紅楓山韻茶園氣候觀測站的建立和氣候觀測方案設(shè)計

旦藝豪 吳儼 劉陽 張衛(wèi)民 劉燕

摘 要 氣候觀測站的建立對于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟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)位于全國之首。茶園氣候觀測站的建立，可以得到貴州茶樹生長的實時氣候因子數(shù)據(jù)以及對可能出現(xiàn)的災(zāi)情進行及時的預(yù)警，同時進行物候觀測并詳細記錄。與之前的氣候因子進行疊加分析，可以成為茶葉品質(zhì)的有利佐證又可對日后的農(nóng)事信息起到一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞 茶園;氣候觀測站;監(jiān)測

中圖分類號：S571.1;P415.1 文獻標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.26.077

小型氣候觀測站的建立可以實現(xiàn)整個茶園小環(huán)境氣候條件下的自動化監(jiān)測，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)濟損失。以準(zhǔn)確的監(jiān)測數(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)戶增收、精準(zhǔn)脫貧攻堅起到了重要的推動作用。截至2019年8月，貴州省茶葉種植面積及產(chǎn)量均已達全國之首，茶葉已成為貴州省第三大經(jīng)濟作物，茶葉產(chǎn)業(yè)是貴州農(nóng)村經(jīng)濟產(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)與明前茶的采摘時期。對于整個茶葉市場而言，當(dāng)年的氣候條件基本上決定了明前茶的采摘數(shù)量，從而影響到整個茶葉的價格。

1 建設(shè)氣候觀測站的意義

1.1 實時監(jiān)控，提供科學(xué)性數(shù)據(jù)積累

對整個茶園進行實時監(jiān)控，可以隨時監(jiān)測到氣候要素的變化，通過傳感器以及后端操作系統(tǒng)的有效結(jié)合可以實現(xiàn)對整個茶園內(nèi)部氣候資料數(shù)據(jù)進行可視化的實時顯示，讓之前看不到的氣象因子條件得以更加直觀的數(shù)據(jù)化進行呈現(xiàn)。內(nèi)置的存儲設(shè)備會將實時的數(shù)據(jù)信息進行存儲，工作人員將會定期進行拷貝，為積累茶園的物候資料、進行茶葉生長與氣象科學(xué)之間的科學(xué)研究提供了堅實的數(shù)據(jù)支撐[2]。

1.2 持續(xù)記錄，提供災(zāi)情預(yù)警

對整個茶園進行長時間的監(jiān)測，關(guān)鍵在于對收集來的數(shù)據(jù)進行梳理，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)測點的局部地區(qū)的小氣候特點。對有可能暴發(fā)大的氣候災(zāi)情的年份進行預(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，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)過一個相對較長的低溫期才能夠得以實現(xiàn)。茶園氣候站的建立，使得茶樹的生長周期有了詳實的數(shù)據(jù)記錄，可以很清楚、直觀地看到茶葉采摘之前經(jīng)歷低溫生長期的時間，對后期茶葉品質(zhì)的鑒別以及茶葉最終的市場定價都起到了較好的參考作用。

2 茶葉氣候觀測站點的具體建設(shè)內(nèi)容

在茶園建設(shè)一個包含多個氣候傳感器的氣候觀測站主要包含選址、布局以及布設(shè)、安裝。經(jīng)過多次現(xiàn)場實地踏勘以及與茶園生產(chǎn)企業(yè)的負責(zé)人進行對接之后，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。如圖1所示，氣候監(jiān)測點的具體硬件內(nèi)容主要包括主機記錄儀、太陽能板、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總輻射傳感器[3]。實時監(jiān)測到的氣候數(shù)據(jù)還將通過無線的接收發(fā)器等元件實時地傳輸?shù)椒?wù)中心的服務(wù)器中，通過預(yù)制好的簡易的數(shù)據(jù)分析軟件將各類數(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方案設(shè)計

