茶园灌溉技术
发表于:2024-12-23 作者:茶香楼
编辑最后更新 2024年12月23日,茶树生长需要的水分,主要靠自然降水供给。我国茶区虽多处在湿润与半湿润地区,但由于地域辽阔,自然地理因子复杂,雨水分布既有地区的差别,也有季节性的不同,即使在同一个月中,分布也捉摸不定,时多时少。例如华
⑴茶园灌溉时期
茶园灌溉的效果高低,虽然与灌水次数与灌溉水量有关,但更重要的还要看是否适时,也就是说要掌握好灌水的火候。我国茶农历来对灌溉有"三看"的经验:一看天气是否有旱情出现,或已有旱象,是否有发展趋势;二看泥土干燥缺水的程度;三看茶树芽叶生长与叶片形态是否缺水。现在人们已在"三看"经验的基础上制定了茶园灌溉的技术指标,进行综合分析,从而科学地确定茶园灌溉的适宜时期。
茶园灌溉的生理指标 茶树水分生理指标能在不同的土壤、气候等生态环境下直接反映出体内水分的实际水平。例如细胞液浓度,新梢叶水势(可用兆帕斯卡Mpa表示)等对外界水分供应很敏感,与土壤含水量和空气温湿度之间具有较高的相关性。如果上午9时前测定,细胞液浓度低于8~9%,叶水势高于-0.5Mpa,表明茶树树体内水分供应较正常,若细胞液浓度达到10%左右,叶水势低于-1.0Mpa,表明树体水分亏缺,新梢生育将会会受阻,这时茶园需要灌溉,及时给土壤补充水分。
茶园灌溉的土壤温度指标 土壤含水量多少是决定茶园是否需要灌水的主要依据之一。由于茶园土壤质地的差异,其土壤的持水特性和有效水分含量变化较大,因此为使不同质地土壤的湿度值具有可比性,一般土壤的湿度指标值应采用两种方法表示:一是采用土壤绝对含水量占田间持水量的相对百分率表示,例如当茶园土壤含水量为田间持水量的90%左右时,茶树生长旺盛;降到60~70%时,茶树新梢生长受阻;低时60%时,新梢即要受到不同程度的危害,因此以茶园根系层土壤相对含水量达到70%时,作为开灌指标;二是采用土壤湿度的能量值,即土壤水势来表示,它可以直接反映土壤的供水能力大小,要比以土壤含水量表示更加适当。当土水势(与土壤吸力绝对值相等,符号相等,符号相反)在-0.01~-0.08Mpa时,茶树生长较适宜。茶园土壤水势可用土壤张力计直接测知,当土水势值达到-0.1Mpa以上时,表示土壤已开始缺水,茶树生长易遭旱热危害,应进行茶园灌水。
茶园灌溉的气象要素指标 主要气象要素加气温、降水量、蒸发量等的变化和茶园水分的消长密切相关。在生产实践中,应密切注视天气的变化与当地常年的气候特点,尤其是在高温季节,参照茶树物候学观察进行综合分析,监视旱象的发生。近年研究认为,当日平均气温接近30℃,最高气温达35℃以上,日平均水面蒸发量达9毫米左右,持续一星期以上,这时对土层浅的红壤丘陵茶园,就有旱情露头,需要安排灌溉。
⑵茶园灌水量
干旱季节茶园究竟需要灌溉多少水量,主要应由该茶园的类型即茶树生育阶段的需水特性与土壤质地来定。适且的灌水定额,既要求灌溉水及时向土壤入渗,又要能达到计划层湿润深度,满足茶树的需水要求。因此在确定茶园灌水定额时,要先确定灌溉前的土壤计划层的储水量,使灌溉前后的储水量总和达到计划层土壤田间持水量的范围。因水分过多会影响透气性,还会产生地表径流和深层土壤渗漏。一般确定茶园适宜的灌水量与灌水周期的方法有三种:
一是由茶园各阶段的日平均耗水量来确定。可采用土壤水分平衡法进行测算。特别是在高温旱季,应以5天左右为期测算自然降水量与茶园耗水量之差额。在气温较低的春旱或秋冬旱期间,以10~15天为期测算土壤水分的亏缺量。在壤土茶园中,当耕层(0~30厘米)土壤缺水近30毫米(相当土水势-0.08Mpa左右)时,就应开灌补水。
二是采用土壤张力计(又称负压计、土壤温度计)法定位鉴测土壤水势的变化,来指示茶园灌溉。使用时,可将张力计埋设在茶园灌溉计划层土壤中,当张力计读数达到600毫米汞柱(相当于土水势-0.08Mpa)以上时,开始灌溉补水,灌至张力计读数指针回到100毫米汞柱(相当于土水势-0.01Mpa)以下时,即停止灌水。用张力计来指示茶园灌溉,既直观又易行。
