茶園土壤水分散失及保水技術(shù)途徑分析

朱留剛，張文錦

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建 福安 355015）

水分是茶樹生命物質(zhì)的重要組成部分和賴以生長的基礎(chǔ)，茶樹各器官的含水量一般為：根系50%左右，枝干45%～50%，老葉65%～70%，嫩梢75%～80%。水又是茶樹一切代謝、生理生化過程的溶劑和茶樹體內(nèi)原生質(zhì)的重要組成部分，占茶樹活的原生質(zhì)體質(zhì)量的90%以上?？梢娝c茶樹生命活動密切相關(guān)[1]，是茶樹生長環(huán)境中最為重要的因子之一，對茶樹生長發(fā)育、茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的形成有重大意義[2]。

我國茶園主要分布于長江以南的山地和丘陵地區(qū)，該區(qū)水熱資源豐富，生物多樣性高，是農(nóng)業(yè)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，在全國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中占有舉足輕重的地位[3-4]。由于該區(qū)是受季風(fēng)氣候強烈影響的地區(qū)，雖雨熱充沛但存在季節(jié)性與區(qū)域分布不均等制約因素，夏秋季常出現(xiàn)少雨干熱的氣候現(xiàn)象。加之受部分自然、人為因素和經(jīng)濟條件限制，該區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量逐年下降，水旱災(zāi)害頻繁，農(nóng)業(yè)多元素組合優(yōu)勢未能充分發(fā)揮[3-5]，將對未來該區(qū)域農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生制約作用。在自然條件下茶樹所需水分主要靠降水供給，茶樹年生育周期內(nèi)地上部份與地下部分交替生長，在旺盛生長期和采摘季節(jié)需水較多，如若這些時段出現(xiàn)雨水分配不均，且不能及時灌溉和排澇，則常使茶樹遭受水分因子脅迫，造成減產(chǎn)乃至影響茶葉后續(xù)生產(chǎn)。茶樹遭受水分脅迫主要是根系吸水困難或葉片蒸騰速率較高，而水分虧缺對茶葉造成的損失則在所有非生物脅迫中占首位[6-7]。由于水分脅迫對植物的傷害產(chǎn)生的影響及后果較為嚴(yán)重[8-9]，因此，加強茶園土壤水分管理，維持茶樹體內(nèi)正常的水分代謝，十分必要。

1 茶園土壤水分散失途徑

加強茶園水分管理首先得了解茶園水分散失的途徑。茶園土壤水分散失途徑主要有四種：①茶園雨水流失[10-12]。主要是暴雨引發(fā)的地表徑流所致，與茶園地勢、蓄排水系統(tǒng)、種植方式、樹冠覆蓋度、土壤質(zhì)地、含水率、厚度、降雨強度及持續(xù)時間等有關(guān)；②植物蒸騰作用[13-16]。茶園中套間種的作物、樹木、綠肥及各種雜草，在生長過程中都會進(jìn)行蒸騰作用，從土壤中帶走相當(dāng)數(shù)量的水分。蒸騰量因土壤含水率、茶樹生長勢、樹冠覆蓋度和天氣等狀況而異；③地面蒸發(fā)[17-18]。在晴天，大氣相對濕度一般低于茶園地表空氣層相對濕度，且處于不飽和狀態(tài)，因此，土壤中的水分在毛細(xì)管力的作用下，會由下而上經(jīng)表土層不斷散失到地表。而蒸發(fā)量的大小，與土壤裸露面及天氣狀況等相關(guān)。一般裸露面越大，水分蒸發(fā)散失量就越大；反之，則??；在陰雨天，由于空氣濕度較大，土壤因地面蒸發(fā)而損失水分較少。④滲透失水[19-20]。在重力作用下土壤水分會通過孔隙由上而下滲透，然后沿著不透水層由高而低潛移。滲透量一般與土壤質(zhì)地有關(guān)，沙土較大，黏土較小，壤土居中。適度的滲透有利于雨水和灌溉水向下滲透，但若滲透過度，不僅不利水分的保持，而且土壤中的有效養(yǎng)分也會隨之大量流失。

2 茶園土壤保水技術(shù)措施

保持茶園土壤水分的技術(shù)途徑主要體現(xiàn)在兩個方面：一是增強茶園土壤蓄納雨水的能力；二是在不影響茶樹正常生長的情況下，盡量降低土壤中水分的散失。

2.1 減少土壤水分散失

2.1.1 地表覆蓋

人工鋪草是最常用的一種茶園地表覆蓋方式，技術(shù)簡單、效果好，是切實有效保持土壤水分的一種技術(shù)措施。茶園覆草后能夠避免大雨直接擊濺地表土層，減緩地表的徑流速度，延長雨水在地表的滯留時間，增加滲透量，減少茶園水土流失；另外，鋪草可以部分遮蔽陽光尤其是烈日直接照射表層土壤，防止土溫上升得過快過高，從而減少土壤水分的蒸發(fā)損失，保蓄水分使土壤保持濕潤[21-22]。有研究表明：對茶園進(jìn)行鋪草處理，0～20 cm的土壤層內(nèi)土壤含水量提高8.3%～12.6%，地表溫度降低4～8℃，土壤沖刷量減少6～14倍，有機質(zhì)增加0.25%[1]。

