廣西茶葉高效節(jié)水灌溉制度研究

趙海雄 李新建 韋峻

摘要 為探討茶葉的高效節(jié)水灌溉制度及灌溉定額，設(shè)計4種不同灌溉方式及不同梯度灌溉定額進行田間試驗。結(jié)果表明：最優(yōu)灌溉定額為1 500 m3/hm2;最佳灌溉效率的灌水時期及次數(shù)為：春梢期灌水4次，夏梢期灌水3次，秋梢期灌水4次，冬梢期灌水2次，全生育期總灌水13次。

關(guān)鍵詞 茶葉;灌溉制度;高效節(jié)水

Abstract In order to study the efficient and watersaving irrigation system and irrigation quotas of tea， four kinds of irrigation modes and different irrigation quotas were designed for field test.The results of test demonstrated that the optimal irrigation quota was 1 500 m3/hm2.The optimal irrigation period and times of irrigation efficiency were as follows： 4 times of irrigation in spring shoot， 3 times of irrigation in summer shoot， 4 times of irrigation in autumn shoot， 2 times of irrigation in winter shoot， and 13 times of irrigation in the whole growth period.

Key words Tea;Irrigation system;Efficient and watersaving

廣西是紅茶、綠茶、青茶（烏龍茶）生產(chǎn)最適宜地區(qū)之一，現(xiàn)有茶園3萬hm2，年產(chǎn)茶葉1.96萬t，單位產(chǎn)量位居全國前列。但是，95%以上茶園沒有灌溉設(shè)施，對茶葉的灌溉技術(shù)、灌溉方式與灌溉制度的研究至今沒有形成系統(tǒng)的理論。目前高效節(jié)水灌溉技術(shù)[1]雖然在小麥[2]、玉米[3-4]、棉花[5-6]、水稻[7]、甘蔗[8]等方面有大量研究，但在茶葉[9]上的研究較少，在廣西地區(qū)幾乎是空白。根據(jù)廣西茶葉種植區(qū)的氣候特點及茶樹各生長期生理需水的特點，對種植面積較大的茶園進行灌溉方式、灌溉定額以及灌水制度研究，初步篩選出適合廣西茶葉生產(chǎn)的最佳灌溉方案，以期為茶葉生產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)提供理論依據(jù)。

1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)北部，三江縣八江鄉(xiāng)布央村，試驗區(qū)4.0 hm2，采用大田法開展試驗。試驗地建設(shè)有較為完善的灌溉試驗區(qū)、試驗區(qū)管理房和自動化灌溉系統(tǒng)。

2 試驗方法

2.1 試驗區(qū)茶葉生育期劃分 2014—2018年在三江進行試驗，生育期劃分具體如下：春茶3月11日至5月10日，夏茶5月11日至9月20日，秋茶9月21日至11月30日，冬茶12月1日至次年3月10日。

2.2 茶葉需水量及蒸騰量測定

采用大田法測量茶葉需水量及棵間蒸發(fā)量和葉面蒸騰量。在茶葉主要生育期設(shè)置適宜的土壤含水量上下限和適宜濕潤層深度（表1），用TDR水分測定儀每隔5～7 d監(jiān)測根際10、20、30、40 cm 4個深度層次的土壤含水量，當土壤水分接近或降至各時期設(shè)定的土壤含水率的下限時，根據(jù)灌溉定額公式計算所需的灌水量，用滴灌帶進行灌溉補水，以控制土壤水分含量在試驗設(shè)定的區(qū)間內(nèi)。

2.3 不同灌溉方式及灌溉定額試驗設(shè)計

試驗地面積約4.0 hm2，試驗地劃分12個長60 m，寬56 m，面積約0.33 hm2的小區(qū)。小區(qū)中間預(yù)留一條寬1 m的便道，方便通行，在道路兩側(cè)布置灌水管網(wǎng)[10]。

采用滴灌、微噴、噴灌、無灌溉（CK）對照4種灌溉方式進行試驗，分別設(shè)計15個處理小區(qū)。每個小區(qū)再劃分20個長14 m、寬13 m面積為166.67 m2的試驗小區(qū)，每個小區(qū)兩側(cè)最外邊一行為保護行，進行小區(qū)隔離與區(qū)分[11]。