三是参照茶园的各个参数,采用计算法求得茶园灌水量和灌水周期。由于灌溉方法不同,水分损耗差异较大,例如地面流灌要比喷灌的用水量大,而地下渗灌又比喷灌的用水量省得多。因此,要使茶园土壤计划层内能得到适宜的水分指标,其灌水量还应结合灌溉方法而定。
⑶茶园灌溉方法
衡量茶园灌溉方法的优劣,主要有三个标准:一是看灌溉水的颁均匀程度,以及能否做到经济用水;二是能否做到有利于茶园小生态的改善;三是能否达到提高茶叶产量、品质与经济效益的目的。近年来,在茶区正在推广的喷灌、渗灌、滴灌等灌溉方法,在生产实践中已取得了显著的省水增产的经济效果。
①茶园地面流灌
地面流灌是用抽水泵或其他方式,把水通过沟渠引入茶园的灌溉方式,包括沟灌和漫灌。这是我国茶区传统的灌溉方法,沿革至今,在引水工程方面虽有发展,但灌水方法仍较古老。
沟灌是在茶园行间开沟,不在沟内借土壤毛细管作用,边流动边渗透到茶园土壤根层中,供茶树吸收利用。这种灌水方法,在靠近山塘、水库边的茶园中应用,具有灵活方便特点。与漫灌相比,容易控制灌水量,水土流失较少。
由于茶园分布于丘陵山区,自然地形复杂,为此在进行较大面积的地面沟灌时,要因地制宜地规划与兴建流灌工程。这方面我国茶区具有较丰富的经验,并有不少单位早已建立了规模不等的茶园流灌工程。湖南 江茶场的流灌工程规模较大,提水用的大小机埠就有9处,总吸水量达2500立方米/时,送水渠道总长达26000米,将 江河水引入,可灌面积占全场茶园总面积的70%。也有不少生产单位,因陋就简地修筑临时灌水渠,在山脚边或园边兴建水利渠道,开持之以恒水沟引水灌溉;在多雨季节里,还可利用灌水沟当排水沟,排除茶园积水。
茶园地面流灌工程的内容及其设置技术原则如下:
水源和提水机埠:利用水库、河川、山塘、井泉等为水源,并与渠、沟相连组成自流灌溉网。提水机埠位置应设在提水方便,地势居高,有利于缩短主、支渠道为原则。当水位过低或地形复杂时,可采用2~3级的提水机埠,并要有可靠的动力设备。
输水渠道:分为主渠和支渠,是用于承接提水机埠的出水,并将其引进茶园,其断面大小、建筑参数和结构,应由灌溉需水的流量、地形特点来决定。输水主渠的位置,在水泵扬程范围内,应尽量提高,使茶园基本上置于自流灌溉的范围内。由于地形地势的变化,主渠和支渠的形式可分为明渠、暗渠(埋在地中)和拱渠(抬高在地面上)三种。若需用渠道连接两个山头,还需建造造渡槽或倒虹吸管。在建造中,明渠的深度应大于宽度,渠底还应有一定的倾斜度(比降为0.3~0.5%),以减少水流损失,使水流速度适中。
园内灌水沟:分为主沟和支沟。在山坡茶园中的主沟,起连接支渠与园内支沟的作用,开设与建筑时要尽量与斜形缓坡园道相结合,以减缓水速,防止水土冲刷。为便于茶园机械操作,部分主沟应开设成暗沟。支沟是直接引水进入茶树行间的灌水沟,在山坡茶园中和主沟斜交相接,应与茶行平行。
凡有水源的茶区,干旱季节都可采用地面自流沟灌。但这种灌溉方法,存在着用水量大,灌水分布不匀等缺点,因此,除合理规划与兴建有关自流工程外,还必须在汉灌中掌握以下几点灌水技术。
首先,灌水流量的大小,应按水流情况与土壤条件,灵活掌握。一般在坡降和栽培条件相同的情况下,沟长的流量应大,反之,沟短的流量小此;地面坡降较大,流量要小,坡降平缓的需加大流量;沙性土壤渗水快,流量应适当加大,重壤土和粘土渗透慢,济量要小些。总之应控制在既可浸湿茶树根际土层,又不致产生地表冲刷与地下渗漏为度,使茶行首尾土壤受水均匀,减少水量损耗。
其次,灌水前在茶行一侧开沟(或隔几行开沟),灌水沟与追肥沟的要求基本一致,沟深10厘米,宽20厘米左右。引水灌溉后,将沟覆土填平或铺草覆盖,以减少水分蒸发。
另外,梯级茶园沟灌时流量要小,将水由上而下逐级栏阻进入梯层内侧的水沟内。灌溉茶树,切忌让水漫流梯面,避免水土流失,破坏梯壁。平地茶园的自流沟灌,可直接将水引入灌溉沟进行流灌,较简单易行。
