紅楓山韻茶園氣候觀測(cè)站的建立和氣候觀測(cè)方案設(shè)計(jì)

旦藝豪 吳儼 劉陽(yáng) 張衛(wèi)民 劉燕

摘 要 氣候觀測(cè)站的建立對(duì)于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益等都具有十分重要的意義。近些年，貴州省大力發(fā)展茶產(chǎn)業(yè)，其茶葉產(chǎn)量以及種植面積等已經(jīng)位于全國(guó)之首。茶園氣候觀測(cè)站的建立，可以得到貴州茶樹(shù)生長(zhǎng)的實(shí)時(shí)氣候因子數(shù)據(jù)以及對(duì)可能出現(xiàn)的災(zāi)情進(jìn)行及時(shí)的預(yù)警，同時(shí)進(jìn)行物候觀測(cè)并詳細(xì)記錄。與之前的氣候因子進(jìn)行疊加分析，可以成為茶葉品質(zhì)的有利佐證又可對(duì)日后的農(nóng)事信息起到一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞 茶園;氣候觀測(cè)站;監(jiān)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：S571.1;P415.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.26.077

小型氣候觀測(cè)站的建立可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)茶園小環(huán)境氣候條件下的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，大力提高氣候條件為茶葉產(chǎn)業(yè)服務(wù)的質(zhì)量和效益，可以有效地做到趨利避害、防災(zāi)減災(zāi)，最大程度上減少經(jīng)濟(jì)損失。以準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為參考，輔以人工影響天氣作業(yè)，可以有效提升茶葉的采摘產(chǎn)量和品質(zhì)，為農(nóng)戶(hù)增收、精準(zhǔn)脫貧攻堅(jiān)起到了重要的推動(dòng)作用。截至2019年8月，貴州省茶葉種植面積及產(chǎn)量均已達(dá)全國(guó)之首，茶葉已成為貴州省第三大經(jīng)濟(jì)作物，茶葉產(chǎn)業(yè)是貴州農(nóng)村經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分[1]。

茶葉品質(zhì)與周邊環(huán)境的氣候條件息息相關(guān)，海拔、氣溫、濕度、降水量、土壤溫度和土壤濕度等關(guān)鍵性的氣象要素決定了每年茶葉的品質(zhì)與明前茶的采摘時(shí)期。對(duì)于整個(gè)茶葉市場(chǎng)而言，當(dāng)年的氣候條件基本上決定了明前茶的采摘數(shù)量，從而影響到整個(gè)茶葉的價(jià)格。

1 建設(shè)氣候觀測(cè)站的意義

1.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控，提供科學(xué)性數(shù)據(jù)積累

對(duì)整個(gè)茶園進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)到氣候要素的變化，通過(guò)傳感器以及后端操作系統(tǒng)的有效結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)茶園內(nèi)部氣候資料數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化的實(shí)時(shí)顯示，讓之前看不到的氣象因子條件得以更加直觀的數(shù)據(jù)化進(jìn)行呈現(xiàn)。內(nèi)置的存儲(chǔ)設(shè)備會(huì)將實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，工作人員將會(huì)定期進(jìn)行拷貝，為積累茶園的物候資料、進(jìn)行茶葉生長(zhǎng)與氣象科學(xué)之間的科學(xué)研究提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐[2]。

1.2 持續(xù)記錄，提供災(zāi)情預(yù)警

對(duì)整個(gè)茶園進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)，關(guān)鍵在于對(duì)收集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，復(fù)建一系列具有可參考性的模型，從中找出一般性的氣候規(guī)律以及氣候監(jiān)測(cè)點(diǎn)的局部地區(qū)的小氣候特點(diǎn)。對(duì)有可能暴發(fā)大的氣候?yàn)?zāi)情的年份進(jìn)行預(yù)警，盡最大的可能減少因氣候條件而造成的茶葉減產(chǎn)、品質(zhì)下降。

1.3 數(shù)據(jù)詳實(shí)，茶葉品質(zhì)的佐證

有利于綠茶品質(zhì)的物質(zhì)的積累需要經(jīng)過(guò)一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的低溫期才能夠得以實(shí)現(xiàn)。茶園氣候站的建立，使得茶樹(shù)的生長(zhǎng)周期有了詳實(shí)的數(shù)據(jù)記錄，可以很清楚、直觀地看到茶葉采摘之前經(jīng)歷低溫生長(zhǎng)期的時(shí)間，對(duì)后期茶葉品質(zhì)的鑒別以及茶葉最終的市場(chǎng)定價(jià)都起到了較好的參考作用。

2 茶葉氣候觀測(cè)站點(diǎn)的具體建設(shè)內(nèi)容

在茶園建設(shè)一個(gè)包含多個(gè)氣候傳感器的氣候觀測(cè)站主要包含選址、布局以及布設(shè)、安裝。經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘以及與茶園生產(chǎn)企業(yè)的負(fù)責(zé)人進(jìn)行對(duì)接之后，將地處于茶園中部的一塊較為平整的地塊作為氣候站的設(shè)立點(diǎn)。如圖1所示，氣候監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具體硬件內(nèi)容主要包括主機(jī)記錄儀、太陽(yáng)能板、三角支架、空氣溫濕度（配防輻射罩）、溫度、土壤水分、雨量、風(fēng)向及風(fēng)速、光合有效輻射以及太陽(yáng)總輻射傳感器[3]。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的氣候數(shù)據(jù)還將通過(guò)無(wú)線(xiàn)的接收發(fā)器等元件實(shí)時(shí)地傳輸?shù)椒?wù)中心的服務(wù)器中，通過(guò)預(yù)制好的簡(jiǎn)易的數(shù)據(jù)分析軟件將各類(lèi)數(shù)據(jù)信息顯示到服務(wù)中心的電子大屏，方便人們直觀地看到茶園內(nèi)部的氣候信息。