2.1.2 條栽密植

茶園實行條栽密植，可以促進(jìn)茶樹較快成長、封行，提高茶園樹冠的覆蓋度，減少水土流失、地表水分蒸發(fā)和雜草生長等。單從保水的實際效果看，雙行條栽優(yōu)于單行條栽，單行條栽又優(yōu)于叢栽，梯臺種植優(yōu)于順坡種植[23-27]。多條栽茶園0～15 cm表土層由于遮陰度大，其含水量比單、雙條栽高，而在15～60 cm根系主要分布區(qū)的土壤含水量較單、雙條栽明顯下降，故在實際生產(chǎn)中多條栽的茶樹在少雨年份易受旱害。因此，對于條栽密植的茶園，在旱季應(yīng)加強茶園灌溉管理[27]。

2.1.3 設(shè)施遮蔭

在干熱的季節(jié)，利用遮陽網(wǎng)等材料對茶樹樹冠層上方進(jìn)行設(shè)施遮蔭，可以顯著降低茶園和土壤的白晝極端最高與平均溫度，增加茶園空氣相對濕度和土壤含水量，從而使茶樹免遭熱旱為害，保障茶樹安全越夏，有助于提高茶葉產(chǎn)量與品質(zhì)[11,21,28]。肖潤林等[18]報道了在高溫干旱季節(jié)使用遮陽網(wǎng)覆蓋茶樹的研究。結(jié)果表明，與未作覆蓋處理的茶園相比，茶園在遮陰處理下葉面溫度、地面溫度和土壤溫度均明顯降低，茶葉新梢的葉綠素、咖啡堿和氨基酸含量大幅度提高，茶多酚含量降低11.6%。張文錦等[29]對夏暑季烏龍茶園進(jìn)行遮陰覆蓋，并對茶樹生理及品質(zhì)的影響進(jìn)行了研究，認(rèn)為適度遮陰可以提高夏暑季烏龍茶產(chǎn)量和品質(zhì)。

2.1.4 中耕除草

伏旱來臨前，適時進(jìn)行5～8 cm的耕鋤，不僅可以清除雜草，減少雜草對水分的消耗，而且可以及時切斷土壤表層中的毛細(xì)管，阻止下層土壤水分繼續(xù)向上運輸，減少土壤水分的蒸發(fā)，增強茶園保水抗熱旱害的能力[30-31]。但是在實踐中，中耕深度和時機要掌握好，在旱情嚴(yán)重或土壤嚴(yán)重缺水的狀況下進(jìn)行耕作，則可能適得其反。中耕最好能夠安排在雨后土壤較濕潤而表土層又處于可耕狀態(tài)時進(jìn)行。

2.2 增強土壤蓄納水能力

2.2.1 增加土壤蓄水容量

首先，選擇蓄水與保水能力較強的土壤建園。沙質(zhì)土有機質(zhì)含量極低，保水與蓄水性能較弱；黏質(zhì)土保水能力較強，但蓄水性能較差；就土壤質(zhì)地和綜合蓄保水能力而言，壤土均明顯優(yōu)于沙質(zhì)與黏質(zhì)土壤，因此在建園時應(yīng)優(yōu)先予以選用。值得注意的是，現(xiàn)有一些茶園尤其是山地茶園有沙化的傾向，原因有兩方面：一是水土流失導(dǎo)致的黏粒土壤減少，使土壤持水性下降；二是表土板結(jié)層未能及時破除，雨水滲透性降低。二者綜合作用，易造成土壤供水能力不足，使得土壤供水面下移。長此以往，將在供水面與地表之間形成干土層，呈現(xiàn)沙化現(xiàn)象[32-33]。因此，在沙質(zhì)土、黏質(zhì)土上建設(shè)的茶園，以及建園后土壤呈沙化趨勢的茶園，需要對土壤進(jìn)行改良修復(fù)。

茶園土壤板結(jié)的預(yù)防和改良可采取的綜合技術(shù)措施[21,34-35]：①行間鋪草覆蓋。構(gòu)建一個松緊適度的草料緩沖層，避免田間管理對地表土層的直接踐踏，延長茶樹行間土壤出現(xiàn)板結(jié)的時間。②耕作疏松土壤。茶園深耕結(jié)合施用有機肥，不僅能夠提高土壤肥力，而且能夠加快土壤熟化，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和松軟肥厚耕作層的形成。③施用生物有機肥等以增強土壤生物活力。茶園中大量施用生物有機肥，能夠改善茶園土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)，改善土壤理化性狀，活化土壤養(yǎng)分，協(xié)調(diào)土壤水氣熱等環(huán)境因子，達(dá)到預(yù)防土壤板結(jié)和改良土壤質(zhì)地，提高茶園土壤肥力的作用。

