水肥对茶树的生长以及产量和品质会产生巨大的影响,国内外对水肥一体化条件下的茶树需肥需水规律进行一定的研究,但和其他作物相比还相差甚远,因此应当加大茶园水肥一体化研究进展。笔者通过对茶园水肥相关研究基础上,以及存在的一些现状进行了研究分析,并给出了一些发展建议,以期在茶园水肥一体化的研究发展提供理论支持,加快我国农业新旧动能转换。
茶树是主要的经济作物,地域种植复杂,在暖温带、亚热带、边缘热带均有分布,最西在西藏自治区北林,最北在山东威海荣成。在实际的茶树生长过程中由于地形、湿度、营养元素等原因,存在着水资源和肥料浪费严重的情况,使得茶树出现减产、降质、病害多发的问题。要解决这些问题就需要因地制宜的利用水肥耦合效应,运用茶园智能水肥一体化技术充分提高水肥利用率。
水肥一体化技术最早是由以色列人发明并在其国家农业灌溉上迅速发展和普及使用。我国起步较晚,自20世纪70年代我国才开始试验和使用水肥一体化技术,当前我国水肥一体化技术已经应用于多种粮食农作物、各种果树、茶树、蔬菜、花卉等作物上。水肥一体化,即水肥耦合,是指在作物生产的过程中根据作物的需肥需水规律把水与化肥通过一定的比例进行混合,再由铺设在田间的滴灌管道缓慢均匀的送至作物根部。这样可以实现水肥同步到达,让种植户以最低的成本获得更好作物品质以及更高的经济效益。同时水肥一体化也将加快我国农业的发展,减少水资源的浪费以及对自然环境的污染,是具有重大战略意义的,并促进我国农业新旧动能转化以及加快乡村振兴战略的进展。
研究现状分析:
1.茶园水肥一体化发展现状
茶树属于重要的经济型作物,它与大豆、玉米、小麦等粮食作物有所不同,茶树在生长期内对温度、湿度、营养元素以及光照的要求极高,不适宜的因素都有可能会使茶树出现病虫害的几率增加,尤其是湿度和施肥情况对茶叶的产量和质量影响最大,严重的情况下还会导致茶树生长不良等一系列问题。
为了有效降低这一问题的出现,国内外相关专家学者也都相继进行了大量研究探索工作,在中国知网进行检索关键词:茶园、灌溉,检索结果显示共计各类文章130篇(截止至2019年3月),并对检索的结果进行分类。可以明显看出,目前我国茶园水肥一体化还处在发展阶段,对水肥一体化的系统研发建设较少,而相对于综述介绍类文章较多,所以应当加强水肥一体化技术在茶园的应用发展。在中国知网中分别检索与黄瓜、番茄、苹果、玉米、小麦、茶树在水肥一体化方面的研究文献数量进行对比可知在茶树水肥一体化应用与其他作物相比研究有着较大的差距,我们应当加快茶园相关水肥一体化研究,且应当注重研究茶园中茶树的需水需肥规律,通过借鉴其他已经相对成熟的水肥技术,来探索研究茶园水肥一体化最优管理模式,向茶园智能水肥一体化发展。
2.茶园现行施肥模式
在茶园施肥方面我国茶园施肥往往是采用“一基三追”的施肥模式,这种施肥方式存在着操作复杂、水肥流失、人工费较高等一系列问题。南方茶园种植地多为丘陵和山区地带,由于地形复杂以及技术装备问题,常存在水土流失问题。总的来说,水肥一体化技术在茶园应用上还不成熟,大多茶园主要是采取传统的灌溉方式,这种方式对茶树的生长以及茶叶的质量会有巨大的影响,因此我国茶园现行是施肥模式是存在一定弊端的。
3.水肥一体化对茶树生长、茶叶产量及质量的影响
茶树在生长的过程中水与肥料是诸多因素最为重要的也是最易控制的两个关键问题,经过实验的研究探索得出土壤-空气-水通过对各种作物的生长影响起到了决定性的作用。通过化肥减施和配施有机肥改善土壤质量,试验了水肥配比对茶叶产量以及质量的影响,结果得出适量比例肥液混合的茶叶产量明显增加。
在田间以盆栽的‘乌牛早’茶树为试验对象,在试验中采用“311-B”D饱和最优设计和建立三元二次多项式方程,来研究了茶树生长过程中肥料以及灌水量之前的联系,结果表明N、P、水3个因素对茶树生物产量的耦合效应显著,其中每个因素单独的作用效应顺序为N(x1)大于水(x3)大于P(x2);每个因素交互作用效应顺序为:N水大于P水大于NP。
山东青岛的两个茶园试验基地,做了两组对照试验,试验结果表明水分利用率较高的一组茶叶产量对比增加12%~13%。营养元素的吸收效率是影响茶树生长和发育的关键因素,茶树具有明显的喜铵特性,研究表明茶树对NH+4-N的吸收利用明显大于其他营养元素,因此水肥耦合效应在茶树的生长发育过程中起到了至关重要的作用。
4.水肥一体化对茶树吸收利用水肥的影响研究现状
经研究试验了不同地表覆盖对茶树吸收养分以及水分的影响,结论表明地表覆盖模式可提高水分的吸收利用率以及养分吸收并且在土壤中有机质、碱解氮、硝态氮、氨钛氮等物质含量明显增高,提高了土壤肥力,叶面中的硝酸还原酶含量明显增加,有效地促进了茶树的生长。在研究不同施肥方式及肥料对幼龄茶树生长及主要生化成分含量的影响时,通过对比试验得出以下结论:使用复合肥比单纯使用尿素处理效果更加。通过沟施复合肥直接抛撒效果更好,可以有效增加茶树根和茶叶中的N、P、K含量,为茶树生长和内含物质代谢合成提供物质基础。试验了茶园间作高杆绿肥对茶树光合特征的影响,通过使用光合仪对茶树1号进行不同刈割处理后,结果表明适度调控光照强度以及合适的水肥溶液配比的施用,有利于茶树净光合速率的提高,能够有效促进茶树的生长。
5.水肥一体化对茶树茶叶产量的影响及数学模型研究现状在对微喷灌、滴灌、地面灌溉等灌溉方式,通过试验研究了它们对茶叶生产的影响,从灌溉方式对茶树新梢的生长方面来说,节水灌溉可加深叶色,增加芽头密度和百芽重;从对茶叶生化成分方面来看,节水灌溉相比于地面灌溉能产量明显增加,增产幅度为5.34%~6.70%;从茶叶经济效益来看,节水灌溉茶园较地面灌溉茶园可增加纯收入2092.2~372.0元·hm-2;茶园使用节水灌溉技术,节水率为33.33%~50.00%。
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