3 紅楓山韻茶園氣候觀測(cè)方案設(shè)計(jì)

紅楓山韻茶園位于清鎮(zhèn)市紅楓湖鎮(zhèn)大沖村，整個(gè)茶園總占地面積約為67 hm2。茶園距離清鎮(zhèn)市區(qū)5 km，距貴陽(yáng)40 km，距離安順市58 km，地理區(qū)位條件優(yōu)越。茶園整體地勢(shì)起伏不大，周邊自然環(huán)境良好，毗鄰自然水源保護(hù)地——紅楓湖。目前，整個(gè)茶園園區(qū)主要作為紅楓山韻茶廠(chǎng)的原料生產(chǎn)園區(qū)，主要栽植的茶樹(shù)品種是福鼎大白。茶園的茶樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)良好，每年茶葉產(chǎn)量相對(duì)較為穩(wěn)定，基礎(chǔ)生產(chǎn)條件優(yōu)越。經(jīng)過(guò)這數(shù)十年的不斷發(fā)展，山韻雀舌以及紫竹葉等茶葉品牌獲得很好的市場(chǎng)肯定及大批茶葉消費(fèi)者的青睞。

3.1 觀測(cè)點(diǎn)選取

選取紅楓山韻茶園種植面積最大的茶樹(shù)品種——福鼎大白較為集中的種植區(qū)域作為主要的觀測(cè)的對(duì)象。福鼎大白基本上是在整個(gè)貴州省內(nèi)種植面積最大的茶樹(shù)品種，選取該品種作為觀測(cè)對(duì)象，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較具有代表性。此外該觀測(cè)點(diǎn)（如圖2所示）的茶園環(huán)境相對(duì)來(lái)說(shuō)較為穩(wěn)定，光照較為充足，遮擋物相對(duì)較少，對(duì)后期的持續(xù)觀測(cè)相對(duì)較為有利。

3.2 具體觀測(cè)內(nèi)容統(tǒng)計(jì)

3.2.1 氣候因子監(jiān)測(cè)

目前對(duì)茶園內(nèi)部進(jìn)行觀測(cè)主要指標(biāo)有葉片濕度（%）、太陽(yáng)輻射（W·m-2）、光合有效輻射（PAR）、溫度（°F）、含水量（m3·m-3）、風(fēng)向（?）、風(fēng)速（mph）、陣風(fēng)速度（mph）、土壤濕度（°F）。如圖3選取的是2019年4月第一周的茶園氣候監(jiān)控信息，以上氣候因子數(shù)據(jù)均是由HOBO氣候監(jiān)測(cè)站每30 min自動(dòng)記錄得出的數(shù)據(jù)信息。通過(guò)與氣候站相配套的軟件可以很清晰地看出茶園各個(gè)氣候因子的波動(dòng)規(guī)律[4]。

3.2.2 茶樹(shù)物候信息記錄

主要對(duì)茶樹(shù)完整一年的物候信息進(jìn)行記錄。主要包括萌動(dòng)期、第一片真葉萌發(fā)、第二片真葉、第三片真葉、四真片真葉;二輪、三輪、四輪的各葉片依次展開(kāi);花芽出現(xiàn)期，現(xiàn)蕾期，開(kāi)花期，果實(shí)成熟期;休眠期。

3.2.3 農(nóng)事信息記錄

對(duì)每一階段對(duì)茶園中茶樹(shù)所進(jìn)行的人為農(nóng)事活動(dòng)進(jìn)行記錄。主要包括：1）每年的采摘時(shí)期、采摘量、市場(chǎng)價(jià)格;2）修剪的時(shí)期以及采取修剪的方式;3）每一階段對(duì)茶樹(shù)進(jìn)行的施肥的品種、用量以及時(shí)間點(diǎn)等;4）病蟲(chóng)害集中暴發(fā)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)以及采取的何種措施。

3.2.4 整合產(chǎn)出數(shù)據(jù)信息

通過(guò)對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)得到的氣候因子以及在各個(gè)不同的時(shí)間階段開(kāi)展的各類(lèi)農(nóng)事信息進(jìn)行疊加分析，總結(jié)、把握之間的相互關(guān)系，找出內(nèi)部隱藏的規(guī)律[5]。可以在后期指導(dǎo)茶園生產(chǎn)過(guò)程中，在最佳的氣候條件下，分別開(kāi)展各類(lèi)不同的農(nóng)事活動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)茶園的氣候監(jiān)測(cè)對(duì)于指導(dǎo)茶樹(shù)栽植生產(chǎn)以及后期的加工、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等都具有非常重要的作用。但目前從氣候觀測(cè)站監(jiān)測(cè)得出來(lái)的數(shù)據(jù)仍相對(duì)較少，相關(guān)性的物候信息、農(nóng)事信息方面的記錄更加少，還很難從中找出相關(guān)性的關(guān)聯(lián)。

當(dāng)前，茶園的氣候站已經(jīng)建立起來(lái)，并且各項(xiàng)記錄指標(biāo)狀況良好，總結(jié)2019年農(nóng)事信息以及物候信息的自身特點(diǎn)及規(guī)律，分別制作了適合茶樹(shù)生長(zhǎng)周期記錄的專(zhuān)用表格，希望能更加詳細(xì)、科學(xué)、完整地記錄茶樹(shù)整個(gè)生長(zhǎng)周期的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與農(nóng)事物候信息收集并加以整合，努力找出貴州紅楓茶園茶樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵性氣候因子，并具有一定的普遍性適用意義。

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（責(zé)任編輯：劉昀）