘汰。

3.1.2松、茶混交模式

松、茶混交试验在茶树建园时,选择一年生囯外松(湿地松、火炬松)容器苗5*5m和6*6m株行距栽种,4-5年后即可有效抵御寒潮,当囯外松胸径达到10cm以上时,在不影响茶树正常生长的情况下,进行隔株疏散,经过多年的生产实践,松、茶混交对防止早春茶园冻害起到一定的防控作用。

3.1.3紅果冬青、茶混交模式

近年来采用乡土树种紅果冬青在茶树建园时进行栽种,方法是选择胸径3-5cm按4*4m进行块状混交,2-3年后树冠幅1.5-2m,可以有效阻止晚霜冻侵袭,该树为深根性树种,生长速度一般与茶树争水、争肥较少,基本上没有病虫危害,树冠厚度适中,透光度在30-40%,能够提高茶叶品质,经过10年重复试验,是一个比较理想混交树种。

由上表可以看出,防霜冻常绿树种优于落叶树种,深根性树种优于浅根性树种,因无性系良种茶树根系深度15-35cm,囯外松、紅果冬青可作为较好的混交树种。

3.2套种绿肥、增施有机肥:

科学地运用各项茶园种植管理技术,可以增强茶树抗寒能力;茶园缺乏管理也会造成冻害,至少加剧冻害的程度。缺乏管理主要体现在不重视茶树越冬管理,连续多年的暖冬天气, 部分茶农感到冻害不可能会发生, 因此有的管理措施不配套, 技术掌握不严,有的没有采取任何防护措施,让茶树自然越冬,这样茶树在长势弱的情况下抗冻能力差。针对这种情况,近年来对茶园在秋季及时进行翻土,增施有机肥,并套种越冬绿肥,可提高土壤温度,增加茶树的抗逆性,有利于減轻冻害。

3.3加强与气象部门的联动,建立联合预防晚霜冻的机制

在早春季节随时注意气象预报,尽早做好晚霜冻预防工作,做到防患未然;特别要及时掌握霜冻预报,及时采取应对措施,组织群众在低洼地块,每隔10米左右,挖深20-30㎝,直径为70-90㎝的小型圆坑,下放干草,上堆发烟材料,当气温降至2℃左右时进行点火放烟,使烟雾弥漫,以减少夜间的辐射散热,可有效预防晚霜冻对茶园的侵害。注意掌握好点火的时间,不能过早和过晚,烟幕应持续到天亮太阳升起,温度回升后为止。

结束语

随着生态环境建设步伐的加快,金坛作为全国著名的生态园林城市,大部分茶区森林覆盖率达到70%以上,茶园处在森林包围之中,加上林茶混交等多种模式,能有效防御茶园晚霜冻发生,通过几年来的实践,明显降低霜冻危害程度。

【参考文献】:

[1] 李旭群 苏南茶区春茶开采期预测 气象科学 1990年第2期

[2] 浙江农业大学《茶树栽培学》农业出版社1979年,189页

[3] 北京大学地球物理系气象教研室 天气分析和预报 科学出版社 1978 414-418

[4] 中国农业科学院茶叶研究所科技救灾专家组,茶树冻害与防护技术,中国茶叶2008年第3期

[5 ]李旭群,雨前“茅山青峰”、“雨花”茶开采期的预报方法,中国农业气象1990年第2期endprint

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