灌溉定額處理水平3種（750、1 500、2 250 m3/hm2），分別在茶葉生長過程的春梢期、夏梢期、秋梢期、冬梢期處以不同的灌水次數(shù);各處理隨機排列，每個處理設(shè)3次重復(fù)共136次（15×3×3=135+CK），在試驗小區(qū)中隨機排列。每個小區(qū)兩側(cè)最外邊設(shè)置有保護行，進行小區(qū)隔離與區(qū)分。

2.3.1 試驗區(qū)灌溉設(shè)備布置。

根據(jù)茶葉的種植規(guī)格（行距1.2 m）及場地實際情況，采用滴灌、微噴、噴灌、無灌溉（CK）對照4種灌溉方式，灌溉設(shè)備按照茶樹種植規(guī)格進行相應(yīng)布置，設(shè)置3種灌溉定額處理水平。

2.3.2 最佳灌水次數(shù)的確定。由“2.3.1”試驗結(jié)果得出的結(jié)論，設(shè)定灌溉定額為1 500 m3/hm2的前提條件下，分別設(shè)計全生育期灌水次數(shù)為6、8、9、10、11、12、13次不等的處理結(jié)果，根據(jù)各項生理指標及產(chǎn)量結(jié)果篩選出各生育期及全生育期的最佳灌水次數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 茶葉需水量與需水規(guī)律成果分析

由圖1可知，茶葉需水量曲線呈現(xiàn)生長前、后期兩頭較低、生長中期較高，整體上呈“單峰”曲線的趨勢變化。在茶葉各主要生育期中，夏梢期需水量最高，占全生育期的53%～63%;秋梢期需水量次之，占全生育期的14%～24%;春梢期和冬梢期需水量較低，春梢期占全生育期的10%～14%，冬梢期占全生育期的9%～13%。因此，夏梢期應(yīng)加大灌水量，以促進茶葉的增產(chǎn);春梢期、秋梢期及冬梢期可以適當控水，以提高水分的利用效率。

3.2 不同灌溉方式及定額灌溉結(jié)果分析

3.2.1 不同灌溉方式和灌溉定額對茶葉新梢生長發(fā)育的的影響。由表2可知，高效節(jié)水灌溉能促進茶葉新梢生長，提高茶葉新梢的鮮度，達到壯芽提高茶產(chǎn)量的效果。無灌溉處理茶葉平均發(fā)芽密度370個/m2、平均百芽重4.9 g。在灌溉條件下，滴灌1 500 m3/hm2可以提高茶葉平均發(fā)芽密度77個/m2、平均百芽重增加1.2 g;微噴1 500 m3/hm2可以提高茶葉平均發(fā)芽密度118個/m2、平均百芽重增加1.1 g;噴灌1 500 m3/hm2可以提高茶葉平均發(fā)芽密度52個/m2、平均百芽重增加1.0 g。其中，各處理以微噴1 500 m3/hm2處理綜合效果最佳。

3.2.2 不同灌溉方式和灌溉定額對茶葉生化成分的影響。由表3可知，與不灌溉相比，滴灌1 500 m3/hm2條件下茶多酚含量高0.4%、氨基酸含量高0.13%;微噴1 500 m3/hm2條件下茶多酚含量高0.6%、氨基酸含量高0.11%;噴灌1 500 m3/hm2條件下茶多酚含量高0.4%、氨基酸含量高0.07%。3種灌溉方式對比，均以1 500 m3/hm2定額條件下茶多酚和氨基酸含量最高，且以微噴1 500 m3/hm2處理綜合效果最佳。

3.2.3 不同灌溉方式和灌溉定額對茶葉產(chǎn)量的影響。

由表4可知，不同灌溉方式下茶葉產(chǎn)量最高為微噴，其次為滴灌，最低為噴灌。有灌溉均比無灌溉產(chǎn)量高。無灌溉處理茶葉平均產(chǎn)量為4 530 kg/hm2。在灌溉條件下，滴灌1 500 m3/hm2可以提高茶葉平均產(chǎn)量2 280 kg/hm2;微噴1 500 m3/hm2可以提高茶葉平均產(chǎn)量2 790 kg/hm2;噴灌1 500 m3/hm2可以提高茶葉平均產(chǎn)量1 695 kg/hm2。

3.2.4 不同灌溉方式對茶葉水分生產(chǎn)率的影響。由表5可知，不同灌溉方式下的茶葉水分生產(chǎn)率相差不大。灌溉定額750 m3/hm2的水分生產(chǎn)率低于灌溉定額1 500和2 250 m3/hm2。同一灌溉技術(shù)與灌溉制度的灌溉效率中，灌溉定額在1 500 m3/hm2的效率高于灌溉定額為750、2 250 m3/hm2，不同灌溉技術(shù)與灌溉制度的灌溉效率最優(yōu)灌溉定額為1 500 m3/hm2。