紅楓山韻茶園位于清鎮(zhèn)市紅楓湖鎮(zhèn)大沖村，整個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。茶園整體地勢起伏不大，周邊自然環(huán)境良好，毗鄰自然水源保護地——紅楓湖。目前，整個茶園園區(qū)主要作為紅楓山韻茶廠的原料生產(chǎn)園區(qū)，主要栽植的茶樹品種是福鼎大白。茶園的茶樹長勢良好，每年茶葉產(chǎn)量相對較為穩(wěn)定，基礎(chǔ)生產(chǎn)條件優(yōu)越。經(jīng)過這數(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肯定及大批茶葉消費者的青睞。

3.1 觀測點選取

選取紅楓山韻茶園種植面積最大的茶樹品種——福鼎大白較為集中的種植區(qū)域作為主要的觀測的對象。福鼎大白基本上是在整個貴州省內(nèi)種植面積最大的茶樹品種，選取該品種作為觀測對象，相對來說比較具有代表性。此外該觀測點（如圖2所示）的茶園環(huán)境相對來說較為穩(wěn)定，光照較為充足，遮擋物相對較少，對后期的持續(xù)觀測相對較為有利。

3.2 具體觀測內(nèi)容統(tǒng)計

3.2.1 氣候因子監(jiān)測

目前對茶園內(nèi)部進行觀測主要指標(biāo)有葉片濕度（%）、太陽輻射（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)測站每30 min自動記錄得出的數(shù)據(jù)信息。通過與氣候站相配套的軟件可以很清晰地看出茶園各個氣候因子的波動規(guī)律[4]。

3.2.2 茶樹物候信息記錄

主要對茶樹完整一年的物候信息進行記錄。主要包括萌動期、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;花芽出現(xiàn)期，現(xiàn)蕾期，開花期，果實成熟期;休眠期。

3.2.3 農(nóng)事信息記錄

對每一階段對茶園中茶樹所進行的人為農(nóng)事活動進行記錄。主要包括：1）每年的采摘時期、采摘量、市場價格;2）修剪的時期以及采取修剪的方式;3）每一階段對茶樹進行的施肥的品種、用量以及時間點等;4）病蟲害集中暴發(fā)的時間節(jié)點以及采取的何種措施。

3.2.4 整合產(chǎn)出數(shù)據(jù)信息

通過對自動監(jiān)測得到的氣候因子以及在各個不同的時間階段開展的各類農(nóng)事信息進行疊加分析，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]?？梢栽诤笃谥笇?dǎo)茶園生產(chǎn)過程中，在最佳的氣候條件下，分別開展各類不同的農(nóng)事活動。

4 結(jié)語

對茶園的氣候監(jiān)測對于指導(dǎo)茶樹栽植生產(chǎn)以及后期的加工、市場營銷等都具有非常重要的作用。但目前從氣候觀測站監(jiān)測得出來的數(shù)據(jù)仍相對較少，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，并且各項記錄指標(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及規(guī)律，分別制作了適合茶樹生長周期記錄的專用表格，希望能更加詳細、科學(xué)、完整地記錄茶樹整個生長周期的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)。通過長時間的數(shù)據(jù)監(jiān)測與農(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生長發(fā)育的關(guān)鍵性氣候因子，并具有一定的普遍性適用意義。

參考文獻：

[1] 李應(yīng)祥.貴州茶葉發(fā)展現(xiàn)狀及對策探討[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（1）：142-144.

[2] 林磊，任義方，張建飛，等.月季物候觀測站點建立和物候觀測方案設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2018，38（15）：137-138.

[3] 侯玉虹.自動氣象站的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計[J].農(nóng)家科技（下旬刊），2017（2）：303.

[4] 馬增寶，武平，張樹根，等.陜北榆林仁用杏生長物候期與氣候條件觀測研究[J].陜西林業(yè)科技，2011（5）：17-20.

[5] 陳桂鵬，何俊海，蘇小波，等.基于無線傳感器網(wǎng)的茶園環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，

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（責(zé)任編輯：劉昀）