2.2.2 建園前進(jìn)行全園深翻

全園深翻能顯著提高茶園土壤蓄納水分的能力。一般茶園地建園前的全園深翻不低于60 cm。建園后還要根據(jù)實際情況每年或隔年結(jié)合基肥施用進(jìn)行一次深耕，茶行兩邊輪換交替耕作，以疏松土壤，增加透水性，蓄納盡可能多的降水[32,35]。

2.2.3 提高茶園攔蓄雨水的能力

提高茶園攔蓄雨水的能力對丘陵山地茶園顯得尤為重要，山地茶園應(yīng)完善農(nóng)田水利工程，設(shè)置緩路橫溝、等高梯層、外埂內(nèi)溝，保持梯面適度內(nèi)傾，梯層內(nèi)側(cè)筑成竹節(jié)構(gòu)，努力做到小雨、中雨不出園，大雨、暴雨不沖刷；采用溝狀條栽、適度密植等種植方式，條植方向與梯層的走向保持相對平行；定植后及時在茶行間鋪草覆蓋，防止徑流發(fā)生，以增加雨水滲透時間。如此，不僅能夠提高茶園攔蓄雨水的能力，還可以提高土壤的保水能力[36-37]。

2.2.4 集雨灌溉

充分利用自然降水是緩解乃至解決山地茶園季節(jié)性缺水干旱問題的一條重要途徑。如福建地處東南沿海地區(qū)，年降雨量較大，但季節(jié)性分布不勻，上半年春雨、梅雨連綿，下半年多臺風(fēng)暴雨。在此期間，雨水量往往大于茶園土壤田間持水量，會發(fā)生地表徑流溢出茶園現(xiàn)象，造成水土流失。因此，山地茶園建園時應(yīng)在茶園下方適當(dāng)位置建立若干個蓄水池，以供茶園施肥、噴藥和灌溉之用。一般每10～20畝茶園建一個蓄水池，水池與排水溝相連接，進(jìn)水口處挖設(shè)一個積沙坑，以免池內(nèi)淤積泥沙[32,36]。

2.2.5 發(fā)展生態(tài)茶園

山地茶園要提倡保持“蓋帽層”，以保持山體固有的水脈，防止因“光禿山”而造成水分的過度滲漏耗損。提高茶園道路及周邊環(huán)境中林木的種植比例，在茶園中適度間作套種一些適宜樹種，不僅可以降低茶園中的風(fēng)速，減少日光直接照射時間，增加大氣相對濕度，還能夠保持茶園生態(tài)系統(tǒng)水熱環(huán)境因子的相對穩(wěn)定，從而減少茶樹蒸騰速率和減緩?fù)寥浪值恼舭l(fā)速度，且能夠涵養(yǎng)整個茶園土壤的水分，為茶樹正常生長和產(chǎn)出提供較充足的水分[38]。

3 茶園土壤灌溉

在茶園土壤缺水又將繼續(xù)干旱時，需通過灌溉及時予以水分補充。相關(guān)研究表明[39-41]：在茶樹生長季節(jié)，當(dāng)茶園土壤相對含水量為80%～90%時，新梢葉大質(zhì)厚，生長迅速；低于70%時，茶樹受到不同程度的危害，葉片瘦小，葉質(zhì)薄，對夾葉多，成茶品質(zhì)下降；低于45%時茶苗不能成活。因此，通常把土壤相對含水量70%作為茶園土壤缺水與否標(biāo)志，未達(dá)到此值時土壤即需要補充水分。幼齡茶樹植株根系淺，吸水性能與耐旱力均較弱，對水分的需求較成齡茶樹更為迫切，需要耕作層土壤保持較為濕潤的狀態(tài)。如果遇到連續(xù)高溫干熱的天氣條件，則耗水量更大，應(yīng)更加注意及時補水。

4 結(jié)語

綜上，水分是植物自身生長代謝必需的物質(zhì)基礎(chǔ)，但土壤水分過多和過少時均能對植物產(chǎn)生脅迫效應(yīng)。植物在水分脅迫下，作物的產(chǎn)量和生物量均會有所降低[42]。因此，對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)水分的科學(xué)管理與合理利用進(jìn)行深入研究具有重要意義。對于人類高度經(jīng)營和干擾的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)以及半自然生態(tài)系統(tǒng)用水進(jìn)行研究，為解決自然降水的時空分布不均，避免水分的無序流失及浪費，以及農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營中的水土保持和節(jié)水問題將是今后繼續(xù)研究的重點。茶園作為人類高度經(jīng)營的半自然的復(fù)合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)同樣具有此類問題，基于此，本文綜述相關(guān)茶園土壤水分散失的主要成因及途徑，并對茶園保水的工程技術(shù)措施及茶園土壤灌溉要點進(jìn)行初步分析，以期為茶園土壤水分的科學(xué)管理與合理利用提供理論與技術(shù)基礎(chǔ)。

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