3.3 不同灌溉方式、不同灌水次數(shù)試驗結(jié)果分析

3.3.1 不同灌溉方式和灌水次數(shù)對春梢期茶葉的影響。

由表6可知，試驗結(jié)果顯示春梢期灌3～4次的平均發(fā)芽密度和百芽重均高于灌水5次處理。不灌水或灌溉5次使土壤環(huán)境不利于茶葉生長。因此，在此期間只要保持土壤潤濕的狀態(tài)即可。

3.3.2 不同灌溉方式和灌水時期對夏梢期茶葉的影響。由表7可知，夏梢期灌水2～3次發(fā)芽密度和產(chǎn)量均高于不灌溉處理。

3.3.3 不同灌溉方式和灌水時期對秋梢期茶葉的影響。由表8可知，秋梢期灌4次百芽重和產(chǎn)量均比不灌溉或灌溉3次表現(xiàn)好。秋梢期是茶葉盛產(chǎn)的中后期，而此期天然降雨又相對減少，茶園對水分的需求量大，在此期間要保持土壤濕潤的狀態(tài)，充分滿足茶葉需水可以獲得高產(chǎn)。

3.3.4 不同灌溉方式和灌水時期對冬梢期茶葉的影響。由表9可知，進入冬梢期不論灌溉還是不灌溉，茶葉的產(chǎn)量都較低，原因是寒冷的季節(jié)茶葉生長緩慢。在廣西冬旱時有發(fā)生，水分過少，茶葉容易枯老;灌溉過多會浪費水資源，增加生產(chǎn)成本。因此，采取灌水2次的方案，既能保證冬梢期茶葉的增產(chǎn)又能防止茶樹枯老。

不同灌溉方式、灌溉時期及灌溉次數(shù)組合中，茶葉全生長期的適宜灌水次數(shù)為13次，分別為春梢期4次、夏梢期3次、秋梢期4次、冬梢期2次。

綜上所述，發(fā)展茶葉高效節(jié)水是提高茶葉灌溉效率的有效途徑。在滿足茶葉真實需水量的條件下，如何將茶葉增產(chǎn)提高到最大限度，仍是需要努力的方向。

參考文獻

[1] 吳衛(wèi)熊，張廷強，何令祖，等.滴灌條件下山區(qū)典型土壤水分運移規(guī)律分析[J].節(jié)水灌溉，2017（2）：5-8.

[2] SUN Z Q，KANG Y H，JIANG S F.Effect of sprinkler and border irrigation on topsoil structure in winter wheat field[J].Pedosphere，2010，20（4）：419-426.

[3] 劉洋，栗巖峰，李久生.東北黑土區(qū)膜下滴灌施氮管理對玉米生長和產(chǎn)量的影響[J].水利學(xué)報，2014，45（5）：529-536.

[4] 韓小龍，周立華，鮑子云.寧夏引黃灌區(qū)玉米噴灌技術(shù)模式集成與示范應(yīng)用[J].寧夏工程技術(shù)，2014，13（2）：148-150.

[5] 張瓊，李光永，柴付軍.棉花膜下滴灌條件下灌水頻率對土壤水鹽分布和棉花生長的影響[J].水利學(xué)報，2004，35（9）：123-126.

[6] 何雨江， 汪丙國，王在敏，等.棉花微咸水膜下滴灌灌溉制度的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010，26（7）：14-20.

[7] 畢俊國，譚金松，張安寧，等.灌溉量對節(jié)水抗旱稻產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報，2019，35（3）：7-10.

[8] 李新建，梁梅英，粟世華，等.廣西糖料蔗滴灌方式下不同灌溉定額效益成果分析[J].廣西水利水電，2015（1）：8-10，13.

[9] 鄒戰(zhàn)強，陳子平，呂曼，等.茶葉需水量與灌溉制度研究[J].廣東水利水電，2018（11）：59-62.

[10] 黃慧.廣西糖料蔗小管出流灌溉方式不同灌溉定額研究成果分析[J].廣西水利水電，2015（1）：5-7.

[11] 李新建，覃士合，羅維鋼，等.廣西糖料蔗溝灌灌溉方式不同灌溉定額研究成果分析[J].廣西水利水電，2015（1）：1-4.