60年代以来,沟灌已有一些新的改进,例如,在地势较平坦的茶园中,可采用直径30厘米的塑料(或薄壁金属)粗管,代替输水渠或主沟。管上按茶行行距开设出水孔,孔上设开关,调节水流量。灌水时将管道铺设园内,灌完后再收回,此法操作方便,简单易行,已在部分茶园应用。
在水源丰富的地区,直接将水引入茶园,让水在地面逐渐漫布全园,此为漫灌。漫灌水量较大,容易造成水土流失,或使土壤积水、结构变劣。所以长期漫灌,对茶树生长不利,在茶园中就尽量避免采用。
②茶园喷灌
自70年代开始,我国开始兴起茶园喷灌。生产实践证明,喷灌是一种较先进的茶园灌溉方法。
茶园喷灌系统主要由水源、输水渠系、水泵、动力、压力输水管道及喷头等部分组成。并按组合方式分为移动式、固定式和半固定式三种类型。移动式喷灌系统由动力设备、有压输水管道和喷头组成,设置在有水源的茶园。机组可用手抬,也可用手推车式,具有使用灵活,投资少,操作简便,利用率高等特点。但转运搬动多,较费时。固定式喷灌系统,除喷头外,均固定不动,其干、支管道常埋设在茶园土层内,由水源、动力机和水泵构成泵站,或利用有足够高度的自然水头,与干、支管道组成一套全部固定的喷灌系统。喷头装在与支管连接的竖管上,可作圆形或扇形旋转喷水。如果面积较大,需要配备几组喷头,循环分组轮灌。它操作简便,节省劳动,生产效率高,便于配套自动控制灌溉。适于灌期长的茶园和苗圃应用,但所需设备管材较多,投资较高。半固定式喷灌系统,干管埋设地下,采用固定的泵站供水或直接利用自然水头。支管、竖管与喷头可以移动,用支管的接头与干管的顶留阀门连接,进行田间喷灌作业。
喷头是喷灌系统的重要组成部分,喷头的技术性能通常以工作压力、喷水量、射程、平均喷灌程度、喷灌均匀度、水滴直径(雾化程度)和自转速度等指标来表示。喷头的种类很多,如按其工作压力和射程大小可分三种:
一是低压喷头:工作压力1~3公斤/平方厘米,喷水量<10立方米/小时,射程<10米;
二是中压喷头:工作压力3~5公斤/平方厘米,喷水量10~40立方米/小时,射程20~40米;
三是高压喷头:工作压力>5公斤/平方厘米,喷水量>40立方米/小时,射程>40米。
按照喷头的结构型式与水流性头,又可分为旋转式(也称射流式)、固定式和孔管式三种。
在茶园喷灌中,多采用低压和中压喷头,其中以旋转式的摇臂喷头应用较多。如 型, 型和 50型等喷头较适用于茶园喷灌。因为这些喷头都属于中、近射程,消耗能量少,喷不性能与茶园所要求的喷灌技术较适合,喷灌质量较好。
茶园喷灌与地面灌水方法相比,可使灌水量分布均匀,可省水50%以上,水的利用率达80%左右。 其次,喷灌可改善茶园小气候,促进茶树生育,经济效益较高。同时,喷灌机械化程度高,适应地形能力强,因此可成倍地提高工效。此上,喷灌系统还可提高土地利用率达10%左右,如果配合喷施根外追肥、化学农药除草剂等可发挥其综合利用效益。
但喷灌也存在在一些缺点,例如受风的影响较大,一般3级以上风力,部分水滴易被风吹移;当空气高温低湿时,水滴在空中蒸发损失可达10%左右;喷灌需要机械设备较多,尤其是固定式喷灌系统,一次性投资较大。
茶园喷灌虽优点较多,但要发挥它的优势,必须精心规划,因地制宜地作好技术设计,在选用与确定各类型的喷灌系统时,既要根据当地的水力资源和动力设备条件,又要考虑经济效果。在具体运用中除了做到适时、适量外,还要掌握如下的技术要求:
首先,喷水的雾化程度要适中,水滴直径以2毫米为宜,可不致对茶叶与土壤产生过强的冲击。
第二,喷灌面上的水量分布要力求均匀,这就要求喷头的组合喷洒均匀系统应在80%以上。
第三,各种喷灌系统在使用中应制定必要的规章制度,遵守操作规程,定期维修保养。 此外,旱季茶园喷灌要与增施肥料,及时采摘等肥培管理措施密切配合。充足的水分可以充分发挥肥料效应,促进茶树生长旺盛;而及时采摘,既可多收,又可保证茶叶质量。
③茶园渗灌
涌灌又称地下灌溉,是将灌溉水由输水渠送入地下管道(暗道),通过管道的透水也,使水借土壤的毛细管作用,向根系活动层上、下、左、右浸润,供茶树吸收利用的一种灌水方法。由于渗灌可与施用液肥结合,因此又可称为管道施肥灌溉系统。据广东省红星、汶塘等茶场和湖南省农业科学院茶叶研究所的应用实践表明:茶园应用管道渗灌施肥,能及时适量地将水肥均匀地直接送达根系,供其吸收利用,与等量肥料沟施相比,可增产茶叶15%,具有明显的节约用水、提高肥效以及保持土壤结构的优点。主要缺点是一次性投资较多,平时如有故障,修理不便。
建茶园渗灌系统时,平地或缓坡茶园,可隔行建管,留一行便于深翻改土。管道应埋设在茶行中间,深度以40厘米左右为宜。建管的沟道坡降要小,约为1/1000。若茶行首尾高差超过60厘米时,需作管道降级处理。管道降级埋设时,管尾须适当提高,在后方可下降,以保灌水时前段能灌满。管道内径7~10厘米为宜,不能过小。管上的透水孔一般在4~6毫米,呈梅茶形颁。为防止管道及透水孔的堵塞,需采取多层过滤,如设置肥水贮备池、沉沙并及其过滤网,并提高管道透水孔的位置。
茶园渗灌,要与沉沙井、排气筒、肥水贮备池、输水渠等相配套。
使用茶园渗灌时,只需插好截流闸板,打开泄水柜开关,就能使水而着输水渠流进渗水管道,按管道顺序进行茶行灌水。广东汶塘茶场的经验,一般茶园开沟施化肥每亩约需一个工,而采用管道渗施,只需两人操作,一天可完成60亩,并便于田间管理与机械操作,一天可完成60亩,并便于田间管理与机械操作,省工省时又省地。特别是在干旱季节,茶园渗灌施肥,既能抗旱,又提高了水肥利用率,可见渗灌是茶园取得高产优质的重要技术措施,发展潜力较大。
④茶园滴灌
所谓滴灌,顾名思义即滴水灌溉。将灌溉水(或液肥)在低压力作用下通过管道系统,送达滴头,由滴头形成水滴,定时定时地向茶树根际供应水分和养分,使根系土层经常保持适宜的土壤湿度,能提高茶树对水分与肥料的利用率,从而达到省水增产的目的。
滴灌系统主要由枢纽、管道和滴头三部分组成。枢纽包括动力、水泵、水池(或水塔)、过滤器、肥料罐等。管道包括干管、支管、毛管以及一些必要的连接与调节设备。干、支管多采用高压聚氯乙烯塑料制成,管径为25~100毫米,毛管是最末一级管道,一般用高压聚乙烯加炭黑制成,内径为10~15毫米,其上安装滴头。滴头是滴灌系统中的重要组成部分,用量最多。适合茶园应用的部分国产滴头与性能如下:
管式滴头:属长流道类型,聚乙烯制成,流量为2.0~5.0公升/小时,工作压力为1.2公斤/平方厘米。
螺帽式滴头:为孔口式,属短流道型,材料是高压聚乙烯,流量为2公升/小时,压力为1.2公斤/平方厘米。
龟形滴头:多孔式,属短流道型,材料为低压聚乙烯,流量为7.4公升/小时,工作压力1.2公斤/平方厘米。
发丝滴头:属长流道型,材料是软聚氯乙烯,流量为3公升/小时,工作压力1.2公斤/平方厘米。
我国在80年代初先后引进部分滴满足成套设备,在茶园进行试点应用。杭州茶叶试验场等单位的滴灌试验表明,它具有明显的增产提质与节水的效果,并取得了一定的经验。
茶园滴灌系统的设计,枢纽部分应尽量高在中心位置,这有昨缩短输水距离与控制较大的滴灌面积。采用移式滴灌系统,即将枢纽部分和主管道固定,而将毛管与滴头移动,轮流灌溉,可提高设备利用率,降低投资成本。在有条件的地方,可以利用自然水头落差或在高处修建水池、水塔进行滴灌。滴灌管道的布置,一般支管道与主管道垂直,毛管分布在支管两侧。
茶园滴灌有利于节省用水量,在旱热季节,滴灌水的有效利用率可达90%以上,比沟灌省水2倍左右。同时,茶叶增产效果明显,有利于品质改善的内含物成分增加,另外滴灌消耗能量少,适用于复杂地形,又能提高土地利用率。滴灌的主要缺点是滴头和毛管容易堵塞;材料设备多,投资大,田间管理工作较繁琐。目前我国茶园滴灌应用较少,尚处试验阶段,有待总结提高。
茶园
灌溉
土壤
喷灌
管道
茶树
水分
喷头
系统
方法
流量
滴头
较大
水势
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